DE1464377C - Vidikon Bildwandlerrohre zur Aufnahme von Rontgenbildern - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft Vidikon-Bildwandlerröhrcn folgenden beispielsweisen Beschreibung einiger be-

zur Aufnahme von Röntgcnbildcrn und insbesondere vorzugtcr Ausfülirungsformen des Erfindungsgegen-

Strahlungsfenster derartiger Röhren. Standes an Hand der zugehörigen Zeichnungen. Es

Bekanntermaßen können Vidikon-Bildwandler- zeigt

röhren mit aus Glas gefertigtem Strahlungsfenster 5 Fig. I einen Schnitt durch ein Röntgenstrahlfen-

dazu verwendet werden, auf einem Bildschirm er- ster nach der Erfindung, bei welchem lediglich die

regte Röntgenbilder aufzunehmen. Vidikon-Büd- Berylliumplatte vorhanden ist,

wandlcrröhren mit Glas-Strahlungsfenster eignen sich Fig. 2 a und. 2 b eine vollständige Ausführungs-

jedoch nicht zur unmittelbaren Aufnahme von Rönt- form eines Röntgenstrahlfensters nach der Erfindung,

genbildern mittels röntgcnstrahlenempfindlicher, foto- ίο Fig. 3a bis 5 weitere Ausführungsformen von

leitender Fensterbcschichtungcn, da das Glas-Strah- Röntgenstrahlfenstern nach der Erfindung und

lungsfenster eine zu hohe Röntgenstrahlen-Absorp- Fig. 6 eine schematische Darstellung eines Rönt-

tion aufweist. genstrahl-Vidikons mit einem Röntgenstrahlfenster

Andererseits ist es bekannt, daß Beryllium gegen- nach der Erfindung.

über Röntgenstrahlen ein geringes Absorptionsver- 15 In den verschiedenen Figuren sind einander ent-

niögen besitzt, und demgemäß werden Beryllium- sprechende Teile mit gleichen Bezugsziffern be-,

Scheiben bekanntermaßen als Strahlungsfenster für zeichnet.

Röntgenröhren oder für Zählröhren verwendet. Fig. 1 zeigt die Hauptbestandteile eines Beryl-

Auf Grund der schlechten gegenseitigen Vertrag- liumfensters für ein Röntgenstrahl-Vidikon. An den

lichkeit von Beryllium einerseits und für die Auf- 20 Stirnrand eines Röhrengehäuses 10 schließt sich ein

nähme von Röntgenbildern geeigneter, röntgenstrah- Verbindungsflansch 12 mit L-fönnigem Querschnitt

Ienempfindlicher, fotoleitender Schichten andererseits aus einem metallischen Material an, dessen Wärme-

war es jedoch bisher nicht möglich, als Strahlungs- ausdehnungskoeffizient im wesentlichen dem Wärme-

fehster für Vidikoii-Bildwancllerröhren Beryllium- ausdehnungskoeffizienten des Gelläusematerials gleich

Scheiben vorzusehen. . 25 ist. Der Verbindungsflansch 12 ist in an sich bekann-

Diirch die Erfindung soll die Aufgabe gelöst wer- ter Weise mit dem Gehäuse 10 dicht verbunden. Der

den, Vidikon-Bildwandlcrröhren mit Strahlungsfeld zylindcrförmige Teil des Flansches 12 schließt sich

stern auszustatten, die Röntgenstrahlen in solch ge- im wesentlichen übergangslos an die Wandung des

ringem Maße absorbieren, daß eine unmittelbare Gehäuses 10 an. Auf dem ringförmigen Teil des

Aufnahme von Röntgcnbildcrn mittels der Fenster- 30 Flansches 12 Hegt ein Ring 14 aus gleichem Material

schicht der Bildwandlerröhre möglich ist. auf, dessen äußerer Durchmesser im wesentlichen

Im Sinne der Lösung dieser Aufgabe geht die mit dem äußeren Durchmesser des Flansches 12

Erfindung von einer Vidikon-Bildwandlerröhre zur übereinstimmt und dessen innerer Durchmesser klei-

Aufnalime von Röntgenbildern aus, die ein für die ner als der innere Durchmesser des Flansches 12 ist.

Bildstrahliing durchlässiges, das Röhrengehäuse an 35 Der Ring 14 hält mit seiner Außenseite das Beryl-

der dem Elektronenstrahlerzeugungssystem gegen- liumfenster 16. Die vakuumdichte Verbindung zwi-

überlicgenden Seile abschließendes Fenster sowie eine sehen den Teilen 12 und 14 einerseits und dem

fotoleitende, einerseits der einfallenden Bildstrahlung Berylliumfenster und dem Ring 14 andererseits kann

und andererseits einem Abtaststrahl des Elektronen- mittels eines an sich bekannten Verfahrens herge-

strahlerzeugungssystcms ausgesetzte Schicht aufweist. 40 stellt sein, weshalb sich eine ins einzelne gehende

Die angegebene Aufgabe wird erfindungsgemäß Beschreibung derselben erübrigt.

dadurch gelöst, daß hinter dem in an sich bekannter Die Anordnung nach der Erfindung stellt sicher, Weise in Form einer Beryllium-Scheibe vorgesehenen daß das Berylliumfenster mit dem Glasgehäuse der Fenster die fotoleitende, röntgenstrahlciicmpfindliche Bildwandlerröhre vakuumdicht verbunden ist. Bei Schicht in Richtung zum Röhreninneren hin mit Ab- 45 der Ausführungsform nach Fig. 1 ist das scheibenstand von der Beryllium-Scheibe angeordnet ist. förmige Berylliumfenster 16 mit dem Ring 14 im

Durch Verwendung eines Beryllium-Strahlimgs- Vakuum mittels eines geeigneten Schweißmittels

fenstern kann im Vergleich zu den bekannten Glas- verschweißt. Der Flansch 12, welcher zunächst mit

Strahlungsfenstern die Empfindlichkeit der Vidikon- dem Gehäuse 10 verbunden wird, kann dann mit dem

Bildwandlerröhre insbesondere für weiche Röntgen- 5° Ring 14 verlötet werden, wobei man zweckmäßigerstrahlung beträchtlich erhöht werden, da infolge der' weise die äußeren Umfange des Ringes 14 und des

geringeren Absorption des Berylliumfenster^ eine Flansches 12 durch ein Lötmittel mit niedrigem

höhere Röntgcnstrahlenintensität die fotoempfind- Schmelzpunkt, beispielsweise mit einer Indium-Zinn-

liche Schicht erreicht. Legierung, verbindet. An Stelle mittels einer Löt-

Bei der crfindtmgsgemäßen Vidikon-Bildwandler- 55 verbindung kann man den Ring 14 und den Flansch

röhic wird die oben bereits angedeutete Schwierigkeit 12 auch durch Lichtbogenschweißung miteinander

einer nachteiligen Beeinflussung der fotoempiind- verbinden. Eine derartige Schweißverbindung weist

liehen Schicht durch das Berylliumfenster vermieden, eine hohe mechanische Festigkeit und eine hohe

so daß keine Rekristallisation und damit keine Festig- Temperaturbeständigkeit auf. Die Herstellung einer

kutsvuiminderung der fotoempfindlichen Schicht auf- ^6(l derartigen Schweißverbindung ist jedoch schwierig,

treten kann. Nach einer weiteren Ausfülirungsform der Erfin-

Gciniiß einer zweckmäßigen Ausführungsfonn der (hing kann man die Berylliumplattc 16 auch unmit-

Jvilindiinjj; befindet sich /wischen der Beryllium- Hbar mit dem Flansch 12 verbinden. In diesem Fall

Scheibe und der fololeilenden Schicht eine diese können die Berylliumplatte 16 und der Flunsch 12

lcl/leie vor der Einwirkung des Berylliums schul- ^fi5 unmittelbar im Lichtbogenschweißverfahren mitein-

/'.H(Io Trennschicht aus einem für Röntgenstrahlen ander verschweißt werden,

du.thl;issij>u) Werkstoff. Die Fig. 2a und 2b zeigen eine vollständige Aus-

!•.iii/clhcilcn der Erfindung ergeben sich aus der führungsform eines Röntgenstrahlfensters nach der

