DE2004359A1 - - Google Patents

Description

■ Röntgenüt.rahlen"=Gen@rator

Die vorliegende Erfindung- betrifft -"einen verbesserten Röntgen~ strahlen-ßenerator■ zur EöntgenstEaaleE-Beügung.und Röntgenstrah len-Mikroskopie. " ■--. ,.:-..

Es bestand seit langem .ein "Bedürfnis für ein© mit Röntgenstrah» len^Beugung arbeitende'AnalysevosTientung, welche sich zur Verweiaduns.lsi einem allgemelsien'YerfanreBsaljlauf oder in der zer-» störungsfreien-Werkstoffprüfung oder -analyse in; der"Fertigungs liffiiie industrieller Anlagen eignet, "im Gegensatz- su. den"mit Höi2tg©nätirahl.@n arbeitenden Analyse^Spezialgerätesi·, die bisher bei -Laboruntersuchiangen verwendet wurden. Ea ist nicht @rf or*- ■ derlich,'flaas derartige "im Verfahrensablauf eingesietsts, Ein~ ' en die., gleiche Meaage.nauigke.it-besitzen wie laborgeräte, von. diesen ausreluhend Informationen .zur "Verfügung ge·™ wird-, auf: welche verlässliche. Entscheidungen.gestützt .kännefö, die die Führung, "der Herstellungsvorgänge beein~ flüssen*/...ν.- ". ' ■""■ ' ■■. .-■-■" " .·■■'"■ ""■■■"

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ORIGINAL'

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Bis heute war es praktisch nicht möglich, die Verwendung von Röntgenatrahlen-Analyaegeräten aus dem Labor in die Fabrik auszudehnen, und zwar infolge des verhältnismäßig grossen Lti~ stungsbedarfs in Verbindung mit der Notwendigkeit für aufwendige Kühlsysteme zur Abstrahlung der beträchtlichen Wärmemengen, die während der Röntgenstrahlenerzeugung entstehen.

Die Erfindung betrifft im wesentlichen einen Röntgenstrahlen-Generator, welcher eine fokussierte Elektronenstrahlquelle aufweist, mit einer Kathode, einer blockförmigen Antikathode, die Wk, neben der Kathode angeordnet ist und eine konische Durchlassöffnung aufweist, deren Geaamtwinkel etwa 3° bi3 7° beträgt und welche axial fluchtend zum Elektronenstrahl-Ausgang der Kathode liegt, wobei der grössere Durchmesser der konischen öffnung gegen die Kathode gerichtet ^Aat, mit einer Einrichtung, durch welche die blockförmige Antikathode auf einem hohen, positiven Potential gegenüber der Kathode geha ten wird, und mit einem aus einer Folie bestehenden Fenster für die Antikathode, welches einen Ausgang für die ausgesandte Röntgenstrahlung bil« det und welches das den kleineren Durchmesser aufweisende Ende der koniachen Durchlassöffnung abschliesst.

Durch die vorliegende Erfindung wird ein Röntgenstrahlen-Genera-P tor geschaffen, welcher die zugeführte elektrische Energie so wirksam ausnützt, dass er verhältnismäasig klein und gedrängt bezüglich der Leistungsquelle bemessen werden kann, so dass letztere zusammen mit der Vorrichtung tragbar ausgeführt werden kann. Darüber hinaus weist der Antikathodenbereich eine Formgebung auf, durch welche der genau fokussierte Elektronenstrahl über einen Bereich verteilt wird, welcher beträchtlich grosser ist als die Querschnittsfläche des Elektronenstrahls, wodurch praktisch jede Erosion der Antikathode durch örtliche

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Überhitzung als Folge eines Intensiven Elektronenaufpralle ausgeschaltet wird. Durch den geringen Energiebedarf der Röntgen« röhre in Verbindung mit der Formgebung der Antikathode, welche die während der Röntgenstrahlen-Erzeugung entstehende Wärme so wirksam abgibt, vird die Notwendigkeit für ein umlaufendes Kühlmittel beseitigt und dadurch die Tragbarkeit welter gefördert. Es 1st offensichtlich, dass, während die genannten Vorteile kritisch für die Schaffung einee tragbaren RÖntgenstrahlen-6enerators sind, diese gleichermaesee für ein Loborgerat oder andere handelsübliche Geräte itn höchsten Grade erwünscht sind, und dass die Erfindung infolgedessen nicht ausscbliess- ä lieh auf tragbare Geräte beschränkt ist* ,

Ein weiterer Nachteil von bekannten, mit Röntgenstrahlen arbeitenden Analysegeraten lag in dar Verwendung von seitlich,aufwendigen photographischen Wiedergabeverfahren, durch welche die Verfügbarkeit der Analyaenergebnisse so lange verzögert wurden, dass sie für laufende Verfahrenskontrollewecke nicht mehr von grosses Wert waren.

Die erfindungsgeni&aae Vörrichtmg eignet sich in idealer Weise zur schwellen photographischen Auf Belohnung, beispielsweise in Verbindung mittels eines Polarsid-Land-Kameraaufsatses, was ■wesentlich eu Ihrer praktianlien Brauchbarkeit beitragt. |

33er geriiiise Bnergieverbrauch 4?e erfindungsgemäaaen Röntgenstrahlen-ulenerators, welcher ii der Gr Öseen Ordnung von TO ^ oder Vv'etii^er öes Verbrauche vergleichbarer handelsüblicher Röntgenstrahlen Generatoren Liegt, wird vornehmlich durch Ver eitler blockförtnigen Antikathode aus geeignetem Metall welche die gewünschta Strahlungswellenlange liefert

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(beispielsweise Kupfer für «ine Wellenlänge von 1,54A, welche üblicherweise in der Röntgenstrablen-Beugungsanalyse verwendet wird, oder Aluminium, Chrom, Eisen, Kobalt, Silber oder andere Metalle, die zur Erzeugung von Wellenlängen ausgesucht werden, welche für die jeweilige Anwendung besonders günstig sind), wobei die blockförmige Antikathode eine konische Durchlass-Öffnung mit geringem Durchmesser aufweist, deren den kleineren Durchmesser aufweisendes Ende durch eine dünne Folie des gleichen Metalls abgedeckt ist. Ein Elektronenstrahl, welcher auf das den»grösseren Durchmesser aufweisende Ende der konischen Durchlasθöffnung fokussiert ist, verursacht die Abgabe einer charakteristischen Röntgenstrahlung sowohl von der Wandung der Durchlassöffnung wie von der genannten Folie. Die konische Durchlassöffnung erzeugt eine weitere nützliche Strahlung durch eine sekundäre Anregung mittels eines abprallenden Aufschlags von nicht ausgenützten Elektroden, Bremsstrahlung und primärer Strahlung, welche die Durchlas3öffnung bis zur Folie durchdringt. Die Folie wirkt sowohl als Teil der Antikathode sowie als Fenster für die Röhre, welches die Strahlung überträgt.

Die Antikathode gemäss der vorliegenden Erfindung erzeugt ein Röntgenstrahlen- Bündel hoher Intensität und schmaler Divergenz auf so wirksame Weise, dase der Generator klein, gedrängt und mechanisch vicieratandsfähig besessen werden kann und daher besonders zur Verwendung in Fertlgungsprossessen geeignet ist. Die Durch^asBtfffurngsfno^nung der Antikathode arbeitet ferner als auegeseicliYiete Wäroeabstrahlunsaquelle, durch welche in Verbindung tr it dem geringen Energiebedarf für einen gegebenen Röntgenstrahl enausgar-g hoher Xrrtensitit die Notwendigkeit für eine Wae32x-irühlung oder eine Rippen struktur zum Schutz der Anode beeeitigt wird.

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Durch den verkleinerten Energiebedarf wird achXiesalieh eine beträchtliche Vereinfachung der XieiatungaVeraorgungaanlage lieh, so daaa eine wirklich tragbare Vörsorgungaanlage erhal« ten werden kann. Die vorliegende Höntgenatrahlenquelleerfordert lediglich 6 bis 12 Watt für den Beachuaa der Antikathode und nur wenig mehr als 2 Watt für die Kathodenheizung. PUr eine derart niedrige ieiptung igt eine kleine trägbare batteriebetriebene Leietungäqjielle vollständig auareichend. Beispielaweiae wird mit einer iiiit Kupferanode arbeitenden Bohre ein völlig aufriedenateilejttder Betrieb im 30 kV-Bereiöh erhalten, welcher durch eine gedrängte ₉ verhältniaraäasig leichte und ohne ä Schwierigkeiten tragbare LeiatungaqLuelle erzielfc .. werden kann, welche in der Pertigungaanlage ohne Schwierigkeiten tranapor« tiert und seibat in ziemlich-beengten Räumen eingeaetzt werden kann. ; V _: ;\ ^; " . ^: . :. - _;. . ^{: Λ} .

In den anliegenden Zeichnungen sind-'drei^ Jkusführunga formen^ der Erfindung äargeetellt. Ea zeigen:

Pig. 1 eine zum Teil aöhematiaßhe Scbnittansicht. durch eine erste Ausführrangeform dea erfi'ridungägemäaäen Röntgenatrahlen-

Generators.,. .'; ' ' . " ■■ ■ .:. . ■""■""" ■' ^; " ^; -V

Pig. 2 eine etwaa vergröaaerte, teilweise achemätiache Seiten- (| ansieht eines· abgeänderten PeKaaeh-Sathotlsnstrahlröhre, die ala BXektronen^uelle und Strahlfoktiissiereinrichtung für den Rontgenstrahleii-Sanerator.äei'⁶ Pig, ;T.'irerwendet wird, . ----. - - - - -. . "-■

Fig. 3 eiäe teilweiae aohematiijche Schnittanaicht einer zweiten Aiasführungsforra eineä erfindun^sgemäasen Röntgenatrahien-Gene^

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Fig. 4 einen Schnitt durch die Antikathodenanordnung der Ausführungen nach den Pig. 1 und 3»

Fig. 5 ein Blockschaltbild einer zweckmässigen tragbaren Leistungsvers orgungsanlage für die in den Pig. 1 und 2 dargestellte Ausführungaform eines Röntgenstrahl-Generators,

Pig. 6 eine achematische Ansicht eines erfindungsgemässen Hont« genstrahlen-Generators in Verbindung mit einem Polaroid-Land-Kameraauf aata , welcher für eine Röntgenstrahlung-Beugung durch Rück-Reflexion vorgesehen ist,

Pig. 7 ein typisches Röntgenstrahlung-Beugungsmuster mittels Rück-Reflexion, welches aus einer Nickelprobe mit der Vorrichtung nach Fig. 6 erhalten wurde,

Pig. 8 eine achematische Anaic'at eines erfindungsgemässen RÖnt~ genstrahlen~Gönerators in Verbindung .ait ©inam Polaroid~Land-Kameraaufsatz, welcher für eina Röntgenstrahlen-Beugung mit durchgehender Strahlung bestimai ist,

Fig. 8A ein Röntgenstrahlen-Beagungsmuster, welches mit der Vorrichtung nach Fig. 8 von einer Paraffinprobe erhalten wurde,

Pig. 83 ein Röntgenstrahlen-Beigungssuster, welches von einer Paraffinprobe unter Verwendung siner typischen, im Handel erhältlichen Rb'ntgenbeugungs^öhrii erhalten wurde, die mit einem Polaroid-Land-Kameraaufsatz ähiliöh jenem der Fig. 8 ausgestattet war,

Fig. 9 eins schematische Ansic at des erfindungsgemässen Röntgen* strahlen-Generators, welcher sir Verwendung als Röntgenstrahlmikroskop bestimmt ist,

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Pig. 9Α eine schematische Ansicht einer mit einer Pumpe ausgestatteten abgeänderten AuefUhrungsförm der Anordnung nach FIg* 9,

Pig. 10 ein Röntgenstrahlen-Mikrogramm, welches Tnit der Vorrichtung nach Pig. 9A beim Vergleich zweier geschäumter PoIymefproben erhalten wurde, .

Flg. 11 eine teilweise echematieche Schnittansicht einer dritten Ausf ührunge form eines erfindungagemässen Röntgenstrahlen-Generators, welcher ein Paar von zusammenwirkenden mit konischen Durchlassöffnungen versehenen Antikathoden besitzt, die einander gegenüberliegen, und ■

Pig. 11Λ eine perspektivische, teilweise weggebrochene Ansicht der Röntgenötrahlen-Generator- Teilanlage nach der Ausführungeform der Fig. 11.

Gemäsa den Figuren 1 und 2 wird in einer verhältnismässig preisgünstigen AusfUhrungs form gernäss der vorliegenden Erfindung eine im Handel erhältliche Elektronenkanone einer Fernsehröhre verwendet, beispielsweise das Modell SE 5T/5W der Superior Electronics Corporation, die jedoch in der anschlieesend beachriebenen Weise abgeändert ist. .

Ulfe Elektronenkanone weist eins kappenartige Elektronen abgebende Kathode 14 auf, welche durch Stromflusa in einer unter ihr angeordneten echraübenförnaigen Heizwicklung 15 zur Erzeugung Von Elektronen erwUrrat wird. Die Kathode 14 wird innerhalb des kappetiartigen Steuergitters 20, das axial bei 22 eine Bohrung aufweist, durch eins IsolierpLatte 21 gehalten. Oberhalb des

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kappenförmigen Gitters 20 let eine nach oben offene und axial durchbohrte kappenförmige Beschleunigungeelektrode 13 angeordnet und die beiden Ietetgenannten Bauelemente werden in ihrer Lage durch radial angeordnete Isolatoren 30 gehalten, welche βovoh1 den Abetand der Bauelemente ale auch ihre Pluohtung gegenüber der Innenwand dea vakuumdichten Glasmantels 10 festlegen, welcher die Geseatanordnung umgibt· Der elektrische Anschluss für die verschiedenen vorausgehend beschriebenen Bauteile erfolgt mittels starrer Zuleitungen 25, welche durch den Boden 31 des Olasgefäsßes treten und in diesem eingesohaoleen Bind, wobei die Zuleitungen die Halterung für die verschiedenen Bauteile bilden, während ihre äusseren Enden 25a Ansohlussstifte aueserhalb der Bohre bilden.

Die vorausgehend beschriebene, im Handel erhältliche.Elektronenkanone Vird durch Wegnahme des Üblicherweise auf hohem Potential liegend^m Fokuesierrohres abgeändert, sowie durch die Anordnung •ine? urgekehrt angeordneten Kappe 12 aus rostfreiem Stahl, die bei 2\ «ine eur Kappe konzentrische Bohrung aufweist, wobei <Ue Knope in das offene Ende der Beschleunigungselektrode 13 aingfsetet ist. Bio GeaastanOrdnung wird an der Oberseite durch eir.f) uiit einer rantrrUen Bohrung versehene, rohrförtoige Metall-}·: npe 11 abgescbloaeon, die an ihren umfang mit dea oberen Sude ,ines metallischen Yerbiidungsrings 43 verlötet ist, dessen Wärmeausdehnungskoeffizient mit jenem des Hantele 10 vertraglich ie:, wodureh eine vakuumdichte Clae-Iletall-Verbindung an den rieh gegenüberliegenden Umfangerändern erhalten wird. Die ee- vr s Bohrung £er Rohrkappe 11 nimmt das vorstehende Ende -iiter - ::kithode ?2 au?, welche mit einer eittigen konischen Durchläseöffnung 33 versehen ist, wobei die Antikathode mit der Kappe öuroh Löten gasdicht verbunden ist. Das den kleineren

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Durchtneaaor aufweisende» nach auseen gerichtet© Ende der Durchlaeeöf fnung 33 vtrd durch ein awa einer Folie bestehendes Antikathoden-Penater 35 abgeaciilöaeen.

Die vorausgehend beschriebene vollständige Röhre ist verhältniara£eüig klein und *eiat lediglich einen 3Durchtaeaser von 39 um (1,542") bei einer Seaaiatlinge *on12,5 cm (5ⁿ) auf, wobei die Röhre mittelä einer Steckverbindung an dien atiftförmigen Enden 55a der Zuleitungen 25 mittels eines handelsüblichen biegsamen Bochspannüngekabela erfolgt» welches an eine geeignete Span-

nungaquelle angeachloasen ist. / |

Bei Betrieb wird üblicherweise eine Spannung von 6 Volt an die Kathodenheizung 15 angelegt,^ wobei die Kathode 14 erhitat wird und Elektronen auaaendet» welche durch ein anliegendes positives Potential abgesogen werden können, obwohl der Elektronen« strom durch die mittels der offRung 22 gegebene Ausblendung auf ein Bündel mit verhältnismäsaig kleinem Durchmesser beschränkt 1st. DijeAnssahl der im Blektronenstrom vorhandenen Elektronen (das heisat der Elektronenstroin) ist wie in einer feätidelaüblichen, als Triode,, !Estrode oder Pentode atisgebil4etett Radioröhre durch Steuerung <äes^ Potentials des fitters 20 gegenüber der Kathode 14 steuerbar.Beim Betrieb einer PernsehrÖhre wird.durch eine:dörartige Steuerung - "dee Strahlstroms die- - " . ■ ImtenBitätsmoaulation beeinflusst, wodurch helle und dunkle -Bereiche,."in..-der BiIdwied-ergabe^^/auftreten« Es ist manchmal vor- " - " teilhaft, eine derartige Strah^

.atrahXenerzeugung."-^ verweMen;,; wobei; der Strahletrom sich ver- \ ringest»-, wenn das Sitter 20 auf ein zunehmend negativer werdendes .Potential gsgeiiiiber äer Kathode 14 eingestellt wird. jedoch ist die VOrausgehent beschriebene Strahlkontrolle nicht

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unbedingt erforderlich und erfindungsgemässe Röhren wurden alt Erfolg eingesetzt, in welchen Kathode 14 und Steuergitter 20 Innerhalb der Röhre verbunden waren.

Ea ist erfindungsgemass wesentlich, dass ein Elektronenstrahl verwendet wird, welcher auf einen geringen Durohmesser beschränkt ist, der in das gröasere Ende der konischen Durchlassöffnung 33 eintreten kann, ohne daae er auf den breiten Bereich der Antikathoden-Aussenaelte auftrifft, und dies wird durch geeignete Bemessung der Strahlöffnungen und geeignete Wahl des elektrischen Potentiale erreicht. So wird durch Anwendung einer positiven Spannung von üblicherweise +300 Volt für die Beschleunigungselektrode 13 gegenüber der Kathode 14 ein Elektronenstrahl mit kleinem Durchmesser erhalten. Ferner begrensen die fluchtenden öffririgen 23 in der Beschleunigungselektrode 13 und 24 in der Kappe 12 die Grosse des Elektronenstrahls, und die Vorderseite äer Kape 12 liegt sehr nahe an der Antikathode 32, üblicherweise in einem Abstand von 2,03 mm (0,080^H), so dass der Elektronenstrahl vor seinem Eintritt in die Durchlassöffnung 33 nur in sehr geringem Ausmass divergiert, Palis erwünscht, kann die Elektronenkanone Modell SE~5f/5W der Firma Superior Electronics Corporation ohne Abänderung geaäss figur 3 verwendet werden, wobei die rohrförmige Strahlbegrenzungselektrcde 34 beibehalten v>ird. Bei dieser Aueführungsform ist es jedoch erforderlich, ei.K positives Potential von üb» licherwfeias 3000 Volt an dar rohrförmigen Elektrode 34 gegenüber der Kathode 14 ansulsgeia., und zwar zusätzlich zu den +300 Volt an der BeschlaunigUijgselektrode 13, welche durch die linaenartige Wirkung das Poteiitialgradientenmusters an jedem End© dar rohrförmigen Elektrode 34 einen feineren Elektronen-' strahl hoher Geschwindigkeit ;»rseugi. Infolge der Abwesenheit

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eines Feldes innerhalb der rohrförmigen Elektrode 34 wird die Elektronenkanone, wie sie angeliefert wird, mit einer Platte 45 versehen, welche eine mittige Öffnung 44 mit einem Durchmesser von üblicherweise 2,38 mm (3/32") aufweist, wobei die Platte 45 nähe rungs weise 1/2 der Länge der Elektrode j54 vom Ausgang der Elektrode abgesetzt ist, um den Durchmesser des durchtretenden Strahles zu begrenzen und eine maxi" male Linaenwirkung des Feldgradienten am Ausgangsende aufrecht zu erhalten;

Sie Anordnung der Figur 3 erfordert nicht notwendigerweise eine längere Rohranordnung als jene der Figuren 1 bis 2, sie erfordert jedoch in der elektrischen Vereorgungsanlage eine zusätzliche Spannung* Zum teilweisen Atisgleich ist dafür der Vorteil vorbanden_e dass die elektrischen Zuleitungen 25 kürzer sind und deshalb einen kräftigeren und steiferen Support für die Blektrodenstruktur bilden» Es soll ferner erwähnt werden, dass die langen Zuleitungen in der Vorrichtung nach den Figuren 1 bis 2 erforderlich sind, um ein abgedichtetes ausreichend grosses Bohr eu erhalten, ein Ausgasen von Gasrestanteilen zu vereinfachen und eine unerwünschte Koronaentladung bei den verwendeten hohen Spannungen zu verhüten. Eine Fluchttmg und eine Halterung werden durch die Isolatoren 30«erzielt, die !linger sind ale jene der Figuren 1 bis 2*

Sie Einzelheiten der Antikathodenanordnung sind in Figur 4 dargestellt« Eine übliche Antikatbodenöurchlassöffnung 33 be« eitst oiae grösaer« öffnung mit einem Durchmesser von 0,81 uns, (O_?O32")_t eine lange von a,0 aäa (0*315") und endet in einen Äiialaes tsit einem kleineren Durcbmessjer von 0,406 nna (0,016"). Der BlektronenS'trahl* von kleinem Querschnitt tritt in die Burealassöffnung 33 an deren gröseeree Ende unter der Wirkung

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des hohen positiven Potentials der Antikathode 32 gegenüber der Kathode 14 (üblicherweise 30 kV für eine Kupferanode oder üblicherweise 10 kY für eine Aluminiumanode) mit hoher Geschwindigkeit ein. Sin verhältnismäßig grosser Bruchteil der Röntgenstrahlung, welche durch Beschuss der Wände der Durchlassöffnung 33 und des Antikathodenfenstera 35 erzeugt wird, und welcher auf 10 bis 15 $ der gesamten Strahlung gescnätst wird, tritt aua dem Rohr von Fenster 35 als Röntgenstrahl hoher Intensität und kleinen Querschnitts aus. Da ein derartig grosser Bruchteil der erseugten Röntgenstrahlung als nutebarer ■* Strahl abgegeben wird, ist eine viel kleinere Eingangsleistung erforderlich, um Röntgenstrahlungs-Intensitäten bu erhalten, die mit jenen in bekannten Röntgenröhren, beispielsweise der beeten im Handel erhältlichen Bauarten, vergleichbar sind.

Der verhältnismäßig schlechte Wirkungsgrad bekannter Röntgen« strahlröhren wird ersichtlich, wenn der Betrieb einer Röntgenr strahlen-Beugungsröhre üblicher Ausführung untersucht wird, lormalerweise werden die Elektronenetrahlen auf einer Antikathode längs einer Linie fokussiert, so dass die Aufprallflache üblicherweise 1 am χ 10 mo beträgt. Wird eine derartige Linienfokussierung H-jb ihrer Längenausdehnung unter einem Winkel vcii 6° gegenüber der Oberfläche der Antikathode betrachtet, so ■| erscheint ei« als Strehl^uellc von 1 mm² Querschnitt. Es sind Röhren erbältlich, welche mit zwei Fenstern ausgestattet sind, wodurch ein Austreten von Strehlen aus jedem Ende der Linleneinateilung su ermöglichen iai, als ob sie von Strahlungequellen ssit einem Querschnitt von je 1 mm² erseugt .wären· 3e ist jedoch offensichtlich, dass diese Strahlen mit einem kleinen festen Winkel, die für eine Btugungsanalyse brauchbar sind, nur einen sehr geringen Bruchteil (üblicherweise weniger als 1 %) des erseugten festen Winkelbereichs von 180° der Röntgenstrahlung bilden.

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In einer varhältnlsmäasig weit verliretteteiv

Böntgenrölir0 liet^ägt der Bereiöh des Elektronenbesehus*· ²

10 tarn² und der norm&la Eetriebestroe liegt bei 17. mA bei

SÖkVJfiir eine waa a er gekühlt© Kupfer^Aa^ dungsgemäa8 aufgebaut© Eöhre mit einer Antikathoden~l)i5rchlaaB~ öffnung 55 einer voräusf^hend genannten Bemessung weist eine llektronenbeaehussfliehe von etwa 7»5 to® mf, wobei die Anti-

kathodenfoXie 55 eiae zuaätalioheJläcbe von etwa 0_s13 mm^ darstellt, wobei ftir die Ereewgung brattetobarer RiJntgenstrablen rBetrieböötröine von &\xv QtOQ^QiGO mk bei 3OkY in Verbiittdung !Bit einer Kupfer-Antikatihoiäe erförderlich sind. Eine derartige Verringerung des Betriebast rosa in Verbindung mil; eineia niedrigeren Beschleunigungtpotential and das? daraus folgenden ?er~' klüinerung in der Stromdichte pro fl&Qheneinhfiit der Anodenfläche b©gr©nsen in wirlceaBier leiae eine lokalisierte Anodenerp·» si on, -.die normalerweise bei eitiea Intemaiven Slektronenbeachuas .auftreten würde. Bie Gasamte r^armuag jäer Antikathode ist eine ⁸ Funktion sowohl des Potentiale wie dea Stroma· Pur einen äquivalenten Büntgenatraftlön-Ausganß iet dieWärmeäbatrahlung in der arfinduiagsgsBiässen Röhre mehr ala eine Grössenorcünung kleiner als in üblißhea flachen AntikatbodenanOrdnungen, wobei die Wärmeabstrahlung S«rch das fä^aefluasvolumen dureh die Pormge-.bung äer"Antikathode mit Dwrcfelass öffnung im Mergle ich-, au einerflachen Aatikatho^eöfläehe weiter gefördert wird. Onter diesen üsastänöen kann ein® besondare_: Xiihluisg^ der Anoäenstruktur ohne <aat£älle:ti-uncl .es kanisc ausachliössliah auf das eigene i@r ABOrdmung ssurückgegriffen werden.

Bi© Aatikathodemfolie; J^"-weist'" üblishsrweia®-eine Dicke von mm (O.»ÖQO2">:^;süf tißd\;wir^_ilureh eine als fens1;er 40 die- ®t®hl§.mlg® :B©r|rlliiimf olie mit ©iner.Bicke'von 0,,127 mm i^w) jgesehiätst«, JiIe beiden Folien 55 und 40 werden in einer

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kleinen metallischen aus zwei Schichten bestehenden fassung 41, 42 gehalten_t welche zweckmassig aus Monel-Metall besteht, wobei die fassung zusammen nit der Antikathode 32 durch Löten oder eine ebenfalls geeignete vakuumdichte Abdichtung längs der metallischen Bohrkappe 11 verbunden ist.

typische Abmessungen des Röntgenatrahlen-Qenerators und seiner Bauteile und deren Abstände werden nachfolgend angegeben:

Die Gesamtlänge des Röntgenstrahlengenerator* der figuren 1, 2 und 3 beträgt, gemessen von der Aussenseite der fassung 41» welche das fenster 35 trägt, zum versiegelten Ende des ölasrohres, 152 mm (6 ⁿ) oder gemessen von der Innenseite der fassung 41 zur Innenseite dir Isolatorbasis 31 127 ma (5").

Der Antikathodenblock 32 besitzt in Längsrichtung eine Dicke von 7,63 bis 8,9 mm (0,3OG" bis 0,350") und einen Innendurchmesser von üblicherweise 19 mm (3/4"). Der Antikathodenblock ragt durch die metalübehe Rohrkappe 11 mit einem Abschnitt von etwa 6,35 mm (1/4^rt) Durchmesser, während die fassungsteile 41 und 42 üblicherweise einen Aussendurchmesser von 12,7 mm (V²") bei einem Durchmesser der mittigen Bohrung von 6,35 «» (1/4^M) besitzen, so dass ein entsprechender Penaterbereich mit einem Durohmesser von 6,35 mm (1/4") zur Aufnahme des aus der folie bestehenden Fensters 35 geschaffen wird, welches üblicherweise bei Kupfer eine Dicke von 0,0050 (0,0002") aufweist, während das zur Versteifung dienende Berylliumfenster 40 üblicherweise eine Dicke von 0,127 am (0,005") besitzt.

Die Antikathoden-DurchlassÖffnung 33 besteht aus einer konischen öffnung, deren innerer Eintrittsdurchmesser üblicherweise

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^Wischen 0,763 bis 0,89 ima (0,03O" - 0,035") liegt, während der äussere endeaitige Durchmesser der öffnungüblicherweise zwischen 0,381 aa bis 0,456 an (0₀015ⁿ - 0,018") bei einer -Läng· von Üblicherweise 8,0 am (0,315*) liegt· Die bevorsugte Forngebung der Antikathoden-Durchlassöffnung kann an beaten durch ihren (Jeeaatwinkel angegeben werden, welcher üblicherweise «wischen 3° bis 7° liegt, um eine konische Fläche «u liefern, welche ein verhältni&uässlg groesee Verhaltene ton tatsächlicher Oberfläche zu projieierter Oberfläche aufweist und einen auareichend kleinen Winkel, ua länge der Durchlaeaöffnung Vielfach-Reflexionen bu ereeugen, welche jedoch nicht ao klein ist, dass die Intensität dea Strahlungaauaganga durch Oberflächenabeorption an der Antikathode ungebührlich verringert wird·

Die Elektronenkanone ist innerhalb des Rohres 10 in axialer Fluchtung türDurchlaeeöffnung 33 und den Offnungen 22, 23 und 24 angeordnet, wobei die letzteren üblicherwelae Durcheeeaer von 0,763 ae ^0,03O¹¹), 0,953 «a (0,0375") und 0,635 aa (O,O25^M) aufweisen· Die Elektronenkanone ist ferner mit engea Abotand von üblicherweise 2,03 na (0,080") zwischen der Auasenfläche der kappenförmigen Elektrode 12 und.der gegenüberliegend ea Fläche des Antikathodenblocka 32 angeordnet, während der Abstand ewiechen den Gitter 20 und der Beachleunigungaelek· trode 13 üblicherweise 1,17 am (0,046") beträgt. Die gesamte axiale Länge der Kappen 12 und 13 in ihrer eingebauten sun Seil ineinandergesetaten Lage beträgt üblicherweise 9,55 am (0,375· IV ·

In der Ausführungaform nach figur 3 ist die Elektronenkanone insbesondere nahe am Soden 31 des Glasisolatora mit verkürstan Zuleitungen 25 angeordnet, so dass die Ebene des abgeachräg-

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ten glockenförmigen Endes der Fokusßtorelektrode 34 in einer Entfernung von üblicherweise 12,7 on (1/2^N) oder sehr Von der gegenüberliegenden Seite der Antikathode 32 liegt. Bei Abständen, die grosser sind als 15»9 mn (5/8") nuss die Gesamtlänge des Rohres vergrösssrt werden« um einen Längebereich für die Elektronenkanone au schaffen und dies wird zweckmäeslg durch Vergrösserung der axialen Länge entweder der Kappe 11 oder des metallischen Verbindungsringes 43 er« reicht. Dies hat den Vorteil» dass ein enger Abstand zwischen den metallischen Bauteilen beibehalten wird, wodurch der Betrieb des Rohres durch eine Verkleinerung der Ansammlung von elektrischen Ladungen an den Innenseiten des Glasmantels 10 erreicht wird, indem die Bildung von Ladungen an der Innenfläche des Glasmantels 10 verringert wird, in dem diese Fläche, welche Streuelektronen oder aus sekundärer Emission stammende Ionen« deren Energie zu einer Rückkehr zur Antikathode }2 nicht ausreicht, begrenzt wird. Bei einem Im engen Abstand angeordneten Metall« ring 43 oder einer metallischen Rohrkappe 11 können Streuladungen leicht diese Metalleeente erreichen und sammeln sich nicht am Glasmantel 10 an, wobei die MetalIelernente als elektrisch leitende Teile den Kreis zur Stroarereorgungoquelle achliesaen. Ein Anwachsen von Ladungen am Glasmantel 10 ist nachteilig, da diese Ladungen nicht ohne weiteres abgegeben weröeK und Fe Id ve rs, errungen sowie auch gelegentliche funkenartige Entladungen verursachen, die beide einem ordnungsgeaiäsaen Betrieb abträglich sind.

Nachfolgend sind typische Abmessungen des Elektrodenrohrs angegebenί Durchmesser des kleineren Rohrabschnitts J2,7 mm (1/2") ητΛ Länge dieselben 50,8 mm (2^H), Länge des abgeschrägten Glockenendes 19 mm (3/4^M), Durchmesser desselben 20,6 mm (13/v:»} «it eingerolltem Endabschnitt von eines Aussen-5ui-c*iiüeii3er von 23,8 na (16/16"). Die gelochte platte 45

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EIhHG.

iat üblicherweise in einem Abatand von 40,7 mm (1 5/8") vom Ende dea Rohres 34 mit kleinerem Burcbmesaer entfernt.

in Figur 5 iat ein Blockschaltbild einer vereinfachten tragbaren Leiatungs Versorgungsanlage dargestellt, welche für den erfindungsgemäaaen Eöntgenstrahlen-Generator entwickelt wurde, und welche eich insbesondere zur Verwendung mit der Auaführungaforra gemäsa den Figuren i und 2 eignet, aber welche nach Vornahme verhältniamäaaig geringfügiger Abänderungen,die anschlleasend beachrieben werden, auch in Verbindung »it.der Auaführungaform nach figur 3 singeaetat werden kann. . -M

Die Laiatungsversorgungsanlage, ohne Batterien» iet aehr gedrängt auageführt und besitzt Abmessungen von 280 ζ 280 ι 241,3 mm (V1^W χ TI¹¹ χ 9 1/2") und kann zuaammen mit der RÖntganrähre, dem Kabel, dem Kameraaufaats und anderen Zueatzge-· raten innerhalb einea Iragbshälters untergebracht werden* der näherungsweise 483 m» (19") lang, 297,7 mm·■(11 1/2") breit und 280 mm (H") hoch ist, wobai das Gesamtgewicht etwa bei 15,9 kg (35 Iba) liegt. In vielen Betrieben ist ea zweckmässig, die Anlage an daa vorhandene Hetz ansueehliessen, so dass ea unnötig wird, in der geachloseenen Einheit Batterien mitsu» führen; eö wird jedoch Oevorzugt, wahlweise eine Batteriever-' aorgung voraiiasehen, wo diea erforderlich iat und dies ge— * achiehttSurch linterbringung dei» Batterien in einem getrennten. Tragbehälter, welcher naiierüng^weiae die Abmessungen 356■■* 216 χ 153 atm (14." x 8 1/2 " » 6. "■) besitzst.

Die kombinierteLeistungsversorgungsanlage, welche sich wafelwelaQ sur Eigenversorgung wie imm Anachluaa an ein vorhandenes elektrisches Nets eignet, iat in Figur 5 dargeatellt. Die An«

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lage weist einen OesiHator 49 auf, welcher einen Auegang von 40 V und 90 kHz liefert, wenn er an einen Batterieladegerät 50 gespeist wird, welches seinerseits alt dta üblichen 115?- Netz der Werksanlage verbunden ist, wo dies möglich 1st oder wahlweise durch den Anschluss an Hl-Gd-Batterlen 51, wenn ein· Eigenversorgung wesentlich ist. Der Ausgang des Oscillator· wird zuerst über einen kernlosen Transformator auf einen Wert ▼on 10 kV umgewandelt und anschliessend wird die Spannung in einer Spaianungsverdreifacher^Gleichriehtersebaltung, die als Block 52 dargestellt ist, auf 30 kV erhöht, und damit die Be-IP trlebsspannung für einen Röntgenstrahlen-fienerator mit Kupferanode erzeugt. Sie Spannung von 10 kV, welche für einen Generator mit Aluminiumanode erforderlich let, wird durch einfache Umgehung des Spannungsverdreifachers erhalten und durch getrennte Oleichrichtung des Ausgangs aus dem kernlosen Traneformat or.

Aus Sicherheitsgründen wird die Anode des Röntgenstrahlen-ffenerators, die durch die Bezügesah1 56 angedeutet ist, auf ihrem Potential gehalten, wobei der elektrische Stromkreis Über Erde und ein Mllllamperemeter 57 zurück zur positiven Klemme des Spannungsverdreifacher-Gleichrichters im Block 52 geschlossen _ 1st. Sie negative Seite der 30 kV^Versorgungsanlage ist mit ™ der Kathode der Röntgenröhre verbunden, die einfacher abgetrennt und isoliert werden kann, wie dies durch die in gestrichelten Linien gezeichnete Umhüllung 55 angegeben ist, um die Bedienungsperson der Anlage gegen elektrische Schläge zu schützen. Ss wird darauf hingewiesen, dass ein weiterer Vorteil der erfindungagemässen Vorrichtung darin liegt, dass, da für den Betrieb lediglich ein Strom von unter 1mA erforderlich ist, die tragbare Iielstungsversorgungsanlage eine eingebaute Strombe-

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grenzung aufweist, so dass verhindert wird, dass die Bedienungsperson einem tödlichen elektrischen Schlag ausgesetzt wird. Nichtsdestoweniger sind elektrische Schläge unangenehm und daher ist die vorausgehend beschriebene Schutzisolierung vorgesehen.

Bin Batterieladegerät 58 mit einer Spannung von 67 oder, alternativ, eine kleinere Hi-Cd-Batter!« 59 liefert die Leistung für die Kathodenheizung (6 V, 0,3 A) über Zuleitungen 60 und speist ferner einen 200 Hz-Oszillator, welcher seinen eigenen Transformator^öleichrichter^Kreis aufweist, welche Bauelemente durch einen gemeinsamen Block 61 angegeben sind, wobei die Ausgangsklemmen ata negativen Pol mit der Kathode des Generators 56 und am positiven Pol mit der Beachleunigung-Pokussier-Elektrode TJ verbunden sind, wodurch das vorausgehend beschriebene Beachleunigungspotential von +300 γ erhalten wird. Der mit 200 Hz arbeitende Oszillator-Iraßsformator-Gleichrichter kann durch eine verhaltnisaäseig geringfügige Schaltkreiserweiterung smr Lieferung tiea Potentials von +3000 V eingesetzt werden,, welches für das Itakuss iexrohr 34 der Aissführungsform nach Figur 3 erforderlich ^st. -

B^i Betriel- Itsiart der Röntgenetirahlen-ßenerator 56 einen konisöhen Hontgenetrahl, der elüeu verhftltEisffiasoig kleinen C-Γίnungswinkel von etwa 9° aufweist, wodurch die direlrfce TeriS- des RÖntgenstrahls mit einer handelsüblichen Polaroid-

cesrakasette-" al« HUsk-Rsflexionsbeugungskaisera möglich wird. Bise derartige Anordnung.iat achematisch in Querechnitt in fi^iir 6 dargestellt, i» welche? die Rönvgenstrahlen vom Generator 56 durch eine Im Polaroid-iaad-Kameraaufsatζ 64 augeordnete öffnung 63 treten, wobei der gamöraaufaata für eine

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unmittelbare lichtdichte Befestigung an der Bohrkappe 11 oder aa metallischen Verbindungsring 431 welcher vorausgehend beschrieben, aber in dieser Aneicht nicht eingetragen ist, abgeändert wurde; der Kameraansatz trögt ferner die Probe 65 an der gegenüberliegenden Seite. Der Film selbst ist für die vorgesehene Verwendung in dem erweiterten Einsäte durch Zugabe einer als Abdeckung wirkenden Schicht 67 aus schwarzem Papier und eines darunterliegenden Phosphorschirms 68 abgeändert» welche Teile über dem Film 66 angeordnet sind.

Die Anordnung nach Figur 6 erzeugt Beugungemuster durch RückReflexion, wie sie in Figur 7 dargestellt sind, wobei In dieser Figur als Probe eine Nickelfolie verwendet wurde und ein Polaroid-Film mit einer Empfindlichkeit von 3000 bei einer Belichtung von 60 Sekunden, woberl der Antikathodenstrom 200 mA bei einer Spannung von 30 kV bßtrug, was einem Energiebedarf von lediglich 360 Joule entspricht.

