DE572058C - Gluehkathodenroentgenroehre fuer Tiefenbestrahlung - Google Patents

Description

DEUTSCHES REICH

AUSGEGEBEN AM
10. MÄRZ 1933

REICHSPATENTAMT

PATENTSCHRIFT

KLASSE 21g GRUPPE 17

C. H. F. Müller Akt.-Ges. in Hamburg-Fuhlsbüttel*)

Glühkathodenröntgenröhre für Tiefenbestrahlung

Patentiert im Deutschen Reiche vom. 9. Mai 1929 ab

Bei Glühkathodenröntgenröhre!!, die zur medizinischen Tiefenbestrahlung dienen, ist beim Betriebe mit pulsierender Hochspannung, beispielsweise gleichgerichteter Wechselspannung, der Anteil an weichen Strahlen tun so geringer, je höher die Sättigungsspannung der Glühkathode ist. Benutzt man bei der Herstellung der üblichen Röhren für Tiefenbestrahlung die Kathode zum Entgasen der Anode, so kann man die Sättigungsspannung der Kathode nicht so hoch wählen, wie es für den günstigsten Betrieb der Röhre erwünscht wäre. Beim Entgasen muß der Anode eine gewisse elektrische Leistung zugeführt werden, damit die Anode auf die erforderliche Entgasungstemperatur gelangt. Um jedoch bei einer Röhre mit extrem hoher Sättigungsspannung der Anode die für ihre Erwärmung erforderliche 'elektrische Leistung zuführen zu können, müßte man während des Pumpvorganges eine erhebliche Röhrenspannung anwenden, die bei einer geringen Vakuumverschlechterung leicht zu einem Durchschlag der Glaswandung und somit zu einer Zerstörung der Röhre führt. Man ist daher bisher bei 10 mA Röhrenstrom mit der Sättigungsspannung nicht höher als auf 80 bis 100 kV gegangen.

Es ist bekannt, bei Glühkathodenröntgenröhren mit hohem Vakuum zwei Glühkathoden hintereinander anzuordnen. Durch diese Anordnung ist bezweckt, auf der Anode untereinander verschieden große Brennflecke zu erzeugen.

Die Erfindung besteht darin, daß zwischen den beiden in an sich bekannter Weise hintereinander angeordneten Glühkathoden ein Gitter eingeschaltet ist. Diese Einrichtung bietet den technischen Fortschritt, daß die Sättigungsspannung der in bezug auf ,die Anode hintenliegenden Kathode durch das zwischengeschaltete Gitter gegenüber der Sättigungsspannung der vorderen Kathode -wesentlich erhöht ist. Beim Entgasen der Anode kann daher die Glühkathode niedrigerer Sättigungsspannung Verwendung finden, wodurch die Gefahr einer Zerstörung der Röhre beim Auspumpen vermieden ist. Für den Betrieb mit pulsierender Hochspannung wird die Glühkathode hoher Sättigungsspannung verwen-. det, so daß der Anteil an weichen Strahlen entsprechend geringer, also. eine Röhre für Tiefenbestrahlung mit im wesentlichen nur harten Strahlen geschaffen ist.

Die Anordnung dieser beiden Kathoden, verschieden hoher Sättigungsspannung hat beim Betriebe mittels einer Hochspannungsquelle, welche Spannungsstöße in zeitlich größeren Abständen liefert, z. B. mittels eines Induktors, den besonderen Vorzug, daß die

*) Von dem Patentsucher ist als der Erfinder angegeben worden:

Dr. Paul Vier kotier in Hamburg.

Röhre zur Tiefenbestrahlung verwendbar ist, wenn die Glühkathode geringerer Sättigungsspannung als Betriebskathode verwendet wird. Wegen der geringen Sättigungsspannung dieser stark emittierenden Kathode gelingt es, in der kurzen Zeit der Spannungsstöße so hohe Stromstärken durch die Röhre zu senden, wie es der Betrieb erfordert.

Nach der Erfindung ist zweckmäßig die ίο der Anode zunächst liegende Glühkathode nach außen durch ein Gitter abgeschirmt. Durch die Anordnung dieses Gitters ist der Vorteil erzielt, daß die Sättigungsspannung der hinteren Kathode noch weiter erhöht ist. Es ist bei Glühkathodenröntgenröhren bekannt, einer einzigen Glühkathode ein oder mehrere Drahtnetze vorzuschalten, die zur Abschirmung der Elektronen dienen. Da jedoch bei dieser Einrichtung nur eine einzige Glühkathode vorgesehen ist, kommt die bekannte Einrichtung für den gemäß vorliegender Erfindung erreichten Zweck, eine für die medizinische Tiefenbestrahlung geeignete Röntgenröhre von hohem Wirkungsgrad zu schaffen, nicht in Frage.

- Die Abbildungen veranschaulichen eine nach der Erfindung .hergestellte Glühkathodenröntgenröhre in einer Ausführungsform und ihre Wirkung.