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Ei findung. Fig. 2 b zeigt ebenfalls das Röhren- Diese Anordnung wird sodann bei einer geeigneten gehäuse 10, den Verbindungsflansch 12, den Ring 14 Temperatur von beispielsweise 400° C gebrannt, wound die Berylliumplatte 16, welche vollständig mit bei die Nitrozellulose-Membran verbrennt. Daraufhin den bereits an Hand der F i g. 1 beschriebenen Teilen wird eine lichtelektrische Schicht 24 auf die Träger- ' übereinstimmen. Diese vollständige Ausführungsform 5 schicht 26 aufgedampft. Man erhält so eine außer*· der Erfindung umfaßt jedoch noch ein innerhalb ordentlich glatte, gespannte Trägerschicht aus^: Nickel, der Röhre angeordnetes röntgenstrahlenempfindliches Aluminium oder Gold, welche einerseits vdn^!'dem Material. Fig. 2a zeigt eine dünne Membran 18, Ring 28 gehalten wird und andererseits als Unterlage welche man durch Aufspritzen eines leitenden Ma- für die fotoelektrische Schicht 24 dient. Diese Änordterials, wie beispielsweise Palladium, Platin oder io nung kann sodann'mit dem Ring 14 nach Fig. 3b Nickel, auf eine feinpolierte, nicht dargestellte Glas- verschweißt oder an demselben festgespannt werden, platte erhält. Auf dieser leitenden Schicht wird Als Trägerschicht für die lichtelektrische;'Schicht sodann eine Kupferschicht in einer Dicke zwischen kann man auch eine dünne Glas- oder Glirnmerplatte 4 μ und 10 μ niedergeschlagen. Die Herstellung die- verwenden, ohne daß die Röntgenstrahlabsorption ser Kupferschicht kann beispielsweise mittels eines 15 merklich ansteigt. F i g. 4 der Zeichnungen zeigt eine elektrolytischen Verfahrens erfolgen. Die Kupfer- sehr dünne Glas- oder Glimmerscheibe 36, welche membran 18 wird sodann von dem Glaskörper ab- zwischen der Berylliumplatte 16 und der^: lichtel'ekgenommen und zwischen zwei Halteringen 20 und 22 trischen Schicht 24 liegt. Auf die Glasscheibe ist/eine eingespannt. Eine feste Halterung kann man bei- dünne, leitende Schicht 26, beispielsweise' äüs-''Atuspielsweise durch Punktschweißen der beiden Halte- 20 minium, Zinn oder Gold, aufgedampft, welche' als ringe 20 und 22 erzielen. Die Dicke der Halteringe leitende Unterlage für die Selenschicht 24 dient.⁵ *" liegt beispielsweise zwischen 0,05 mm und 0,13 mm. Man kann die Glasscheibe in einer ähnlichen Die überstehenden Kanten der Kupfermembran wer- Weise bearbeiten, wie dies bei Glasschinnen für den abgearbeitet. Die ganze Anordnung wird sodann Superorthikone bekannt ist. Dan'ach bläst man eine in einer reduzierenden Atmosphäre auf etwa 800° C 25 große Glaskugel, deren Wandstärke etwa 0,0025 mm erhitzt, wobei eine Rekristallisation' des Kupfers beträgt. Sodann kann man die Glashaut auf einen erfolgt. Man erhält so eine sehr straffe Membran mit Ring, beispielsweise aus Nickel, Eisen, aufspannen, einer außerordentlich gleichmäßigen Oberfläche. Hernach bildet man auf der Glasschicht die metal-Diese Anordnung mit den Halteringen 20 und 22 lische Zwischenschicht 26 und schlägt darauf die und der Membran 18 wird dann dicht mit der Unter- 3° lichtelektrische Schicht 24 nieder. Wenn die gcseite des Zwischenringes 14 verbunden. Die Mem- blasene Glashaut 36 vollständig frei von Rissen ist, bran 18 dient als Unterlage für eine weitere, licht- erhält man Schichten außerordentlich hoher Qualität, elektrische Schicht 24, welche beispielsweise aus Bei derart dünnen Glashäuten treten jedoch sehr Selen, Antimontrisulfid, Arsensulfid oder Arsen- leicht Risse auf. Man muß infolgedessen die jeweils selenid besteht. Erforderlichenfalls kann man auf 35 zu verwendenden Teile der Glaskugel untersuchen der Membran 18 als Zwischenlage eine dünne Schicht und nur solche Stücke der Kugelschale verwenden, 26 aus aufgedampften Zinn, Gold oder Alumi- welche frei von Rissen und sonstigen Fehlern sind, nium anbringen,' damit zwischen dem Kupfer und An Stelle einer Glasscheibe 36 kann man auch dem Selen keine Reaktionen auftreten können. Wenn eine Glimmerscheibe einer Dicke von beispielsweise man eine derartige Zwischenschicht aus Zinn, Gold 40 0,025 mm verwenden. Glimmerscheiben haben gegen- oder Aluminium vorsieht, wählt man deren Dicke über Glasscheiben den Vorteil, daß bei derart gevorzugsweise in der Größe von 700 A, damit chemi- ringen Dicken die Festigkeit größer ist, so daß man

. sehe Reaktionen sicher ausgeschaltet sind. keinenHaltering benötigt. Andererseits ist es wesent-

Bei dieser Ausführungsform einps !Röntgenstrahl- Hch schwieriger und mühsamer, Glimmerscheiben

fensters nach der Erfindung hat man zwischen der 45 mit makelloser und fehlerfreier Oberfläche herzu-

Beryllium-Scheibe 16 und der Membran 18 einen stellen.

Abstand. Dieser Abstand muß möglichst klein gehal- Zum Festhalten der, Glas- oder Glimmerscheibe

ten werden. Nach Möglichkeit sollte die Kupfer- dient ein federartiger Haltering 38.

membran jedoch unmittelbar an der Fläche der Eine weitere Ausführungsform eines Röntgen-

- Berylliumplatte 16 anliegen. Zu diesem Zweck kann 50 Strahlfensters nach der Erfindung ist in F i g. 5 der man in dem Zwischenring 14 eine Nut vorsehen, in . Zeichnungen dargestellt. Wenn man die lichtelektriwelchc die Halteringe 20 lind 22 eingelegt werden sehe Schicht 24 unmittelbar auf die Berylliumplatte können. aufdampft, erfolgt in beträchtlichem Maße eine Für die Wirkungsweise eines Röntgenstrahl-Vidi- Rekristallisation des Selens, wodurch die Widerkons ist es außerordentlich wichtig, daß die licht- 55 Standsfähigkeit und Haltbarkeit der Schicht beträchtelektrische Selenschicht auf einer sehr glatten Unter- Hch abnimmt. Man muß also eine Reaktion zwischen lage aufliegt, welche ihrerseits die Röntgenstrahl- dem Beryllium und der lichtelektrischen Schicht ausabsorption nicht wesentlich beeinflußt. Eine weitere schalten. Dies kann beispielsweise durch eine auf-Ausführungsform der Erfindung, welche diese Vor- gedämpfte Zwischenschicht 26 aus Zinn bewirkt werteile aufweist, ist in den F i g. 3 a und 3 b der Zeich- ^6o den. Diese Zwischenschicht aus Zinn hat eine kleine nungen dargestellt. Hierbei verwendet man als Halte- Röntgenstrahlabsorption, sie kann leicht-ohne Lupring einen etwa 0,5 mm dicken Metallring 28, über penbildung aufgedampft weiden, und sie reagiert welchen eine Membran 30 aus Nitrozellulose auf- weder mit dem Beryllium noch mit der lichtelektiigezogcn ist. Auf dieser Membran kann man eine sehen Schicht. Es hat sich gezeigt, daß eine Zwi-Schicht 26 aus einem Material mit niedrigem Dampf- 65 selenschicht aus Zinn einer Zwischschicht aus Gold druck, wie beispielsweise aus Nickel, Aluminium oder oder Aluminium vorzuziehen ist.

. Gold, aufdampfen. Der Ring 28 hält somit außer der F i g. 6 der Zeichnungen zeigt die schematische

Membran 30 auch die aufgedampfte Schicht 26. Ansicht eines Röntgenstrahl-Vidikons mit einem

