DE366550C

DE366550C - Hochvakuumroentgenroehre mit Gluehkathode

Info

Publication number: DE366550C
Application number: DEA29936D
Authority: DE
Original assignee: AEG AG
Current assignee: AEG AG
Priority date: 1916-12-16
Filing date: 1917-12-02
Publication date: 1923-01-08
Also published as: US1355126A

Description

DEUTSCHES REICH

AUSGEGEBEN AM 8. JANUAR 1923

REICHSPATENTAMT

PATENTSCHRIFT

- JVr 366550 -KLASSE 21 g GRUPPE 15

(A 2gg36 VIII\2ig)

Allgemeine Elektricitäts-Gesellschaft in Berlin.

Hochvakuumröntgenröhre mit Glühkathode. Patentiert im Deutschen Reiche vom 2. Dezember 1917 ab.

Für diese Anmeldung ist gemäß dem Unions vertrage vom 2. Juni 1911 die Priorität auf Grund· ' der Anmeldung in den Vereinigten Staaten von Amerika vom 16. Dezember 1916 beansprucht.

Die Erfindung bezweckt, bei Röntgenröhren mit Hochvakuum und Glühkathode unerwünschte Röntgenstrahlen abzuschirmen, die von der Anode bzw. Antikathode, jedoch

gehen. Hierzu dient gemäß der Erfindung ein innerhalb der Röhre angeordneter Schirm aus einem Schwermetall oder einem anderen für Röntgenstrahlen im wesentlichen undurch-

5 von anderen Teilen als dem Brennfleck aus- lässigen Stoff. Die Einrichtung gemäß der 10

Erfindung ist so getroffen, daß dieser Schirm während des Betriebes der Röhre im Verhältnis zur Anode negativ geladen ist.

In der Zeichnung zeigt Abb. ι eine Ausführungsform der neuen Röhre, wobei der Schirm mit der Kathode verbunden ist, nebst' der Schaltung der Röhre; Abb. 2 zeigt einen Einzelteil dieser Ausführungsform, nämlich die Glühkathode mit ihrer Sammelvorrichtung und dem Schirm in größerem Maßstabe im Schnitt. Abb. 3 zeigt eine abgeänderte Ausführungsform des Schirmes, wobei dieser anodenseitig befestigt und von beiden Elektroden isoliert ist. Abb. 4 zeigt eine Ausf ührungsform der Erfindung in Verbindung mit einer Anodenhaube. In Abb. 5 ist ein Teil einer besonderen Ausführungsform des Schirmes dargestellt.

Es ist bereits bekannt, um die Anode einer gewöhnlichen, auf der Ionisation von Gasresten beruhenden Röntgenröhre einen Schirm aus einem für Röntgenstrahlen durchlässigen Stoff vorzusehen, zu dem Zwecke, schädliche Wirkungen sekundärer Strahlen zu vermeiden. In einer derartigen Röhre sind sowohl positive Ionen als negative Elektronen vorhanden. In einer solchen Röhre wird daher ein für Röntgenstrahlen durchlässiger Anodenschirm, selbst wenn er von der Anode isoliert ist, ständig durch negative Elektronen bombardiert, da jede negative Ladung, die sich auf dem Schirm ansammeln will, durch die positiven Ionen neutralisiert wird. Infolgedessen ist der Schirm selbst eine Quelle von Röntgenstrahlen. In einer Röntgenröhre dagegen, die unabhängig von Gasionisation arbeitet, können die positiven Ionen vernachlässigt werden, und es sammelt sich daher auf einem von der Anode elektrisch isolierten Schirm eine negative Ladung an, welche sein weiteres Bombardement durch Elektronen verhütet, so daß der Schirm nicht selbst eine Quelle von Röntgenstrahlen werden kann.

Auch sind auf Ionisation von Gasresten beruhende Röntgenröhren bekannt, bei welchen die Röntgenstrahlen von der Antikathode nach der Kathode strahlen und durch eine in deren Mitte vorgesehene Öffnung als konisches Bündel der gewünschten Größe und Schärfe austreten. Die Erfindung ermöglicht die scharfe Abgrenzung eines von der Antikathode seitlich austretenden Röntgenstrahlenbündels.

