DE19711409A1 - Röntgenbündelbildung und -fokussierung für eine Röntgenröhre - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine verbesserte Elektronenbündelbildung und -fokussierung für eine Röntgen­ röhre und insbesondere auf ein Verfahren und eine Einrich­ tung zum Verändern der Größe des Brennpunktes von dem auf die Anode von einer Röntgenröhre auftreffenden Elektronen­ bündel für eine verbesserte Systembildqualität, Systemlei­ stungsfähigkeit und Röntgenröhren-Fertigung.

Üblicherweise weist eine ein Röntgenbündel erzeu­ gende Vorrichtung, die als eine Röntgenröhre bezeichnet wird, zwei Elektroden von einem elektrischen Stromkreis in einer evakuierten Kammer oder Röhre auf. Eine der Elektro­ den ist ein thermionischer Emitter, der in eine Kathodenan­ ordnung eingefügt ist, die im Abstand zu einer umlaufenden scheibenförmigen Target- bzw. Zielanode in der Röhre ange­ ordnet ist. Beim Speisen des die Elektroden verbindenden elektrischen Stromkreises wird der thermionische Emitter elektrisch erwärmt, um eine Quelle von Elektronen zu erzeu­ gen, die in geeigneter Weise zu einem dünnen Bündel von Elektronen sehr hoher Geschwindigkeit beschleunigt und fo­ kussiert werden, die auf einen ringförmigen Abschnitt der umlaufenden Scheibenanode auftreffen. Der ringförmige Ab­ schnitt der Anodenoberfläche, der von dem Elektronenbündel getroffen wird, weist eine Oberfläche aus einem vorbestimm­ ten Material, wie beispielsweise hochwarmfestes Metall, auf, so daß ein Teil der kinetischen Energie der auf­ prallenden Elektronen in elektromagnetische Wellen mit sehr hoher Frequenz (Röntgenstrahlen) umgewandelt wird. Diese elektromagnetischen Wellen gehen von der Targetanode aus, werden durch ein Röntgenfenster in der umgebenden Röhren­ wand kollimiert und dringen in ein Objekt, wie beispiels­ weise anatomische Teile in einem Menschen, ein für medizi­ nische Untersuchungs- und Diagnoseverfahren.

Bekanntlich werden beim Röntgen Röntgenstrahlen von der beschriebenen Struktur gezwungen, durch das zu untersu­ chende Objekt hindurchzutreten, und treffen dann auf einen Bilddetektor auf, wie beispielsweise einen Festkörperdetek­ tor, einen fotographischen Film oder eine fotographische Platte usw., um eine genaue sichtbare Strahlung von gewis­ sen inneren Merkmalen von dem Objekt oder der Anatomie zu liefern. Ein hoher Auflösungsgrad in dem durch dieses Ver­ fahren erhaltenen Bild ist signifikant und notwendig, ins­ besondere bei medizinischen Anwendungen für eine korrekte Diagnose. Eine übereinstimmende und verbesserte Bildquali­ tät wird durch eine Anzahl von Variablen in dem Röntgenröh­ renaufbau und dem Betrieb beeinflußt. Beispielsweise ist die Größe des Brennpunktes des auf die Anode auf treffenden Elektronenbündels ein Schlüsselbeitrag zu der Qualität des Röntgenbildes. Von einer Anzahl von Röntgenbildoperationen ist zu entnehmen, daß, wenn die Größe des Brennpunktes zu­ nimmt, die Bildauflösung abnimmt. Für einen gegebenen Wert der elektrischen Leistung der Röntgenröhre nimmt jedoch, wenn die Größe des Brennpunktes abnimmt, die Temperatur des Aufprallbereiches auf der Scheibe scharf zu, was zu einer verminderten Lebenserwartung der Röntgenröhre führt. Dementsprechend ist der Aufbau oder die Wahl der Brenn­ punktgrößen ein Kompromiß aus erforderlicher Bildqualität und Röhrenlebensdauer.

Es ist Aufgabe dieser Erfindung, für eine einstell­ bare oder variable Brennpunktgröße in einer Röntgenröhre für eine verbesserte Bildqualität zu sorgen, während eine gewünschte Lebenserwartung der Röhre beibehalten wird.

Erfindungsgemäß weist die Kathode von einer Rönt­ genröhre eine hohle Kammer darin auf, in der ein thermioni­ scher Emitter eine Elektronenwolke erzeugt. Eine negativ vorgespannte Elektrode bewegt die Elektronenwolke durch einen kleinen Kanal aus der Kammer heraus in das primäre elektrische Feld der Röntgenröhre zwischen der Kathode und der Anode. Gegenüberliegende Wände des Kanals sind mit elektrischen Gitterplatten versehen, die mehrere einzelne Elektrodensegmente aufweisen, die der passierenden Elektro­ nenwolke oder -strömung in dem Kanal ausgesetzt sind. Wenn gegenüberliegende Gitterplatten negativ vorgespannt sind, wird die Größe oder der Querschnitt der vorbei strömenden Elektronenwolke in dem Kanal geändert. Es ist diese verän­ derte Größe oder der Querschnitt der Elektronenströmung, die in das primäre elektrische Feld eintritt, die die Brennpunktgröße des auf die Anode aufprallenden Elektronen­ bündels bestimmt.

Die Erfindung wird nun mit weiteren Merkmalen und Vorteilen anhand der Beschreibung und Zeichnung von Ausfüh­ rungsbeispielen näher erläutert.

Fig. 1 ist eine schematische Teildarstellung von einem Röntgenröhreneinsatz und seinen Röntgenstrahlen er­ zeugenden Hauptkomponenten.

Fig. 2 ist eine Querschnittsansicht von einer Ka­ thodenanordnung gemäß der Erfindung zur Verwendung in dem Einsatz gemäß Fig. 1.

Fig. 3 ist eine Draufsicht auf die Anordnung gemäß Fig. 2 entlang der Linie 3-3.

Fig. 4 ist eine Draufsicht auf die Anordnung gemäß Fig. 1 entlang der Linie 4-4 und stellt eine Steuerplatte für die Komponenten gemäß Fig. 1 dar, die aus Klarheits­ gründen leicht vergrößert sind.

Gemäß Fig. 1 weisen die Hauptkomponenten von einem Röntgenröhreneinsatz 10 einen evakuierten Vakuummantel mit einer rotierenden Anodenanordnung 12 darin auf. Die Anoden­ anordnung 12 enthält ein Ziel bzw. Target 13, das für eine Rotation auf einem Rotor 14 von einem elektrischen Indukti­ onsmotor angebracht ist. Im Abstand zu der Scheibe 13 ist eine thermionische Emitterkathodeneinheit 14 angeordnet, die, wenn sie mit einem elektrischen Stromkreis (nicht ge­ zeigt) verbunden ist, ein Bündel von Elektronen 16 fokus­ siert, die auf die Scheibe 13 auf ihrer ringförmigen Brenn­ spurfläche 17 mit einer Brennpunktgröße und -geometrie auf­ trifft, die von der physikalischen Geometrie der Kathode 15 und auch dem Betriebsstrom und der Betriebsspannung der Röhre abhängen. Die entstehenden Röntgenstrahlen, von denen einige in Fig. 1 in einer allgemeinen Darstellung mit 18 dargestellt sind, gelangen von der Brennpunktspur 17 durch den Vakuummantel 11, um für die beschriebenen Röntgenzwecke verwendet zu werden. Die Anordnung 10 gemäß Fig. 1 ist als ein Einsatz oder eine Unteranordnung beschrieben, die in einem Gehäuse angebracht ist, wobei die Kombination als eine Röhreneinheit bezeichnet wird.

In der beschriebenen Anordnung 10 ist die Kathode 15 üblicherweise so aufgebaut, daß sie ein dünnes Elektro­ nenbündel 16 mit einem rechteckigen Querschnitt liefert, das einen dünnen rechteckigen Brennpunkt oder Fußpunkt auf dem Target 13 hat.

Es ist wünschenswert, die Brennpunktgröße mit der verfügbaren Leistungsbelastungsgrenze der Anode zu korre­ lieren, so daß die Bildqualität und die Lebensdauer der Röntgenröhre optimiert werden können. Zu diesen Zwecken weist die Kathode 15 eine primäre Fokussierungselektrode auf, wie sie in Fig. 2 dargestellt ist.

Wie in Fig. 2 dargestellt ist, weist die fokussie­ rende Kathodenanordnung 19 ein im allgemeinen kurzes zylin­ drisches Teil 20 aus einem elektrisch gut isolierenden und bei hohen Temperaturen beständigen Material, wie beispiels­ weise eine Keramik, auf. Das Teil 20 weist eine kleine Hohlkammer 21 darin mit einem einzigen, kleinen, rechtecki­ gen Austrittskanal 22 auf, der direkt von der Kammer 21 und dem Teil 20 wegführt. Der Einfachheit halber kann das Teil 20 als ein kurzes zylindrisches Teil mit gegenüberliegenden Stirnflächen bezeichnet werden, von denen die eine eine ke­ gelstumpfförmige Kammer 21 und die andere einen kleinen, engen Kanal 22 mit rechteckigem Querschnitt an dem kleine­ ren Ende der kegelstumpfförmigen Kammer 21 aufweist, wobei der Kanal als der einzige Ausgangskanal beschrieben wird, der von der Kammer 21 wegführt. Ein ringförmiges Elektro­ denteil 23 paßt konzentrisch auf das Kammerteil 20, so daß der Austritt von der Kammer 21 durch den Kanal 22 und auch durch das ringförmige Teil 23 unbehindert ist. Das Teil 23 ist durch einen geeigneten elektrischen Leiter (nicht ge­ zeigt) mit einer Quelle für elektrische Leistung verbunden und dient als die Hauptelektrode, um das primäre elektri­ sche Feld zwischen der Kathodenanordnung 19 und der Anode 13 (Fig. 1) auszubilden. Ein weiteres Elektrodenteil 24 erstreckt sich über die Kammer 21 gegenüber dem Kanal 22 und dient als eine negativ vorgespannte Druckfeldelektrode für die fokussierende Elektrodenanordnung 19. Die Druck­ feldelektrode 24 ist mit einer elektrischen Versorgung 25 verbunden und ihr ist eine elektrische negative Vorspannung gegeben, um Elektronen aus der Kammer 21 durch den Kanal 22 hindurch und in das primäre elektrische Anoden/Kathoden-Feld zu beschleunigen. Eine Einspeisung von Elektronen in der Kammer 21 wird durch eine thermionische Emissionsein­ richtung gebildet, wie beispielsweise von einem oder mehre­ ren thermionischen Heizfäden in der Kammer 21. In einem Ausführungsbeispiel, wie es in Fig. 2 darstellt ist, füh­ ren zwei thermionische Heizfäden 26 getrennt durch einzelne elektrische Isolatoren 27 in der Elektrode 24, um mit der elektrischen Leistungsversorgung 25 für eine elektrische Widerstandsheizung und Elektronenemission in der Kammer 21 verbunden zu werden. Wie in Fig. 2 dargestellt ist, sind die thermionischen Heizfäden 26 zwischen der Druckfeldelek­ trode 24 und dem Kanal 22 angeordnet. Die Lage der Elek­ trode 24 kann als benachbart zu den thermionischen Heizfä­ den beschrieben werden, wo ihre negative elektrische Vor­ spannung eine unmittelbare und direkte Wirkung auf Elektro­ nen in der Kammer 21 hat, um diese durch den Kanal 22 zu beschleunigen. In dieser Verbindung kann eine weitere Git­ ter- oder Netzelektrode zwischen dem Kanal 22 und den Heiz­ fäden 26 angeordnet sein, um eine geeignete positive elek­ trische Vorspannung zu haben, um die Beschleunigung der Elektronen durch den Kanal 22 hindurch in das primäre elek­ trische Feld zu unterstützen. Wenn die Kathodenanordnung 19 gemäß der Erfindung gegen die Kathode 15 in Fig. 1 ausge­ tauscht wird, wird die bestehende Elektronenwolke aus dem Kanal 22 in dem primären Feld zwischen der Kathodenanord­ nung 19 und der Anode 13 eingefangen, um das Elektronenbün­ del 16 zu werden.

Ein wichtiger Vorteil der Erfindung ist der, daß die Elektronenversorgung für das Bündel 16 in einer iso­ lierten oder abgeschirmten Lage entfernt von nachteiligen Wirkungen des primären elektrischen Feldes erzeugt wird, d. h. in der Kammer 21 der fokussierenden Kathodeneinheit 19.

Die beschriebene Anordnung ist besonders geeignet für eine Elektronensteuereinrichtung zum Verändern der Form des Elektronenbündels 16 (Fig. 1). Beispielsweise müssen Elektronen, die sich aus der Kammer 21 bewegen, durch den Kanal 22 hindurchtreten, wo elektrische Felder erzeugt wer­ den, um zunächst die vorbeiströmenden Elektronen zu einem Bündel mit gewünschter Länge und Breitenquerschnitt zu bil­ den, um durch das primäre elektrische Feld beschleunigt zu werden für einen Aufprall auf die Anode 13 (Fig. 1). Die Elektronenbündelformung oder -steuerung in dem Kanal 22 wird durch Elektronensteuerplatten ausgebildet, die als Gitterplattenelektroden bezeichnet und auf gegenüberliegen­ den Wänden des Kanals 22 angeordnet sind, wie es in Fig. 3 dargestellt ist.

Gemäß Fig. 3 sind gegenüberliegende Wände des Ka­ nals 22 mit einer Gitterplattenelektrode versehen, d. h. ei­ ner Gitterplatte 28 auf der einen Wand und einer entspre­ chenden Gitterplatte 29 auf einer gegenüberliegenden Wand. Jede Gitterplattenelektrode weist mehrere einzelne Elektro­ densegmente auf, die elektrisch voneinander isoliert sind.

Beispielsweise enthält in Fig. 3 der Kanal 22 sechzehn ge­ trennte Elektrodensegmente, acht auf jeder gegenüberliegen­ den Platte 28 und 29. Jede Gitterplatte ist in einer Spie­ gelbildrelation zu ihrem gegenüberliegenden Gitter angeord­ net, wobei ihre einzelnen Elektrodensegmente in ihrer ge­ genüberliegenden Lage übereinstimmen. Jedes Elektrodenseg­ ment ist mit seinem eigenen elektrischen Leiter (nicht ge­ zeigt) versehen, der von jedem Elektrodensegment in den Gitterplatten 28 und 29 zu einem Kabel 30 und dann zu einer elektrischen Versorgungsquelle 25 führt. Die elektrische Versorgungsquelle 25 enthält geeignete Steuermittel, so daß gegenüberliegenden Gitterplatten eine gesteuerte negative Vorspannung gegeben werden kann, um die Form des Quer­ schnittes des durch den Kanal 22 hindurchtretenden Elektro­ nenstroms zu ändern. Der Elektronenstromquerschnitt, der von dem Kanal 22 in das primäre elektrische Feld eintritt, ist nicht durch die den Kanal 22 bildende physikalische Wandstruktur fixiert, sondern wird, nachdem er in den Kanal 22 aus der abgeschirmten Kammer 21 eingetreten ist, gesteu­ ert beeinflußt durch die negative elektrische Vorspannung, die an gewählte Paare oder alle Plattenelektrodensegmente der gegenüberliegenden Platten angelegt ist.

Erfindungsgemäß wird also eine Elektronenwolke in einer von dem primären elektrischen Feld abgeschirmten Lage erzeugt, dann zu einer bevorzugten Querschnittsgröße ge­ formt und anschließend in das primäre elektrische Feld als das Elektronenbündel von einer Röntgenröhre beschleunigt, um auf eine Targetanode mit einem Brennpunkt aufzutreffen, der eine gute Röntgenbildqualität und Röntgenröhrenlebens­ dauer unterstützt. Darüber hinaus kann die Brennpunktgröße geändert werden, um unterschiedliche Leistungspegel der Röntgenröhre aufzunehmen, während die Bildqualität opti­ miert wird.

