DE1251877B - Vorrichtung zum Erzeugen von Röntgen strahlen - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. Cl.:

H05g

Deutsche Kl.: 21g -20/01

Nummer: 1251877

Aktenzeichen: M 67631 VIII c/21 g

Anmeldetag: 15. Dezember 1965

Auslegetag: 12. Oktober 1967

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Erzeugen von Röntgenstrahlen hoher Energie für industrielle und medizinische Zwecke (z. B. Therapie), mit einer mit hoher Spannung betriebenen Röntgenröhre, die in einem abgeschlossenen, mit einem Strahlenaustrittsfenster versehenen Gehäuse angeordnet und von gasförmigem Schwefelhexafluorid als Isolations- und Wärmeübertragungsmittel umspült wird.

Derartige Vorrichtungen sind bekannt. Bei ihnen ist die Röntgenröhre in einem Metallgehäuse untergebracht, das mit einem Strahlenaustrittsfenster versehen ist und auf Grund behördlicher Vorschriften geerdet werden muß, was bei den hohen, hier in Betracht kommenden Anodenspannungen selbstverständlich wichtig ist. Da ferner die von der Röhre aufgenommenen Leistungen bei solchen Strahlern sehr hoch sind, muß weiterhin für eine ausreichende Wärmeabfuhr gesorgt werden. In den meisten Fällen wurde hierbei als strömendes Kühl- und Isolationsmittel ein gereinigtes Öl benutzt.

Die Verwendung von Öl als Isolationsmittel läßt das Gewicht der Vorrichtung verhältnismäßig hoch werden, was besonders bei Röntgenstrahlern für die Materialuntersuchung als nachteilig zu werten ist. Derartige Vorrichtungen sind daher schon häufiger mit Gasisolation ausgeführt worden, wobei Schwefelhexafluorid als Isolations- und Wärmeübertragungsmittel benutzt wurde.

Es hat sich aber gezeigt, daß dieses Gas besonders bei mit Gleichspannung betriebenen Röntgengeräten nicht ohne weiteres verwendet werden kann, denn bei Versuchen hat sich ergeben, daß das Glas des Röntgenröhrenkolbens aus zunächst unerklärlichen Gründen eine Schädigung erfuhr, die bei den hier in Betracht kommenden hohen Spannungen zunächst zu Gleitentladungen und schließlich zu Überschlägen führte. Deshalb ging man zunächst von der Verwendung dieses Gases wieder ab und ersetzte es durch einen Feststoffisolator.

Schwefelhexafluorid ist jedoch als Isolator und Kühlmittel verwendbar, wenn erfindungsgemäß der Glaskolben der Röntgenröhre mit einem Überzug aus einem elektrisch isolierenden, von Flußsäure nicht angreifbaren Werkstoff versehen ist, der eine Berührung zwischen dem.Glaskolben und dem Schwefelhexafluorid verhindert.

Versuche haben gezeigt, daß bei einer derart ausgestatteten Röhre, bei der das Nutzstrahlenbündel durch den Glaskolben hindurch austritt, nach längeren Betriebszeiten keinerlei nachteilige Veränderungen festgestellt werden konnten, obwohl eine gleichartige Vorrichtung zum Erzeugen von Röntgenstrahlen

Anmelder:

C. H. F. Müller G. m. b. H.,

Hamburg 1, Alexanderstr. 1

Als Erfinder benannt:
Werner Berends, Hamburg

Anordnung, bei der der Röhrenkolben keinen Lacküberzug aufwies, nach kurzer Zeit praktisch völlig unbrauchbar geworden war.

Zur Erklärung dieser günstigen Wirkung der Erfindung sei angeführt, daß im Schwefelhexafluorid, wenn es mit hohen Röntgenstrahlenintensitäten durchstrahlt wird, ein Crackprozeß stattfindet. Dabei bildet sich das sehr aggressive Gas Schwefeltetrafluorid, und das frei werdende Fluor geht mit Bauteilen des Röhrenschutzbehälters, die Wasserstoff enthalten, eine Verbindung ein, so daß sich Flußsäure bildet. Diese greift naturgemäß das Glas der Röhre stark an und setzt dessen Leitfähigkeit stark herab, so daß Gleitentladungen stattfinden und schließlich Überschläge auftreten.

Eine andere Erklärung dieser günstigen Wirkung der Erfindung besteht darin, daß der Glaskolben durch den Epoxydharzüberzug abgedichtet wird. Es wurde nämlich beobachtet, daß ohne diesen Überzug die Anoden und Kathodenbauteile nach längerem Betrieb in den verschiedensten Farben angelaufen waren, was nur so erklärt werden kann, daß aus dem Schwefelhexafluorid abgespaltene Einzelmoleküle an den Metalldurchführungen der Anoden und Kathodenseite eingedrungen sind. Die beschriebene Verfärbung trat aber nicht auf, wenn die Röhre mit Epoxydharzüberzug versehen war, wobei es schon ausreichte, wenn nur das Gebiet um die Metalldurchführungen herum abgedeckt war.

