DE2441968B2

DE2441968B2 - Röntgenröhre zur Erzeugung monochromatischer Röntgenstrahlung

Info

Publication number: DE2441968B2
Application number: DE2441968A
Authority: DE
Inventors: Martin Stamford Conn. Braun (V.St.A.)
Original assignee: Machlett Laboratories Inc
Current assignee: Machlett Laboratories Inc
Priority date: 1973-09-04
Filing date: 1974-09-02
Publication date: 1980-04-17
Also published as: CH575698A5; DE2441968A1; US3894239A; JPS5056196A; JPS594439Y2; GB1478318A; DE2441968C3; NL7411735A; JPS5448580U; CA1003579A

Description

gekennzeichnet Merkmale:

durch folgende weitere

d) Die Targetschicht (38) besteht aus Material mit ausgeprägter Röntgenfluoreszenzstrahlung,

e) das ium Austrittsfenster (26) gelangende Röntgcnsirähienbündei (22) verläuft im spitzen Winkel zur emittierenden Targetschicht (38).

2. Röntgenröhre nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Targetschicht (38) mindestens eines der Elemente mit Atom-Ordnungszahlen 40 bis 46 und .Ί7 bis 71 enthält.

3. Röntgenröhre nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Targetschicht (38) durch Eindiffundieren wenigstens eines der die Fluoreszenzstrahlure emittierenden Elemente in ein Trägermaterial gebildet ist.

4. Röntgenröhre ntch eint .i\ der Ansprüche I bis

3, gekennzeichnet dmch eine Schichtstärke des Targetmaterials zwischen lOun 40 Mikrometer.

5. Röntgenröhre nach einem der Ansprüche I bis

4, dadurch gekennzeichnet, daß die die Brennfleckbahn bildende Schicht (38) des Targetmaterials eine ihre Dicke um ein Vielfaches übersteigende Breite hat.

6. Röntgenröhre nach einem der Ansprüche I bis

5, dadurch gekennzeichnet, daß der Winkel zwischen dem Röntgenstrahlen-Austrittsbündel (22) und der Austrittsoberfläche der Targetschicht (38) im Bereich zwischen 5° und 20° liegt.

Die Erfindung betrifft eine Röntgenröhre nach den Merkmalen des Oberbegriffes des Hauptanspruches.

Bei Röntgenröhren dieser Art, die beispielsweise aus der DE-AS 10 36 406 bekannt sind, werden Drehanoden verwendet, welche aus einem Material mit hoher Ordnungszahl, beispielsweise Wolfram oder Gold, bestehen, auf das der Elektronenstrahl fokussiert wird, so daß aufgrund der Energieumwandlung im Targetmaterial der Drehanode Röntgenstrahlung entsteht, die dann durch ein Austrittsfenster aus dem die Elektronenquelle und die Drehanode umschließenden Kolben austreten kann. Selbst wenn bei einem Aufbau der Röntgenröhre gemäß der eingangs skizzierten Art unterstellt werden kann, daß bei geeigneter Anregungsenergie durch den Elektronenstrahl ein Teil der Röntgenstrahlung als Bremsstrahlung und ein Teil der Röntgenstrahlung als Fluoreszenzstrahlung entsteht, so daß gewisse Strahlungsmaxima im Bereich der Fluoreszenzlinien liegen, weist der aus dem Austrittsfenster austretende Röntgenstrahl doch ein verhältnismäßig breitbandiges Spektrum auf, wodurch der Kontrast der damit erzeugten Röntgenbilder zu wünschen übrig läßt. Erstrebenswert ist für die Aufnahme von Röntgenbildern in vielen Fällen eine monochromatische Strahlung, da Röntgenquanten unterschiedlicher Energie innerhalb eines breiten Strahlungsspektrums mit dem Material des Objektes unterschiedlich in Wechselwirkung treten.

