DE527525C

DE527525C - Anode of a glow cathode tube for diagnostic purposes with radiation protection

Info

Publication number: DE527525C
Application number: DEM89571D
Authority: DE
Inventors: Wilhelm Daumann
Original assignee: CHF Mueller AG
Current assignee: CHF Mueller AG
Priority date: 1925-05-06
Filing date: 1925-05-06
Publication date: 1931-06-18

Description

Bei dem Betrieb von Röntgenröhren wurden diese bisher meist mit einem Schutzkasten oder einer Schutzhaube umgeben, um zu erzielen, daß die Röntgenstrahlen nur in der Gebrauchsrichtung austreten und die in dem Röntgenraum befindlichen Personen nicht schädlich beeinflussen können.When operating X-ray tubes, these have so far usually been provided with a protective box or a protective hood in order to ensure that the X-rays are only in the Exit direction of use and not the people in the X-ray room can have a harmful effect.

Es sind bereits Vorschläge gemacht worden, die Anode bei Röntgenröhren als Hohlkörper derart auszubilden, daß die Röntgenstrahlen im wesentlichen nur in der Gebrauchsrichtung austreten können. Die zu diesem Zweck angegebenen Bauarten von Röntgenröhren erfüllen aber ihre Aufgabe insofern unvollkommen, als bei ihnen das Austreten abirrender Röntgenstrahlen und reflektierter Elektronen, sogenannter Sekundärelektronen, nicht gehindert wird.Proposals have already been made to use the anode in X-ray tubes as a hollow body in such a way that the X-rays are essentially only in the direction of use can emerge. The types of X-ray tubes specified for this purpose, however, fulfill their task in this respect imperfect than the leakage of stray x-rays and more reflected ones Electrons, so-called secondary electrons, are not hindered.

Es sind bereits Röntgentherapieröhren für große Leistungen bekannt, bei denen der zur Aufnahme der Kathodenstrahlen bestimmte Teil der Anode die Form einer die Anode umgebenden ringförmigen Kegelfläche besitzt. Naturgemäß können bei dieser Röhre die Röntgenstrahlen auch nur in der Gebrauchsrichtung austreten, aber in Form eines Strahlenkegels, der einen Öffnungswinkel von etwa 13 5° hat. Wenn diese Röhre mit einem scharfen Brennfleck versehen werden würde, um sie für diagnostische Zwecke gebrauchen zu können, so müßten zusätzliche Vorrichtungen angebracht werden, um das Strahlenbündel einzuengen und dadurch den schädlichen Einfluß der außerhalb des Nutzstrahlenbündels liegenden Röntgenstrahlen auf die Umgebung zu verhüten. Eine die Glühkathode ringförmig umgebende kegelförmige Anode bietet also für sich allein keinen wirksamen Strahlungsschutz.There are already known X-ray therapy tubes for great performance, in which the for Receipt of the cathode rays certain part of the anode has the shape of an annular conical surface surrounding the anode. Naturally, with this tube, the X-rays can only exit in the direction of use, but in the form of a beam cone, which has an opening angle of about 13 5 °. If this tube with a sharp focal point would be provided in order to use them for diagnostic purposes to be able to, so additional devices would have to be attached to the beam narrow and thereby the harmful influence of the outside of the useful beam to prevent lying X-rays on the surrounding area. A conical ring that surrounds the hot cathode The anode does not offer any effective radiation protection on its own.

Es ist weiter eine Röntgenröhre mit kalter Entladung bekannt geworden, bei der die Anode als eine kraterförmige Höhlung von genügend kleinen Abmessungen ausgebildet ist und der ihr zugekehrten Spitzenkathode derart gegenüberliegt, daß der oval gestaltete Krater auf den Nutzstrahlenkegel form- und richtungbildend wirkt. Auch bei dieser Anordnung kann durch die Form der Anode das Austreten abirrender Röntgenstrahlen nicht verhütet werden. Auch ist diese Röhre für diagnostische Zwecke unbrauchbar, weil sie keinen scharfen Brennfleck ergibt.Furthermore, a cold discharge X-ray tube has become known in which the Anode designed as a crater-shaped cavity of sufficiently small dimensions and the pointed cathode facing it is opposite in such a way that the oval shaped Crater has a shape and direction-forming effect on the useful beam cone. Even with this arrangement Due to the shape of the anode, the leakage of stray X-rays cannot be prevented. Also is this tube useless for diagnostic purposes because it does not give a sharp focal point.