Die Fertigung von Röntgenröhren wird erleichtert, indem gewisse Teile genommen werden, die in Untereinheiten vormontiert werden, die für eine Klasse von Röntgenröhren gemeinsam sind. Beispielsweise kann eine übliche Kathodena­ nordnung in eine Röhrenklasse eingepaßt werden, wo die Ka­ thodenanordnung für ein vorbestimmtes Ergebnis für alle Röhren dieser Klasse sorgt. Beispielsweise ist in Fig. 1 der Einsatz 10 in ein Metallgehäuse eingebaut, was eine Röntgenröhrenanordnung zur Folge hat. Gemäß der Erfindung, wo Brennpunkte verändert werden können, ist die Anzahl un­ terschiedlicher Einsätze, die für eine Klasse von Röntgen­ röhrenanordnungen erforderlich sind, in signifikanter Weise verkleinert. Weiterhin wird die große Anzahl von Kathoden­ teilen, die für eine Klasse von Röntgenröhreneinsätzen für unterschiedliche Anwendungen erforderlich sind, signifikant verkleinert. Darüber hinaus kann die Brennpunktgröße an die gewünschte Anwendung angepaßt werden, und wo die Leistung des Gesamtsystems für eine bestimmte Anwendung verkleinert wird, kann die Brennpunktgröße proportional verkleinert werden, was die Bildqualität verbessert. Dementsprechend kann die kleinste Brennpunktgröße verwendet werden, um die höchste Bildqualität zu erzielen ohne Beschädigung an der Brennpunktspur aufgrund augenblicklicher Leistungsbela­ stung.

Die elektrische Leistungsversorgung und die Steue­ rung für diese Erfindung folgen im allgemeinen bekannten Prinzipien und Geräten. Beispielsweise enthält die übliche Leistungsversorgung für eine Röntgenröhre eine geeignete Quelle elektrischer Leistung (nicht gezeigt), die mit einem Transformator verbunden ist, der Strom an thermionische Heizfäden 26 liefert (Fig. 2). Potential für sowohl die Druckfeldelektrode 24 (Fig. 2) als auch die Gitterplatten 28 und 29 (Fig. 3) wird durch eine Steuerelektronik erhal­ ten, die den elektrischen Strom benutzt, der durch den Transformator an die Heizfäden 26 geliefert wird. Die elek­ trische Leistung für die Hauptelektrode 23 wird ebenfalls aus der genannten geeigneten Quelle elektrischer Leistung durch einen entsprechenden Leiter (nicht gezeigt) entnom­ men. Es wird eine Anzahl von Vorspannungsversorgungen be­ nutzt, wie beispielsweise eine getrennte Vorspannungsver­ sorgung für jede Elektronensteuerplatte. Die Vorspannungs­ versorgung wird zweckmäßigerweise in einem kleinen Paket untergebracht und an einer Steuerplatte 31 befestigt, die an einem freiliegenden externen Abschnitt 33 angebracht ist (Fig. 1).

Wie in Fig. 1 dargestellt ist, wird die Steuer­ platte 31 in geeigneter Weise auf einem freiliegenden Ab­ schnitt 32 des Einsatzes 20 zusammen mit einer benachbarten Anschlußplatte 33 gehaltert, die elektrische Verbinder für die elektrischen Komponenten aufweist, die in Fig. 4 dar­ gestellt sind.

In Fig. 4, die eine Ansicht von Fig. 1 entlang der Linie 4-4 ist und aus Klarheitsgründen etwas vergrößert ist, stellt ein langgestrecktes, rechteckiges Komponenten­ kästchen 34 die Eintrittsverbindung für eine elektrische Leistungsquelle für die Röntgenröhre dar. Ein langgestreck­ ter rechteckiger Komponentenkasten 35, der vertikal im Ab­ stand angeordnet ist (aus der Perspektive des Betrachters), stellt eine Empfängerverbindung für eine Eingabe von dem System dar. Derartige Signale von einem Systemprotokoll oder -programm können an die Röntgenröhre in digitalisier­ ter Form geliefert werden, um eine schnelle und effektive Antwort durch die entsprechenden Komponenten zu initiieren, wie beispielsweise die Druckfeldelektrode 24 in Fig. 2 und die Platten 28 und 29 in Fig. 3. Zwischen den Kästen 34 und 35 befinden sich Steuer- und Antriebskomponenten 36 und 37, die die Vorspannungsversorgung für die Platten 28 und 29 sind und mit einer elektrischen Leistungsquelle 25 (Fig. 2) verbunden sind, um eine getrennt steuerbare nega­ tive Vorspannung für die Platten 28 und 29 (Fig. 3) zu liefern. Die Anordnung dieser Komponenten für eine Steue­ rung der Brennpunktgröße in ihren eigenen separaten Berei­ chen, z. B. der Steuerplatte 31 auf dem Einsatz 10 innerhalb der Röntgenröhreneinheit, ist ein besonderer Vorteil für Größe, Kühlung und Hochspannungsmanagement. Alle Komponen­ ten auf der Steuerplatte 31 sind auf Kathodenpotential ge­ halten.