Aus der DE-OS 23 52 291 ist eine Röntgenröhre bekannt, die eine Drehanode aufweist, von deren Brennfleckoberfläche ein Röntgenstrahlungsbündel

in durch Ausblenden eines geeignet angebrachten Austrittsfensters im Kolben nutzbar gemacht wird, dessen Strahlungsbündelachse mit der Austrittsoberfläche des Targetmaterials einen spitzen Winkel einschließt Selbst wenn bei dieser Art Röntgenröhre ein Targetmaterial

Γ3 verwendet würde, das in seinem Röntgenstrahlungsspektrum eine verhältnismäßig stark ausgeprägte Fluoreszenzlinie enthält, wäre es bei der gewählten Anordnung und Ausbildung der Drehanode nicht möglich, eine Trennung der Fluoreszenzröntgenstrah lung mit verhältnismäßig schmalem Frequenzband von der Bremsstrahlung zu erzeugen. Das nutzbare Röntgenstrahlungsbundel hat somit kein betont monochromatisches Frequenzspektrum. Die Winkeleinstellung zwischen einfallendem Elektronenstrahl und ausgebil detem Röntgenstrahl trägt in keiner Weise zu einer Verbesserung des Strahlungsspektrums in der gewünschten Weise bei.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Röntgenröhre det Art nach der DE-AS 10 36 406 so zu gestalten, daß mit einfachen Mitteln eine stärker monochromatische Röntgenstrahlung erhalten wird als dies bisher erreichbar war.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einer Röntgenröhre nach dem Oberbegriff des Anspruches 1 mit Hilfe der in dessen Kennzeichen aufgeführten Merkmale gelöst.

Es ist zur Lösung der vorstehend genannten Aufgabe zunächst einmal erforderlich, Röntgenstrahlung zu erzeugen, die bereits einen hohen Anteil an Strahlungs energie innerhalb eines engen Spektralbereiches hat. was sich durch die Auswahl eines Werkstoffes für die Targetschicht erreichen läßt, der eine ausgeprägte Fluoreszenzlinie im Röntgenfrequenzbereich aufweist. Infolge der geringen Schichtstärke des Targets der Drehanode ist diese Schicht verhältnismäßig gut durchlässig gegenüber Fluoreszenzstrahlung und demjenigen Anteil der Bremsstrahlung, mit niedrigeren Energien, während Bremsstrahlung mi' Energien oberhalb des Absorptionsniveaus der Fluoreszenzstrah lung praktisch nicht oder nur sehr geringfügig durchgelassen wird. Dieser Unterschied der Absorption der Strahlung bei Frequenzen oberhalb der Fluoreszenzfrequenz gegenüber Strahlung bei oder unterhalb der Fluoreszenzfrequenz wird ausgenutzt und in seiner Wirkung verstärkt, indem die Strahlen des vom Brennfleckbereich durch das Austrittsfenster hindurchtretenden Röntgenstranlenbündels mit der Targetschicht im Brennfleckbereich einen spitzen Winkel einschließen, wodurch das emittierte Röntgenstrahlen bündel noch stärker monochromatisch wird.

Aufgrund der Schrägstellung der Targetschicht im Brennfleckbereich, auf das der Elektronenstrahl von der einen Seite im wesentlichen senkrecht auftrifft, gegenüber der Richtung des durch die gewählte Anordnung des Austrittsfensters ausgeblendeten Röntgenstrahlungsbündels muß die emittierte Strahlung einen größeren Weg innerhalb des Targetmaterials der Drehanode zurücklegen, was insbesondere für den

Anteil an Bremsstrahlung hoher Energie gilt, der überwiegend auf der Auftreffseite des Elektronenstrahls entsteht, so daß die Bremsstrahlung mit hoher Energie stark geschwächt wird, während die Fluoreszenzstrahlung im wesentlichen ohne Absorption austritt.

Weiche Röntgenstrahlen mit Energien wesentlich unterhalb der Energie der Fluoreszenzstrahlung werden durch ein geeignetes Fenstermaterial im Austrittsfenster abgeschwächt, so daß die schließlich außerhalb des Röntgenröhrenkolbens -jur Verfugung stehende Röntgenstrahlung eine stark eingeengte Bandbreite hat und der hauptsächliche Anteil dieser Strahlung im engen Bereich der Fluoreszenzstrahlungsenergie liegt.

Weitere zweckmäßige Ausgestaltungen bilden Gegenstand der Unteransprüche. Einige Ausführungsbei- spiele werden nachfolgend unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert Es stellen dar

Fig. 1 eine Schnittansicht einer Röntgenröhre zur Erzeugung monochromatischer Röntgenstrahlung,

F i g. 2 einen vereinfachten Schnitt durch eir-ϊ weitere Ausführungsform, bei der sich das Elektronenstrahlerzeugungssystem radial außerhalb der Drehanodenanordnung befindet,

F i g. 3 ein drittes Ausführungsbeispiel in Ausschnittsdarstellung, bei welchem die Röntgenstrahlung mit einer Richtung etwa senkrecht zur Drehachse der Drehanode abgenommen wird,

F i g. 4 ein Röntgenstrahlungsspektrum eines Werkstoffes, der zu Fluoreszenzstrahlung anregbar ist, und

F i g. 5 und 6 Darstellungen der Winkelabhängigkeit λ der Strahlungsreinlieit und der relativen Intensitäten der emittierten Strahlung für Molybdän- und Zeranoden.

In F i g. I ist eine Röntgenröhre mit 20 bezeichnet, welche monochromatische Röntgenstrahlung in Gestalt J5 eines Bündels 22 erzeugt. Die Röntgenröhre 20 weist ein Gehäuse 24 aus Metall, beispielsweise aus Blei auf, das gegenüber dr Röntgenstrahlung undurchlässig ist und ein Austrittsfenster 26 besitzt, das als Auslaßöffnung für die Röntgenstrahlung dient und aus einem strahlungsdurchlässigen Material, etwa aus Aluminium oder Beryllium, gefertigt ist. Eine Drehanode 28 besitzt einen Anodenteller 30 aus einem Werkstoff, welcher gegenüber Röntgenstrahlung durchlässig ist, etwa aus Beryllium oder aus Graphit, wobei der Anodenteller an -.5 einer Welle 32 gehaltert ist. die in Umdrehung versetzt werden kann. Der Anodenteller 30 ist von einem evakuierten Gehäuse od.'r Kolben 36 umschlossen, der aus einem für Röntgenstrahlung durchlässigen Werkstoff, beispielsweise aus Glas, besteht. Eine Target- schicht 38, etwa in Form eines dünnen Bandes, ist auf der Innenseite des Anodentellers 30 nahe dessen Rar.d angeordnet und läuft bei Drehung des Anodentellers 30 unter einem Elektronenstrahl 40 hindurch, welcher von einer Anode 42 ausgehend in Richtung auf die Drehanode 28 aufgrund einer Potentialdifferenz beschleunigt wird, welche durch eine Spannungsquelle 44 erzeugt wird, die über Anschlüsse 46 bzw. 48 an die Drehanode 28 bzw. die Kathode 42 gelegt ist.

Die Drehanode 28 ist elektrisch leitfähig ausgebildet, so daß die Spannung der Spannungsquelle 44 der Targetschicht 38 mitgeteilt wird. Außerdem ist der Anodenteller 30 thermisch leitfähig, um die Targetschicht 38 zu kühlen.

Es ist bedeutsam, da3 die Targetschicht 38 an dem es Anodenteller 30 unter einem spitzen Winkel gegenüber dem Austrittsfenster 26 gehaltert ist. Auf diese Weise wird erreicht, daß nur -^rjenige Teil der von der Targetschicht 38 aufgrund des Bombardements des Elektronenstrahls 40 emittierten Strahlung, welche in Richtung des Austrittsfensters 26 emittiert wird, ausgeblendet wird. Die Stärke der Targetschicht 38 liegt in der Größenordnung von 10 Mikrometer bis 40 Mikrometer und ist damit ausreichend groß, um die Elektronen des Elektronenstrahls 40 abbremsen zu können. Auf der der Kathode 42 zugekehrten Oberfläche der Targetschicht 38 wird Röntgenstrahlung erzeugt, wobei ein Teil dieser Strahlung die Targetschicht 38 durchdringt und auf der anderen Seite in Richtung auf das Austrittsfenster 26 austritt Aufgrund der Orientierung der Targetschicht, etwa unter einem Winkel von 70° bis 85° gegenüber der Ebene des Austrittsfenster je nach dem für die. Targetschicht 38 verwendeten Werkstoff müssen diejenigen Strahlen, welche durch das Austrittsfenster 26 austreten sollen, einen gröUeren Weg durch die Targetschicht 38 hindurch zurücklegen, wobei dieses Wegstück bedeutend größer als die Stärke der Targeischicht 38 ist Letztere besteht bei einem Ausführungsbeispiel aus Molybdän, welches als Quelle für eine starke fluoreszente Röntgenstrahlung dienen kann. Bei Bestrahlung durch die Elektronen des Elektronenstrahls 40 liefert die Targetschicht sowohl Bremsstrahlung als auch Fluoreszenz-Röntgenstrahlung, wobei jeweils ein Teil beider Strahlungsarten in Richtung auf das Austrittsfenster 26 hin emittiert wird. Aus diesem Grunde durchlaufen beide Strahlungsarten ein Wegstück innerhalb der Targetschicht 38, welches wesentlich größer als die Stärke dieses Bauteiles ist. Da Molybdän gegenüber Bremsstrahlung mit Energien über derjenigen der Fluoreszenzstrahlung stärker undurchlässig ist, wird die Bremsstrahlung während ihres Durchlaufes durch die Targetschicht 38 stark absorbiert, während die Fluoreszenzstrahlung keine Absorption erfährt Weitere Röntgenstrahlung, welche Energien wesentlich unterhalb der Energie der Fluoreszenzstrahlung besitzt, wird durch das Aluminiumfenster in dem Austrittsfenster 26 absorbiert. Die Röntgenstrahlung 22, welche durch das Fenster 26 hindurch austritt, ist daher im wesentlichen monochromatisch.

F i g. 2 zeigt die Schnittansicht einer anderen A.usführungsform, wobei die Röntgenröhre mit 20 bezeichnet ist Von einem in einem Gehäuse 24 vorgesehenen Strahlungsfenster 26 tritt eine Röntgenstrahlung aus, welche mit 22 bezeichnet ist. Eine Targetschicht 38 ist an einem Anodenteller 30 angeordnet, welcher mittels eines geeigneten Rolors in Umdrehung versetzt werden kann. Die Welle 32 und der Anodenteller 30 sind elektrisch leitfähig, um die Ausgangsspannung der Spannut) gsquelle 44 an die Targetschicht 38 anlegen zu können. Ein Elektronenstrahlerzeugungssystem 60 enthält eine Kathooe 42 und eine Gitterelektrode 64 in Gestalt eines Ringes, welcher die Elektronen eines Elektronenstrahls 40 nicht aufhält und diese Elektronen von der Kathode **>. auf die Taigetschicht 38 hinlenkt. Ein Kathodenheizfaden 68 wird durch eine Heizstromquelle 7C' gespeist und heizt die Kathode 42 so stark auf, daß Elektronen emittiert werden. Zwischen der Kathode 42 und der Targetschicht 38 wird mittels einer Spannungsquelle 44 eine Potentialdifferenz erzeugt, und eine Gitterimpulssch iltung 72 bewirkt eine Potentialdifferenz zwischen der Gitterelektrode 64 und der Kathode 42 zum impulsweisen Ein- und Ausschalten des Elektronenstrahls 40.

Bedeutsamerweise ist die Targetschicht 38 unter einem bestimmten Neigungswinkel relativ zu dem

Austrittsfenster 26 angeordnet. Auch hier verläuft die Achse des Elektronenstrahlenbündels normal zur Oberfläche der Targetschicht 38. Die von der Targetschicht 38 emittierte, in F i g. 2 eingezeichnete Strahlung breitet sich unter einem bestimmten Austrittswinkel gegenüber der Oberfläche der Targetschicht 38 aus, was zu einer Absorption der Bremsstrahlung führt, wie sie zuvor im Zusammenhang mit F i g. I ausgeführt worden ist. Man sieht also, daß die mit 22 bezeichnete Röntgenstrahlung stark monochromatische Eigenschaft besitzt.

