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Diese Erfindung bezieht sich auf
einen Röntgengenerator
und insbesondere auf eine Vorrichtung zum Verlängern der Lebensdauer eines
Röntgenstrahlentargets,
das in einem Röntgengenerator
verwendet wird.
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Bekannte Röntgengeneratoren beinhalten eine
Elektronenkanone, ein Röntgenstrahlentarget und
ein Röntgenstrahlenaustrittsfenster.
Diese Generatoren produzieren Röntgenstrahlen
durch das Beschleunigen von Elektronen aus der Elektronenkanone
in das Röntgenstrahlentarget.
Röntgenstrahlen werden
von dem Target durch das Austrittsfenster emittiert. Derartige Generatoren
können
in Form von versiegelten Röntgenröhren, zum
Beispiel Mikrofokus-Röhren,
die einmal luftentleert und dann versiegelt werden, oder in Form
von rotierenden Anodengeneratoren, die während des Betriebs permanent mit
Vakuumpumpen verbunden sind und kontinuierlich luftentleert werden,
vorliegen.
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Eine große Einschränkung für die Langlebigkeit von Röntgengeneratoren
ist die Lebensdauer des Targets. Alle Targets bauen im Lauf der
Zeit aufgrund der Auswirkungen von Hitze und Aufrauhen, die durch
den Elektronenbeschuss verursacht werden, ab. Es gibt verschiedene
bekannte Verfahren zum Reduzieren dieser Auswirkungen, einschließlich des
Kühlens
der Rückseite
des Targets mit fließendem
Wasser oder des Drehens des Targets, so dass kein Bereich des Targets
kontinuierlich dem Elektronenbeschuss ausgesetzt ist.
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Verfahren zur Erhöhung der Kühlwirkung sind auf der Basis
der Verwendung von Materialien mit hoher Leitfähigkeit, wie etwa Diamanten, vorgeschlagen
worden. Diese Verfahren werden jedoch gegenwärtig allgemein nicht verwendet.
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Bei bekannten Röntgengeneratoren kann es nach
dem Anschalten der Maschine ein paar Minuten dauern, bevor sie sich
stabilisiert hat und betriebsbereit ist. Folglich werden viele Generatoren
den ganzen Tag über
einfach laufen gelassen, so dass der "Warmup" oder die Verzögerung bei der Stabilisierung
wegfällt.
Dies bedeutet, dass die Elektronen während jeder Verwendung des
Generators für
lange Zeiträume
auf das Target fokussiert sind, was zu einem beschleunigten Abbau
des Targets führt,
obwohl die durch den Röntgengenerator
produzierte Strahlung nur für
kurze Zeiträume
verwendet wird.
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In Fällen, in denen es die Konstruktion
des Generators zulässt,
kann das Target ersetzt werden. Wenn die Konstruktion das Ersetzen
des Targets in einem Routineprozess nicht zulässt, ist es gemeinhin üblich, die
komplette Röhrenanordnung,
die den Röntgengenerator
ausmacht, auszurangieren.
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In im Handel erhältlichen versiegelten Röhren und
rotierenden Anodengeneratoren ist keine Steuerung der Position des
Strahls auf dem Target oder der Qualität, Größe oder Form des Brennpunkts auf
dem Röntgenstrahlentarget
vorgesehen. Die Qualität
des emittierten Röntgenstrahls
kann sich bei verlängerter
Verwendung aufgrund von Verschmutzung und Beschädigung des Targetbereichs unter kontinuierlichem
Elektronenbeschuss schnell verschlechtern.
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Sobald die Leistung unter ein nützlichen
Niveau abgebaut wurde, ist Im Fall von rotierenden Anodengeneratoren
ein Ersetzen des Targets erforderlich. Dies verursacht Kosten für Ersatzteile
sowie eine signifikante Ausfallzeit des Generators. Im Fall von
versiegelten Röhrengeneratoren ist
es notwendig, die ganze Röhre
auszurangieren und sie durch eine neue Röhre zu ersetzen.
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US Patent Nr. 4,631,742 offenbart
ein Verfahren zum Verlängern
der Lebensdauer einer rotierenden Anodenröntgenröhre durch Anwenden einer reduzierten
Leistungsdichte auf die Anode beim Anstellen der Röhre, und
durch Aufrechterhalten der reduzierten Leistungsdichte für einen
vorbestimmten Zeitraum, bevor die Leistungsdichte auf die normale Betriebsbedingung
erhöht
werden kann.
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JP-A-103 40 695 beschreibt einen
Röntgengenerator
mit einer Blende.
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Es ist ein Ziel der vorliegenden
Erfindung, Mittel bereitzustellen, um die Lebensdauer eines Targets
zu erhöhen,
und dadurch die Lebensdauer des Röntgengenerators zu erhöhen. Durch
das Steuern der Position und der Helligkeit des Strahls kann die erfindungsgemäße Vorrichtung
den Fokusbereich des Strahls neu positionieren und modifizieren.
Das Defokussieren des Strahls reduziert den Elektronenfluß pro Einheitsbereich
auf dem Target. Die Lebensspanne des Targets wird durch dieses Mittel
erweitert, und das Zeitintervall zwischen dem Ersetzen des Targets
oder der kompletten Röhrenanordnung
wird erhöht.
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Eine Konsequenz des Ansatzes der
vorliegenden Erfindung ist, dass das Laufen der Röhre in Betriebsbedingung
mit dem den fokussierten Elektronen ausgesetzten Target nur dann
erforderlich ist, wenn der Betreiber der Produktion des Röntgenstrahls
bedarf.
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Gemäß der vorliegenden Erfindung
ist ein Röntgengenerator,
der eine Elektronenkanone, ein Elektronenfokussiermittel, ein Target
und ein elektronisches Steuerungsmittel gemäß Anspruch 1 beinhaltet, bereitgestellt.
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Das Steuerungsmittel umfasst ein
Schaltmittel zum Schalten des Elektronenfokussiermittels zwischen
einem ersten nicht fokussierten Zustand, in dem die Röntgenquelle
einen ersten Bereich aufweist, und einem zweiten fokussierten Zustand,
in dem die Röntgenquelle
einen zweiten Bereich aufweist, der kleiner als der erste Bereich
ist. Der zweite Bereich kann eine Linie, ein Punkt oder ein anderes Profil
sein. Der erste Bereich kann eine Linie mit größerer Stärke, ein Punkt mit größerem Durchmesser oder
eine andere Form sein.
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Vorzugsweise weist der erste Bereich
einen Oberflächenbereich
auf, der mindestens zweimal, besser viermal und am besten zehnmal
so groß wie der
des zweiten Bereichs ist.
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Die Elektronenkanone kann eine luftleere Röhre beinhalten,
um die herum das Elektronenfokussiermittel außerhalb des Vakuums montiert
ist. Alternativ kann die Elektronenkanone eine luftleere Röhre beinhalten,
in der das Elektronenfokussiermittel montiert ist. Die luftleere
Röhre kann
eine versiegelte Vakuumröhre
sein oder kann mit einer Vakuumpumpe verbunden sein, die eine kontinuierliche
Luftentleerung während
des Betriebs des Generators zulässt.
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Das Elektronenfokussiermittel kann
ein xy-Ablenksystem zum Zentrieren des Elektronenstrahls in der
Röhre beinhalten.
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Das Elektronenstrahlfokussiermittel
kann ferner mindestens eine Elektronenlinse, vorzugsweise eine axial
symmetrische oder runde Linse und/oder mindestens eine Quadrupol-
oder Multipollinse zum Fokussieren des Elektronenstrahls auf eine
Brennlinie und zum Lenken des Elektronenstrahls beinhalten.
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Die Elektronenstrahllinsen können magnetisch
oder elektrostatisch sein.
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Vorzugsweise besteht das Target aus
Metall, am besten aus einem Metall, das aus der Gruppe Cu, Ag, Mo,
Rh, Al, Ti, Cr, Co, Fe, W, Au ausgewählt ist. Die Targetoberfläche kann
so ausgerichtet werden, dass die Ebene der Targetoberfläche senkrecht
oder in einem Winkel zu der Achse der Röntgenröhre liegt.
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Gemäß einem weiteren Aspekt der
vorliegenden Erfindung ist auch ein Verfahren zum Verlängern der
Lebensdauer eines Targets eines Röntgengenerators bereitgestellt,
wobei der Generator eine Elektronenkanone, ein Elektronenfokussiermittel
und ein Target beinhaltet, wobei das Verfahren die folgenden Schritte
beinhaltet: Beschießen
des Targets mit Elektronen, so dass der Bereich des Targets, auf
den das Fokussiermittel Elektronen aus der Elektronenkanone auftreffen
lässt,
eine einen Röntgenstrahl emittierende
Röntgenquelle
beinhaltet, Steuern des emittierten Röntgenstrahls durch Betätigen einer Blende
in dessen Weg und Steuern des Elektronenfokussiermittels durch Betätigen der
Blende, um sich zwischen einem ersten nicht fokussierten Zustand,
in dem die Röntgenquelle
einen ersten Bereich aufweist, und einem zweiten fokussierten Zustand,
in dem die Röntgenquelle
einen zweiten Bereich aufweist, der kleiner als der erste Bereich
ist, zu bewegen, wobei die Intensität des Elektronenauftreffens im
ersten Zustand ausreichend niedrig ist, um Targetabbau zu reduzieren,
wobei die Intensität
des Elektronenauftreffens im zweiten Zustand ausreichend hoch ist,
so dass die Quelle einen vorbestimmten erforderlichen Grad an Helligkeit
und Quellengröße auf dem
Target produziert. Die Quelle kann ein Punkt, eine Linie oder ein
anderes Profil sein.
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Der Elektronenstrahlstrom ist vorzugsweise im
ersten und zweiten Zustand im Wesentlichen gleich, wobei die Intensität des Strahls
pro Einheitsbereich an dem Target im ersten Zustand niedriger als
im zweiten Zustand ist.
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Eine Ausführungsform der Erfindung wird nun
lediglich als Beispiel, unter Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen,
beschrieben, wobei:
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1 einen
schematischen Längsschnitt durch
einen erfindungsgemäßen Röntgengenerator, der
zur Verwendung mit einem fest gekoppelten Röntgenstrahlenfokussierungssystem
(nicht gezeigt) geeignet ist, zeigt;
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2 eine
schematische Anordnung eines Röntgengenerators
im fokussierten Zustand zeigt;
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3 eine
schematische Anordnung eines Röntgengenerators
im defokussierten Zustand zeigt;
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4 eine
schematische Anordnung eines Röntgengenerators
zeigt, wobei sich das Target in einer ersten fokussierten Position
befindet;
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5 eine
schematische Anordnung eines Röntgengenerators
zeigt, wobei sich das Target in einer zweiten fokussierten Position
befindet;
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6(a) und 6(b) schematisch eine Seitenansicht
bzw. eine Draufsicht auf einen erfindungsgemäßen versiegelten Röntgengenerator
zeigen; und
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7(a) und 7(b) schematisch eine Seitenansicht
bzw. eine Vorderansicht auf einen erfindungsgemäßen rotierenden Anodenröntgengenerator
zeigen.
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Mit Bezug auf 1 beinhaltet der Röntgengenerator 1 eine
luftleere und versiegelte Röntgenröhre 2,
die eine Elektronenkanone 3 und ein Röntgenstrahlentarget 4 enthält. Die
Röhre 2 weist
ein Austrittsfenster 6 auf, durch das Röntgenstrahlen von dem Target
emittiert werden. Obwohl die in 1 dargestellte
Ausführungsform
ein Fenster 6 vor dem Target 4 aufweist, versteht
es sich, dass die Erfindung auf andere Ausführungsformen anwendbar ist, zum
Beispiel Röntgengeneratoren,
bei denen die Röntgenstrahlen
hinter dem Target 4 emittiert werden. Das Austrittsfenster
bildet keinen Teil der Erfindung und wird nicht weiter beschrieben.
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Die Röhre 2 ist in einem
Gehäuse 13 enthalten.
Der Generator 1 umfasst ebenfalls ein System 7 zum
Fokussieren und Lenken des Elektronenstrahls 8 auf das
Target 4.
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Das Fokussier- und Lenksystem kann
einen gut fokussierten Strahl Elektronen 8 produzieren,
der auf das Target 4 auftrifft. Der Elektronenstrahl 8 kann in
einen Punkt oder eine Linie fokussiert werden, und die Dimensionen
des Punkts und der Linie wie auch deren Position kann elektronisch
geändert
werden. In typischen Röntgenanwendungen
kann ein Brennpunkt mit einem Durchmesser, der in den Bereich von 1
bis 100 μm,
im Allgemeinen 5 μm
oder größer, fällt, erforderlich
sein. Alternativ kann eine Brennlinie erreicht werden, deren Breite
in den Bereich von 0,4 mm bis 1,0 mm und deren Länge in den Bereich von 5 mm
bis 15 mm fällt.
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Der Elektronenstrahl 8 wird
mittels einer Elektronenkanone 3, die aus einer Wehnelt-Elektrode
und -Katode besteht, produziert. Die Katode kann ein Glühfaden aus
Wolfram oder einer Legierung, zum Beispiel Wolfram-Rhenium sein, die
entweder eine haarnadelförmige
oder eine heftklammerförmige Form
aufweist. Alternativ kann die Katode eine indirekt geheizte, aktivierte
Vorratskatode sein, die flach oder anders geformt sein kann, wie
etwa als Stab mit einem gewölbten
Ende. Die Vorratskatode hat den Vorteil einer verlängerten
Lebensdauer und einer höheren
mechanischen Festigkeit. Die Vorratskatode hat mit einer flachen
Oberfläche
den weiteren Vorteil, dass lediglich ein ungefährer Grad an Ausrichtung in der
Wehnelt-Elektrode erforderlich ist.
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Eine primäre Fokussierung wird durch
eine Anode in einem geeigneten Abstand zu der Elektronenkanone erreicht.
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Der Elektronenstrahl 8 aus
der Kanone wird in der Röntgenröhre 2 durch
eine Zentrierspule 14 oder einen Satz Quadrupollinsen zentriert.
Alternativ kann er durch Multipollinsen zentriert werden. Alternativ
können
mechanische Mittel verwendet werden, um den Elektronenstrahl 8 zu
zentrieren. Die Zentrierlinse oder -spule 14 kann dort
weggelassen werden, wo die Elektronenkanone 3 derart ist,
dass sie einen Elektronenstrahl 8 produziert hat, der ausreichend
in der Röhre 2 ausgerichtet
ist.
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Der Elektronenstrahl 8 wird
dann auf einen Punkt von variierendem Durchmesser fokussiert. Das
Fokussieren auf einen Durchmesser von weniger als 5 μm oder weniger
kann mittels einer axialen Fokussierlinse 15 der Quadrupol-,
Multipol- oder Solenoid-Art erreicht werden.
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Der Brennpunkt kann mit einer stigmatischen Linse 16,
die einen weiteren Satz Quadrupol- oder Multipollinsen beinhalten
kann, in eine Brennlinie geändert
werden. Linien mit einem Seitenverhältnis, das größer als
10 : 1 ist, sind möglich.
Eine Brennlinie verteilt die Ladung auf dem Target. Wenn sie von
einem geeigneten Winkel her betrachtet wird, erscheint die Linie
als ein Punkt.
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Die Linsen 15, 16 sind
vorzugsweise magnetisch, können
aber elektrostatisch sein. Alle Linsen werden elektronisch gesteuert,
was eine Fernsteuerung und kontinuierliches Ausrichten und Scannen des
Brennpunkts ermöglicht.
Der Übergang
vom Brennpunkt zur Brennlinie sowie die Änderung des Strahlendurchmessers
werden durch Variieren der Steuersignale an die Elektronenfokussiervorrichtungen 7 ebenfalls
ferngesteuert.
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Durch die elektronische Steuerung
der Linsen kann der Elektronenstrahl 8 auf dem Target 4 defokussiert
werden. Folglich wird der Brennpunkt mit hoher Intensität des Elektronenstrahls 8 nicht
kontinuierlich an einem bestimmten Bereich des Targets 4 geleitet,
was bedeutet, dass die Abbaugeschwindigkeit des Targets bedeutend
langsamer sein wird als bei bekannten Röntgengeneratoren. Der Elektronenstrahl 8 ist
nur bei hoher Intensität
fokussiert, wenn der Röntgenstrahl
erforderlich ist.
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Die Vorgänge des Defokussierens und
erneuten Fokussierens des Elektronenstrahls 8 werden durch
das Betätigen
einer Blende auf der Ausgabeseite des Röntgenstrahls oder andere durch
den Bediener bestimmte äußere Ereignisse
aktiviert.
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Das Target 4 ist ein Metall
wie etwa Cu, aber es kann auch ein anderes Metall sein, je nach
Wellenlänge
der erforderlichen charakteristischen Strahlung, zum Beispiel Ag,
Mo, Al, Ti, Rh, Cr, Co, Fe, W oder Au. Das Target 4 liegt
entweder senkrecht zum auftreffenden Elektronenstrahl 8 oder
kann geneigt sein, um die Absorption der emittierten Röntgenstrahlen
zu senken.
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In einem Beispiel einer bevorzugten
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung hat die Katode eine negative hohe Spannung
und die Elektronenkanone 3 besteht aus einem Glühfaden genau
innerhalb der Öffnung 11 eines
Wehnelt-Gitters, das bezüglich
des Glühfadens
negativ vorgespannt ist. Die Elektronen werden in Richtung der Anode,
die sich bei Erdpotential befindet, beschleunigt, und laufen durch
ein Loch in dieser und dann durch die Röhre 2 in Richtung
des Targets 4. Zwei Sätze
Strahlenablenkungsspulen 14, die Eisenkerne aufweisen können, werden in
zwei Ebenen, die um 30 mm getrennt sind, eingesetzt und zwischen
der Anode der Elektronenkanone 3 und der fokussierenden
Linse 15 montiert, um den Strahl zu zentrieren. Zwischen
der fokussierenden Linse 15 und dem Target 4 befindet
sich ein eisenfreier Quadrupolmagnet, der insofern als Stigmator 16 dient,
als er den zirkulären
Querschnitt des Strahls 8 in einen verlängerten umwandelt. Dieser Quadrupol 16 kann
um die Röhrenachse
gedreht werden, um die Ausrichtung der Brennlinie einzustellen.
Der Strahl 8 kann auf der Targetoberläche 4 bewegt werden,
indem die Ströme
in den vier Spulen des Quadrupols 16 gesteuert werden.
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Mit Bezug auf 2 und 3 werden
eine Röhre 2,
eine Elektronenkanone 3 und ein Target 4 zusammen
mit dem Elektronenfokussiermittel 7 gezeigt, die oben detaillierter
besprochen werden. Wie in 2 gezeigt,
ist im ersten fokussierten Zustand der Elektronenstrahl 8 durch
das Fokussiermittel 7 fokussiert, so dass er einen relativ
kleinen Punkt 20 auf dem Target 4 bildet, wobei
die Punktquelle die erforderliche Größe zur Erzeugung von Röntgenstrahlen für den beabsichtigten
Zweck aufweist. In diesem Zustand ist der Röntgengenerator betriebsbereit
und die Helligkeit des emittierten Röntgenstrahls kann durch das
Variieren der auf die Röhre
angelegten Leistung gesteuert werden. Wenn der Generator wie in 3 gezeigt in den zweiten
nicht fokussierten Zustand geschaltet wird, weist der Elektronenstrahl 18 die
gleiche Leistung auf, aber das Fokussiermittel fokussiert den Strahl 18 nicht
so eng, so dass er eine relativ größere Punktquelle 21 auf
dem Target 4 bildet. In diesem Zustand befindet sich der
Röntgengenerator
im Bereitschaftsmodus und die Intensität pro Einheitsbereich am Target 4 ist
stark reduziert. Der konsequente lokalisierte Abbau des Targets,
der von der lokalen Intensität
pro Einheitsbereich abhängt, wird
ebenfalls reduziert.
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Mit Bezug auf 4 und 5,
die keine Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung zeigen, werden eine Röhre 2, eine Elektronenkanone 3 und ein Target 4 zusammen
mit dem Elektronenfokussiermittel 7 gezeigt, die oben detaillierter
besprochen werden. Wie in 4 gezeigt,
ist im ersten fokussierten Zustand der Elektronenstrahl 28 durch
das Fokussiermittel 7 fokussiert, so dass er eine relativ
kleine Punktquelle 22 auf dem Target 4 bildet,
wobei die Punktquelle die erforderliche Größe zur Erzeugung von Röntgenstrahlen
für den
beabsichtigten Zweck aufweist. In diesem Zustand ist der Röntgengenerator
betriebsbereit und die Helligkeit des emittierten Röntgenstrahls
kann durch das Variieren der auf die Röhre angelegten Leistung gesteuert
werden. Wenn der Generator wie in 5 gezeigt
in den zweiten nicht fokussierten Zustand geschaltet wird, weist
der Elektronenstrahl 38 die gleiche Leistung auf, wird aber
durch das Fokussiermittel auf eine zweite Punktquelle 23 auf
einem anderen Teil des Targets 4 fokussiert. Die Punktquelle 23 ist
die erforderliche Größe für die Erzeugung
von Röntgenstrahlen
für den
beabsichtigten Zweck und wird im Allgemeinen die gleiche Größe wie die
Punktquelle 22 im ersten Zustand aufweisen. Es gibt keine Überlappung
zwischen den Positionen der Punktquellen 22 und 23.
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In der Praxis kann es weitere betriebsbereite Zustände geben,
in denen die Punktquelle die gleiche Größe wie die Punktquellen 22, 23 aufweist,
aber an anderen, nicht überlappenden
Stellen. Es kann möglich
sein, nicht weniger als zehn oder mehr nicht überlappende Quellen auf ein
Target zu passen, wodurch eine zehnfache Erhöhung der Lebensdauer des Targets
gegeben ist. Das Fokussiermittel 7 kann manuell eingestellt
werden, um die Punktquelle zu bewegen, oder die Steuersignale, die
erforderlich sind, um das Fokussiermittel einzustellen, können elektronisch
gespeichert werden, so dass die Vorrichtung automatisch in den nächsten Zustand
tritt, wenn ein Bediener anzeigt, dass die Position des Fokus geändert werden
sollte. Die Stufung könnte
nach einer vorbestimmten verstrichenen Betriebszeit in einem bestimmten
Zustand automatisch sein, zum Beispiel könnte ein Zähler für verstrichene Zeit in die Vorrichtung
eingebaut werden, um ein Warnsignal zu zeigen, wenn die vorbestimmte
Betriebszeit überschritten
wird. Der Bediener würde
dann darauf hingewiesen, die Vorrichtung in den nächsten Zustand zu
schalten.
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Obwohl die Beispiele aus 2 und 3 mit Bezug auf Punktquellen beschrieben
worden sind, versteht es sich, dass die Erfindung gleichermaßen auf
Brennlinienquellen anwendbar ist. Weiterhin sind die beschriebenen
Ausführungsformen
mit einem Fokussiermittel beschrieben worden, das eine Zentrierlinse,
eine Fokussierlinse und eine stigmatorische Linse beinhaltet. Es
versteht sich, dass die Funktionen jeder der drei Linsen in einer
oder mehreren Linsen kombiniert sein können, und dass die Reihenfolge
der Komponenten der Fokussiermittel variiert werden kann.
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6(a) und 6(b) zeigen schematisch eine Seitenansicht
bzw. eine Draufsicht auf einen konventionellen versiegelten Röntgengenerator.
Der Generator beinhaltet eine versiegelte Vakuumanlage 30, die
aus Glas und Metall oder aus Keramik und Metall hergestellt ist.
In der Anlage 30 befinden sich eine Elektronenkanone 31 und
ein Target 32. Angrenzend an das Target befinden sich Röntgenstrahlen
transparente Fenster 33, durch die Röntgenstrahlen 36 übertragen
werden. Eine elektrostatische oder elektromagnetische Linse umgibt
die Vakuumanlage zwischen der Elektronenkanone 31 und dem
Target 32. Hinter dem Target befindet sich eine konventionelle Wasserkühlanordnung 35.
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Die Linse beinhaltet einen oder mehrere
Sätze Fokussierspulen 34,
die außerhalb
der Vakuumhülle
der Röntgenstrahlröhre 30 angeordnet
sind. Die Spulen 34, die die Linse bilden, können elektromagnetisch
oder elektrostatisch sein. Mindestens ein Satz der Fokussierspulen 34 wird
verwendet, um den Elektronenstrahl aus der Elektronenkanone 31 auf das
Target 32 zu lenken, und er kann ebenfalls verwendet werden,
um die Form und/oder Größe des Strahls
zu verändern.
Eine Schaltsteuerung (nicht gezeigt) kann bereitgestellt sein, die
bei Betrieb automatisch den elektrischen Strom an die Spulen 34 bereitstellt,
um den Elektronenstrahl auf einen größeren Fokus oder auf einen
anderen Punkt auf dem Target zu lenken. Dies ermöglicht das Reduzieren des Ladens
von Leistungsdichte auf das Target 32, wenn die Röntgenstrahlen
nicht verwendet werden, oder neue Bereiche des Targets 32 können periodisch ausgesetzt
werden, wenn der vorher ausgesetzte Bereich beschädigt oder
abgebaut ist. In 6 werden
die Spulen 34 außerhalb
des Vakuums gezeigt. Auf diese Weise können die Fokussierspulen 34 auf einem
existierenden Generator nachgerüstet
werden, um die Lebensdauer des Generators zu erhöhen. Der Bereich der Erfindung
umfasst jedoch den Fall, in dem die Spulen 34 in den Generator
eingebaut und innerhalb der Vakuumanlage 30 bereitgestellt
sind.
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7(a) und 7(b) zeigen schematisch jeweils
eine Seitenansicht und eine Vorderansicht eines konventionellen
rotierenden Anodenröntgengenerators.
Der Generator beinhaltet eine kontinuierlich gepumpte Vakuumkammer 40,
die eine Elektronenkanone 41, und ein Target 42,
das auf einer zylindrischen Anode 43 deponiert ist, die
bei hoher Geschwindigkeit rotiert, enthält. Angrenzend an die Anode
befinden sich Röntgenstrahlen
transparente Fenster 44, durch die Röntgenstrahlen 46 übertragen werden.
Eine elektrostatische oder elektromagnetische Linse umgibt die Vakuumkammer
zwischen der Elektronenkanone 41 und dem Target 42.
Die Anode 43 wird mit Wasser gekühlt (nicht gezeigt). Die Rotation
der Anode 43 führt
die auf dem Target 42 erzeugte Hitze wirksamer ab, so dass
eine erhöhte
Leistungsladung und folglich erhöhte
Helligkeit von Röntgenstrahlen
möglich
sind.
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Die elektrostatische oder elektromagetische Linse
beinhaltet einen oder mehrere Sätze
Fokussierspulen 45, die außerhalb der Vakuumkammer 40 angeordnet
sind. Die Spulen 45 dienen dem selben Zweck wie die Spulen 34,
die mit Bezug auf 6 oben
beschrieben wurden, und können
auch in der Vakuumkammer nachgerüstet
oder angepasst werden, d. h. die Spulen können innerhalb oder außerhalb
sein.