Ferner ist eine gasgefüllte Röntgenröhre bekannt geworden, bei der die Kathode außerhalb der mit einer trichterförmigen Höhlung versehenen Antikathode liegt und die von letzterer ausgehenden Strahlen in Gestalt eines durch die Trichterform der Höhlung gebilde-Furthermore, a gas-filled X-ray tube has become known in which the cathode lies outside the anticathode provided with a funnel-shaped cavity and that of the latter outgoing rays in the form of a shape formed by the funnel shape of the cavity

*) Von dem Patentsucher ist als der Erfinder angegeben worden:*) The patent seeker stated as the inventor:

Wilhelm Daumann in Hamburg.Wilhelm Daumann in Hamburg.

ten Strahlenkegels der Röhre nach außen treten. Auch diese Röhre ist für diagnostische Zwecke nicht verwendbar und kann den Austritt abirrender Röntgenstrahlen außerhalb des Nutzstrahlenbündels nicht verhüten.th cone of rays of the tube to the outside. This tube is also used for diagnostic purposes Purposes not usable and can cause stray X-rays to escape outside the Do not prevent the useful beam.

Man hat ferner bei Glühkathodenröntgen röhren die Anode bereits als kugelförmigen Hohlkörper ausgebildet, bei dem die Kathodenstrahlen durch einen Kanal auf den an ίο seinem Ende befindlichen Spiegel auftreffen und die hierdurch ausgelösten Röntgenstrahlen durch einen winklig zu dem ersten Kanal angeordneten kegelförmigen Kanal austreten. Bei dieser Anordnung können indessen Röntgenstrahlen auch durch den Eintrittskanal der Kathodenstrahlen nach außen gelangen.Furthermore, with hot cathode X-rays, the anode is already spherical Hollow body formed in which the cathode rays impinge through a channel on the mirror located at ίο its end and the x-rays thereby released through an angled to the first channel arranged conical channel exit. With this arrangement, however, X-rays also pass through the entrance channel of the cathode rays to the outside.

Schließlich hat man durch eine bestimmte Anordnung der Anode zu der Metallwandung einer Metallröntgenröhre zu erreichen versucht, daß die Röntgenstrahlen nur durch die hierzu vorgesehene Öffnung austreten können. Hierbei hatte indessen die Anode die übliche Form und konnte für sich aliein nicht als Strahlungsschutz dienen.Finally, by a certain arrangement of the anode to the metal wall a metal x-ray tube tries to get the x-rays only through the opening provided for this purpose can emerge. Here, however, the anode had the usual one Form and could not serve as protection against radiation in and of itself.

Demgegenüber betrifft die Erfindung eine Glühkathodenröntgenröhre für diagnostische Zwecke, bei der die als Hohlkörper ausgebildete Anode derartig ausgestaltet ist, daß sie ohne zusätzliche Vorrichtungen sowohl den Austritt· der Röntgenstrahlen nur in der Gebrauchsrichtung gewährleistet als auch das Austreten abirrender Röntgenstrahlen und reflektierter Sekundärelektronen gehindert wird. Dieser Erfolg wird dadurch erreicht, daß der Anodenhohlkörper mit einem einseitig geschlossenen Kanal zur Aufnahme der Glühkathode und mit einem zweiten, nicht fluchtrecht zu dem ersten liegenden Kanal für den Austritt der Röntgenstrahlen in der Gebrauchsrichtung versehen ist, und daß beide Kanäle an ihren inneren Enden durch einen den Übertritt der Elektronen von der Glühkathode auf die Anode vermittelnden Zwischenkanal miteinander verbunden sind. Von den Abbildungen zeigt Abb. 1 eine Ausführungsform der nach der Erfindung gebauten Röntgenröhre in teilweisem Längsschnitt, Abb. 2 die zugehörige Kathode im Längsschnitt in vergrößertem Maßstab, Abb. 3 einen Schnitt nach der Linie A-B der Abb. 2 und Abb. 4 eine teilweise linke Seitenansicht der Abb. 2; Abb. 5 zeigt eine zweite Ausführungsform der Röntgenröhre in teilweisem Längsschnitt, bei der die Anode einen Teil der Außenwand der Röhre bildet.In contrast, the invention relates to a hot-cathode X-ray tube for diagnostic purposes, in which the anode, which is designed as a hollow body, is designed in such a way that it ensures that the X-rays only exit in the direction of use and prevents the escape of stray X-rays and reflected secondary electrons without additional devices. This success is achieved in that the anode hollow body is provided with a channel closed on one side for receiving the hot cathode and with a second, not in alignment with the first lying channel for the exit of the X-rays in the direction of use, and that both channels through at their inner ends an intermediate channel mediating the passage of electrons from the hot cathode to the anode are connected to one another. Of the figures, Fig. 1 shows an embodiment of the X-ray tube built according to the invention in a partial longitudinal section, Fig. 2 shows the associated cathode in a longitudinal section on an enlarged scale, Fig. 3 is a section along the line AB in Fig. 2 and Fig. 4 is a partial left side view of Fig. 2; Fig. 5 shows a second embodiment of the X-ray tube in partial longitudinal section, in which the anode forms part of the outer wall of the tube.

Bei der in Abb. 1 bis 4 dargestellten Glühkathodenröntgenröhre bezeichnet 1 die als Metallklotz, z. B. aus Kupfer, ausgebildete Anode, deren Stirnende eine aus Wolfram o. dgl. hergestellte runde Platte (Ronde) 2 trägt, auf der durch den Aufprall der Kathodenstrahlen der Brennfleck gebildet wird. Die Anode ist mit ihrem ringförmigen Ende 3 in einen Glasträger 4 eingeschmolzen, der bei S mit dem Glaskolben 6 der Röhre verschmolzen ist. Die Glühkathode 7 bildet bei der dargestellten Röhre ein schraubenförmiger Draht aus Wolfram o. dgl. Durch die von der Glühkathode ausgehenden Kathodenstrahlen wird auf der Platte 2 ein bandförmiger Brennfleck erzeugt. Die Glühkathode 7 ist mit Abstand von einem Metallkörper 8 umgeben, der im wesentlichen zylindrische Gestalt hat und an der Strahlenaustrittsseite mit einem länglichen Fenster 30 (Abb. 2 bis 4) zum Durchtritt der Strahlen versehen ist. Unterhalb des Hohlraumes 10, der die Glühkathode 7 aufnimmt, ist in dem Metallkörper 8 ein größerer Hohlraum 9 vorgesehen, durch den ein Draht 11, z. B. aus Molybdän, hindurchgeführt ist, dessen eines Ende mit dem Stromzuleitungsdraht 18 und dessen anderes Ende mit dem einen Ende der Glühkathode 7 verbunden ist. Das andere Ende der Glühkathode 7 ist unmittelbar an dem Metallkörper 8 befestigt, der auch mit der zweiten Stromzuleitung 17 in unmittelbarer Verbindung steht. Der Draht 11 ist oben durch eine Isolierhülle 12 hindurchgeführt, die durch erne Druckschraube 13 gehalten ist und go den Draht in seiner Lage sichert. Wie ersichtlich, dient der Metallkörper 8 gleichzeitig als Träger und Sammelvorrichtung für die Glühkathode 7. Der Metallkörper 8 ist mit einem Glasträger 15 (Abb. 1) verbunden, der bei 19 mit dem Rohransatz 16 der Röhre derart verschmolzen ist, daß der vordere, die Glühkathode 7 tragende Teil des Metallkörpers 8 axial in einem einseitig offenen Querkanal 20 des vor der Platte 2 liegenden Teiles der Anode 1 liegt. Gegenüber der Glühkathode 7 liegt in der Anode 1 ein in den Querkanal 20 mündender Verbindungskanal 21 von zweckmäßig keilförmiger Gestalt, dessen Wandungen formbildend auf den Brennfleck wirken. Von dem oberen Teil des Kanals 21 geht ein oberhalb des Kanals 20 liegender kegel- oder pyramidenförmiger Strahlenaustrittskanal 22 aus. Das freie Ende der Anode bildet ein den Kanal 20 begrenzender Metallschirm 2 5, der die etwa von dem Brennfleck nach hinten austretenden Strahlen abfängt.In the case of the hot cathode X-ray tube shown in Fig. 1 to 4 1 denotes the metal block, e.g. B. made of copper, formed anode, the end of which is made of tungsten O. The like. Manufactured round plate (round plate) 2 carries, on the by the impact of the cathode rays the focal point is formed. The anode is with its ring-shaped end 3 fused into a glass carrier 4, which fused at S with the glass bulb 6 of the tube is. In the tube shown, the hot cathode 7 forms a helical wire made of tungsten or the like The cathode rays emanating from the hot cathode are band-shaped on the plate 2 Generated focal spot. The hot cathode 7 is surrounded at a distance by a metal body 8, which has a substantially cylindrical shape and on the beam exit side with an elongated window 30 (Figs. 2 to 4) is provided for the passage of the rays. Below the cavity 10, which receives the hot cathode 7, is in the metal body 8, a larger cavity 9 is provided through which a wire 11, e.g. B. made of molybdenum, is passed, one end of which with the power supply wire 18 and the other End is connected to one end of the hot cathode 7. The other end of the hot cathode 7 is directly on the Metal body 8 attached, which is also connected to the second power supply line 17 in the immediate vicinity Connection. The wire 11 is passed through an insulating sheath 12 above, which is held by erne pressure screw 13 and go secures the wire in its position. As can be seen the metal body 8 serves at the same time as a carrier and collecting device for the hot cathode 7. The metal body 8 is with a glass support 15 (Fig. 1) connected, which at 19 with the tube socket 16 of the tube is fused in such a way that the front part of the metal body carrying the hot cathode 7 8 axially in a transverse channel 20, which is open on one side, of the one in front of the plate 2 Part of the anode 1 is located. Opposite the hot cathode 7 there is an in the anode 1 the transverse channel 20 opening connecting channel 21 of an expediently wedge-shaped shape, the walls of which shape the focal point. From the upper part of the channel 21 is a conical or pyramidal one lying above the channel 20 Beam exit channel 22 from. The free end of the anode forms a channel 20 delimiting Metal screen 2 5, the rays emerging approximately from the focal point to the rear intercepts.

Mit dem Körper der Anode 1 steht ein frei durch das Glasrohr 4 hindurchgeführter Kühlstab 23 wärmeleitend in Verbindung, der auf seinem äußeren Ende Rippen 24 trägt.With the body of the anode 1 there is a freely guided through the glass tube 4 Cooling rod 23 in a thermally conductive connection, which carries ribs 24 on its outer end.

Durch die beschriebene Ausgestaltung der Anode 1 als Hohlkörper wird erzielt, daß die von ihr ausgehenden Röntgenstrahlen nur in der Richtung des Kanals 22 austreten können, während der Strahlenaustritt nach allen ande-The described configuration of the anode 1 as a hollow body ensures that the X-rays emanating from it can only exit in the direction of the channel 22, while the radiation exit after all other

Claims

Ren directions through an approximately ¹ Z ₂ cm thick metal wall, z. B. made of copper is prevented. A metal layer of this thickness is perfectly sufficient to prevent the undesired escape of X-rays outside the direction of use.

The described configuration of the anode allows in connection with the cooling rod 23 a very effective transfer of heat, which is still favored by the fact that opposite the plate 2 very large heat dissipation surfaces are available.

In the hot cathode X-ray tube according to Fig. 5, the anode i ^{a is} cylindrical and forms part of the outer wall of the tube. For this purpose, the anode i "with a metal pipe 31 is directly connected, is provided with ribs 32 and forms a cooler. The a sharpened front end 33 of the metal pipe 31 is connected to the cylindrical glass tube 6 ^a fused, which at 34 with the glass support 15 of the hot cathode 7. The other sharpened end 35 of the metal tube 31 is fused to a curved window 36 which is used for the radiation exit the transverse channel 21 is connected to the beam exit channel 22, which is also directed longitudinally, but which is not in the same alignment with the channel 20.

Since in this embodiment large cross-sections of the anode body i ″ are available for the dissipation of the heat generated at the round 2 ° and the heat is dissipated over a very short distance to the cooler 31, this tube has a considerably increased efficiency.

CLAIMS:

i. Anode of a hot cathode x-ray tube for diagnostic purposes with radiation protection, characterized by a metal block (Ij, with a one-sided closed channel (20) for receiving the hot cathode (7) and with a second, offset channel (22), also closed on one side, is provided for the exit of the X-rays, both channels at their inner ends through one of the passage of the electrons from the hot cathode to the anode mediating intermediate channel (21) with each other are connected.

2. Anode according to claim 1, characterized in that the axes of the channels (20, 22) lie in two parallel or nearly parallel planes, and that you Connecting channel (21) runs approximately at right angles to these planes.

For this purpose ι sheet of drawings