In F i g. 3 ist im Schnitt eine Teilansicht einer weiteren Ausführungsform einer Röntgenröhre gezeigt, die mit 20 bezeichnet ist. F.in Anodenteller 30 kann mit einer Welle 32 in Umdrehung versetzt werden und trägt eine Targetschicht 38, die so befestigt ist, daß eine Normale zu ihrer Oberfläche gegenüber der Drehachse der Welle 32 'leicht geneigt ist. Ein Eiektronenstrahierzeugungssysteni 60 ist so ausgebildet und angeordnet, daß ein Elektronenstrahl 40 senkrecht auf die Oberfläche der Targetschicht 38 auftreffen kann. Ein teilweise eingezeichnetes Gehäuse 24 ist mit einem Austrittsfenster 26 versehen, welches als Auslaß für die Röntgenstrahlen 22 dient, die unter einem bestimmten Austrittswinkel von der Oberfläche der Targetschicht 38 emittiert werden. Aus denselben Gründen, wie sie zuvor bei der Beschreibung der Ausführungsbeispiele nach den F i g. 1 und 2 angegeben wurden, sind die Röntgenstrahlen 22 stark monochromatisch.

Fig.4 zeigt das Spektrum der Strahlungsemission von Molybdän als Ergebnis einer Messung unter einem Austrittswinkel von 80° gegenüber der Normalen zur Oberfläche einer Targetschicht, beispielsweise der Targetschicht 38 nach Fig. I. Die in der Zeichnung verwerteten Messungen gelten für eine Dicke der Targetschicht von 10 Mikrometer und 20 Mikrometer, während die Kurve für die Rückstrahlung entsprechend einer unendlichen Dicke der Targetschicht aufgenommen ist. Die Röntgenstrahlungsausbeute ist auf der Ordinate aufgetragen, während die Energie der Röntgenstrahlung längs der Abszisse aufgetragen ist. Die Fluoreszenzstrahlung tritt in einem Spektrumslinienpaar bei etwa 18 keV auf. Die höchste Reinheil der Strahlung wird für die Messung bei einer Dicke der Targetschicht von 20 Mikrometer erzielt, während die niedrigste Reinheit der Strahlung für die Rückstrahlung aufgenommen wird, wobei die Reinheit das Verhältnis der Intensität der Strahlung im Bereich der Fluoreszenzenergie gegenüber der Gesamtintensität der Strahlung über dri gesamte Spektrum ist. Als Beispiel für eine Anwendung der Röntgenröhre 20 nach F i g. 1 sei die Untersuchung des menschlichen Körpers durch Gefäßaufnahmen angegeben. Bei der Gefäßaufnahme oder Angiographie wird ein Kontrastmittel, beispielsweise Jod oder eine Jodverbindung, dem Patienten verabreicht, da dieser Stoff Röntgenstrahlung absorbiert und daher einen deutlichen Schatten von einem bestimmten Organ oder Blutgefäß gegenüber dem Schattenbild anderer Gewebe erzeugt, welche eine davon verschiedene Menge des Jods absorbiert haben. In diesem Falle wird als Werkstoff für die Targetschicht 38 Zer oder ein oft auch als »Ceria« bezeichnetes Zeroxid gewählt, nachdem das Röntgenstrahlungsemissionsspektrum von Zer in vorteilhafter Weise auf das Absorptionsspektrum von Jod abgestimmt ist. Die Fluoreszenz-Emissionslinien von Zer treten im wesentlichen am Scheitel der Röntgenstrahlungsabsorptionskurve für Jod auf. Auf diese Weise wirken die Auswahl des Werkstoffes Zer für die Targetschicht 38 und die Auswahl des Stoffes Jod als Kontrastmittel in dem abzubildenden Gegenstand in der Weise zusammen, daß das erzeugte Bild sehr klar und scharf ist, wobei die ι Schärfe und das Auflösungsvermögen auf den monochromatischen Eigenschaften der Strahlung und darauf beruht, daß die Energie oder Frequenz der einfallenden Strahlung gleich der Energie oder Frequenz am Absorptionsscheitel im Spektrum des Farbstoffes oder

κι Kontrastmittels gewählt wird.