Erfindungsgemäß wird ein verbessertes Elektronen­ bündel-Fokussierungssystem für Röntgenröhrenanwendungen ge­ schaffen. Eine besondere Kathodeneinheit, wie sie hier be­ schrieben wird, ist eine Hauptkomponente des Systems. Die Kathode enthält Mittel, um sowohl eine Elektronenwolke zu erzeugen, die von dem primären elektrischen Feld abge­ schirmt ist, als auch den Querschnitt des durch die Kathode erzeugten Elektronenbündels zu verändern. Ein erhöhtes Fer­ tigungsvermögen und eine resultierende Verkleinerung in der Anzahl erforderlicher Kathodenkonstruktionen sind weitere Vorteile für die Röntgenröhrenproduktion.

Die beschriebene Erfindung gibt auch ein Verfahren an, um die Brennpunktgröße von einem Röntgenröhren-Elektro­ nenbündel zu steuern, das auf die Targetanode von einer Röntgenröhre aufprallt. Das Verfahren enthält die folgenden drei Grundmerkmale oder -schritte:

• 1. Es wird eine Elektronenwolke oder -versor­ gung in einem Bereich oder Raum in der Röhre erzeugt, der von nachteiligen Wirkungen des primären elektrischen Feldes abgeschirmt ist. Dieses Merkmal wird vorteilhafterweise in einen vorgesehenen Raum innerhalb der Kathode des primären elektrischen Feldes eingefügt.
• 2. Ein Strom von Elektroden aus der Elektronen­ wolke oder der Versorgung wird durch einen kleinen Spalt und in das primäre elektrische Feld hinein geleitet oder beschleunigt, um auf der Anode aufzuprallen. Die Brenn­ punkt- oder Fußpunktgröße des auf die Anode aufprallenden Elektronenstroms basiert auf oder wird bestimmt durch die Querschnittsform des Kanals. Jedoch kann dieser Brennpunkt steuerbar verändert werden, indem
• 3. der Elektronenstrom in dem Kanal einer nega­ tiven elektrischen Vorspannung auf gegenüberliegenden Elek­ troden in dem Kanal ausgesetzt wird, um einen gewünschten Querschnitt in dem Strom zu formen, wenn er zwischen den Elektroden hindurchtritt. Danach wird der Strom in das pri­ märe elektrische Feld beschleunigt, um mit einer Brenn­ punktgröße auf die Anode aufzuprallen, die von der Größe des Stromquerschnitts in dem Kanal abhängt.

Das hervorragende Ergebnis dieser Merkmale ist die feine Steuerung der Brennpunktgröße durch elektrische Steuerung der negativen Vorspannung auf den Elektroden in dem beschriebenen kleinen Kanal, und aufgrund dieser Merk­ male kann eine übliche Struktur, z. B. die Kathode 19, für verschiedene Brennpunkte durch variable Steuerparameter für eine Klasse von Röntgenröhren sorgen.

Claims (11)

1. Elektronenfokussierungskathode für Röntgen­ röhren, wobei ein primäres elektrisches Feld zwischen einer Kathode und einer im Abstand angeordneten Anode gebildet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Kathode enthält:

• (a) ein Kammerteil (20) aus Isoliermaterial mit ei­ ner großen Kammer (21) darin und einem kleinen engen Aus­ gangskanal (22), der von der Kammer wegführt,
• (b) eine Hauptelektrode (23) auf dem Kammerteil (20) zur Ausbildung des primären elektrischen Feldes zwi­ schen der Kathode und der Anode,
• (c) eine thermionisch emittierende Kathodeneinrich­ tung (26) zum Erzeugen einer Elektronenwolke in der Kammer (21),
• (d) eine Druckfeld-Elektrodeneinrichtung (24), die benachbart zu der thermionisch emittierenden Einrichtung (26) angeordnet und mit einer Quelle (25) einer elektri­ schen negativen Vorspannung in bezug auf die thermionisch emittierende Einrichtung (26) verbunden ist, zum Bewegen der Elektronenwolke durch den engen Ausgangskanal (22) aus der Kammer (21) heraus,
• (e) gegenüberliegende Gitterplattenelektroden (28, 29) in dem engen Ausgangskanal, die mit einer Quelle (25) einer elektrisch negativen Vorspannung in bezug auf die Ka­ thode des primären elektrischen Feldes verbunden ist, zum Verändern des Querschnittes der Elektronenwolke, die zwi­ schen den Gitterplattenelektroden (28, 29) hindurch in das primäre elektrische Feld wandert.

2. Elektronenfokussierungskathode nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Druckfeldelektro­ deneinrichtung (24) gegenüber dem Ausgangskanal (22) über die Kammer (21) erstreckt.

3. Elektronenfokussierungskathode nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die thermionisch emittie­ rende Einrichtung (26) in der Kammer (21) zwischen der Druckfeldelektrode (24) und dem Ausgangskanal (22) angeord­ net ist.

4. Elektronenfokussierungskathode nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Platten (28, 29) jeweils eine Anordnung von einzelnen Elektrodensegmenten aufweisen, die elektrisch voneinander isoliert sind.

5. Elektronenfokussierungskathode nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckfeldelektrode und die Plattenelektroden (28, 29) jeweils mit der gleichen elektrischen Leistungsquelle (25) verbunden sind.

6. Elektronenfokussierungskathode nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die große Kammer (21) kegel­ stumpfförmig ist und der enge Ausgangskanal (22) sich an ihrem kleineren Ende befindet.

7. Elektronenfokussierungskathode nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Plattenelektroden (28, 29) entlang gegenüberliegenden Wänden des Ausgangskanals (22) angeordnet und so ausgerichtet sind, daß die eine ein Spiegelbild der gegenüberliegenden ist.

8. Röntgenröhre mit einer thermionisch emittie­ renden Kathode (15) und einer im Abstand dazu angeordneten Anode (13), die mit einer elektrischen Leistungsquelle ver­ bunden sind zur Erzeugung eines sich dazwischen erstrecken­ den primären elektrischen Feldes, um ein Elektronenbündel von der Kathode zu erzeugen, das auf die Anode auftrifft und Röntgenstrahlen erzeugt, die aus der Anode austreten, dadurch gekennzeichnet, daß eine das Elektronenbündel fo­ kussierende Kathodenanordnung (19) enthält:

