DE1942922A1 - Verfahren zum vakuumdichten Verschluss duenner Beryllium-Fenster und mit einem solchen Fenster versehene Roentgenroehre - Google Patents

Description

•l_t!.-:_:-;.in!CH F. VMlTrIER " ' .· ¹⁹^2922

PHN. 3H65

Γ- 3465 dJo/WG

Ar.:., ,^₃Wm: 22.AugU8t 1969

"Voi'fuhren zum vakuumdichten Verschluss dünner Beryllium-Fenstflr und mit einem solchen Fenster versehene Röntgenröhre"

Bei der Durchführung von Röntgen-Fluoreszenzanalysen von Materialien werden Röntgen-RBhren verwendet, die mit einem oder mehreren Susserst dünnen- Beryllium-Fenstern zum Durchlassen der in der Röhre erzeugten Röntgen-Strahlung versehen sind. Diese Fenster haben hftufig eine Dicke von maximal 100 ,um. Auf diese Weise wird erreicht, dass weiche"Röntgen-Strahlung, die für die Röntgen-Fluoreszenzanalyse einer Anzahl für die Untersuchung wichtiger Materialion mit einer Atomnummer niedriger als 12, wie Kohlenstoff, Sauerstoff und Natrium, verhHltnisniHssig gut durch das Fenster durchgelassen worden. Vorzugsweise vordem dabei Fenster mit einer Dicke von Ϊ0 /tun venvüudet.

Eine Herstellung von Metallblech durch eine geeignete mechanische Bearbeitung lässt sich insbesondere mit Beryllium

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■ äusserst schwer durchrühren und ein erheblicher TelL des FnLionru ι t ο ri η 1 « geht verloren, da es Risse oder Poren aufweist. Daher sind aus diesem Metallblech geschnittene und in der OeffnunK angebrachte Fonsterplatten oft nicht vakuumdicht und somit unbrauchbar. Ein erneutes Einsetzen eineJs„£Umsters bringt «Inen üusfitz 1 ichen ^eIt- und KostenaufWnnd mit sich. Dios lässt sich nicht leicht vermeiden, da eine vorherige Untersuchung ausgeschnittener Fonsterplatten -zum Feststellen der Vakuumdichte nicht stets zuverlässige Resultate ergibt. Fs lsi weiterhin unvermeidlich, dass ein Stück Metallfolie verhSltnismässig geringer Abmessung mit viel Poren beim Ausscheiden über eine Anzahl von Fenstern verteilt wird, die

dann alle unbrauchbar sind. /

Die Erfindung betrifft ein Verfahren 7um vakuumdichten Verschliessen von Beryl liuiiif ens tern mit einer Dicke von maximal 100 ,um zum Verschlieaeen von Strahlenaustrittsöffnungen von Röntgenröhren und bezweckt, die vorerwähnten Nachteilo zu beheben. Nach der Erfindung wird das mechanisch beirbe i tete, ■■ aus einer dünnen Platte gewalzten Berylliums ausgeschnittene Fenster durch eine Teilchenzers tiiubungs technik mit einer Abdeckschicht versehen, die im Fenster vorhandene Poren verschlisset. Der Einfluss dieser Massnahme auf die Vakuumdichte der behandelten Fenster ist Überraschend» Dei einer durch Zerstäubung auf einem Berylliumfenster angebrachten Abdeckschicht mit einer Dicke von etwa 1 /tun wird ein vollkommener Verschluss der Poren erzielt, sofern diese Poren nicht grosser als etwa IO /um sind. Durch passende Wahl

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(¹I(Ip¹I K Miii. Π i ο l-erpils in einrnn "dime η mi t oiyebr ich Lon Prnfitpr Κοΐ:η'··π beliandel.t worden, wobei d ? <> Hoh-'indlung und <'t'.vii(7o Kontrolle nncli Vaktiumdirlit o. crioichtori . werden. . rhi i psi.1 icli kann di ρ Iletiandlung durchgeführt worden, eist n.ichdoiu die l'enPterplatton, dio für bestimmte Zwecke nicht ''lach sondern mit irgendeinem Profil versehen .sind, bereits in dor Fensteröffnung der Röntgenröhre angebracht sind.

?Γ ι cli s tollend werden an Hand der Zeichnung einige Aus-1ührungsforraen beschrieben, wobei

Fig. 1 sehr schema ti sch im 'hierschnitt eine Vorrichtung •-•um Durchrtihr-en des Verfahrens und

Fig. 2 im Querschnitt eine Röntgenröhre mit einem Fenster n.ich dor Erfindung zeigen.

In der Anordnung nach Fig. 1 steht .in ZerstMubungsraum.1 durch eine Oeffnung 2 in einer Grundplatte 3 mit einer nicht

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dargestellten Saugrpmnp® in Verbindung, während der Raum 1 weiterhin durch einen Kolben h vorzugsweise aus Glas begrenzt Λι,-ird. In dem ZerstMubungsrnum befindet sich eine Metallelektrode 5, an der eine Berylliumoxydplatte 6 befestigt ist. Diese Elektrode 5 ist genieinsam mit der Platte 6 durch eine Durchverbindung 7 elektrisch mit einem Hochfrequenzgenerator 8 verbunden! der 75.B* bei einer Frequenz von 20 MITz eine Spannung bis zu A JcV liefern kann* Die Elektrode 5 und die Zuführleitung

9 innerhalb des Kolbens sind, durch einen geerdeton Metallmantel

10 abgeschirmt. Auf einen Aufdampitleeh 11, der elektrisch mit der Grundplatte verbunden ist j UÜnnon die zu behandelnden Beryllium-Fenster gelegt werden.

Die Grundplatte weist die weiteren, notwendigen Durchführtingen auf j von denen die Durchführung 12 für die Zufuhr von Argon in den ZerstaubungsrauBi 1 angedeutet ist. Mittels eines Hegel· ventils 12 kann der Druck des ArgOJtigases in dem Raum 1 einge-

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stellt werden. Dieser Gasdruck ist etwa 5 χ 10 Torr* Das angelegte llochfrecjuengifeld gemeinsiain mit einem von einer Magnetspule T4 erzeugten Kagnetf>ldi erzeugt ein Plasma von Argön-Ioneii und halt dieses aufrecht, iwödurch von der Berylliuinoxydplatte 6 Teilchen ausgelöst werden, die das auf dem Ti ach ■11 liegende Fenster 15 beäeeken* Dl© Dicke des· Abdeekechicht wird durch die Dauer .4is Prozessea geregelt und betrügt etwa 1 ,um. liöjin eine ^bxieekschicht ame Beryiliiam*»Metall wird «tat;t;'-Bief.rylliuinoxy^l_? imass die Platte 6 durch ein» Platte

aue";_.Berylliuw-Meital^ «Krieche» der ■".-.·.:.■ :"..

Elektrotie 5 tand der Hoehfrequensquelle «in Kondensator

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schaltet werden muss, um den Vorgang in der erwünschten Richtung, verlaufen zu lassen. P,s ist ferner möglich, Beryllium in einer Sauerstoff atmosphäre zerstäuben zu lassen wodurch eine Vbdeck— .'_.. schicht aus Berylliumoxyd gebildet wird. Soll die Fensterplatte erst nach Montage in der Röntgenröhre behandeltwerden, so muss in der Glocke oder in der Grundplatte eine nicht dargestellte Oeffnung vorgesehen werden, durch die das Fenster annähernd an der Stelle des fehlenden Tisches 11 eingeführt werden kann. Die zu behandelnde Röhre muss dann leitend mit der Grundplatte verbunden sein.

Ein Beispiel einer Röntgenröhre mit einem auf diese Weise behandelten Fenster ist in Fig. 2 dargestellt. Diese Röhre ist des Typs nach der Franzözisehen Patentanmeldung 1570861 der AninoIdering, in der der Bedarf an dünnen Fenstern beschrieben wird, bei denen die Aufgabe der Undichte dieser Fenster auftrat. Die Röhre besteht aus einem Glasmantel 20, der einen Vakuumraum umschliesst, in dem eine Kathode 21 angeordnet ist, 'gegenüber der ein metallenes Hohlrohr 23 angebracht ist, das sich an einer Anschmlezstollo 23 an dem Mantel 20 vorbei erstreckt und das aus ferronmgne ti schein Material z.B. Eisen hergestellt ist« In dem Ende dieses Rohres ist eine Kupferanode 2h angebracht, welche das Rohr luftdicht versehliesst, wobei das Beryllium-Fenster 25 mit einer Dicke von z.B. 50 vum gegenüber dieser ^node in der Wand des Rohres liegt, durch welches Fenster die bei 26 ausgelösten Röntgen-Strahlen heraustreten. S'oll das Fenster 25 erst nach Montage in der Röntgenröhre mit einer Abdeckschicht versehen werden, so kann der herausragende

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Rohrteil in der Glocke nach Fig. 1 angebracht werden» Die geringe Menge Beryllium oder Berylliumoxyd, die sich bei der -B©haRdiung auf der Wand der Röhre ablagert, istdurchaus „unbedenklich. Gegebenenfalls kann die Röhre davor geschützt werden.

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Claims (1)

1. ■ ---'*■■■■'.
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   ¹J Vorfahren zum vakuumdicht«!! Verschliß ssen von Berylliujn-■Fenster mit einer Dicke von weniger als 100 mm zum Abschliessen von Striihlungsöffnungen in Röntgenröhren,, dadurch gekennzeichnet, dass das zu einer dünnen Platte gewalzte Fenstermaterial durch eine Teilchenzerst&ubungstechnik mit einer in dem Fenstermaterial vorhandenen» Poren verscliliessenden Abdeckschicht versehen wird.

   .?« Verfahren nach Ansprucli T, dadurch gekennzeichnet, dass aus einer Materialfolie ausgeschnittene Fensterplatten in einem in der A.ustrittsiJffnung' einer Röntgenröhre anzubringenden Rahmen befestigt werden und dann auf einer oder auf beiden Seiten mit einer Abdeckschiclit versehen werden. '}» Verfahren nach Anspruch 1_S dadurch gekennzeichnet, dass die bereits in einer Röntgenröhre montierte Fensterplatte mit einer Abdeckscliicht versehen wird«

   k. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das zu zerst&ubende Material Beryllium oder Berylliumoxyd ist und dass die Abdeckschicht eine Dicke von etwa 1 /um aufweist.

   5, Röntgenröhre zum Erzeugen verhMltnismSssig weicher Röntgenstrahlen für Rßntgen-Fluoreszenzanalyse von Elementen niedriger Atomivummer dadurch gekennzeichnet, dass das Rerylliumaustrittsfenster eine Dicke von etwa 50 /Um aufweist und auf einer oder auf beiden Sei^-xn mit einer die Poren verschliessenden, nach einem der vorhergehenden Ansprüche angebrachten -^deckschicht versehen ist»

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