Durch Verwendung eines Überzuges aus Epoxydharzlack wird erreicht, daß das Gas von der zu schützenden Glasoberfläche weggedrängt ist und die entstehende Flußsäure nicht mehr an das Glas des Röhrenkolbens gelangt und dieses anätzen kann. Epoxydharzlack ist, wie bekannt, gegenüber Flußsäure völlig unempfindlich, so daß ein völlig ausreichender Schutz gewährleistet ist; außerdem besitzt der Lack eine große Beständigkeit gegenüber hohen

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Röntgenstrahlenintensitäten, was bei fast allen anderen organischen Kunststoffen nicht gegeben ist. Der Lack läßt sich auch sehr leicht verarbeiten und ohne Schwierigkeiten mit dem Pinsel auf die umlaufende Röhre auftragen, wo er sehr gut verläuft. Bei Raumtemperatur wird vorgehärtet, und bei etwas erhöhter Temperatur, beispielsweise bei 60° C, wird die Nachhärtung durchgeführt. Bei einer derartigen Behandlung wird die Röhre nicht über ihre Betriebstemperatur hinaus erwärmt und somit nicht ungünstig beeinflußt. Die geringe Dicke der Lackschicht führt auch zu keinerlei mechanischen Beanspruchungen des Glaskolbens.

Zweckmäßig ist es, ein Gehäuse zu verwenden, das mit einem dicht am Röhrenkolben angeordneten Strahlenaustrittsfenster versehen ist. Auf diese Weise wird erreicht, daß nur eine äußerst dünne Gasschicht vom hochintensiven Röntgenstrahlenbündel durchsetzt wird und daß der erwähnte Crackprozeß nur in sehr geringem Umfang auftritt. Es kann auch im Bereich des Nutzstrahlenbündels ein Schaumstoffkörper angeordnet sein, der das Schwefelhexafluoridgas weitgehend verdrängt.

Vorteilhaft ist es weiterhin, als Überzug für die Röntgenröhre einen klar durchsichtigen Lack zu verwenden. Andernfalls wäre eine Begutachtung der Elektrodenoberfläche nicht mehr möglich, und es könnte auch nicht mehr optisch kontrolliert werden, ob die Heizung der Röntgenröhre eingeschaltet ist.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt. Eine 300-kV-Gleichspannungs-Röntgenröhre 1 mit der Anode 2 und dem Heizfaden 3 ist mit einem Überzug 4 aus Klärlack auf Epoxydharzbasis überzogen. Die Röhre ist mit Hilfe von stegartigen Teilen 6 in einem Gehäuse 5 gehaltert, das durch Flansche? verschlossen ist, die mittels Schrauben 8 auf den Stirnseiten des Gehäuses 5 befestigt sind. Die Anordnung des Strahlenaustrittsfenster 10, hinter dem sich ein Schaümstoffkörper 11 befindet, ist so getroffen, daß dabei das durchstrahlte Gasvolumen stark reduziert ist. Der verbleibende Hohlraum 12 im Gehäuse 5, dessen Zu- und Abflußstützen mit 9 bezeichnet sind, ist mit Schwefelhexafluorid angefüllt.

Diese Vorrichtung wurde längere Zeit mit Gleichspannung und hoher Leistung betrieben, ohne daß irgendwelche Veränderungen an der Röhre und dem Gehäuse festgestellt werden konnten.

Bei einem zweiten ähnlichen Ausführungsbeispiel wurde ein anderes Lackharz verwendet, das ebenfalls klar durchsichtig war und auf einem Epoxydharz basiert; die Betriebsergebnisse waren genauso günstig wie im vorbeschriebenen Fall.

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum Erzeugen von Röntgenstrahlen hoher Energie für industrielle und medizinische Zwecke mit einer mit hoher Spannung betriebenen Röntgenröhre, die in einem abgeschlossenen, mit einem Strahlenaustrittsfenster versehenen Gehäuse angeordnet und von gasförmigem Schwefelhexafluorid als Isolations- und Wärmeübertragungsmittel umspült wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Glaskolben der Röntgenröhre (1) mit einem Überzug (4) aus einem elektrisch isolierenden, von Flußsäure nicht angreifbaren Werkstoff versehen ist, der eine Berührung zwischen dem Glaskolben und dem Schwefelhexafluorid vermindert.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Überzug (4) auf dem Röhrenkolben aus Epoxydharz besteht.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (5) so ausgebildet ist, daß das Strahlenaustrittsfenster (10) dicht beim Röhrenkolben liegt. .

4. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich des Nutzstrahlenbündels ein Schaumstoffkörper (11) so angeordnet ist, daß er dort das Schwefelhexafluorid weitgehend verdrängt.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Überzug (4) aus einer klar durchsichtigen Lackschicht besteht.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Britische Patentschrift Nr. 693 471;
schweizerische Patentschrift Nr. 311 389.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen