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Glühkathoden-Röntgenröhre. Wenn die Strahlen einer Röntgenröhre zur
Bilderzeugung dienen sollen, ist die Erzielung einer nahezu punktförmigen Brennfläche
erforderlich, sollen sie dagegen -zur Bestrahlung dienen, so ist eine solche Fläche
in Form eines schärferen Brennfleckes entbehrlich. Aus dieser bekannten Erkenntnis
ist bisher in der Röntgentechnik nicht die Folgerung gezogen, daß Bestrahlungsröhren
gegenüber Bilderzeugungsröhren nach vollkommen verschiedenen Grundsätzen gebaut
werden können. Bisher sind die Elektroden beider Arten von Röhren im wesentlichen
nach gleichen Gesichtspunkten gebaut worden. Stets ist das Kathodenstrahlbündel
ziemlich eng begrenzt und die ausnutzbare Antikathodenfläche höchstens einige Quadratzentimeter
groß. Bei Bestrahlungsröhren wurde allerdings durch Änderung des Abstandes zwischen
Kathode und Antikathode oder durch Änderung der Krümmung der als Hohlspiegel ausgebildeten
Kathode ein größerer Teil der zur Verfügung stehenden Antikathodenfläche zur Strahlenerzeugung
herangezogen, um hierdurch wenigstens die spezifische Belastung des Brennflecks
möglichst zu verringern. Aber auch in diesem Falle wird die ganze Energie des Kathodenstrahlbündels
auf einer verhältnismäßig kleinen Fläche der Antikathode vereinigt, an der infolgedessen
eine starke Anhäufung von Wärme stattfindet, weil sich der größte Teil der Energie
in Wärme umwandelt. Das Abführen der großen Wärmemengen von der unzugänglichen Antikathode
bereitet praktisch große Schwierigkeiten, so daß bald eine Grenze erreicht wird,
über die hinaus die Belastung der Röhre nicht gesteigert werden darf.
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Die Erfindung bezweckt, eine von den bisherigen Bestrahlungsröhren
grundsätzlich abweichende Bauart von Glühkathoden-Röntgenröhren zu schaffen, die
eine fast unbegrenzte Steigerung der Belastungsfähigkeit zuläßt. Die Erfindung besteht
im wesentlichen darin, daß unter Anwendung einer an sich bekannten
Glühkathode
größerer Längenausdehnung eine oder mehrere großflächige Anoden neben ihr angeordnet
werden, wodurch ausgedehnte Elektronenquellen geschaffen und nutzbar gemacht werden.
Bei der praktischen Ausführung derartiger Röntgenröhren sind die in der Schwingungstechnik
für den Bau hochbelasteter Schwingungsröhren bekannten Grundsätze bezüglich der
räumlichen Anordnung der Elektroden und ihrer stofflichen Beschaffenheit zu beachten.
Demgemäß sind Anoden aus Metall hohen Atomgewichts (Tantal, Wolfram, Uran, Platin,
Gold usw.) zu verwenden, ferner sind die Elektroden so anzuordnen, daß der Strahlenaustritt
nicht behindert wird, und schließlich sind die Austrittsstellen der Elektrodenzuleitungen
in einer der hohen Betriebsspannung angepaßten Entfernung anzuordnen.
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In den Abbildungen sind zwei Ausführungsformen des Erfindungsgegenstandes
dargestellt, und zwar zeigt Abb. x eine Glühkathoden-Röntgenröhre in senkrechtem
Schnitt mit ihrer Schaltung und Abb. 2 einen Schnitt nach der Linie A-B der Abb.
i, während Abb. 3 die teilweise Ansicht einer in senkrechtem Schnitt dargestellten
anderen Ausführungsform der Glühkathoden- Röntgenröhre veranschaulicht.
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Bei der in Abb. i dargestellten Röhre besteht die Glühkathode i aus
einem gabelförmigen Draht, der mit seinem oberen Ende an einer von den Haltedrähten
2 getragenen Schraubenfeder 3 aufgehängt und an seinen unteren Enden mit den Stromzuleitungen
q. und 5 verbunden ist. Über die Haltedrähte 2 ist ein Drahtnetz 6 gewickelt, das
die Aufgabe hat, die hei dem Betriebe mit hohen Spannungen auftretenden starken
elektrischen Anziehungskräfte von dem Glühdraht i abzuhalten. Das Netz 6 kann bei
richtigen Abmessungen auch als Steuerelektrode dienen und ferner, ohne besondere
Steuerspannung, zur Homogenisierung der Kathodenstrahlen beitragen. Das untere Ende
der Haltedrähte 2 ist mit den Stegen 7 an dem oberen Ende der Metallhülse 8 befestigt,
die auf dem mit der Röhre verschmolzenen Glasrohre g sitzt. Durch das obere verstärkte
Ende io des Rohres g sind die Stromzuleitungen q, 5 in dem erforderlichen Abstande
isoliert hindurchgeführt.
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Neben dem Glühdraht i sind in Richtung seiner Länge mit Abstand zwei
Anoden ii angeordnet, die aus Blechen schwer schmelzbaren Metalls hohen Atomgewichts
bestehen und an ihren oberen Enden mit den Streben 12 der auf dem Glasrohr 13 sitzenden
Metallhülse 1q. verbunden sind. Durch das verstärkte Ende 15 des Rohres 13 ist die
an die Metallhülse 14 angelegte Stromzuleitung 16 isoliert hindurchgeführt.
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Die Zuleitungen q., 5 des Glühdrahtes x sind mit den Polen der Heizbatterie
17 verbunden. Zwischen den Zuleitungen q. und 5 einerseits und der Zuleitung 16
anderseits ist ein Hochspannungserzeuger 18 geeigneter Bauart eingeschaltet.
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Die plattenförmigen Anoden ii sind unter einem Winkel so gegeneinandergestellt,
daß der von ihren Flächen umschlossene Raum sich in Richtung des zu bestrahlenden
Objekts erweitert (Abb. 2).
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Bei der in Abb. 3 dargestellten Ausführungsform der Röhre besteht
die Anode ig in an sich bekannter Weise aus einem kegelstumpfförmigen Blechmantel,
und zwar aus einem schwer schmelzbaren Metall hohen Atomgewichts, der den in der
oben beschriebenen Weise angeordneten Glühdraht 2o mit Abstand umgibt. Hierbei erfolgt
der Strahlenaustritt in Richtung der Kegelerweiterung. Die Anode ig wird von einer
seitlich angeordneten Stange 21 gehalten, die in einem Seitenansatz 22 der Röhre
gelagert und mit der Stromzuleitung 23 verbunden ist.
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Bei der beschriebenen Bauart von Röntgenröhren können ohne betriebstechnische
Schwierigkeiten Anoden von sehr beträchtlicher Größe Verwendung finden, die z. B.
5o bis ioo qcm strahlende Fläche bilden. Da jeder Quadratzentimeter bei der zulässigen
Temperatur von etwa 2 000 ° C 40 Watt auszustrahlen vermag, ergeben sich Belastungsmöglichkeiten
einer Anode von 2 bis q kW.
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Ferner fällt bei den vorliegenden Röhren die Notwendigkeit fort, die
Kathodenstrahlen durch Sammelvorrichtungen zusammenzuhalten da die Anordnung des
Glühdrahtes innerhalb der Anoden das Abirren von Kathodenstrahlen unmöglich macht.