DE19700992C2 - Röntgenröhre - Google Patents
RöntgenröhreInfo
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- H01J35/14—Arrangements for concentrating, focusing, or directing the cathode ray
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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.
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- 1997-01-14 DE DE19700992A patent/DE19700992C2/de not_active Expired - Fee Related
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