Die Targetschicht 38 enthält einen Werkstoff mit einem Röntgenstrahlen emittierenden Element niedrigerer Ordnungszahl, wie beispielsweise Zer oder Molybdän, welche eine stärker ausgeprägte /C-Emis-

Ii sionslinie erzeugen, als die Elemente höherer Ordnungszahl, wie beispielsweise Wolfram. Hierdurch wird erreicht, daß eine höhere Intensität der weicheren Röntgenstrahlen mii Energien vuii

34 keV, wie sie für die Angiographie verwendet wird.

unmittelbar durch das Elektronenbombardement der Targetschicht angeregt wird. Beispielsweise liegen für eine 20 Mikrometer dicke Molybdänschicht die K₁,-Emissionslinien bei 17,5 keV. Bei iBeschuß oder Bestrahlung mit Elektronen, welche eine Energie von 35

r, bis 40 keV besitzen, konzentriert sich über 95% der gesamten Strahlung im Bereich von 14 bis 20 keV. Durch x.it Bestrahlung einer 40 Mikrometer dicken Schicht aus Zer mit Elektronen von 60 keV Energie wird ein Spektrum erzeugt, welches bei Untersuchung

jo bezüglich eines Austrittswinkels vcn 80° gegenüber der Normalen zur Targetschicht (Zeroberfläche) 70% der Energie im Bereich von 33 bis 40 keV aufweist. Dieses Emissionsspektrum von Zer entspricht dem Bereich maximaler Absorption im Jodspektrum, so daß Jod das ideale Röntgenkontrastmittel zur Verwendung in Verbindung mit einer Zer-Röntgenstrahlungsquelle ist.

In den Fig. 5 und 6 sind graphische Darstellungen gezeigt, in welchen die Reinheit des Röntgenstrahlungsspektrums einer Röntgenanode, beispielsweise der Targetschicht 38 nach Fig. I als Funktion des Blickwinkels, aus welchem eine emittierende Oberflächenstelle betrachtet wird, aufgetragen ist, wobei der Blickwinkel gegenüber der Normalen zur Anodenoberfläche gemessen wird. Fig. 5 zeigt das Ergebnis der Messungen an einer Anode, welche eine 20 Mikrometer dicke Schicht aus Molybdän enthält, während Fig.6 eine entsprechende Darstellung für eine 40 Mikrometer dicke Zerschicht wiedergibt. Außerdem sind in den Fig. 5 und 6 die Intensitäten der Strahlung der

so /C-Emissionslinien und der Bremsstrahlung eingez. ichnet. Die die Strahlungsreinheit wiedergebende Kurve stellt die Intensität, welche für die /C-Emissionslinien gemessen wird, dividiert durch die Gesamtintensität der Bremsstrahlung und der Strahlung an den K,-Emissionslinien. dar. Es sei darauf hingewiesen, daß die die Reinheit der Emission wiedergebende Kurve ein Maximum im Bereich von etwa 70° bis 85° des Austrittswinkels oder Blickwinkels hat, wobei diese Lage des Maximums einer der Gründe der Neigung der Oberfläche der Targetschicht 38 gegenüber der Achse des nutzbaren Röntgenstrahlenbündels ist Die Reinheitskurve ist also ein Maß für die monochromatische Qualität der emittierten Strahlung.

Es sei bemerkt, daß die Stärke der Targetschicht so gewählt ist, daß dieses Bauieii dünn genug ist, um im wesentlichen durchlässig für die eigene Fluoreszenzstrahlung zu sein, während die Stärke gleichzeitig dazu ausreicht, die Bremsstrahlung in zufriedenstellendem

MaBe zu absorbieren. Die filmartige oder folienartige Targclschichl besil/ί eine Urcili·. welche vielfach größer als ihre Stärke ist. Durch Ausrichten der Targetsehicht unter einem bestimmten Winkel mit He/ug auf das Austrittsfenster wird es möglich, eine dünnere Targetsc¹. chi zu verwenden, da diejenigen Strahlen, welche in Richtung auf das Austrittsfenster laufen, größere Wegstücke in der schräggestcllien Targetschicht zurücklegen müssen als Strahlen, welch,: sich normal /u der Amulrnnbcrfläche ausbreiten, /war hai man eine gewisse \ erbessening der monochromatischen lügen schäften auch fur den fall beobachtet, dal! die Normale zur largeloherfläche auf das Austrittsfenster hinweist, doch ergibt sich eine noch bessere Monochromali/ilät bei geneigter Targctschichi. offenbar weil normal zu der Targetschicht gerichtete liremsstrahlung mit Energien oberhalb der Eluoreszenzriii-ruic an \λρ|ιργρπ Stellen Eluorcs/enzstrahlung an oder nahe der Oberflache der Drehanode anregt, welche der mit Klektronen bcschosst'iii η Targetseite gegenüberliegt. Urne Strahlung, welche \on diesen weiteren Stellen ausgeht, erfährt weniger Absorption als die I luareszcnzstrahlung. welche ihren Ausgang von der mit !Elektronen bestrahlten T .irgetscite nimmt, so daß also eine geneigte Targetschichl eine weitere Verbesserung der monochromatischen Eigenschaften bedingt.

