DE4228559A1 - X-ray tube with a transmission anode - Google Patents

X-ray tube with a transmission anode

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Description

Die Erfindung betrifft eine Röntgenröhre mit einer Transmissionsanode, die eine im Betriebszustand von Elektronen getroffene Targetschicht aus einem oder mehreren Metallen mit hoher Ordnungszahl und eine mit der Target schicht verbundene Trägerschicht aus einem oder mehreren Stoffen mit niedriger Ordnungszahl umfaßt. The invention relates to an X-ray tube with a transmission anode which comprises a decision taken by electrons in the operating condition target layer of one or more metals with high atomic number and the target layer associated carrier layer of one or more substances of low atomic number.

Solche Röntgenröhren sind bekannt - beispielsweise aus der DE-OS 27 29 833, aus der US-PS 20 90 636 und aus der US-PS 3 894 239. Für die Dicke der beiden Schichten ergeben sich einander widersprechende Forderungen. Such X-ray tubes are known - for example from DE-OS 27 29 833, from US-PS 20 90 636 and from US-PS 3 894 239. For the resulting thickness of the two layers mutually contradictory demands. Einerseits soll die Targetschicht möglichst dick sein, um die auftreffenden Elektronen zu einem möglichst hohen Prozentsatz in Röntgen quanten umzuwandeln. On the one hand, the target layer to be as thick as possible, to convert the incident electrons to a very high percentage in X-ray quantum. Andererseits muß diese Schicht möglichst dünn sein, um die darin erzeugten Röntgenquanten möglichst wenig zu schwächen. On the other hand, this layer must be as thin as possible in order to weaken the X-ray quanta produced in as little as possible. Die Trägerschicht muß einerseits dünn genug sein, um die austretenden Röntgen strahlen möglichst wenig zu schwächen und andererseits dick genug, um die mechanische Stabilität und die Ableitung der in der Targetschicht erzeugten thermischen Energie zu gewährleisten. The carrier layer should both be thin enough to radiate the X-ray emerging as little as possible to weaken the other hand thick enough to ensure mechanical stability and the dissipation of the thermal energy generated in the target layer.

Wohl wegen dieser einander widersprechenden Forderungen haben diese Röntgenröhren - jedenfalls für einen Spannungsbereich zwischen 50 und 500 kV, der für medizinische, aber auch für industrielle Untersuchungen wichtig ist - kaum Eingang in die Praxis gefunden. Probably because of these conflicting demands have this X-ray tubes - hardly used in practice found - at least for a voltage range between 50 and 500 kV, which is important for medical, but also for industrial research. Für diese Zwecke werden Röntgenröhren mit Anoden eingesetzt, bei denen die Röntgenstrahlen von der Seite der Anode emittiert werden, auf die die Elektronen auftreffen. X-ray tubes are used for such purposes with anodes, in which the X-rays are emitted from the anode side to which the electrons strike. Diese Anoden werden deshalb im folgenden auch als Reflexionsanoden bezeichnet. These anodes are therefore referred to below as the reflecting anodes.

Bei allen Röntgenröhren wird in dem Spannungsbereich bis zu 500 kV nur ein kleiner Teil der aufgebrachten elektrischen Energie in Röntgenstrahlung umge setzt; In all X-ray tubes in the voltage range up to 500 kV is set only a small part of the applied electrical energy into X-ray radiation vice; der Rest der aufgewandten Energie führt zur Erwärmung der Anode. the rest of the energy expended leads to the heating of the anode. Von der erzeugten Röntgenstrahlung wird außerhalb der Röntgenröhre wiederum nur ein kleiner Bruchteil als Nutzstrahlenbündel ausgenutzt. Of the generated X-rays, only a small fraction is utilized as a useful beam outside the X-ray tube in turn.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Röntgenröhre der eingangs genannten Art, deren Betriebsspannung im Bereich zwischen 50 kV und 500 kV liegt, so auszugestalten, daß mit der zum Betrieb der Röntgenröhre aufgebrachten elektrischen Energie im Nutzstrahlenbündel mehr Röntgen strahlung erzeugt wird als bei einer Röntgenröhre mit Reflexionsanode. Object of the present invention is to design an X-ray tube of the type mentioned, whose operating voltage is in the range between 50 kV and 500 kV, that with the applied to the operation of the X-ray tube electrical energy in useful beam more X-radiation is produced than in a X-ray tube with reflection anode.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Winkel R zwischen der Einfallsrichtung der Elektronen und der Richtung der durch die Trägerschicht hindurch emittierten Röntgenstrahlen im Nutzstrahlenbündel zwischen 10° und 40° beträgt. This object is inventively achieved in that the angle R between the direction of incidence of the electrons and the direction of the passing light emitted through the carrier layer in the useful beam X-rays between 10 ° and 40 °.

Die Erfindung basiert auf der Erkenntnis, daß die Intensität der Röntgen strahlung sehr stark von dem Winkel abhängig ist, den die emittierte Röntgen strahlung mit der Richtung der Elektronen einschließt. The invention is based on the insight that the intensity of X-ray radiation is highly dependent on the angle that the emitted X-ray radiation includes with the direction of electrons. Unter Vernachlässigung der Schwächung durch das Target ergibt sich ein ausgeprägtes Intensitäts maximum auf der Mantelfläche eines Kegels, dessen Mittelachse durch die Richtung des die Röntgenstrahlen erzeugenden Elektronenstrahls gebildet wird. Ignoring the attenuation by the target is a pronounced maximum intensity obtained on the lateral surface of a cone whose central axis is formed by the direction of the X-ray generating electron beam. Der Öffnungswinkel dieses Kegels ist von der Betriebsspannung abhängig, und zwar wird er umso kleiner, je höher die Betriebsspannung ist. The opening angle of this cone is dependent on the operating voltage, and that it is the smaller, the higher the operating voltage. Für eine Betriebsspannung von 60 kV beträgt der halbe Öffnungswinkel des Kegels mit der maximalen Intensität ca. 40°, und für eine Betriebsspannung von 500 kV ca. 10°. For an operating voltage of 60 kV the aperture half angle of the cone with a maximum intensity of about 40 °, and for an operating voltage of 500 kV is about 10 °.

Die Erfindung nutzt diese Erkenntnis dadurch aus, daß sie den Winkel zwischen dem Nutzstrahlenbündel, dh dem außerhalb der Röntgenröhre ausgenutzten Teil der Röntgenstrahlung, und der Einfallsrichtung der die Röntgenstrahlung erzeugenden Elektronen entsprechend wählt. The invention utilizes this knowledge by the fact that they, that selects the angle between the useful beam corresponding to the unused outside the X-ray tube of the X-ray radiation and the incident direction of the X-ray generating electrons.

In der Regel hat das Nutzstrahlenbündel zumindest in einer Richtung einen von Null verschiedenen Öffnungswinkel. In general, the useful beam has a non-zero angle in at least one direction. In diesem Fall muß der Winkel zwischen einem Röntgenstrahl im Zentrum des Nutzstrahlenbündels und der Einfallsrichtung der Elektronen so gewählt sein, wie im Anspruch angegeben. In this case the angle between an X-ray beam at the center of Nutzstrahlenbündels and the direction of incidence of the electrons must be chosen so as specified in the claim.

Bei den bisher bekannten Röntgenröhren mit Transmissionsanode verläuft das Nutzstrahlenbündel in der Regel in der Verlängerung der Elektronenbahn, dh der Winkel R ist Null. In the known X-ray tubes with transmission anode, the useful beam extends generally in the extension of the electron path, ie the angle R is zero.

Jedoch gibt es auch Röntgenröhren mit einer Transmissionsanode, bei denen der Winkel R von Null verschieden ist. However, there are also X-ray tubes with a transmission anode, in which the angle R is different from zero. So ist aus der US-PS 3 894 239 eine Drehanoden-Röntgenröhre mit einer Transmissionsanode bekannt, bei der ein Elektronenbündel etwa senkrecht auf eine Targetschicht auftrifft, die gegen über dem Strahlenaustrittsfenster um ca. 80° geneigt ist. Thus, a rotary anode X-ray tube provided with a transmission anode is known from US-PS 3,894,239, in which an electron beam is incident approximately perpendicularly to a target layer that is inclined with respect to the ray exit window by approximately 80 °. Dadurch soll das in der Targetschicht erzeugte kontinuierliche Bremsstrahlungsspektrum wesentlich stärker geschwächt werden als die in der Targetschicht erzeugte Fluoreszenz strahlung. This should be much more weakened than the fluorescence radiation generated in the target layer, the continuous bremsstrahlung spectrum generated in the target layer.

Weiterhin ist in Fig. 7 der DE-OS 27 29 833 eine Röntgenröhre mit einer ringförmigen Anode beschrieben, bei der die Röntgenstrahlung mittels zweier auf den Umfang der Anode verteilter Gruppen von Kathoden erzeugt wird, die beiderseits einer durch den Strahler verlaufenden Mittelebene angeordnet sind. Furthermore, FIG. 7 of DE-OS 27 29 833 an X-ray tube with an annular anode described in which the X-ray radiation is generated on the periphery of the anode of distributed groups of cathodes by means of two, which are arranged on both sides of a plane passing through the radiator center plane. Dadurch ergibt sich jeweils ein Winkel R von 45°. This results in each case an angle of 45 ° R.

In keiner dieser Veröffentlichungen wird die Tatsache ausgenutzt, daß die Röntgenstrahlung in einem Winkelbereich zwischen 15° (bei hohen Röhren spannungen) und 40° (bei niedrigen Röhrenspannungen) besonders intensiv ist. In none of these publications, the fact is exploited that the X-radiation (voltages at high tubes) in an angular range between 15 ° and 40 ° (at low tube voltages) is particularly intense.

Schließlich ist aus der WO 92/03837 eine Röntgenröhre mit einer Reflexions anode bekannt, bei der die Elektronen unter einem Winkel von 10° (statt üblicherweise 70°-90°) auf die Anode auftreffen und bei der das Nutzstrah lenbündel unter einem Winkel von 5°-15° in Bezug auf die Anode verläuft. Finally, from WO 92/03837 an x-ray tube having a reflection anode is known in which the electrons are incident at an angle of 10 ° (instead of typically 70 ° -90 °) on the anode and wherein the Nutzstrah lenbündel at an angle of 5 ° -15 ° with respect to the anode extends. Dabei kann sich aber das Strahlenaustrittsfenster stark durch Streuelektronen erwärmen. However that may heat the beam exit window strongly by scattered electrons.

In Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß das für die Röntgenstrah lenausbeute wesentliche Gewicht w der Targetschicht pro Flächeneinheit - ausgedrückt in Gramm/cm 2 - zumindest annähernd der Beziehung genügt: In an embodiment of the invention it is provided that the X-Ray lenausbeute for the substantial weight w of the target layer per unit area - at least approximately satisfies the relationship - expressed in grams / cm 2:

w = 1,5 · 10 -6 · (A/Z) 2,5 · U 1,6 · cosβ, w = 1.5 · 10 -6 · (A / Z) 2.5 · U 1.6 · cosβ,

wobei A die relative Atommasse und Z die Ordnungszahl des Metalls der Targetschicht ist, U die Betriebsspannung in kV, für die die Röntgenröhre ausgelegt ist, und ß der Winkel ist, den die Einfallsrichtung der Elektronen mit der Normalen auf die Targetschicht einschließt. where A is the relative atomic weight and Z is the atomic number of the metal of the target layer, U is the operating voltage in kV, for which the X-ray tube is designed, and ß is the angle enclosed by the direction of incidence of the electrons with the normal to the target layer. Für eine Röntgenröhre mit einer Targetschicht aus Wolfram ergibt sich daraus für eine Betriebsspan nung U = 100 kV eine Masse pro Flächeneinheit von 0,0177 g/cm 2 bzw. eine Dicke von 9,2 µm. For an X-ray tube with a target layer of tungsten, this results in an operating voltage U = 100 kV a mass per unit area of 0.0177 g / cm 2 and a thickness of 9.2 microns.

Die Erfindung kann bei unterschiedlichen Röntgenröhren für unterschiedliche Anwendungszwecke eingesetzt werden. The invention can be used at different X-ray tubes for various applications. Nach einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, daß sie als Drehanoden-Röntgenröhre ausge bildet ist und daß die Targetschicht (beispielsweise aus Wolfram und/oder Rhenium) auf der Mantelfläche eines Kegelstumpfes liegt, der mit der Rich tung der außerhalb der Röntgenröhre ausgenutzten Röntgenstrahlen einen Winkel einschließt, der kleiner ist als der Winkel, der zwischen dieser Rich tung und der Richtung der einfallenden Elektronen besteht. According to a preferred development of the invention it is provided that makes them out as a rotation anode X-ray tube, and that the target layer (for example, tungsten and / or rhenium) lies on the lateral surface of a truncated cone, the processing with the rich of unused outside the X-ray tube X-rays a includes angle which is smaller than the angle between this tung Rich and consists of the direction of the incident electrons. Die Anode hat dabei die Form einer zu ihrer Drehachse symmetrischen Schüssel, deren mit der Targetschicht versehene Innenfläche der die Elektronen emittierenden Elektronenquelle zugewandt ist und deren Nutzstrahlenbündel vorzugsweise unter einem Winkel von 90° zur Drehachse aus der Außenfläche emittiert wird. The anode has the shape of a symmetrical to its axis of rotation bowl which is provided with the target layer inner surface of the electron-emitting electron source faces and their useful beam is emitted preferably at an angle of 90 ° to the rotational axis from the outer surface.

Die Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnungen näher erläutert. The invention will be further explained with reference to the drawings. Es zeigen Show it

Fig. 1 eine Prinzipzeichnung eines Teils einer Transmissionsanode und Fig. 1 is a schematic drawing of a portion of a transmission anode and

Fig. 2 eine Drehanoden-Röntgenröhre mit einer erfindungsgemäßen Trans missionsanode. Fig. 2 mission anode a rotary anode X-ray tube with an inventive Trans.

Die in Fig. 1 dargestellte Transmissionsanode umfaßt eine Targetschicht 1 aus einem Metall mit einer hohen Ordnungszahl, die auf eine Trägerschicht 2 aus einem Stoff mit einer niedrigen Ordnungszahl aufgebracht ist. The transmission anode shown in Fig. 1 comprises a target layer 1 made of a metal having a high atomic number that is applied to a carrier layer 2 of a material with a low atomic number. Die Target schicht 1 kann beispielsweise aus Wolfram oder Rhenium oder aus einer Le gierung dieser Metalle bestehen; The target layer 1 may consist for example of tungsten or rhenium or from a Le Government of these metals; andere für die Targetschicht 1 geeignete Metalle sind Platin oder Thorium. Another suitable for the target layer 1 metals are platinum or thorium. Die Trägerschicht 2 kann aus Graphit oder Beryllum bestehen und eine solche Dicke aufweisen, daß sich einerseits eine genügende mechanische Stabilität ergibt und die Röntgenstrahlung möglichst wenig geschwächt wird. The carrier layer 2 may be made of graphite or Beryllum and have a thickness such that on the one hand a sufficient mechanical stability is and the X-ray is weakened as little as possible.

Mit dem Pfeil 3 ist ein Elektronenstrahl bezeichnet, der unter einem Winkel ß mit der Normalen auf die Targetschicht 1 auftrifft. By arrow 3, an electron beam is indicated, the SS at an angle with the normal to the target layer 1 is incident. Dadurch wird Röntgen strahlung erzeugt, die sich auf einer Kugel um den Auftreffpunkt ausbreitet. Characterized X-ray radiation is generated which propagates in a sphere around the point of impact. Theoretische und experimentelle Untersuchungen haben jedoch gezeigt, daß bei Vernachlässigung der Schwächung durch die Targetschicht die Röntgen strahlung, die sich auf dem Mantel eines Kegels (mit seiner Spitze im Elek tronenauftreffpunkt und seiner Symmetrieachse parallel zur Elektronenstrahl richtung) mit einem bestimmten Öffnungswinkel R ausbreitet, die größte Inten sität hat. Theoretical and experimental studies have shown, however, that disregarding the attenuation by the target layer, the X-rays on the envelope of a cone (tronenauftreffpunkt with its tip in Elek and its axis of symmetry parallel to the electron beam direction) spreads with a certain opening angle R, the has intensity largest Inten. Von diesem Kegel sind in Fig. 1 der obere Grenzstrahl 4 a und der untere Grenzstrahl 4 b dargestellt. 1, the upper limit ray 4 a and the lower limit of this cone beam 4 are shown in Figure b.. Der halbe Öffnungswinkel R dieses Kegels hängt von der Betriebsspannung ab, wobei näherungsweise die Tabelle gilt: The aperture half angle R of the cone depends on the operating voltage, approximately the table applies:

Deshalb muß die Röntgenröhre so gestaltet werden, daß die Richtung des Nutzstrahlenbündels mit der Richtung eines der Strahlen auf dem Kegelmantel zusammenfällt. Therefore, the X-ray tube must be designed so that the direction of Nutzstrahlenbündels coincides with the direction of the rays on the cone. Die in der Targetschicht erzeugte Röntgenstrahlung kann dabei unter verschiedenen Winkeln zu den Schichtebenen verlaufen, wobei die Zeichnung den kleinsten Winkel α 1 und den größten Winkel α 2 zeigt. The X-rays generated in the target layer may extend at different angles to the layer planes thereby, wherein the drawing shows the smallest angle α 1 and the maximum angle α. 2 Für diese Winkel gelten die Gleichungen For these angles the equations

α 1 = 90° - β - R (1) α 1 = 90 ° - β - R (1)

α 2 = 90° - β + R (2) α 2 = 90 ° - β + R (2)

Die für die Strahlenausbeute optimale Masse der Targetschicht pro Flächen einheit errechnet sich angenähert nach der Beziehung The optimal for the radiation yield mass of the target layer per unit area is calculated approximately according to the relationship

w = 1,5 · 10 -6 · (A/Z) 2,5 · U 1,6 · cosβ (3) w = 1.5 · 10 -6 · (A / Z) 2.5 · U 1.6 × cosβ (3)

Dabei ist a die relative Atommasse (atomic weight) und Z die Ordnungszahl (atomic number) des Metalls, aus dem die Targetschicht besteht. In this case, a relative atomic mass (atomic weight) and Z is the atomic number (atomic number) of the metal from which the target layer. β ist der Einfallswinkel der Elektronen, dh der Winkel, den die Richtung des Elek tronenstrahls 3 mit der Normalen auf die Targetschicht bildet. β is the angle of incidence of the electrons, ie, the angle formed by the direction of the Elek tronenstrahls 3 with the normal to the target layer. Wenn die Targetschicht aus einer Legierung aus zwei oder mehreren Metallen besteht, errechnet sich die Masse der Targetschicht pro Flächeneinheit, indem man für jedes Metall der Legierung den Wert w entsprechend Gleichung (3) berechnet und die berechneten Werte entsprechend dem jeweiligen Legierungsanteil gewichtet summiert. If the target layer of an alloy of two or more metals is, the mass of the target layer per unit area calculated by dividing the value w for each metal of the alloy in accordance with equation (3) is calculated and the calculated values ​​according to the respective alloy content weighted summed.

Wenn die Strahlenaustrittsrichtung entsprechend der Tabelle gewählt und die Dicke der Targetschicht entsprechend Gleichung (3) bemessen ist, ist - bei gleicher Röhrenspannung und bei gleichem Röhrenstrom - die Intensität der Röntgenstrahlung im Nutzstrahlenbündel signifikant größer als bei einer Rönt genröhre mit Reflexionsanode, bei der der Winkel zwischen Elektroneneinfalls richtung und Strahlenaustrittsrichtung ca. 90° beträgt. When the beam exit direction selected according to the table, and the thickness of the target layer is dimensioned in accordance with equation (3), - with the same tube voltage and the same tube current - the intensity of the X-ray radiation in the useful beam is significantly greater than at a Rönt genröhre with reflection anode, wherein the angle is between electron incidence direction and beam exit direction of approximately 90 °. Die Zunahme der Inten sität ist umso ausgeprägter, je größer die Röhrenspannung ist. The increase in inten sity is more pronounced the higher the tube voltage. - Betreibt man allerdings die Röntgenröhre bei einer anderen Spannung als derjenigen, für die sie ausgelegt ist, dann nehmen diese Intensitätsvorteile ab. - but it operates the X-ray tube with a voltage other than those for which it is designed, this intensity benefits decrease.

In Fig. 2 ist als Ausführungsbeispiel eine Drehanoden-Röntgenröhre mit einer erfindungsgemäßen Transmissionsanode dargestellt. In FIG. 2, a rotary anode X-ray tube according to the invention with a transmission anode is shown as an exemplary embodiment. Die Röntgenröhre umfaßt einen Röhrenkolben 5 aus Glas, in dem sich eine Kathodenanordnung 6 und eine Anodenanordnung 7 befinden. The X-ray tube comprises a tube bulb 5 made of glass, in which a cathode assembly and an anode assembly 6 7 are located. Die Anodenanordnung umfaßt eine Trans missionsanode 2 , die in bekannter Weise an einem Rotor 8 befestigt ist, der im Innern der Röntgenröhre drehbar gelagert ist. The anode assembly comprises an anode 2 Trans mission, which is fixed in known manner to a rotor 8 which is mounted rotatably in the interior of the X-ray tube. Der Antrieb des Rotors erfolgt durch einen außerhalb des Glaskolbens angeordneten, in Fig. 2 nicht näher dargestellten Stator. The drive of the rotor by a arranged outside of the glass bulb, in Fig. 2, not shown stator.

Die Transmissionsanode umfaßt einen Trägerkörper 2 aus Graphit und hat eine zur Kathodenanordnung 6 hin offene Schüssel- oder Tellerform. The transmission anode comprises a base body 2 made of graphite and has an open-to-cathode arrangement 6 Bowl or dish shape. In dem vom Elektronenstrahl 3 aus einem an der Kathodenanordnung 6 befestigten Elektronenemitter bestrichenen Bereich der Transmissionsanode ist eine Tar getschicht 1 aus Rhenium auf den Trägerkörper 2 aufgebracht. In the swept from a fixed to the cathode assembly 6 from the electron emitter electron beam 3 field of a transmission anode Tar is applied getschicht 1 of rhenium to the support body. 2 Wenn die Röntgenröhre für Zwecke der Computertomographie bestimmt ist und dem entsprechend für eine Betriebsspannung von 150 kV ausgelegt ist und wenn der Elektronenstrahl 3 unter einem Winkel von 40° mit der normalen Rich tung auf die Schicht trifft, dann beträgt die Masse dieser Schicht, bezogen auf die Flächeneinheit gemäß Gleichung (3) 0,38 g/cm 2 . When the X-ray tube is intended for purposes of computer tomography and is correspondingly designed for an operating voltage of 150 kV and the electron beam 3 at an angle of 40 ° tung with the normal Rich impinges on the layer, then is the mass of this layer, based on the unit area according to equation (3) 0.38 g / cm 2. Dies wird durch eine 16 µm dicke Rheniumschicht erreicht. This is achieved by a 16 micron thick layer of rhenium.

Die Röntgenröhre befindet sich im Innern eines Gehäuses, von dem in Fig. 2 nur auf der rechten Seite ein Teil der Gehäusewand 10 dargestellt ist. The X-ray tube is located in the interior of a housing, only a part on the right side of the housing wall 10 is shown from that shown in FIG. 2. Die Gehäusewand umfaßt eine Auskleidung aus einem die Röntgenstrahlung absorbierenden Material, beispielsweise Blei von genügender Dicke. The housing wall comprises a lining of the X-ray absorbing material, for example lead of sufficient thickness. Lediglich in Höhe der Targetschicht ist ein Strahlenaustrittsfenster 11 aus einem für die Röntgenstrahlung transparenten Material vorgesehen, z. Only the amount of the target layer, a radiation exit window 11 is provided from a material transparent to X-radiation material such. B. aus Aluminium, so daß nur in diesem Bereich Nutzstrahlung austreten kann. As aluminum, so that only in this region the effective radiation can escape. Die Nutzstrahlung verläuft dann senkrecht zur Rotationsachse unter einem Winkel von 30° zur Richtung des Elektronenbündels. The useful radiation then passes perpendicular to the axis of rotation at an angle of 30 ° to the direction of the electron beam. Bei Anwendung für CT-Untersuchungen wird durch das Strahlenaustrittsfenster ein nahezu ebenes fächerförmiges Strahlen bündel senkrecht zur Zeichenebene der Fig. 2 ausgeblendet. When used for CT scans a nearly planar fan-shaped beams bundle perpendicular to the plane of FIG. 2 hidden by the beam exit window. Die Hauptaus dehnungsrichtung des Strahlenaustrittsfensters verläuft in diesem Fall ebenfalls senkrecht zur Zeichenebene. The Hauptaus stretch direction of the beam exit window extends also in this case perpendicular to the plane.

Obwohl die Erfindung vorstehend anhand einer für medizinische Unter suchungen bestimmten Drehanoden-Röntgenröhre mit einem Glaskolben erläutert wurde, ist die Erfindung auch bei anderen Ausführungsformen ver wendbar. Although the invention has been explained above on the basis of investigations for medical Under certain rotary-anode X-ray tube having a glass envelope, the invention is ver reversible in other embodiments. Beispielsweise kann anstelle einer Drehanode eine Festanode ver wendet werden. For example, a stationary anode can be used instead of a rotating anode ver turns. Anstelle einer Röntgenröhre mit Glaskolben kann auch eine Röntgenröhre mit Metallkolben verwendet werden, bei der Kathode und/oder Anode über Isolatoren mit dem Metallkolben verbunden sind. Instead of an X-ray tube with a glass bulb and an X-ray tube can be used with metal piston, are connected with the cathode and / or anode via insulators with the metal piston. Die Röntgen röhre kann auch für zerstörungsfreie Untersuchungen im industriellen Bereich eingesetzt werden; The X-ray tube can also be used for non-destructive testing in the industrial sector; in dem für diese Zwecke benutzten Bereich von Röhren spannungen (200-500 kV) ergibt sich ein besonders hoher Wirkungsgrad. in the used for these purposes range of tube voltages (200-500 kV), a particularly high efficiency.

Claims (4)

1. Röntgenröhre mit einer Transmissionsanode, die eine im Betriebszustand von Elektronen getroffene Targetschicht aus einem oder mehreren Metallen mit hoher Ordnungszahl und eine mit der Targetschicht verbundene Träger schicht aus einem oder mehreren Stoffen mit niedriger Ordnungszahl umfaßt, dadurch gekennzeichnet daß der Winkel R zwischen der Einfallsrichtung der Elektronen und der Richtung der durch die Trägerschicht hindurch emittierten Röntgenstrahlen im Nutzstrahlenbündel zwischen 10° und 40° beträgt. 1. X-ray tube with a transmission anode, the layer of a decision taken by electrons in the operating condition target layer of one or more metals with high atomic number, and means connected to the target substrate comprises one or more materials with low atomic number, characterized in that the angle R between the direction of incidence of the electrons and the direction of the passing light emitted through the carrier layer in the useful beam X-rays between 10 ° and 40 °.
2. Röntgenröhre nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet daß der Winkel R und die Betriebsspannung U, für die die Röntgenröhre ausgelegt ist, zumindest näherungsweise der Beziehung genügen 2. X-ray tube according to claim 1, characterized in that the angle R and the operating voltage U for which the X-ray tube is adapted to satisfy at least approximately the relationship
3. Röntgenröhre nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet daß das Gewicht der Targetschicht pro Flächen einheit - ausgedrückt in Gramm/cm 2 - zumindest annähernd der Beziehung genügt: w = 1,5 · 10 -6 · (A/Z) 2,5 · U 1,6 · cosβ wobei A die relative Atommasse und Z die Ordnungszahl des Metalls der Targetschicht, U die Betriebsspannung in kV, für die die Röntgenröhre ausgelegt ist und β der Winkel ist, den die Einfallsrichtung der Elektronen mit der Normalen auf die Targetschicht einschließt. 3. X-ray tube according to any one of the preceding claims, characterized in that the weight of the target layer per unit area - expressed in grams / cm 2 - at least approximately satisfies the relation: w = 1.5 · 10 -6 · (A / Z) 2, 5 · U 1.6 x cosβ where A is the relative atomic weight and Z is the atomic number of the metal of the target layer, U is the operating voltage in kV, for which the X-ray tube is designed and β is the angle to the direction of incidence of the electrons with the normal to the target layer includes.
4. Röntgenröhre nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet daß sie als Drehanoden-Röntgenröhre ausgebildet ist und daß die Targetschicht ( 1 ) auf der Mantelfläche eines Kegelstumpfes liegt, der mit der Richtung der außerhalb der Röntgenröhre ausgenutzten Röntgenstrahlen einen Winkel (α 1 ) einschließt, der kleiner ist als der Winkel R, der zwischen dieser Richtung und der Richtung der einfallenden Elektronen besteht. 4. X-ray tube according to any one of the preceding claims, characterized in that it is constructed as a rotary anode X-ray tube, and that the target layer (1) lies on the lateral surface of a truncated cone which encloses an angle with the direction of the unused outside the X-ray tube X-rays (α 1) which is smaller than the angle R, which is between that direction and the direction of the incident electrons.
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DE1993504524 DE59304524D1 (en) 1992-08-27 1993-08-18 X-ray tube with a transmission anode
JP5209682A JPH06162972A (en) 1992-08-27 1993-08-24 X-ray tube with transmission anode

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DE (1) DE4228559A1 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19860115A1 (en) * 1998-12-23 2000-07-20 Siemens Ag Rotary tube for X-ray equipment
DE102005018342A1 (en) * 2005-04-20 2006-11-02 Siemens Ag Apparatus for generating X-ray radiation using a cathode and a transmission anode especially for medical technology
US7333588B2 (en) * 2001-12-14 2008-02-19 Wisconsin Alumni Research Foundation Virtual spherical anode computed tomography

Families Citing this family (39)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1146542A1 (en) * 2000-04-11 2001-10-17 General Electric Company Apparatus and method for increasing X-ray tube power per target thermal load
US6421422B1 (en) 1999-08-25 2002-07-16 General Electric Company Apparatus and method for increasing X-ray tube power per target thermal load
DE10130070A1 (en) 2001-06-21 2003-01-02 Philips Corp Intellectual Pty X-ray with liquid metal target
US8275091B2 (en) 2002-07-23 2012-09-25 Rapiscan Systems, Inc. Compact mobile cargo scanning system
US7963695B2 (en) 2002-07-23 2011-06-21 Rapiscan Systems, Inc. Rotatable boom cargo scanning system
US7436931B2 (en) 2002-12-11 2008-10-14 Koninklijke Philips Electronics N.V. X-ray source for generating monochromatic x-rays
GB0309383D0 (en) 2003-04-25 2003-06-04 Cxr Ltd X-ray tube electron sources
US9113839B2 (en) 2003-04-25 2015-08-25 Rapiscon Systems, Inc. X-ray inspection system and method
US8804899B2 (en) 2003-04-25 2014-08-12 Rapiscan Systems, Inc. Imaging, data acquisition, data transmission, and data distribution methods and systems for high data rate tomographic X-ray scanners
US8837669B2 (en) 2003-04-25 2014-09-16 Rapiscan Systems, Inc. X-ray scanning system
GB0309374D0 (en) 2003-04-25 2003-06-04 Cxr Ltd X-ray sources
US8223919B2 (en) 2003-04-25 2012-07-17 Rapiscan Systems, Inc. X-ray tomographic inspection systems for the identification of specific target items
GB0309379D0 (en) 2003-04-25 2003-06-04 Cxr Ltd X-ray scanning
US9208988B2 (en) 2005-10-25 2015-12-08 Rapiscan Systems, Inc. Graphite backscattered electron shield for use in an X-ray tube
GB0309385D0 (en) 2003-04-25 2003-06-04 Cxr Ltd X-ray monitoring
GB0309387D0 (en) 2003-04-25 2003-06-04 Cxr Ltd X-Ray scanning
US8243876B2 (en) 2003-04-25 2012-08-14 Rapiscan Systems, Inc. X-ray scanners
US8094784B2 (en) 2003-04-25 2012-01-10 Rapiscan Systems, Inc. X-ray sources
GB0309371D0 (en) * 2003-04-25 2003-06-04 Cxr Ltd X-Ray tubes
US8451974B2 (en) 2003-04-25 2013-05-28 Rapiscan Systems, Inc. X-ray tomographic inspection system for the identification of specific target items
US6928141B2 (en) 2003-06-20 2005-08-09 Rapiscan, Inc. Relocatable X-ray imaging system and method for inspecting commercial vehicles and cargo containers
DE102004013620B4 (en) 2004-03-19 2008-12-04 GE Homeland Protection, Inc., Newark Electron window for a liquid metal anode, liquid metal anode X-ray tube and method of operation of such X-ray source
DE102004015590B4 (en) * 2004-03-30 2008-10-09 GE Homeland Protection, Inc., Newark Anode module for a liquid metal anode X-ray source and X-ray source with an anode module
US7471764B2 (en) 2005-04-15 2008-12-30 Rapiscan Security Products, Inc. X-ray imaging system having improved weather resistance
US7949101B2 (en) 2005-12-16 2011-05-24 Rapiscan Systems, Inc. X-ray scanners and X-ray sources therefor
GB0525593D0 (en) 2005-12-16 2006-01-25 Cxr Ltd X-ray tomography inspection systems
SE532723C2 (en) * 2007-05-03 2010-03-23 Lars Lantto A device for generating X-rays with high real focused and needs-based virtual focus
DE102008007413A1 (en) 2008-02-04 2009-08-27 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. X-ray target
GB0803641D0 (en) 2008-02-28 2008-04-02 Rapiscan Security Products Inc Scanning systems
GB0803644D0 (en) 2008-02-28 2008-04-02 Rapiscan Security Products Inc Scanning systems
GB0809110D0 (en) 2008-05-20 2008-06-25 Rapiscan Security Products Inc Gantry scanner systems
GB0812864D0 (en) 2008-07-15 2008-08-20 Cxr Ltd Coolign anode
GB0816823D0 (en) 2008-09-13 2008-10-22 Cxr Ltd X-ray tubes
GB0901338D0 (en) 2009-01-28 2009-03-11 Cxr Ltd X-Ray tube electron sources
JP5455880B2 (en) * 2010-12-10 2014-03-26 キヤノン株式会社 Radiation tube, a radiation generating apparatus and a radiation imaging apparatus
JP2012138203A (en) * 2010-12-24 2012-07-19 Aet Inc X-ray generation device and x-ray irradiation device using group of x-ray generation device
US9046465B2 (en) 2011-02-24 2015-06-02 Rapiscan Systems, Inc. Optimization of the source firing pattern for X-ray scanning systems
US9218933B2 (en) 2011-06-09 2015-12-22 Rapidscan Systems, Inc. Low-dose radiographic imaging system
WO2014121097A1 (en) 2013-01-31 2014-08-07 Rapiscan Systems, Inc. Portable security inspection system

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1814882B2 (en) * 1968-12-16 1977-03-17 Roentgenroehrenanode
US3894239A (en) * 1973-09-04 1975-07-08 Raytheon Co Monochromatic x-ray generator
CA1003892A (en) * 1974-12-18 1977-01-18 Stanley O. Schriber Layered, multi-element electron-bremsstrahlung photon converter target
EP0432568A3 (en) * 1989-12-11 1991-08-28 General Electric Company X ray tube anode and tube having same

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19860115A1 (en) * 1998-12-23 2000-07-20 Siemens Ag Rotary tube for X-ray equipment
DE19860115C2 (en) * 1998-12-23 2000-11-30 Siemens Ag gouge
US7333588B2 (en) * 2001-12-14 2008-02-19 Wisconsin Alumni Research Foundation Virtual spherical anode computed tomography
DE102005018342A1 (en) * 2005-04-20 2006-11-02 Siemens Ag Apparatus for generating X-ray radiation using a cathode and a transmission anode especially for medical technology
DE102005018342B4 (en) * 2005-04-20 2012-05-24 Siemens Ag Apparatus and method for generating X-rays

Also Published As

Publication number Publication date
EP0584871B1 (en) 1996-11-20
EP0584871A1 (en) 1994-03-02
JPH06162972A (en) 1994-06-10

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