Die in Abb. 1 dargestellte Röntgenröhre besteht aus dem Glasgefäß 1 mit der Kathode 2 und der Anode 3. Die Kathode umfaßt, wie die in größerem Maßstabe gehaltene Abb. 2 erkennen läßt, einen spiralförmigen Glühdraht, die eigentliche Glühkathode, dessen Zuleitungen 4 und 5 im Fuß 6 luftdicht eingeschmolzen sind. Die eigentliche Glühkathode ist von der becher- oder scheibenförmigen Sammelvorrichtung 7 umgeben, welche die von der Glühkathode ausgehenden Kathodenstrahlen (Elektronen) nach einem kleinen Fleck der Antikathode 3 richtet. Die Sammelvorrichtung 7 wird von einem leitenden Stiel 8 getragen, der an einer über den Fuß 6 gestülpten, geschlitzten Röhre 9 befestigt ist, und ist mit der Kathode leitend verbunden. Die Anode bzw. Antikathode 3 besteht aus Wolfram oder einem anderen geeigneten Stoffe und wird von einem Stiel 10 getragen, welcher an einem Eisenrohr 11 befestigt wird. Letzteres legt sich gegen die Innenwand eines röhrenförmigen Fortsatzes des Glasgefäßes und wird durch Reibung in seiner Lage gehalten. Mit 12 ist der Stromzuführungsdraht für die Anode bezeichnet. Die Kathode wird durch eine Batterie 13, in deren Stromkreis ein Schalter 14 liegt, zum Glühen gebracht.

Die beschriebene Röhre wird so weitgehend entlüftet, daß in ihr beim Betrieb praktisch keine Gasionisation eintritt. Wenn die Kathode zum Glühen gebracht und beispielsweise mittels des Transformators 15 an Anode und Kathode eine hohe Spannung angelegt wird, dann geht durch den entlüfteten Raum eine Elektronenentladung von der, Anode zur Kathode, und diese Entladung wird durch die Sammelvorrichtung in einem kleinen Brennfleck auf der Anode gesammelt. Durch das Aufprallen der Elektronen auf diesen Brennfleck werden die Röntgenstrahlen erzeugt. Außerdem werden im Brennfleck sekundäre Kathodenstrahlen erzeugt. Diese gehen vom Brennfleck fort und werden durch die elektrostatische Abstoßung der Kathode und der negativ geladenen Röhrenwand wieder zur Anode zurückgebogen. Diese sekundären, zur Anodenoberfläche zurückwandernden Kathodenstrahlen bewirken, daß die ganze Anodenfläche Röntgenstrahlen aussendet, wenn auch in geringerem Maße als der Brennfleck, und hierdurch leidet die Bildschärfe, namentlich bei Objekten, welche scharfe Kontraste aufweisen. Um nun zu verhüten, daß diese unerwünschten sekundären Röntgenstrahlen das zu untersuchende Objekt erreichen, ist der Schirm 18 mit Fenster 19 vorgesehen, welcher aus einem für Röntgenstrahlen verhältnismäßig undurchlässigen Stoff von genügender Dicke besteht, z. B. aus Wolfram oder Molybdän. Der _- Schirm ist innerhalb der Röhre zwischen der die sekundären Röntgenstrahlen aussendenden Anodenfläche und dem zu photographierenden oder sonstwie zu untersuchenden Objekt angeordnet. Der Schirm hält nicht nur unerwünschte Röntgenstrahlen ab, sondern lenkt

auch bei der dargestellten, die Anode nicht vollständig umfassenden Gestalt Kathodenstrahlen durch elektrostatische Abstoßung von der dem Objekt zugekehrten Anodenfläche ab. Wie Abb. ι und 2 zeigen, kann der Schirm mit der Kathode bzw. ihrer Sammelvorrichtung mechanisch und elektrostatisch verbunden sein. Er kann jedoch auch in der aus Abb. 3 ersichtlichen Weise durch geschlitzte, ringförmige Federn 20 gegen den den Anodenstiel 10 umfassenden Röhrenfortsatz abgestützt sein. Wenn es wünschenswert erscheint, kann der Schirm eine größere Ausdehnung in der Richtung um dieAnode herum erhalten.

Bei jeder der beiden beschriebenen Ausführungsformen wird der Schirm 18 während des Betriebes negativ geladen. Bei der Ausführungsform der Abb. 1 geschieht dies unmittelbar durch die elektrisch leitende Verbindung des Schirmes mit der Kathode, wodurch der Schirm auf Kathodenpotential kommt. Bei der Ausführungsform der Abb. 3 wird der Schirm durch die von der Kathode oder vom Brennfleck der Anode ausgesandten Elektronen auf Kathodenpotential geladen. Da das Röhreninnere im wesentlichen frei von positiven Ionen ist, bleibt der Schirm negativ geladen und ist daher nicht dem fortgesetzten Bombardement durch Elektronen ausgesetzt. Infolgedessen sendet er keine Röntgenstrahlen aus. Der vom Brennfleck ausgesandte nützliche Röntgenstrahlenkegel gelangt durch das Fenster 19 zu dem zu photographierenden oder sonstwie zu untersuchenden Objekt, während die von der Anodenoberfläche abseits des Brennfieckes ausgesandten Streustrahlen durch den Schirm 18 abgeschnitten werden, wodurch sich eine scharfe Abbildung ergibt.

Bei der in Abb. 4 dargestellten Ausführungsform ist die Anode oder Antikathode 3 mit einer Haube 21 versehen, die beispielsweise aus Molybdän oder Wolfram besteht.

Eine der Hauptaufgaben dieser Anodenhaube ist es, zu verhüten, daß vom Brennfleck ausgesandte Elektronen nach der äußeren Oberfläche der Anode entweichen. Die Gegenwart des negativ geladenen Schirmes 18 verringert durch elektrostatische Abstoßung noch weiter das Entweichen von Elektronen durch das Fenster 22 der Anodenhaube. Statt daß die Elektronen durch· dieses Fenster entweichen und dann die äußere Oberfläche der Anode treffen können, werden sie größtenteils abgelenkt und treffen entweder die innere Oberfläche der Haube 21 oder die Anode selbst. Die daselbst durch den Aufprall der Elektronen erzeugten Röntgenstrahlen können den Betrieb der Röhre und di,e Bildschärfe nicht beeinträchtigen. In manchen Fällen kann das Fenster 19 zweckmäßig durch feine Drähte 23 in der aus Abb. 5 ersichtlichen Weise vergittert sein, wodurch die elektrostatische Abstoßung verstärkt wird. Infolge ihrer geringen Dicke und ihrer Nähe zum Brennfl,eck werfen diese Drähte keine nennenswerten Schatten. Die wenigen Elektronen, welche gleichwohl die äußere Anodenoberfläche treffen, rufen keine schädliche Wirkung hervor, da sie durch den für Röntgenstrahlen undurchlässigen Schirm 18 abgeschnitten werden.

Claims

Patent-Ansprüche:

1. Hochvakuumröntgenröhre mit Glühkathode, in deren Innerem zwischen der gegen die Kathodenstrahlenrichtung geneigten Antikathode und dem Objekt ein für Röntgenstrahlen undurchlässiger Schirm mit passender öffnung angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß dieser Schirm ^aus einem beispielsweise durch leitende Verbindung mit der Kathode oder der elektrostatischen Sammelvorrichtung oder durch die Elektronen im Betrieb negativ geladenen Körper besteht.

2. Hochvakuumröntgenröhre mit Glühkathode nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der negativ geladene _go Schirm neben einer Anodenhaube angeordnet ist.

3. Hochvakuumröntgenröhre mit Glühkathode nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Fenster des Schirmes durch feine Drähte vergittert ist.

Hierzu ι Blatt Zeichnungen.