DE3117726C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Drehanoden-Röntgenröhre nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1. Eine Röhre dieser Art ist in der US-PS 32 29 089 beschrieben.

Zur Erzeugung kontrastreicher Röntgenbilder von Gegenständen, die in Röntgenstrahlen unterschiedlicher Wellenlängen unter­ schiedlich absorbieren, hat man bekanntlich Bilder mit Strahlen unterschiedlicher Wellenlänge hergestellt und diese dann vonein­ ander subtrahiert. Dazu sollten die voneinander zu subtrahie­ renden Bilder aber möglichst gleichzeitig, d.h. simultan, her­ gestellt sein. Man hat daher zur Erzeugung praktisch simultaner Röntgenbilder unterschiedlichen Kontrastes Röntgenstrahlen un­ terschiedlicher Wellenlänge (Strahlenqualität) verwendet, die in ein und demselben Strahler erzeugt wurden.

In der oben genannten US-PS ist eine derartige Röntgenröhre be­ schrieben, die eine Drehanode aufweist, die aus Sektoren unter­ schiedlichen Materials besteht. Außerdem ist zur Erreichung möglichst angenähert monochromer Röntgenstrahlen noch ein Fil­ ter vorgesehen, das aus einer der Anzahl der Sektoren der Dreh­ anode entsprechenden Anzahl von Sektoren unterschiedlichen Ma­ terials besteht, so daß die durch das Filter hindurchtretenden Röntgenstrahlen eine optimale Filterung erhalten. Da die Mate­ rialien der Sektoren des Filters denjenigen der Drehanode ange­ paßt sind, müssen die Scheiben, d.h. Filter und Drehanode, syn­ chron miteinander bewegt werden, damit die Zuordnung erhalten bleibt. Es ist aber schwierig, diese Zuordnung auch noch bei den beim Betrieb von Röntgenröhren üblichen Umdrehungsgeschwin­ digkeiten aufrecht zu erhalten.

Die Erfindung geht von der Aufgabe aus, bei einer Drehanoden­ Röntgenröhre gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 eine konstruktiv einfache und trotzdem sichere Zuordnung von Filtern zu den aus verschiedenen Materialien bestehenden Teilen der Drehanode zu erreichen.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruches 1 angegebenen Maßnahmen gelöst. Vorteilhaf­ te Weiterbildungen und Ausgestaltungen der Erfindung sind den Unteransprüchen zu entnehmen.

Bei Drehanoden-Röntgenröhren zur Erzeugung von Röntgenstrahlen verschiedener Wellenlänge ist es gemäß der Erfindung günstig, den Weg der Brennfleckbahn mit Teilen aus unterschiedlichen Ma­ terialien zu belegen bzw. die Drehanode aus unterschiedlichen Materialien aufzubauen, aus denen die Röntgenstrahlen unter­ schiedlicher Wellenläge entstehen, und Filter in die Rotation der Drehanode zu integrieren, indem sie als senkrecht zur Ab­ strahlrichtung der Röntgenstrahlen liegende Wände fest mit der Welle der Drehanode verbunden werden. Solche Filter können etwa als Kragen auf den Rand des Drehanodentellers, der aus Sektoren unterschiedlichen Materials bestehen kann, aufgesetzt bzw. um ihn herumgelegt werden. Bei entsprechender Wahl der Materialien für die Filterteile, die den jeweiligen Teilen der Drehanode zugeordnet sind, wird so eine Verbindung mit der Welle und damit schon konstruktiv eine vorgebildete Synchronisation von Filter und Drehanode erreicht. Eine spezielle Synchronisation bewegter Teile, wie bei der bekannten Lösung, ist so auf ein­ fache Weise vermieden.

Eine andere Zuordnung kann darin bestehen, daß die Anode aus Teilen, etwa Sektoren, hergestellt wird, die an ihrem Ende um­ gebogen sind, so daß die Umbiegungen die Filter darstellen. Da­ bei wird der Vorteil erreicht, daß durch die Verwendung des gleichen Materials für Drehanode und Filter eine besonders gute Ausfilterung erreicht wird, weil dann nur die für das betref­ fende Material charakteristischen Strahlen durchgelassen wer­ den.

In einer weiteren konstruktiven Lösung können die Teile ver­ schiedenen Materials auch als Einsätze in einer entsprechend geformten Lochscheibe erreicht werden, d.h. der Teil der Dreh­ anode, auf dem die Brennfleckbahn liegt, wird mit Löchern ver­ sehen, ebenso wie der Teil einer diesem zugeordneten Manschette bzw. einer Umbiegung der seitlichen Ränder. In die Öffnungen können dann jeweils einander zugeordnet entsprechend ausgewähl­ te Teile eines Anodenmaterials und eines Filtermaterials ein­ gesetzt werden.

Als Materialien für die Drehanode kommen die in der Röntgen­ technik an sich üblichen Materialien in Frage und für die Fil­ ter ebenso (vgl. z.B. auch die oben genannte US-PS 32 29 089, Spalte 2, Zeilen 25, 26 und 45, wo Molybdän, Kupfer und Kobalt als Anodenmaterial und Zirkonium, Nickel und Eisen als Filter­ material angegeben sind).

Es ist aber auch möglich, die Drehanode aus einheitlichem Ma­ terial herzustellen und die Filter in entsprechender Weise zu wählen. Bei Verwendung von Wolfram für die Drehanode kann dabei die Auswahl der Filter aus unterschiedlichen Materialien erfol­ gen. Diese konstruktive Lösung ist möglich, weil unterschied­ liches Filtermaterial unterschiedliche Spektralanteile der an Wolfram erzeugten Strahlung unterschiedlich stark schwächt.

Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung werden nachfol­ gend anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbei­ spiele näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 ein Schaubild einer erfindungsgemäß ausgestalteten, teil­ weise aufgebrochenen Röntgenröhre,

Fig. 2 ein Querschnitt durch eine weitere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Drehanode,

Fig. 3 eine Draufsicht auf die Drehanode nach Fig. 2 und

Fig. 4 eine Seitenansicht einer Drehanode mit eingesetzten Ano­ denmaterialien und Filterfenstern.

In der Fig. 1 ist eine Röntgenröhre 1 mit einem gläsernen Röhren­ kolben 2 dargestellt, an derem einen Ende sich eine Kathodenkom­ bination 3 und am anderen Ende eine Anodenkombination 4 befin­ det. Die Kathodenkombination 3 besteht dabei aus einer Halte­ rungshülse 5, die einen Ansatz 6 aufweist, in welchem sich die eigentliche Kathode, eine Glühkathode 7, befindet. Von dieser gehen Elektronen in einem Strahlenbündel 8 aus, die auf eine Drehanode 9 auftreffen. Diese besteht aus einem Anodenkörper 10 aus Wolfram, der auf einer plattenförmigen Unterlage 11 aus Mo­ lybdän angebracht ist, an deren Unterseite eine Platte 12 aus Graphit angelötet ist. Um den äußeren Rand der Drehanode 9 und die Platten 11 und 12 liegt ein Kragen 13, der aus zwei halb­ kreisförmig gebogenen Teilen 14 und 15 besteht. Die an der Vor­ derseite liegende Grenzlinie 16 ist in der Zeichnung sichtbar. Für den Betrieb der Röntgenröhre 1 sind einerseits zur Heizung der Glühkathode 7 Anschlüsse 17 und 18 vorgesehen, wobei an ei­ nem der Anschlüsse 17 oder 18 die negative Röhrenspannung liegt, während der positive Anschluß am gegenüberliegenden Ende am Stutzen 19 liegt.

Beim Betrieb der Röntgenröhre 1 wird, wie bereits erwähnt, zwi­ schen Stutzen 19 bzw. Anschlüsse 17 und 18 die Röhrenspannung angelegt und zugleich durch einen in der Zeichnung nicht darge­ stellten Stator der Rotor 20 und damit über die Welle 21 die Drehanode 9 in Rotation versetzt. Die auf die Drehanode 9 auf­ treffenden Elektronen des Bündels 8 erzeugen Röntgenstrahlen 22, die einerseits durch den Kragen 13 als Filterwand und an­ dererseits durch die Wand des Röhrenkolbens 2 austreten. Beim Drehen der Drehanode 9 gelangen nacheinander die Teile 14 und 15 des Filters an die Strahlenaustrittsstelle, so daß Röntgen­ strahlen unterschiedlicher Wellenlänge verfügbar werden. Bei Verwendung von Wolfram als Material des Anodenkörpers 10 und Molybdän als Material des Teiles 14 sowie Eisen als Material des Teiles 15 erhalten die Röntgenstrahlen für die Herstellung von Röntgenaufnahmen geeignete Wellenlängen.

In den Fig. 2 und 3 ist eine Drehanode 9′ in Abwandlung der Aus­ bildung der Drehanode 9 nach Fig. 1 aus zwei Teilen 14′ und 15′ hergestellt, die in konstruktiv einheitlicher Ausbildung sowohl den Teil des Anodenkörpers 10′ als auch den Teil 14 oder 15 des Kragens 13 umfassen. Die beiden Teile sind auf einer Unterlage 12′ angebracht, an welcher auch die Welle 21′ angreift. Die Be­ tätigung der Drehanode 9′ erfolgt in analoger Weise wie die Aus­ führungsform nach Fig. 1, indem in der Kathode 6′ die Glühkatho­ de 7′ betätigt und damit Elektronen 8′ auf die Drehanode auf­ treffen, so daß Röntgenstrahlen 22 durch die Seitenwand austre­ ten und in gleichem Sinne wie in Fig. 1 gefiltert werden.

In der Fig. 4 ist ein Ausführungsbeispiel gezeichnet, bei wel­ chem in einer Drehanode 9′′ im Anodenkörper 10′′ mehrere Teile unterschiedlichen Materials eingesetzt sind. In der Zeichnung sind davon die Teile 25 bis 28 sichtbar. Diesen Teilen sind Fenster 29 bis 32 zugeordnet, welche Öffnungen im seitlichen Kragen 13′ sind, in welche als Fenstermaterialien Filter ein­ gesetzt sind. Bei dieser Ausbildung ist der Kragen 13′ auf ei­ ner Unterlage 33 angebracht, die ihrerseits auf einer Scheibe 34 aus Graphit angebracht ist. Zur Erhaltung der Drehbarkeit ist die Anordnung an einer Welle 21′′ angebracht, die der in Fig. 1 dargestellten Welle 21 entspricht.

Claims (6)

1. Röntgenröhre mit folgenden Merkmalen:

• a) Sie enthält eine Drehanode (9, 9′, 9′′), die zur Erzeugung von Röntgenstrahlen unterschiedlicher Wellenlänge ausge­ staltet ist,
• b) und ihr sind wenigstens zwei Filter (14, 15, 14′, 15′, 29 bis 31) aus Materialien mit unterschiedlicher Filterwirkung zugeordnet,

gekennzeichnet durch folgende weitere Merkmale:

• c) Die Filter (14, 15, 14′, 15′, 29 bis 31) sind in die Rota­ tion der Drehanode (9, 9′, 9′′) integriert,
• d) die Filter (14, 15, 14′, 15′) werden durch senkrecht zur Austrittsrichtung der Röntgenstrahlen (22) liegende Wände (13, 13′) gebildet,
• e) die Wände sind fest mit der Welle (21, 21′, 21′′) der Dreh­ anode (9, 9′, 9′′) verbunden.

2. Röntgenröhre (1) nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Filter (14, 15, 14′, 15′) als Kragen (13, 13′) am Rand eines in üblicher Weise als Kegel­ stumpf ausgebildeten Anodentellers (9 bis 12) angebracht sind.

3. Röntgenröhre (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Abschnitte des Anoden­ tellers (9 bis 12) und der jeweils zugeordneten Filter (14′, 15′) das gleiche Material enthalten.

4. Röntgenröhre (1) nach Anspruch 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Anodenteller (9 bis 12) aus Sektoren verschiedener Materialien besteht, deren Rand auf­ gebogene Form hat, so daß sich bei Aneinandersetzung der Sekto­ ren der Anodenteller (9′ bis 12′) mit Kragen (13′) ergibt.

5. Röntgenröhre (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, da­ durch gekennzeichnet, daß in den Ano­ denteller (9′′, 10′′, 33, 34) Teile (25 bis 28) unterschiedlichen Materials eingesetzt sind, denen im Kragen (13′) angeordnete Fenster (29 bis 32) zugeordnet sind, in die unterschiedliche Filtermaterialien eingesetzt sind.