DE4026300A1

DE4026300A1 - Elektronenemitter einer roentgenroehre

Info

Publication number: DE4026300A1
Application number: DE4026300A
Authority: DE
Inventors: Clemens Dr Ing Fiebiger
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1990-08-20
Filing date: 1990-08-20
Publication date: 1992-02-27

Description

Elektronenemitter einer Röntgenröhre besitzen im allgemeinen einen Wolframdraht, der als Spirale oder in Mäanderform ausge bildet ist. Zur Emission von Elektronen kann dieser Wolfram draht auf Emissionstemperatur geheizt werden. Endseitig ist der Wolframdraht mittels einer Halterung an einem Wandteil eines Glaskörpers der Röntgenröhre gehalten. Große und eng gewickelte Wendel ergeben eine große Emissionsfläche, sie sind aber schwer herstellbar. Bei Verwendung von möglichst dünnem Wendeldraht erreicht man eine gegenüber einem dicken Wendel draht gleichmäßigere Temperaturverteilung längs der Wendel und damit einen geringeren Emissionsabfall an den Wendelenden, da die Wärmeableitung über die Halterung gering ist. Solche Wendeln können bei Erschütterung der Röntgenröhre beschädigt werden, d. h. der Wolframdraht kann leicht zerbrechen.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, einen Elektronenemitter einer Röntgenröhre derart auszubilden, daß die Gefahr der Be schädigung des Elektronenemitters bei Erschütterung der Rönt genröhre reduziert ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch einen Elektronen emitter einer Röntgenröhre gelöst, der einen Schichtaufbau aufweist, wobei eine erste Schicht aus Emittermaterial mit einer Trägerschicht in flächenhafter Verbindung steht.

Vorteil der Erfindung ist, daß die Emitterschicht großflächig mit der Trägerschicht in Verbindung steht und somit stabil ge lagert ist. Einer Beschädigung des Elektronenemitters durch Erschütterung ist damit entgegengewirkt.

Ist die Trägerschicht, mit der der Elektronenemitter indirekt beheizt werden soll, elektrisch leitend, so ist es vorteilhaft, wenn eine Isolierschicht zwischen der Schicht aus Emitter material und der Trägerschicht angeordnet ist.

Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnungen.

Es zeigt:

Fig. 1 eine Röntgenröhre in prinzipieller Darstellung und die

Fig. 2 und 3 jeweils ein Ausführungsbeispiel eines Elektro nenemitters einer Röntgenröhre nach der Erfindung.

Die Fig. 1 zeigt beispielhaft eine Röntgenröhre 1 mit einem Glaskörper 2, in dem eine Anode 3 und eine Kathode 4 angeordnet ist. In diesem Ausführungsbeispiel ist die Anode 3 als Stehanode ausgebildet, was jedoch nicht wesentlich ist. Die Anode 3 könnte auch als Drehanode ausgeführt sein. Die Kathode 4 besitzt einen Elektronenemitter 5, der von einem Halter 6 gehalten ist. Soll der Elektronenemitter 5 durch direkten Stromdurchgang auf Emissionstemperatur geheizt werden, so ist dem Elektronenemitter 5 eine Spannung über Anschlüsse 7, 8 zu führbar. Diese Anschlüsse 7, 8 sind hierzu durch ein Wandteil 16 des Glaskörpers 2 geführt. Der Elektronenemitter 5 kann aber auch durch Wärmezufuhr, d. h. also indirekt, beheizt werden. Zur Steuerung der Elektronenemission kann ein Gitter 9 zwischen der Anode 3 und der Kathode 4 angeordnet sein, dessen Anschluß 10 ebenfalls durch den Wandteil 16 des Glaskörpers 2 nach außen geführt ist. Ist der Elektronenemitter 5 auf Emissionstempe ratur geheizt, so wird er von einer Elektronenwolke umgeben. Durch Anlegen einer gegenüber der Kathode 4 positiven Spannung an die Anode 3 werden die Elektronen der Elektronenwolke in Richtung auf die Anode 3 beschleunigt, wo sie ihre Energie im Brennfleck der Anode 3 in Form von Wärme und Röntgenstrahlung abgeben. Durch Anlegen einer gegenüber der Kathode 4 negativen Spannung an das Gitter 9 kann der Elektronenstrom gesteuert bzw. auch unterbunden werden. Das Gitter 9 kann auch zur Fokussierung der Elektronen auf den Brennfleck der Anode 3 dienen.

Fig. 2 zeigt einen Elektronenemitter 5 einer Röntgenröhre nach der Erfindung als Ausführungsbeispiel. Hierbei steht eine erste Schicht 11 aus Emittermaterial in flächenhafter Verbindung zu einer Trägerschicht 12. Die erste, vorzugsweise ebene Schicht 11 und die ebenfalls vorzugsweise ebene Trägerschicht 12 sind von zwei Haltern 13 in Preß- oder Klemmverbindung gehalten. Soll die erste ebene Schicht 11 durch direkten Stromdurchgang auf Emissionstemperatur heizbar sein, so sind zur Spannungsver sorgung der ersten ebenen Schicht 11 zwei Anschlüsse 14, 15 durch einen Wandteil 16 der Röntgenröhre 1 (Fig. 1) geführt.

Die Fig. 3 zeigt einen weiteren Elektronenemitter 5 einer Röntgenröhre nach der Erfindung als Ausführungsbeispiel, dessen erste Schicht 11 aus Emittermaterial durch Wärmezufuhr auf Emissionstemperatur heizbar ist. Hierzu ist zwischen einer Trägerschicht 17, die elektrisch leitend ist oder die ein Heizelement aufweist, eine Isolierschicht 18, die Wärme leitet, vorgesehen. Auch hierbei sind die erste Schicht 11, die Isolierschicht 18 und die Trägerschicht 17 vorzugsweise eben und von zwei Haltern 19 gehalten. Zur Spannungsversorgung der Trägerschicht 17 können zwei Anschlüsse 20, 21 durch den Wandteil 16 geführt sein.

Vorteilhafterweise enthält die erste Schicht 11 La, vorzugs weise LaB₆, oder mindestens ein Element der Gruppe der seltenen Erden und mindestens ein Element der Gruppe der Edelmetalle, vorzugsweise LaPt, wobei x= =1, 2, 5 sein kann. Die Träger schicht 12, 17 kann aus Glaskohlenstoff, Graphit oder einem Keramikmaterial bestehen. Die Isolierschicht 18 ist vorzugsweise aus wärmeleitender Keramik hergestellt. Besonders vorteilhaft ist die Trägerschicht 12, 17 als Preßkörper aus einer Mischung aus leitfähigen und nichtleitfähigen Pulvern eines Metalles und/oder eines Keramikmaterials hergestellt.

Ein Elektronenemitter nach der Erfindung vereinigt die Vorteile einer besonders hohen Lebensdauer, einer besonders großen Sta bilität und einer gleichmäßigen Emission.

Es ist zu erwähnen, daß die erste Schicht 11 selbstverständlich auch durch eine Strahlungsquelle, die als Wärme-, Ionen- oder Lichtstrahlenquelle ausgeführt sein kann, auf Emissionstempe ratur heizbar ist.

Besonders vorteilhaft wird die erste Schicht 11 auch während des "stand-by" Betriebes der Röntgenröhre 1, d. h., wenn keine Röntgenstrahlung erzeugt werden soll, permanent auf Emissions temperatur gehalten. Hiermit entstehen keine thermisch beding ten Spannungen, die die Kathode 4 mechanisch belasten.

Claims

1. Elektronenemitter (5) einer Röntgenröhre (1), der einen Schichtaufbau aufweist, wobei eine erste Schicht (11) aus Emittermaterial mit einer Trägerschicht (12, 17) in flächen hafter Verbindung steht.

2. Elektronenemitter (5) nach Anspruch 1, wobei zwischen der ersten Schicht (11) aus Emittermaterial und der Trägerschicht (12, 17) eine Isolierschicht (18) angeordnet ist.

3. Elektronenemitter (5) nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Schichten (11, 12, 17; 18) eben sind.

4. Elektronenemitter (5) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die erste Schicht (11) La enthält.

5. Elektronenemitter (5) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die erste Schicht (11) mindestens ein Element der Gruppe der seltenen Erden und mindestens ein Element der Gruppe der Edelmetalle enthält.

6. Elektronenemitter (5) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die erste Schicht (11) La und Pt enthält.

7. Elektronenemitter (5) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die Trägerschicht (12, 17) Glaskohlenstoff, Graphit oder ein Keramikmaterial aufweist.

8. Elektronenemitter (5) nach einem der Ansprüche 2 bis 7, wobei die Isolierschicht (18) aus wärmeleitender Keramik besteht.

9. Elektronenemitter (5) nach Anspruch 8, wobei die Träger schicht (17) als Heizschicht ausgeführt ist.

10. Elektronenemitter (5) nach Anspruch 9, wobei die Träger schicht (12, 17) als Preßkörper, eine Mischung aus leitfähigen und nichtleitfähigen Pulvern eines Metalles und/oder eines Keramikmaterials besteht.