Falls ein einfacher Kollimator 70 und eine Strahlen- AbschirmanoröTJung 71 geui&ss Figur 8 verwendet werden, wird die Probe 65' oberhalb dse Kollimators angeordnet und der Polaroid-Land-Kameraaufsats 54' nimm'; gegenüber der in Figur 6 gezeigten Stellung eine umgekehrte Lage «in, wobei ebenfalls die abgeanderte Filmoriencierung umgekehrt wird. Auf diese Weiae wird eine einfache ab«?r wirkeeme Dtjrchlicht-Beugungsvorrinhtung erhalten.

In Pi_:?ur SA \et sia Eiarahlicht- Bsugungemuster dargestellt, welches nnter Verwendung der Vorrichtung nach Figur θ von einer P-a\*a-*::'in?robe erhalten vurde, vährend die Figur 8B ein Durch

von <ier gleichen Paraffinprobe darstellt,

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BAD ORIGINS

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welches unter Verwendung einer Vorrichtung erhalten wurde_f die in jeder Hinsicht der Anordnung nach Figur 8 entspricht, wobei Jedoch eine handelsübliche Röintgenstrahlen-Beugungs röhre üblicher Grösae, wie sie in der einschlägigen Technik - gebräuchlich--tat,- verwendet'wurde. Wie ersichtlich sind die erhaltenen Muster bezüglich der Einzelheiten ziemlich ähnlieh\ jedoch beträgt öler Energiebedarf für die handelsübliche Röhre 1875 Joule (50 k¥, 7,5 raA, Belichtungszeit 5 Sekunden),, während der .Energiebedarf für die erfind'imgsgfem&sse Röhre bei nur 144 Joule (30 kV, 80 raA, 60 Sekunden Belichtungszeit) liegt. Damit ist für das Mustcsr nach Figur 8A nur etwa 7 $> der Energie erfordere liehs .welche für das Muster nach Figur 8B notwendig ist.

Der Röntgenstrahlengenerator- geraäse vorliegender Erfindung eignet, sieh feberafalls- für" Röstgens tralilen^Mikröskopie und die Ausfüümragsformen fier Figuren 9 und 9A &in& für diesen gebaut» ■

| verwenden liehteSie.h-t© Gahäus® 75 bzw. 75% die mit"©in©r -Anzahl von Fächern'76 bsw. 76° 'sur Aufnähme von Probe nml film ausgestattet sind, welche mittige öffnungen 77 bssvi. 7T° aufw-eisen» um öen ungehinderten Durchtritt des R3nt~ genstraalenbündels zu gestatten. Sie Fächer 76 und 76⁶ sind in bestimmten Abständen ziaainander-angeordnet oder siBd in veriikalär Richtiarag T@retellb.ar, ura eine breite Wahl ier AnorSnung von FiIs wM Probe zu ermöglichen, wodurch die gewtos daten Ver«- gr'isssifiangen -durch Kombinab ionen au.3 Hont gene trahl- und optischer Veirgrösssrung im Einxlaiag mit den bekannten in der Hont«=

verwendeten Verfahren ersielt werden.

Biv'j Rbüt^;en3trahlea«»MikrQS£öp geioäaa Figur 9 arbeitet.unter at Druck und verwendet die abgedichteten Röntgen*=

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BADORtQiNAL

strahlen~Generatoranordnungen wahlweise nach den Figuren 1♦ oder 3c Der Entwurf dieser Vorrichtung entspricht den Erfordernissen vieler Röntgenstrablanwendungen in laufenden Verfahren, da die Vorrichtung sowohl kompakt als auch tragbar ist.

Eine zweite Ausfiihrungsform einar in Pi^ ir 9a dargestellten Vorrichtung zur Röntgenstrahlen-Mikroskopie wird aus einer evakuierten, erfindungsgetnäss zerlegbaren Vorrichtung gebildet, welche einen Röntgenstrahlen Generator 56^} In einem gemeinsamen Vakuumkreis 78 mit einem Gehäuse 75" aufweist. Diese Anordnung hat den Vorteil, dass der Anodenblock und die zugehörige Antikathodenfolie leicht ausgewechselt werden können, da der Röntgenstrahlengenerator eine offene Bauweise aufweist, wobei ferner auf das aus einer Berylliumfolle bestehende Schutzfenster 40' der Figur 9 verzichtet werden kann, da awischen dem eigentlichen Röntgen Generator und dem Inneren des Gehäuses 75' kein Druckdifferential vorhanden ist. Der Wegfall des Fensters 40' ist besonders vorteilhaft im Hinblick auf die Absorption der langwelligen Röntgenstrahlen, wobei die Entfernung von Luftmolekületx aus dem Strahlweg durch Evakuieren ferner eine unerwünschte Absorption eus diesem Anlass beseitigt.

Die hochwirksame enge Bündelung und Peinfokuesierun« des erfindungsseraäseen Röntgenstrahlen Generators sind besonders er*- wünachte Merlanale, welche die Anordnung für die Röntgenstrahl len-Mikroskopie geeignet machen_v gleichgültig, ob die Anoro nung tait einer versiegelten Röhre oder einer zerlegbaren Röhre auagegtattet ist. Dies trifft besonders im Hinblick auf die uDgev.'öhnlich komplizierten bekannten Anordnungen zu.

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BAD

Die zerlegbare Vorrichtung nach Figur 9A-wurde*zur Untersuchung einer Probe aus geschäumtem Polymer verwendet, wobei die

längerwellige Strahlung von Aluminium (3,34A) gegenüber der eine grössere Durchdringung aufweisenden Wellenlänge von Kupfer (1,54A) bevorzugt wurde, um einen grösseren Kontrast in der Schattelwiedergabe der zellenförmigen Anordnung zu erzielen.

Bei dieser Untersuchung wurden zwei dünne Proben eines geschäumten Polymere nebeneinander auf ein Stück PiIm gelegt und die Anordnung wurde 12,7 mm (1/2") vom Antikathodenfenster g des Röntgenstrahlen-Generators entfernt angeordnet, wobei die Auagangeöffnung etwa 0,051 mm (0,002") betrug. Bas Vakuum im Inneren des Kreislaufsystems 78 war bevorzugt 10' Torr. Das nach einer Belichtung von 60 Sekunden erhaltene Röntgenstrahlen- Schattenbild wurde photographisch 50-fach vergrössert, um die Darstellung der Figur 10 au erhalten, welche klar die Zellenstruktur erkennen lässt und einen Vergleich zwischen den beiden Proben ermöglicht.

