DE341242C - Verfahren zur Erzeugung von Roentgenstrahlen beliebig regelbaren Haertegrades unabhaengig vom Vakuum - Google Patents

Description

In einer Röntgenröhre üblicher Bauart hängt die Entladungsspannung und damit die Kathodenstrahlengeschwindigkert sowie infolgedessen die Härte der erzeugten Röntgenstrahlen im wesentlichen von der Gasdichte ab. Daraus ergeben sich erhebliche Nachteile für den praktischen Gebrauch.

Man hat daher versucht, die Geschwindigkeit der Kathodenstrahl» von dem Vakuum

ίο der Röhre unabhängig zu machen. Zu diesem Zweck trieb man das Vakuum der Röntgenröhre so hoch, daß eine gewöhnliche Entladung nicht mehr einsetzen konnte und suchte die zur Bildung der Kathodenstrahlen notwendigen Elektronen durch einen von dem Vakuum unabhängigen oder nicht wesentlich abhängigen primären Vorgang zu erhalten, indem man bei äußerst hohem¹ Vakuum entweder eine primäre Hilfsentlädung zwischen einer Wehneltkathode und einer Anode anwandte oder aber die ionisierende Wirkung eines im Innern der Röhre befindlichen Heizkörpers zur Elektronenemission benutzte.

In beiden Fällen werden die gebildeten Elektronen durch das zwischen der Kathode und Antikathode bestehende, regelbare elektrische Feld mit großer und dabei beliebig änderbarer Geschwindigkeit auf die Antikathode geworfen und veranlassen dort die Emission von Röntgenstrahlen. Beiden Verfahren ist gemeinsam, daß die Röntgenröhre auf ein sehr hohes Vakuum ausgepumpt sein muß, um in der gewünschten Weise zu arbeiten.

Dasselbe Ziel wurde auch bei Röntgenröhren gewöhnlicher Gasdichte zu erreichen gesucht, indem die Bahn der Kathodenstrahlen durch geeignete Mittel beeinflußt wurde. Eine Verlängerung der Kathodenstrahlenbahn bewirkt bekanntlich die Entstehung einer größeren Anzahl von Ionen und Elektronen im Gasraum und erhöht somit die Leitfähigkeit der Gasfüllung. Die Röhre erscheint daher, trotzdem die Dichte des in ihr befindlichen Gases die gleiche geblieben ist, weicher als bei kürzerer Bahn der Kathodenstrahlen. ' Deshalb läßt sich die Härte der Röntgenröhre in gewissem Umfange durch Regelung der Kathodenstrahleribahn nach Bedarf ändern. Als Mittel zu einer solchen so Regelung kann z. B. ein die Kathodenstrahlenbahn entsprechend beeinflussendes Magnetfeld oder ein in der Nähe der Kathode angeordneter Mantelkörper aus Isolierstoff o. dgl. dienen.

Durch das den Gegenstand der Erfindung bildende Verfahren wird der gleiche Zweck, Röntgenstrahlen beliebig einstellbaren Härtegrades unabhängig vom Vakuum zu erzeugen, auf anderem Wege erzielt.

Nach dem \^rerfahren wird die Herstellung

schneller Kathodenstrahlen ebenfalls in zwei Vorgänge zerlegt. Zunächst werden durch gewöhnliche Entladung zwischen zwei Elektroden bei mittlerer Gasdichte in üblicher Weise Kathodenstrahlen erzeugt, deren Härte aber wegen des verhältnismäßig niedrigen Vakuums nicht hinreicht, Röntgenstrahlen von größerer Härte an der Antikathode entstehen

ίο zu lassen.

Der zweite Vorgang des Verfahrens besteht ■ nun darin, daß die Geschwindigkeit der durch die primäre Entladung gebildeten Kathodenstrahlen in einem zweiten Hochspannungsfelde eine starke Beschleunigung erfährt. Diese so beschleunigten Kathodenstrahlen fallen dann auf die zur Erzeugung der Röntgenstrahlen bestimmte Antikathode.

Der erste Vorgang, die Erzeugung verhältao nismäßig langsamer Kathodenstrahlen, hängt naturgemäß vom Vakuum der Röhre ab. Der zweite Vorgang läßt sich dagegen bei geeigneter Anordnung vom Vakuum ganz unabhängig machen. Wählt man für den primären Vorgang der Kathodenstrahlenerzeugung eine niedrige Entladungsspannung, die Beschleunigungsspannung dagegen hoch, so ist der zweite Vorgang unabhängig vom Vakuum durchzuführen und damit eine praktisch genügende Unabhängigkeit des Härtegrades der Röntgenstrahlen vom Vakuum gewonnen. Da ferner die Beschleunigungsspannung beliebig gewählt werden kann, ist der Härtegrad der Röntgenstrahlen außerdem zwischen weiten Grenzen einstellbar.

Um den Vorgang der Beschleunigung der Kathodenstrahlen vom Vakuum der Röhre möglichst unabhängig zu machen, wird nach der Erfindung so verfahren, daß man im beschleunigenden Felde durch irgendwelche Maßnahmen das Eintreten einer selbständigen Entladung verhindert oder wenigstens in hohem Grade erschwert.

Hierzu kann die bekannte Erscheinung be-4."5 nutzt werden, daß zwischen zwei Elektroden nur dann eine Entladung einsetzen kann, wenn, die Entfernung zwischen den Elektroden eine gewisse Grenze überschreitet. Es genügt daher schon, um das Eintreten einer eigenen Entladung im Beschleunigungsfeld zu verhindern, die Elektroden in diesem Felde hinreichend nahe aneinanderzurücken.

Fig." ι zeigt die Ausführungsform einer nach diesem Gesichtpunkt gebauten Röntgenröhre.

Die Kathode 1 befindet sich in hinreichendem Abstand von den Glaswänden der Röhre und von der Elektrode 2, um das Eintreten einer gewöhnlichen Entladung zwischen den Elektroden 1 und 2 zu ermöglichen. Mit Hilfe einer Hochspannungsquelle bildet sich infolgedessen in dem Räume zwischen den beiden Elektroden ein auf die Elektrode 2 zu gerichtetes Kathodens'trahlenbündel. Dieses durchsetzt die mittlere Öffnung 3 der Elektrode 2 und tritt in den Raum 4 zwischen der Elektrode 2 und einer nahe davor angeordneten Elektrode 5. Zwischen den Elektroden 2 und 5 wird nun mit Hilfe einer zweiten HochspannungsqueHe ein elektrisches Hochspannungsfeld hergestellt. Eine Entladung kann zwischen den Elektroden 2 und 5 nicht stattfinden, da deren gegenseitige Entfernung hierzu nicht ausreicht. Das Feld¹ hat daher nur die Wirkung, daß das die öffnung 3 mit verhältnismäßig geringer Geschwindigkeit durchschreitende Ivathodenstrahlenbündel mit großer Geschwindigkeit auf die Elektrode 5 geworfen wird.

Die Elektrode 5 kann man entweder selbst als Antikathode benutzen — in diesem Falle treten die benutzbaren Röntgenstrahlen durch die Elektrode 5 hindurch —, oder man läßt die Kathodenstrahlen, wie Fig. 2 zeigt, durch eine in der Elektrode 5. befindliche öffnung 6 auf eine Elektrode 7 fallen, die als Antikathode dient.

Der zweite Vorgang des beschriebenen Verfahrens; kann auch in anderer Weise verwirklicht werden, z. B. dadurch, daß die Beschleunigung der Kathodenstrahlengeschwindigkeit in einem Räume mit einem Druck stattfindet, der tiefer ist als der im Entladungsraum herrschende.

Das Eintreten einer selbständigen Entladung im Beschleunigungsfelde kann auch durch Benutzung von bestimmten Elektrodenmaterialien und von Gasen oder Dämpfen mit besonders hoher Ionisierungsspannung wirksam bekämpft werden.

Claims (2)

1. Patent-Ansprüche:

   I. Verfahren zur Erzeugung von Rönt- ' genstrahlen beliebig regelbaren Härtegrades unabhängig vom Vakuum, wobei bei mittlerer Gasdichte durch gewöhnliche Entladung zwischen zwei Elektroden Kathodenstrahlen erzeugt und durch ein elektrisches Feld beeinflußt werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Kathodenstrahlen in dem zur Erzeugung von Röntgenstrahlen erforderlichen Grade durch ein Hochspannungsfeld beschleunigt werden.
2. 2. Röntgenröhre zur Ausführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die die Kathodenstrahlen erzeugende Entladung in einem Räume mit normalem Entladungsbedin-

   gungen vor sich geht, während die Be- 3. Röntgenröhre nach Anspruch 2, da-

   schleunigung der Kathodenstrahlgeschwin- durch gekennzeichnet, daß das Beschleuni-

   digkeit in einem Räume erfolgt, in dem j gungsfeld zwischen zwei oder mehreren in

   das Eintreten einer Entladung unmöglich \ geringer Entfernung voneinander befind-

   gemacht oder erschwert ist. | liehen Elektroden hergestellt wird.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.

   BERLIN. GEDRUCKT IN DER HEICHSDRUCKEREI.