Abb. ι ist eine Draufsicht auf die Röntgenröhre, während Abb. 2 ein Schaubild ist, das die Abhängigkeit des Röhrenstromes von der Röhrenspannung für die beiden Glühkathoden der Röntgenröhre nach Abb. 1 darstellt.

Bei der Einrichtung nach Abb. 1 umgibt die beispielsweise zylindrische S ammelvorrichtung jo die beiden in Richtung der Anode 1 axial hintereinanderliegenden Glühkathoden 2 und 3, deren eines freies Ende mit der Sammelvorrichtung 10 an den Stellen 4 bzw. 5 in Verbindung steht und deren anderes freies Ende isoliert an die Stromzuleitungsdrähte 6 bzw. 7 herangeführt ist. Die beiden Glühkathoden 2 und 3 sind infolgedessen unabhängig voneinander betreibbar. Zwischen den beiden Glühkathoden 2 und 3 ist innerhalb der Sammelvorrichtung 10 gemäß der Erfindung ein Gitter 8 angeordnet. Ein weiteres Gitter 9, wie man es ähnlich schon bei Röntgenröhren mit nur einer Glühkathode verwendet hat, deckt den oberen Teil der Sammelvorrichtung 10 nach der Anode 1 hin ab. Durch eine Schaltvorrichtung 11 kann wahlweise die Kathode 2 oder die Kathode 3 in Betrieb gesetzt werden.

Das Entgasen der Anode 1 beim Auspumpen der Röhre erfolgt durch Elektronenbombardement mittels der Glühkathode 2, die der Anode zugekehrt ist. Infolge dieser Lage ist bei der Kathode 2 der Sättigungsstrom schon bei einer geringen Spannung erreicht, so daß ein heftiges Elektronenbombardement mit einer verhältnismäßig niedrigen Spannung erreichbar ist, die auch bei einer Verschlechterung des Vakuums keine Gefahr für die Röhre bildet.

Wird nun die Röhre mit pulsierender Hochspannung betrieben, z. B. mittels einer gleichgerichteten sinusförmigen Wechselspannung, so wird als Betriebskathode die Glühkathode 3 gewählt, die infolge der Vorlagerung des erfindungsgemäß vorgesehenen Gitters 8 und der Anordnung beider Kathoden hintereinander in der gemeinsamen Sammelvorrichtung 10 gegen das Feld der Anode stark abgeschirmt ist. Die Sätfcigungsspannung der Kathode 3 ist daher erheblich größer als die Sättigungsspannung der Kathode 2, wie aus den Kennlinien der beiden Kathoden in Abb. 2 hervorgeht. Bei Benutzung der Glühkathode 3 kann man also z.B. mit der Sättigungsspannung bis auf 200 kV hinaufgehen, so> daß der Anteil der harten Strahlen sehr groß und demgemäß der Anteil der weichen Strahlen klein ist. Man erhält also eine Röhre für Tiefenbestrahlung von einem sehr hohen Wirkungsgrad, ohne daß die Gefahr der Zerstörung der Röhre bei ihrer Herstellung besteht.

Um die Sättigungsspannung noch weiter zu erhöhen und die Kathode 2 gegen Formänderungen unter Einfluß des Feldes zu schützen, kann noch zwischen Kathode 2 und derAnode das weitere Gitter 9 vorgesehen werden.

Steht nur eine Hochspannungsquelle zur Verfügung, welche rasch ansteigende Spannungsstöße in größeren zeitlichen Abständen liefert, also z. B. ein Induktor, so wird mittels der Schaltvorrichtung 11 die Glühkathode 2 in Betrieb gesetzt. Infolge der niedrigeren Sättigungsspannung der für einen starken Elektronenstrotn geeigneten Glühkathode 2 läßt sich der nötige kurzzeitige hohe Röhrenstrom auch bei dieser besonderen Stromart durch die Röhre treiben. Die Röhre nach der Erfindung eignet sich daher auch bei dieser Stromart gut zur Tiefenbestrahlung.

Die beschriebene Röntgenröhre kann bei Fortlassung des der vorderen Kathode 2 vorgelagerten Gitters 9 und bei ausschließlicher Verwendung dieser vorderen Kathode mit Rücksicht darauf, daß in diesem Fall ein großer Anteil an weichen Strahlen erzielt ist, auch zur Oberflächenbestrahlung benutzt werden.

Claims (2)

1. Patentansprüche:

   ι. Glühkathodenröntgenröhre für Tiefenbestrahlung mit zwei unabhängig vonein-

   ander betreibbairen Glühkathoden, die in Richtung auf die Anode hintereinander angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Glühkathoden (2, 3) ein Gitter (8) derart angeordnet ist, daß die Sättigungsspanriung der in bezug auf die Anode (1) hintenliegenden Kathode (3)

   gegenüber der Sättigungsspannung der vorderen Kathode (2) erhöht ist.
2. 2. ^Röntgenröhre nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die der Anode (1) zunächst liegende Glühkathode (2) nach außen durch ein Gitter (9) abgeschirmt ist.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen