DE19700992C2 - Röntgenröhre - Google Patents

Description

Neue Röntgenröhren mit einem variablen Brennfleck benötigen eine Kathode mit einer hohen Emissionsstromdichte (ca. 10 A/cm²). Zudem ist eine wichtige Anforderung, daß der Emis­ sionsstrom schnell, d. h. in ca. 0.5 s, geschaltet werden muß. Ferner muß die Kathode stabil gegen einen intensiven Ionenbe­ schuß sein. Es sind kalte Kathoden bekannt, die auf der Basis von Feldemission arbeiten. Ein Einsatz in Röntgenröhren ist bislang jedoch wegen der Empfindlichkeit gegen Ionenbeschuß nicht möglich.

Aus der DE 28 21 597 A1 ist eine Röntgenröhre bekannt, bei der sich zwischen der Kathode und der Anode eine Ablenkein­ heit befindet, welche die Elektronen auf den Fokus der Anode derart ablenkt und bündelt, daß von der Anode ausgehende Ionen auf anderen Bahnen durch die Ablenkeinheit verlau­ fen als die Elektronen.

Aus der GB 1 390 575 ist eine Röntgenröhre bekannt, welche eine Feldemissionskathode enthält.

In der DE-OS 23 10 061 ist eine Röntgenröhre beschrieben, in deren Vakuumgehäuse sich ein Ionenauffänger befindet.

Aus der DE-PS 868 638 ist eine Röntgenröhre bekannt, die meh­ rere Kathoden aufweist, die es gestatten, an unterschiedli­ chen Stellen der Anode sich hinsichtlich ihrer Größe vonein­ ander unterscheidende Brennflecke zu erzeugen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Röntgenröhre so auszubilden, daß eine Steuerung der Brennfleckgröße mög­ lich ist und sich bei hoher Emissionsstromdichte Ionenbeschuß nicht negativ auf die Kathode auswirkt.

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß gelöst durch die Merkmale des Patentanspruches 1. Bei der erfindungsgemäßen Röntgen­ röhre ist eine kalte Kathode auf der Basis der Feldemissions­ kathoden eingesetzt, die zur Steuerung der Brennfleckgröße einzelne, individuell aktivierbare Bereiche aufweist. Eine zusätzliche Ablenkeinheit für Elektronen und Ionen zwischen Kathode und Anode bewirkt, daß die Elektronen von der Feld­ emissionskathode auf den Brennfleck fokussiert, die dort ent­ stehenden Ionen aber nicht auf die Kathode beschleunigt wer­ den.

Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteran­ sprüchen.

Die Erfindung ist nachfolgend anhand eines in der einzigen Figur dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert.

In der Figur ist das Gehäuse 1 einer Drehanoden-Röntgenröhre dargestellt, deren Anode mit 2 bezeichnet ist. Der Anodenan­ schluß 3 dient zur Zuführung der Anodenspannung. Die Anode 2 ist in Kugellagern 4 gelagert und wird durch den Stator 5 eines Asynchronmotors angetrieben.

Die Kathode 6, zu der Zuleitungen 18 führen, ist eine kalte Feldemissionskathode. Die von ihr in Richtung auf die Anode 2 ausgehenden Elektronen 8 durchlaufen eine in dem Gehäuse 1 angeordnete Ablenkeinheit 9 für Elektronen und Ionen zwischen der Kathode 6 und der Anode 2, die von einer elek­ trostatischen oder magnetischen Linse oder einer Kombination solcher Linsen gebildet ist. Die Ablenkeinheit 9 ist so dimensioniert, daß die Elektronen 8 von der Kathode 6 auf den Brennfleck 10 fokussiert werden. Die dort entstehenden Ionen werden aufgrund ihrer höheren Masse auf anderen Bahnen, ins­ besondere nicht auf die Kathode 6 hin beschleunigt. Sie tref­ fen also nicht auf der Kathode 6 auf.

Die Ablenkeinheit 9 ist so ausgebildet, daß der Brennfleck 10 bei unterschiedlichen Röhrenspannungen definiert auf der Anöde 2 liegt. Wegen der zusätzlichen Ablenkeinheit 9 ist ein großer Elektrodenabstand realisiert. Ein Aufheizen der Kathode 6 durch thermische Strahlung von der Anode ist daher nicht gegeben und Überschläge zwischen Kathode 6 und Anode 2 sind weitgehend verhindert.

Die Kathode 6 ist aus einem Array von einzelnen Feldemittern aufgebaut, d. h. wie die Figur zeigt, ist die Kathode 6 aus mehreren Teilkathoden 13, 14, 15 aufgebaut, die einzeln ange­ steuert werden können. Dadurch ist es möglich, unterschied­ lich große Emissionsflächen zu realisieren. Damit wird auf einfache Weise in Kombination mit der Ablenk- und Fokus­ siereinheit eine Steuerung der Fokusgröße möglich. Die Figur zeigt gestrichelt noch einen Verlauf 16 für einen größeren Fokus 10, der durch Aktivierung aller Bereiche 13, 14, 15 er­ zielt wird, während ein kleinerer Fokus 10 durch Aktivierung des Bereiches 14 erzielbar ist.

Abweichend von der in der Figur dargestellten Ausführungsform kann die Ablenkeinheit auch außerhalb des Gehäuses 1 der Röntgenröhre angeordnet sein. In diesem Falle kann das Ge­ häuse in dem Bereich zwischen Kathode und Anode einen schma­ len Hals aufweisen, der von der Ablenkeinheit umgeben ist. Außerdem kann sich in nicht dargestellter Weise ein Ionenauf­ fänger innerhalb des Gehäuses der Röntgenröhre befinden.

Claims (4)

1. Röntgenröhre mit einer kalten Feldemissionskathode (6), die einzelne, individuell aktivierbare Bereiche (13, 14, 15) zur Steuerung der Brennfleckgröße aufweist, und einer Ab­ lenkeinheit (9) zwischen dieser Kathode (6) und der Anode (2), die die Elektronen (8, 16) auf den Fokus (10) der Anode (2) derart ablenkt und bündelt, daß davon ausgehende Ionen auf anderen Bahnen durch die Ablenkeinheit (9) verlaufen als die Elektronen (8, 16).

2. Röntgenröhre nach Anspruch 1, die am Auftreffort der Ionen am Röntgenröhren-Gehäuse (1) einen Ionenauffänger aufweist.

3. Röntgenröhre nach Anspruch 1 oder 2, bei der die Ablenk­ einheit (9) im Röntgenröhren-Gehäuse (1) liegt.

4. Röntgenröhre nach Anspruch 1 oder 2, bei der die Ablenk­ einheit (9) außerhalb des Röntgenröhren-Gehäuses (1) liegt.