I-jη weiterer Vorteil der geneigten Anordnung der Targelschicht ist es. daß \on dem Austrittsfenster aus ge^f".hen eine verhältnismäßig kleine projizierte Flache als emittierende ("lache anzusehen ist. Praktisch kann also eine verhältnismäßig große (lache der Targetschichl durch den Elektronenstrahl beaufschlagt Acrdcn. so daß sich dem Elektronenstrahl eine größere leistung mitteilen läßt, während die durch das Austrittsfenster auftretende Strahlung von einer verhältnismäßig kleinen Strahlungsquelle auszugehen scheint, so daß das Verhalten einer punktförmigen Strahlungsquelle angenähert wird.

Bei einer anderen Ausführungsform einer Röntgenröhre der hier vorgeschlagenen Art ist vorgesehen, daß die Anode in der Weise hergestellt wird, dal! die Targetschicht in das Material einer Tragekonstruktion oder eines Trägers hincindiffundicrt wird. So kann beispielsweise in der Darstellung nach E i g. I die Targetschicht 38 aus Rhenium bestehen, das in einem Ofen bei 2500' C in einen schüsselförmigcn Trägcrkörpcr oder in den Anodentellcr 30 hineindiffundiert wird, welcher in erster Linie aus Graphit besteht. Der llauptteil der Drehanode ist dann eine Mischung aus Rhenium und dem das Rhenium enthaltenden Graphitkörpcr. welcher wegen der verhältnismäßig niedrigen Ordnungszahl des Hauptbestandteiles, nämlich des Graphits, ein tieferes Eindringen der zum Beschul! verwendeten Elektronen gestattet, als wenn die Targetschicht nur aus reinem Rhenium bestünde. Die durch das Abbremsen der Elektronen erzeugte Wärme

Volumen, so daß die Kühlkap.izität verbevci t wird und größere Intensitäten des Elektronenstrahls zugelassen werden können. Durch die Diffusionstechnik ergibt sich eine starke Verbindung zwischen dem Targetmaterial und dem Träger.

Wie zuvor im Zusammenhang mn E i g. I erwähnt, ist der Anodcnteller 30 oder der schüsselförmigc Träger aus einem Werkstoff mit niedriger Ordnungszahl hergestellt. Geeignete Werkstoffe hierfür sind Beryllium. Bor. Kohlenstoff. Aluminium und Kombinationen dieser Elemente miteinander oder mit anderen Elementen niedriger Ordnungszahl. Für die Herstellung der Targetschicht 38 seien als Werkstoffe die Elemente von Zirkonium (Ordnungszahl 40) bis Palladium (Ordnungszahl 4b) oder Mis.hungen dieser Elemente genannt, welche kontrastreiche Röntgenbilder von weichen Gewebestellen ermöglichen. Auch können Seltencrdenelemente (Ordnungszahlen von 57 bis 71) oder Mischungen davon verwendet werden. Diese Elemente besitzen in ihrem Spektrum Fluoreszenz.linien. welche in |od oder Barium, das im allgemeinen in Kontrastmitteln enthalten ist. leicht absorbiert werden.

Hierzu 3 Watt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Röntgenröhre mit folgenden Merkmalen:

a) Sie enthält eine Drehanode (28) mit einer der Kathode (42) gegenüberliegenden Brennfleckbahn,

b) auf der von der Kathode (42) abliegenden Seite der Drehanode (28) befindet sich ein Austrittsfenster (26),

c) die Brennfleckbahn verläuft auf einer dünnen Targetschicht (38)