Der Gesamtwirkungsgrad des erfindungsgemässen Röntgenstrahlen-Generators kann im wesentlichen verdoppelt werden, indem die selbstverstärkende paarweise Anordnung nach den Figuren 11 und 1*1 A verwendet wird. d

Hier wird eine schraubenförmige Kathode 81 verwendet, die mittig innerhalb von Fokussiert und Besehleunigunge-Hüllelektroden 82 und 85 angeordnet ist, welche jeweils mit einander gegen«* überiiegenö angeordneten -Öffnungen 82a und 83a versehen sind, die in axialer Fluchtung zueinander und zur Kathode 81 stehen, so dass zwei Elektr-onenstrahlenbündel erzeugt werden. Der Abstand von dan Wicklungsenden der Kathode 81 gegenüber der

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BAD ORIQINAt

Elektrode 82 ist üblicherweise 1,27 mm (O»O5O") und der Abstand zwischen den Elektroden 82 und 83 beträgt üblicherweise 3,2 tarn (0,120"). Der Durchmesser der öffnungen 82a und 83a ist üblicherweise 2,8 mm (0,110") bzw, 4,06 mm (0,160"). Die gleichen Abstände zwischen der Elektrode 83 und den anliegenden Seiten der Anode 32' sind üblicherweise 5,1 bis 8,9 ob (0,200" bis 0,350"). Die erzeugten Elektronenstrahlenbündel treffen jeweils auf getrennte Antikathoden 32' auf, die mit konischen Durchlassöffnungen 33' der vorausgehend beschriebenen Art aus» gestattet sind und ferner an den aus Folie hergestellten Antikathodenfenstern 35', die durch Berylliumfenster 40' abgestützt sind, wobei zwei getrennte Röntgenstrahlenbündel erzeugt werden, welche in vorteilhafter Welee die gleiche geringe Fla~ chenausdehnung und feine Fokussierung aufweisen wie die Strahlenbündel, welche mit Generatoren der Figuren 1, 2 und 3 erhalten werden=

Zusätzlich zu den Röntgenstrafclenbündeln, welche aus den einen kleinen Durchmesser aufweisenden Enden der Durchlassöffnungen 33' in den Antikathoden und dv.rch die Fenster 35' der Anti kathoden in der vorausgehend beschriebenen Weise austreten, werden ferner Röntgenstrahlen erzeugt, welche aus den einen grossen Durchmesser aufweisenden Enden der Durchlassöffnungen 33" der Antikathoden austreten. Die in den Generatoren der Figuren 1, 2 und 3 erzeugten, nach hinten austretenden Röntgen strahlen können nicht verwencUt werden, da sie zurück zu den Eleictrotienks'icrjen gerichtet sind, öurch welche sie an den Metallteilen der verschiedener Elektroden absorbiert werden. Jedoch wird im Röntgenstrahler-Generator der Figuren 11 und 11A ein Teil der nach hinten rAbgegebenen Röntgenstrahl} enbiin del verwendet, um die nach vorne austretenden Strahlenbündel

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BAD

in Jeder DurehläasöffminK su erhöhen. Die nach hinten aus jeder !DurchlassÖffnung 33' austretende Röntgenstrahlung gelangt
durch die öffhungspaare 82a und 83a und wird durch die gegenüberliegende Durchlassöffnung 33" k'olliraiert. Ein wesentlicher Bruchteil des nach hinten abgegebenen Röntgenstrahlen-Ausgangs tritt achliesalich durch die Folienfenster 35' und 40° aus
und verstärkt die durch diese Fenster hindurchtretenden ursprünglichen Röntgenstrahlenbündel. Um den Yerstarkungsgrad
festzustellen,.'der durch diese Anordnung erhalten wird, wurden Bauteile der Röhre zum Betrieb innerhalb einer Glocke angeord= net, die evakuiert werden konnte. Die Intensität der aus einer μ Seite austretenden Röntgenstrahlung wurde-zuerst während eines Betriebs gemessen, in welchem beide Antikathoden^Lurchlaasöff=' nungen wirksam waren. Anschliessend wurde unter Aufrechter"
haltung der gleichen Spannungen und des gleichen Elektronenstrahlatromes für eine Seite wie im vorausgehenden Versuch die entgegengesetzte Anode von der Hochspannung abgetrennt, um
aus ihr den verstärkenden Anteil der nach hinten abgegebenen
Röntgenstrahlung zu eliminieren„und der Ausgang von der ver=*
bleibenden Seite wurde anschliessend gemessen. Bei einem kollimiorten Ausgang mit einem DivergeEZwinkei von etwa 2°, welcher bei der Verwendung für eine Duröhliebt-Beugung besonders
wirksam ist, wurde aus den jeweiligen ermittelten Werten
festgestellt, dass der Anteil der nach hinten abgegebenen ä

Röntgenstrahlen einen Zuwachs von 75 bis 100 $> gegenüber dem · Ausgang'aus einer einzigen BurchlassÖffnung bildet. Damit kann ' die forrichtttiag nach den Piguren 11 uni.HA nicht nur. zwei
Röntgenstrahlenbündel gleichzeitig erzeugen, sondern auch zwei Strahlenbündel,'welche« wenn sie zur Verwendung für die Röntgenstrahlen -Beugung kollimiert werden, im wesentlichen doppelte Lateiasität besitzen.

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Aus dem vorausgehenden ergibt sich, dass der erfindungsgemässe Röntgenstrahlen- Generator verhältnismässig vielfältige Abänderungen erfahren kann» welche im Rahmen der anliegenden Ansprüche von der Erfindung mit umfasst werden.

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Claims (2)

1. ED-246 Jf 30. Januar 1970

   P a t e η t a η q_ p_x" ti ehe

   Röntgenstrahleß'-vGenerator, welcher in eich abgeschlossen auegebildet 1st und mit Vakuum arbeitet, gekennzeichnet durch die Kombination folgender Teilet Sine fokussiertβ ElektronenafcrahlenbUndel-Quelie, welche eine Kathode aufweist, sowie einen neben der Kathode angeordneten Antikathodenblock mit einer konischen Durchlassöffnung mit einem QeeamtÖffnungawinkel von etwa 3° bis 7°» welche axial fluchtend zum Elektronenstrahlausgang der Kathode liegt, wobei das Ende mit grösBerem Durchmesser der konischen DurchlassÖffnung der Kathode zugewandt 1st, mit einer Einrichtung, um den Antikathodenblock auf einem hohen positiven Potential gegenüber der Kathode zu halten und einem aus einer Folie bestehenden Äntikathodenfeneter, welches eine Austrittsöffnung für die Rtintgenstrahlenemiseion bildet und das Ende rait kleinerem Durchmesser der konischen Durchlass-Öffnung verachliesst.
2. 2. RcJntgenstrahlen-GonerBtor nach Anspruch 1, dadurch gekenn«= zeichnet, dasa die foKuasitTte Elektronenstrahlen-Quelle eine Kathode iiv offener Bauart aufweist, welche ein Paar diametral entgegengesetzt gerichteter Elektronenstrählbündel« Ausgänge liefert, wobei Jeder Ausgang eine konische Durchlasaöffnung aufweist und d\e Achse Jeder konischen Durchlassöffnung im wesentlichen fluchtend aur Achse der Kathode und sur Anhse der anderen Durchlassöffnung liegt, wobei die Röntgsnatrahlung, welche vom Ende mit einem grossen Durchmesser einer gegebenen konischen Durchlassöffnung nach hin-

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   BAD ORIQiNAL

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   ten austritt, und in das Ende mit grossem Durchmesser der damit fluchtend angeordneten konischen Durchlaesöffnung gelangt.

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