• (a) ein Kammerteil (20) aus elektrisch isolierendem Material mit gegenüberliegenden Stirnflächen darauf,
• (b) wobei eine der Stirnflächen eine große Hohlkam­ mer (21) in dem Kammerteil (20) aufweist,
• (c) die gegenüberliegende Stirnfläche einen klei­ nen, engen hindurchführenden Kanal (22) aufweist, der von der großen Hohlkammer (21) wegführt,
• (d) eine Hauptelektrode (23) auf dem Kammerteil (20), das ein primäres elektrisches Feld zwischen der Ka­ thode und der Anode bildet,
• (e) mehrere thermionisch emittierende Heizfadenele­ mente (26) in der großen Hohlkammer (21) zwischen der Druckfeldelektrode (24) und dem engen Kanal (22),
• (f) wobei die thermionisch emittierenden Heizfaden­ elemente (26) jeweils elektrische Leiter aufweisen, die durch die Druckfeldelektrode (24) hindurchführen und elek­ trisch davon isoliert sind,
• (g) Elektronensteuerungs-Gitterplatten (28, 29) in dem engen Kanal (22), die gegenüberliegend angeordnet und an gegenüberliegenden Wänden planar zueinander angeordnet sind und einen engen rechteckigen Elektronengitterkanal (22) aus der großen Hohlkammer (21) bilden,
• (h) eine elektrische Leistungsquelle (25), die mit den thermionischen Heizfadenelementen (26) und der Druck­ feldelektrode (24) in der Hohlkammer (21) verbunden ist, damit sich eine Elektronenwolke in der Hohlkammer (21) bil­ det und durch den engen rechteckigen Kanal (22) darin aus­ tritt,
• (i) wobei die elektrische Leistungsquelle (25) mit der Druckfeldelektrode (24) derart verbunden ist, daß diese negativ vorgespannt wird, um die Elektronenwolke durch den Ausgangskanal (22) zu bewegen,
• (j) eine elektrische Leistungssteuereinrichtung (36, 37), die die gegenüberliegenden Elektronensteuerungs-Gitterplatten negativ vorspannt in bezug auf die Hauptelek­ trode (23), um den Querschnitt der sich durch den Ausgangs­ kanal (22) bewegenden Elektronen zu verändern.

9. Röntgenröhre nach Anspruch 8, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Hauptelektrode (23) ein ringförmiges Teil ist, das konzentrisch auf dem Kammerteil (20) angeord­ net ist für einen freien Austritt der Elektronenwolke aus der großen Hohlkammer (21) durch den kleinen engen Kanal (22) und das ringförmige Teil (23) der Hauptelektrode.

10. Röntgenröhre nach Anspruch 8, dadurch ge­ kennzeichnet, daß eine hohler Vakuummantel (11) vorgesehen ist, in dem die Kathodenanordnung (19) und die Anordnung (13) im Abstand zueinander angeordnet sind, und eine elek­ trische Steuerplatte (31) an dem Mantel befestigt ist und enthält:

• (a) eine elektrische Verbindereinrichtung (34) zur Verbindung einer elektrischen Leistungsquelle mit dem Ein­ satz für dessen elektrischen Betrieb,
• (b) getrennte, elektrisch negativ vorspannende Ver­ sorgungseinrichtungen (36, 37) für jedes Elektronensteue­ rungs-Gitterteil (28, 29) und
• (c) eine Verbindungseinrichtung (35) zum Verbinden eines Kabels mit der Röhre zum Senden digitaler Signale in entsprechende Empfänger in der Röhre, zur Steuerung der elektrischen Leistung zu der Kathodenanordnung (19) und den Elektronensteuerungs-Gitterplatten (28, 29).

11. Verfahren zum Verändern der Brennpunktgröße von einem Elektronenbündel von einer Kathode einer Röntgen­ röhre, das auf eine im Abstand dazu angeordnete Anode auf­ prallt, wobei die Kathode und die Anode mit einer elektri­ schen Leistungsquelle verbunden sind zum Erzeugen des pri­ mären elektrischen Feldes der Röntgenröhre, in der ein Elektronenbündel von der Kathode auf die Anode aufprallt, dadurch gekennzeichnet, daß

• (a) eine Elektronenversorgung in der Röntgenröhre erzeugt wird, die von dem primären elektrischen Feld abge­ schirmt ist,
• (b) ein Strom der Elektronen von der Elektronenver­ sorgung durch einen kleinen Kanal mit rechteckigem Quer­ schnitt in das primäre elektrische Feld geleitet wird, um auf die Anode mit einer Brennpunktkonfiguration auf der An­ ode aufzuprallen, die den Querschnitt des Kanals darstellt, und
• (c) der Elektronenstrom in dem Kanal gegenüberlie­ gend im Abstand angeordneten Elektroden ausgesetzt wird, die eine negative elektrische Vorspannung in bezug auf die Kathode aufweisen, um einen vorbestimmten Querschnitt in dem Elektronenstrom auszubilden, wobei der Strom mit einer Brennpunktgröße in das primäre elektrische Feld eintritt und auf die Anode aufprallt, der durch den vorbestimmten Querschnitt im voraus festgelegt ist.