Röntgenstiahlfenster nach der Erfindung, welches der in Fig. 2b dargestellten Ausführungsform entspricht. Der gesamte Fensterteil 13 ist mittels des Flansches 12 in der oben beschriebenen Weise in das Gehäuse 10 eingesetzt. Das Gehäuse 10 ist mit dem Fensterteil 13 vakuumdicht verbunden und umschließt das Elektronenstrahlerzeugungssystem 40. Dieses umfaßt in an sich bekannter Weise eine Kathode 42, eine Steuerelektrode 44 sowie eine oder mehrere IJcschlcimigungsclcktroden 46, welche jeweils mit zugehörigen Speiseleitungen 48 in an sich bekannter Weise verbunden sind. Ein Elektronenstrahl 50 des Elektronenstrahlerzeugungssystems 40 trilft auf die am gegenüberliegenden Ende des Gehäuses 10 angeordnete lichtelektrische Schicht 24 auf. Außerdem sind in an sich bekannter Weise Fokussierungs- und Ablenkgliedcr für den Elektronenstrahl vorgesehen. Man verwendet beispielsweise eine Fokussierungsspule 52 und zur Ablenkung des Elektronenstrahls ein Magnetjoch 54 und eine Ablenkspule 56. Der lichtelektrischen Schicht 24 steht eine Gitterelektrode 58 gegenüber, weiche an einer geeigneten Spannung liegt und welche zusammen mit der Fokussierungsspule 52 sicherstellt, daß der Elektronenstrahl 50 senkrecht auf die lichtelektrische Schicht 24 auftritt. Weiterhin verwendet man eine zylinderförmige 'Beschleunigungselektrode 60, welche beispielsweise in Form eines leitenden Belags auf der Innenwandung des Gehäuses 10 gebildet ist. Die Elektrodenanschlüsse sind nicht im einzelnen dargestellt.

Claims (7)

Patentansprüche:

1. Vidikon-Bildwandlerröhre zur Aufnahme von Röntgenbildern mit einem für die Bildstrahlung durchlässigen, das Röhrengehäuse an der dem Elektronenstrahlerzeugungssystem gegenüberliegenden Seite abschließenden Fenster sowie mit einer photoleitenden, einerseits der einfallenden Bildstrahlung und andererseits einem Abtaststrahl des Elcktronenstrahlerzeugungssystems ausgesetzten Schicht, dadurch gekennzeichnet, daß hinter dem in an sich bekannter Weise in Form einer Berylliumscheibe (16) vorgesehenen Fenster die photoleitende, röntgen- strahlenempfindliche Schicht (24) in Richtung zum ,Röhreninneren hin mit Abstand von der Berylliumscheibe angeordnet ist.

2. Bildwandlerröhre nach Anspruch 1, dadurch

gekennzeichnet, daß sich zwischen der Berylliumscheibe und der phololcitenden Schicht (24) eine diese letztere vor der Einwirkung des Berylliums (16) schützende Trennschicht (26) aus einem Röntgenstrahlen durchlassenden Werkstoff befindet (F i g. 5).

3. Bildwandlerröhre nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Berylliumfenster (16) an einer hohlzylindrischcn, aus Metall bestehenden Halterung (12, 14) befestigt ist, weiche vakuumdicht an das Röhrengehäuse (10) angesetzt ist.

4. Bildwandlerröhre nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Halterung (12,14) einen dicht an das Röhrengehäuse (20) anschließenden Ringflansch (12) und eine an diesen angesetzte, radial nach innen über. den Ringflansch vorstehende Ringscheibe (14) aufweist, welche auf " ihrer Außenseite das Berylliumfenster (16) und auf ihrer Innenseite einen sich gegen den vorstehenden Teil der Ringscheibe abstützenden, die photoleitende Schicht (24) haltenden Befesti- s gungsring (20, 22 bzw. 28 bzw. 38) trägt * (Fig. 2 b, 3 bund 4).

5. Bildwandlerröhre nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß ein bzw. der art der Halterung (12,14) in Richtung auf das Röhreninnere zu angeordnete Befestigungsring (20, 22) mit einer dünnen Metallmembran (18) überspannt ist, auf deren von dem Berylliumfenster (16) abgelegenen Seite die photoleitende Schicht (24) aufgebracht ist (Fi g. 2 a, 2 b).

6. Bildwandlerröhre nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß ein bzw. der an der Halterung (12, 14) in Richtung auf das Röhreninnere zu angeordnete Befestigungsring (38) zur Halterung einer dünnen Glasmembran (36) dient, auf deren von dem Berylliumfenster (16) abgelegenen Seite die photoleitende Schicht (24) aufgebracht ist (F i g. 4).

7. Bildwandlerröhre nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das über eine Befestigungs-Ringscheibe (14) mit der Halterung (12) verbundene Berylliumfenster (16) auf der Innenseite \_ eine Schicht (26) aus Röntgenstrahlen durchlassendem Werkstoff trägt, auf welcher, durch diese Schicht von dem Berylliumfenster getrennt, die photoleitende Schicht (24) aufgebracht ist (Fig. 5).

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen