DE4429910A1 - Röntgenröhre mit Abschirmteil - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Röntgenröhre mit einem evakuier­ ten Gehäuse, welches eine Anoden- und eine Kathodenanordnung aufnimmt, und einem Abschirmteil für einen Teil der im Be­ trieb von der Anode ausgehenden Röntgenstrahlung.

Röntgenröhren werden normalerweise zur Bildung eines soge­ nannten Röntgenstrahlers in ein Schutzgehäuse eingebaut, an dessen Innenwand Bleiverkleidungen vorgesehen sind, um außer­ halb desjenigen Bereiches, in dem das Nutzröntgenstrahlenbün­ del aus der Röntgenröhre bzw. dem Schutzgehäuse austritt, im Interesse des Strahlenschutzes die Intensität der austreten­ den Röntgenstrahlung unter den durch die einschlägigen Vor­ schriften vorgegebenen Grenzwert abzusenken. Dazu muß eine relativ große Fläche mit Blei verkleidet werden. Entsprechend hoch ist das Gewicht konventioneller Röntgenstrahler.

Eine Röntgenröhre der eingangs genannten Art ist aus der US 3 018 398 bekannt. Bei dieser Röntgenröhre dient das Ab­ schirmteil dazu, Röntgenstrahlung von dem zu untersuchenden Objekt fernzuhalten, die von anderen Bereichen der Anode als dem Brennfleck ausgeht. Dabei kann durch das Abschirmteil auch ein verbesserter Strahlenschutz des Bedienpersonals er­ reicht werden, wenn das Abschirmteil als die Anode übergrei­ fende Kappe ausgeführt ist, die mit Durchtrittsöffnungen für den von der Kathode ausgehenden Elektronenstrahl bzw. die von der Anode ausgehende Röntgenstrahlung versehen ist. Allerdings ist die Halterung der relativ großen und schweren Kappe mit einem erheblichen technischen Aufwand verbunden. Außerdem beeinflußt die Kappe die Hochspannungsfestigkeit der Röntgenröhre nachteilig.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Röntgenröhre der eingangs genannten Art so auszubilden, daß auf einfache Weise der beim Einbau der Röntgenröhre in ein Schutzgehäuse für die Strahlenschutzverkleidung zu treibende Aufwand sowie das Gewicht der Strahlenschutzverkleidung verringert werden können, und zwar ohne daß die Spannungsfestigkeit der Röntgenröhre nachteilig beeinflußt wird.

Nach der Erfindung wird diese Aufgabe gelöst durch eine Rönt­ genröhre mit einem evakuierten Gehäuse, welches eine Anode und eine Kathodenanordnung aufnimmt, wobei an der Kathodenan­ ordnung ein Abschirmteil für den sich in Richtung auf die Ka­ thodenanordnung ausbreitenden Teil der im Betrieb von der An­ ode ausgehenden Röntgenstrahlung angebracht ist, welches aus einem Material besteht, das zu wenigstens 50% (Gewichts-Pro­ zent) aus einem oder mehreren Elementen hoher Ordnungszahl (wenigstens Ordnungszahl 40) besteht. Da somit das Abschirm­ teil dicht beim Brennfleck der Röntgenröhre angeordnet ist, kann mit einem relativ kleinen, leichten und somit mit gerin­ gem Aufwand zu halternden Abschirmteil bezüglich eines großen Raumwinkels der vorgeschriebene Strahlenschutz realisiert werden. Da auch die Anode in der Regel ebenfalls Abschirmwir­ kung hat, kann der im Bereich des Schutzgehäuses zu treibende Abschirmaufwand erheblich reduziert werden, mit der Folge, daß sich eine erhebliche Gewichtsersparnis ergibt, da das Ge­ wicht des an der Kathodenanordnung angebrachten Abschirmtei­ les vernachlässigbar ist. Nachteilige Einflüsse auf die Hoch­ spannungsfestigkeit der Röntgenröhre gehen von dem an der Ka­ thodenanordnung angebrachten Abschirmteil nicht aus.

Aus der DE 28 55 905 und der DE 31 07 949 sind Röntgenröhren mit elektrodenartigen Teilen bekannt, die dazu dienen, das Vakuumgehäuse gegen Sekundärelektronen abzuschirmen. Eine nennenswerte Abschirmung von Röntgenstrahlung erfolgt nicht, da die elektrodenartigen Teile aus Materialien wie Kupfer, Vacon oder Edelstahl bestehen.

Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung enthält das Mate­ rial des Abschirmteiles als Element hoher Ordnungszahl wenig­ stens eines der Elemente Zirkon, Niob, Molybdän, Technetium, Ruthenium, Rhodium, Palladium, Hafnium, Tantal, Wolfram, Rhe­ nium, Osmium, Iridium, Platin. Gemäß einer wegen ihrer tech­ nischen Einfachheit bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist das Abschirmteil kragenförmig auf die Kathodenanordnung aufgesetzt.

Das Abschirmteil kann besonders klein und damit leicht sein, wenn es auf den Kathodenbecher der Kathodenanordnung aufge­ setzt ist.

Die Dicke des Abschirmteiles ist vorzugsweise derart bemes­ sen, daß dann, wenn die Röntgenröhre zur Bildung eines Rönt­ genstrahlers von einem Schutzgehäuse umgeben ist, das Schutz­ gehäuse in dem durch das Abschirmteil abgeschirmten Bereich frei von Strahlenschutzverkleidung ist.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den beigefügten Zeichnungen dargestellt. Es zeigen:

Fig. 1 einen Längsschnitt durch einen eine erfindungsgemäße Röntgenröhre enthaltenden Röntgenstrahler in schematischer Darstellung, und

Fig. 2 ein Detail der Röntgenröhre gemäß Fig. 1 in ver­ größerten Darstellung.

Die Fig. 1 zeigt eine erfindungsgemäße Röntgenröhre mit einer innerhalb eines Vakuumgehäuses 1 angeordneten Drehanode 2, welche einen Anodenkörper 3 und einen Rotor 4 aufweist, die mittels einer Achse 5 drehfest miteinander verbunden sind. Die Drehanode 2 ist in an sich bekannter, nicht dargestellter Weise mittels innerhalb des Rotors 4 befindlicher Lager rela­ tiv zu dem Vakuumgehäuse 1 drehbar gelagert. Sie kann mittels eines auf der Außenwand des Vakuumgehäuses 1 angeordneten, mit dem Rotor 4 zusammenwirkenden Stators 6 in Rotation ver­ setzt werden, wenn diesem der erforderliche Wechselstrom zu­ geführt wird. Dabei wirken Rotor 4 und Stator 6 nach Art ei­ nes Kurzschlußläufermotors zusammen.

Außerdem ist innerhalb des Vakuumgehäuses 1 eine Kathodenan­ ordnung 7 stationär angeordnet.

Die Kathodenanordnung 7 weist eine Glühkathode 8 auf, die in einer Fokussierungsnut 9 eines an einem Träger 10 angebrach­ ten Kathodenbechers 11 aufgenommen ist.

Der Kathodenbecher 11 ist mit einem Abschirmteil in Form ei­ nes flanschartigen Kragens 12 versehen, das dazu dient, den sich im Betrieb der Röntgenröhre in Richtung auf die Katho­ denanordnung 8 ausbreitenden Teil der von dem Brennfleck aus­ gehenden Röntgenstrahlung abzuschirmen.

Das Abschirmteil 12 besteht aus einem Material, das zu wenig­ stens 50%, vorzugsweise zu wenigstens 75%, aus einem oder mehreren Elementen hoher Ordnungszahl, vorzugsweise wenig­ stens einem der Elemente Zirkon, Niob, Molybdän, Technetium, Ruthenium, Radium, Palladium, Hafnium, Tantal, Wolfram, Rhenium, Osmium, Iridium, Platin, besteht. Es versteht sich, daß die Abschirmwirkung am besten ist, wenn das Abschirmteil vollständig oder wenigstens annähernd vollständig (95%) einem oder mehreren Elementen hoher Ordnungszahl besteht.

Es ist dann möglich, das die Röntgenröhre zur Bildung eines Röntgenstrahles umgebende Schutzgehäuse 13, das mit einem er­ forderlichenfalls Isolationseigenschaften aufweisenden Kühl­ medium gefüllt ist, derart auszuführen, daß es in dem durch das Abschirmteil 12 abgeschirmten Bereich im Gegensatz zu an­ deren Bereichen nicht mit einer Strahlenschutzverkleidung versehen ist. Die im Bereich des anodenseitigen Endes der Röntgenröhre an der Innenseite des Schutzgehäuses 13 ange­ brachte Strahlenschutzverkleidung, die beispielsweise aus Bleiblech gebildet ist, ist als verstärkter schwarzer Strich dargestellt und mit 14 bezeichnet.

Die Strahlenschutzverkleidung 14 ist in demjenigen Bereich, für den der Anodenkörper Abschirmwirkung entfaltet mit redu­ zierter Dicke ausgeführt.

Claims (5)

1. Röntgenröhre mit einem evakuierten Gehäuse (1), welches eine Anode (2, 3) und eine Kathodenanordnung (7) aufnimmt, wobei an der Kathodenanordnung (7) ein Abschirmteil (12) für den sich in Richtung auf die Kathodenanordnung (7) ausbrei­ tenden Teil der im Betrieb von der Anode (2, 3) ausgehenden Röntgenstrahlung angebracht ist, welches aus einem Material besteht, das zu wenigstens 50% aus einem oder mehreren Ele­ menten hoher Ordnungszahl besteht.

2. Röntgenröhre nach Anspruch 1, wobei das Material des Ab­ schirmteiles (12) als Element hoher Ordnungszahl wenigstens eines der Elemente Zirkon, Niob, Molybdän, Technetium, Ruthe­ nium, Rhodium, Palladium, Hafnium, Tantal, Wolfram, Rhenium, Osmium, Iridium, Platin enthält.

3. Röntgenröhre nach Anspruch 1 oder 2, deren Abschirmteil (12) kragenförmig auf die Kathodenanordnung (7) aufgesetzt ist.

4. Röntgenröhre nach einem der Ansprüche 1 bis 3, deren Ab­ schirmteil (12) auf den Kathodenbecher (11) der Kathodenan­ ordnung (7) aufgesetzt ist.

5. Röntgenröhre nach einem der Ansprüche 1 bis 4, welche zur Bildung eines Röntgenstrahlers von einem Schutzgehäuse (13) umgeben ist, wobei das Schutzgehäuse in dem durch das Ab­ schirmteil (12) abgeschirmten Bereich frei von Strahlen­ schutzverkleidung (14) ist.