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Glühkathodenröntgenröhre Es sind Röntgenröhren bekannt, welche mit
Schutzvorrichtungen gegen das Nachaußengelangen unerwünschter Röntgenstrahlen versehen
sind. Diese Schutzvorrichtungen bestehen meist aus innerhalb des Vakuumraumes angebrachten
oder einen Teil der Außenwand bildenden metallenen Hüllen, die in der Regel an einer
Elektrode befestigt sind und die andere oder beide Elektroden umgeben. Bei diesen
bekannten Anordnungen treten beim Betrieb mit hohen elektrischen Spannungen häufig
durch autoelektronische Entladungen hervorgerufene Störungen auf, die dadurch bewirkt
sind, daß im Vakuumraum verhältnismäßig große und eine hohe Potentialdifferenz aufweisende
Metallteile einander mit großer Fläche gegenüberstehen.
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Bei der neuen Röntgenröhre, die eine den Antikathodenspiegel umgebende,
mit Austrittsöffnung für die Röntgenstrahlen und Eintrittsöffnung für die Kathodenstrahlen
versehene strahlendichte Hülle aufweist, werden die genannten Störungen bei weitgehendem
Schutz gegen das Nachaußen gclangen -unerwünschter Röntgenstrahlen dadurch beseitigt,
daß gemäß der Erfindung (lie lm Vergleich zur Weite der Hülle enge Eintrittsöffnung
für das Kathodenstrahlenbündel in der -Nähe der Röhrenmitte liegt, wahrend sich
der Antikathodenspiegel am anderen Ende der langgestreckten Hülle nahe dein Röhrenende
befindet. Die neue Röntgenröhre ist in zwei Ausführungsbeispielen in der Abbildung
im Längsschnitt schematisch dargestellt.
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Mit der Einstülpung a (Abb. i) des langgestreckten, fast zylindrischen
Glashohlkörpers b ist der metallene Einschmelzring c verschmolzen, welcher an dein
beispielsweise doppelwandig ausgebildeten, leitenden, zwecks leichter Entgasbarkeit
vorteilhaft aus Eisen bestehenden Rohr e angelötet ist. Das innere Rohr d ist an
seinem außerhalb des Glashohlkörpers b liegenden Ende durch den eingeschweißten
oder eingelöteten, aus einem die Wärme gut leitenden Stoff (Kupfer o. dgl.) bestehenden
Träger f des Antikathodenspiegels g vakuumdicht verschlossen. Auf das andere, ungefähr
in der Mitte des Glashohlkörpers b gelegene Ende des Rohres d ist
eine Ringblende h mit einer zentralen Offnung i
von geringem (nur einige
Millimeter betragenden) Durchmesser aufgesetzt, die aus einem schwer schmelzbaren,
für Röntgenstr ahlen schwer durchlässigen Stoff (Wolfram, Tantal o. dgl.) besteht.
In dem Hohlraum des doppelwandigen Rohres d, e kann sich, wie an sich bekannt, eine
zylindrische, aus einem für Röntgenstrahlen schwer durchlässigen Stoff (Blei o.dgl.)
bestehende Zwischemvand h, die auf gleicher Höhe mit dem Antikathodenspiegel g außerhalb
des Glashohlkörpers b eine Öffnung m für den Austritt der nutzbaren Röntgenstrahlen
aufweist,
befinden. Der Hohlraum des doppelwandigen Rohres d, c
kann auch, wie es bei in die Röhre einspringenden Teilen, die die Antikathode tragen,
an sich bekannt ist, zur Aufnahme von ILülilmitteln verwendet werden. Der Zu- und
Ableitung der Kühlflüssigkeit dienen die Ansatzrohre o und p. Zur Kühlung der Antikathode
kann das Kühlmittel durch die in der Zwischenwand h vorgesehene Öffnung tt einströmen.
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Auf diese Weise ist erreicht, daß die sekundären, vom Brennfleck ausgehenden
Elektronen weder die sogenannte Stielstrahlung noch eine unerwünschte und schädliche
Auf ladung der Glaswände hervorrufen können, da diese Elektronen von den Rohren
d, e, 7z und von der Blende lt abgefangen werden; außerdem kann, da der Antikathodenspiegel
nur durch ein 3iIetallstück von geringer Dicke von dem Kühlmittel getrennt ist,
die vom Breniiflecl; ausgehende Wärme gut abgeführt «-erden. Die außerhalb des Glashohlkörpers
der Röntgenröhre angeordneten Anschlußteile für die Kühlvorrichtung sind leicht
zu-' Bänglich, zumal wenn die Anode auf Erdpotential gehalten wird. Diese Art des
Betriebs der beschriebenen Röntgenröhre ist besonders vorteilhaft bei der Anwendung
für Materialuntersuchung, wenn es sich z. B. darum handelt, Rohre auf Fehler im
-Material, insbesondere in etwaigen Schweißnähten, zu untersuchen. Die zu prüfenden
Rohre können in diesem Fall über die Röntgenröhre geschoben und von innen durchstrahlt
werden, was bei den bisherigen Anordnungen nicht möglich ist.
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Die durch die Offnung i austretenden Röntgenstrahlen «-erden von geeigneten
Teilen der Kathodenanordnung, beispielsweise der Sammelvorrichtung t, die meistens
an der Auftreffstelle dieser Strahlen für Röntgenstrahlen undurchlässig ist, aufgefangen.
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Da es für den einwandfreien Betrieb der neuen Röntgenröhre wichtig
ist, daß die von der Glühkathode q ausgehenden Kathodenstrahlen auf die öftnung
i und auf die Mitte des Antikathodenspiegels g gerichtet sind, ist es vorteilhaft,
in den Anodenträger oder, geniä ß der Abbildung, in den Kathodenträger r ein biegsames,
gegebenenfalls gerilltes Metallrohr s als Zwischenstück einzufügen, um, was an sich
bekannt ist, dadurch auch noch bei das Ausgehen von Kathodenstrahlen ermöglichendem
Stand der Herstellung der Röntgenröhre eine entsprechende Einstellung der Kathode
q vornehmen zu können.
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Zur wirksameren Kühlung der Antikathode und der an sie anschließenden
Metallteile kann man auch, wie es in der Abb. z in einem Ausführungsbeispiel veranschaulicht
ist, die strahlendichte Zwischenwand k eine Strecke von der Antikathode entfernt
enden, lassen und zweckmäßig in sie überlappender Anordnung die Außenwand der doppelwandigen
Kammer strahlendicht ausbilden, beispielsweise mit einer strahlendichten Schicht
2t überziehen. Dadurch ist in der Umgebung der Antikathode die ganze Tiefe des Raumes
zwischen den beiden Kammerwandungen für das Kühlmittel freigegeben.
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Befindet sich, wie in den Ausführungsformen nach den Abb. i und a,
die Austrittsstelle für die nutzbaren Röntgenstrahlen außerhalb des Glashohlkörpers
der Röntgenröhre, so bietet die neue Röntgenröhre die Möglichkeit einer besonders
einfachen Bauart und Anbringung von Schutzmitteln gegen das Berühren ihrer Hochspannung
führenden Teile. Hierzu kann man, wie es in der Abb. 3 in kleinerem Maßstabe, als
die Abb. i und 2 ihn aufweisen, schematisch dargestellt ist, die in irgendeiner
der an sich bekannten Arten ausgebildete, beispielsweise wenn die Antikathode geerdet
ist, lediglich in einer leitenden Hülle bestehende Schutzvorrichtun- v gegen das
Berühren der Hochspannung führenden Teile der Röntgenröhre zwischen der Austrittsöffnung
für die nutzbaren Röntgenstrahlen einerseits und der Abschlußkappe des Glashohlkörpers
andererseits, an dieser oder an der Außenwand der Kammer befestigen.
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Es ist bereits vorgeschlagen «-orden. Röntgenröhren mit einer den
Antikathodenspiegel umgebenden, eine Austrittsöftnun,, für die Röntgenstrahlen und
eine Eintrittsöffnung für die Kathodenstrahlen aufweisenden strahlendichten Hülle
zu versehen, deren Eintrittsöffnung eng ist.
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Diesem Bekannten gegenüber weist die neue Röntgenröhre außer den im
Absatz. 5 angeführten Vorteilen noch den Vorteil auf, daß bei einem Brennfleck,
der sich am Ende einer im Verhältnis zur Rohrweite langen Hülle befindet, die Rohrwandungen
auch schon bei geringer Dicke die unerwünschten Röntgenstrahlen stark schwächen,
denn die unerwünschten Röntgenstrahlen durchsetzen die Wandungen (infolge des kleinen
\ eigungswinkels zwischen den Strahlen und der Oberfläche der Wandungen) aui einem
langen Weg.
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Vorteilhaft gegenüber dem Bekannten ist es bei der neuen Röntgenröhre
ferner, daß sich infolge der großen Entfernung der Entstehungsstelle für die Röntgenstrahlen
(und damit der Strahlenaustrittsstelle) vom Entladungsraum verhältnismäßig leicht
eine leitende, geerdete Hülle an der Röntgenröhre anbringen läßt.
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Auch muß bei der bekannten Röntgenröhre die Röhrenhülle durchstrahlt
«-erden, wobei
eine Schwächung und ein Härterwerden der Röntgenstrahlen
unvermeidlich ist, während bei der neuen Röntgenröhre die Röntgenstrahlen durch
eine Öffnung in den Außenraum austreten, die lediglich mittels einer tIiinnen Metallfolie
verschlossen sein muß.