DE60213389T2

DE60213389T2 - Röntgen-bestrahlungsvorrichtung

Info

Publication number: DE60213389T2
Application number: DE60213389T
Authority: DE
Inventors: Tzvi Winchester AVNERY
Original assignee: Advanced Electron Beams Inc
Current assignee: Advanced Electron Beams Inc
Priority date: 2001-03-20
Filing date: 2002-03-19
Publication date: 2007-09-13
Anticipated expiration: 2022-03-20
Also published as: JP2004533088A; US6738451B2; EP1374274A1; US20020154740A1; JP2009058519A; WO2002075771A1; JP4248248B2; EP1374274B1; ATE334476T1; DE60213389D1

Description

Hintergrund
Zahlreiche medizinische Geräte sind wiederverwendbar und erfordern zwischen den einzelnen Verwendungen eine Sterilisation. Einige dieser Geräte, beispielsweise Endoskope und Gastroskope, sind nur schwierig vollständig zu sterilisieren. Typischerweise werden solche Geräte durch Wasserstoffperoxid sterilisiert, welches durch das Innere ebenso wie über das Äußere der Geräte gespült wird. Dies ist nicht nur ein zeitraubender Vorgang, der etwa ein Stunde in Anspruch nimmt, sondern häufig besitzen die Geräte kontaminierte Bereiche, wo der Sterilisiervorgang nicht ausreichend Platz greifen kann, um eine vollständige Sterilisierung herbeizuführen, so zum Beispiel Biofilme aus Bakterien. Darüber hinaus ist Wasserstoffperoxid nicht im Stande, sämtliche Viren abzutöten. Ein weiteres übliches Sterilisationsmittel ist Ethylenoxid, welches zu ähnlichen Ergebnissen führt. Weitere Sterilisationsverfahren beinhalten die Bestrahlung mit Gammastrahlung, allerdings kann dieses Verfahren mit derzeitigen Ausrüstungen bis zu 24 Stunden benötigen.
Die EP-A-0553912 zeigt Merkmale gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Zusammenfassung
Gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung wird eine Röntgenstrahl-Emissionsquelle gemäß dem unabhängigen Anspruch 1 geschaffen.
Nach einem zweiten Aspekt der Erfindung wird eine Röntgenbestrahlungsvorrichtung gemäß Anspruch 6 geschaffen.
Nach einem dritten Aspekt der Erfindung wird ein Verfahren zum Herstellen einer Röntgenstrahl-Emissionsquelle nach Anspruch 16 geschaffen.
Nach einem vierten Aspekt der Erfindung wird ein Verfahren zum Herstellen einer Röntgenbestrahlungsvorrichtung gemäß Anspruch 20 geschaffen.
Gemäß einem fünften Aspekt der Erfindung wird ein Verfahren zum Bilden von Röntgenstrahlen gemäß dem unabhängigen Anspruch 30 geschaffen.
Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung beinhalten eine Vorrichtung, die sich zum Sterilisieren von Geräten wie zum Beispiel medizinischen Geräten rascher und gründlicher einsetzen lässt als herkömmliche Verfahren. Die Erfindung beinhaltet eine Röntgenstrahlen-Emissionsquelle mit einer ein Targetfenster aufweisenden Vakuumkammer. Ein Elektronengenerator befindet sich innerhalb der Vakuumkammer, um Elektronen zu erzeugen, die auf das Targetfenster gerichtet sind, um Röntgenstrahlen zu erzeugen. Die Röntgenstrahlen durchlaufen das Targetfenster als Röntgenstrahlenbündel. Das Targetfenster wird von einer Trägerplatte gehalten, die eine Reihe von Durchgangslöchern aufweist und dadurch gekennezeichnet ist, dass die Trägerplatte so angeordnet ist, dass sie den Durchgang von Elektronen ermöglicht, die das Targetfenster erreichen.
In speziellen Ausführungsformen besitzt das Targetfenster eine Dicke, die im Wesentlichen den Durchgang von Elektronen verhindert. Die Elektronen und das Röntgenstrahlenbündel laufen im Wesentlichen in der gleichen Richtung. Das Röntgenstrahlenbündel ist in einer Bestrahlungszone gelenkt, um die dort befindlichen Artikel zu bestrahlen. Bei einigen Ausführungsformen ist die Emissionsquelle ein Sterilisationsgerät, wo Artikel, die von dem Röntgenstrahlenbündel bestrahlt werden, sterilisiert werden.
Die Röntgenstrahl-Emissionsquelle kann Teil eines Röntgenstrahlsystems in einer Röntgenbestrahlungsvorrichtung sein, die mindestens eine Röntgenstrahl-Emissionsquelle zum Lenken mindestens eines Röntgenstrahls in eine Bestrahlungszone enthält. In speziellen Ausführungsformen enthält das Röntgenstrahlsystem mehr als eine Röntgenstrahl-Emissionsquelle, um Röntgenstrahlen in die Bestrahlungszone aus mehreren Richtungen einzustrahlen. In einer Ausführungs form sind mindestens drei Röntgenstrahl-Emissionsquellen um die Bestrahlungszone herum positioniert, um dadurch ein zentrale Bestrahlungskammer zu bilden. In einer anderen Ausführungsform sind sechs Röntgenstrahl-Emissionsquellen in einem Ring um die Bestrahlungszone herum angeordnet und liegen aneinander an. Das Röntgenstrahlsystem kann mehr als einen Ring von Röntgenstrahl-Emissionsquellen in miteinander vereinter Weise enthalten. Bei einigen Ausführungsformen ist die Vorrichtung als Sterilisationsvorrichtung ausgebildet, in der Gegenstände innerhalb der Bestrahlungskammer zwecks Sterilisation angeordnet sind.
Die vorliegende Erfindung beinhaltet außerdem ein Verfahren zum Erzeugen von Röntgenstrahlen. Das Verfahren beinhaltet das Bereitstellen einer Vakuumkammer mit einem Targetfenster. Innerhalb der Vakuumkammer ist zur Erzeugung von Elektronen ein Elektronengenerator angeordnet. Die Elektronen werden auf das Targetfenster gelenkt, um Röntgenstrahlen zu bilden, die durch das Targetfenster in Form eines Röntgenstrahlenbündels hindurch treten. Das Targetfenster hat eine Dicke, die den Durchgang von Elektronen im Wesentlichen unterbindet. Die Elektronen und das Röntgenstrahlenbündel laufen etwa in die gleiche Richtung.
Beim Einsatz für Sterilisationszwecke können die von Ausführungsformen der Erfindung erzeugten Röntgenstrahlenbündel tief in die bestrahlten Gegenstände eindringen. Sowohl auf der Oberfläche befindliche als auch eingebettete Verunreinigungen können für eine relativ rasche und durchgehende Sterilisation im Vergleich zu herkömmlichen Verfahren bestrahlt werden.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Die obigen und weitere Ziele, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden speziellen Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen der Erfindung, dargestellt in den begleitenden Zeichnungen, in denen gleiche Bezugszeichen sich auf gleiche Teile in sämtlichen verschiedenen anderen Sichten beziehen. Die Zeichnungen sind nicht unbedingt maßstabsgetreu, vielmehr liegt das Hauptgewicht auf der Darstellung der Prinzipien der Erfindung.
1 ist eine vereinfachte Stirnansicht einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Röntgenbestrahlungsvorrichtung.
2 ist eine vereinfachte, perspektivische Ansicht der in 1 gezeigten Röntgenbestrahlungsvorrichtung.
3 ist eine Seitenansicht einer weiteren Ausführungsform der erfindungsgemäßen Röntgenbestrahlungsvorrichtung.
4 ist eine End-Schnittansicht einer Ausführungsform einer Röntgenstrahl-Emissionsquelle gemäß der Erfindung.
5 ist eine seitliche Schnittansicht der in 4 gezeigten Röntgenstrahl-Emissionsquelle.
Detaillierte Beschreibung der Erfindung
Bezugnehmend auf die 1 und 2 kann eine Röntgenbestrahlungsvorrichtung 10 zum Sterilisieren von Objekten oder Gegenständen benutzt werden, beispielsweise von medizinischen Geräten, Werkzeugen oder Bauteilen. In der in den in 1 und 2 gezeigten Ausführungsform enthält die Röntgenbestrahlungsvorrichtung 10 ein Röntgenstrahlsystem mit einer Röntgenbestrahlungseinheit 11 zum Bestrahlen von Gegenständen 19. Die Röntgenbestrahlungseinheit 11 der in den 1 und 2 gezeigten Ausführungsform enthält eine Reihe von Röntgenstrahl-Emissionsquellen 12 mit einem Targetfenster 16, durch welches ein Röntgenstrahlenbündel 22 erzeugt wird. Die Röntgenstrahl-Emissionsquellen 12 besitzen abgewinkelte Seitenwände 14, die es den Röntgenstrahl-Emissionsquellen 17 ermöglichen, aneinander anzuliegen und gemeinsam in einem Ring 10a angeordnet zu werden, der eine Bestrahlungszone oder eine Kammer 20 umgibt, so dass die Röntgenstrahl-Emissionsquellen 12 die Röntgenstrahlenbündel 22 radial nach innen in die Bestrahlungskammer 20 aus unterschiedlichen Richtungen einstrahlen können. 1 und 2 zeigen sechs Röntgenstrahl-Emissionsquellen 12, die unter Bildung einer sechseckigen Bestrahlungskammer 20 aneinander anliegend angeordnet sind. Die Targetfenster 16 sind geschlossen an geordnet, so dass die Röntgenstrahlenbündel 22, die in die Bestrahlungskammer 20 gelenkt werden, sich miteinander vereinen und eine im Wesentlichen durchgehende, radial nach innen gerichtete Röntgenstrahlenbündel-Abdeckung bilden.
Im Betrieb werden Artikel 19 (1) wie beispielsweise medizinische Geräte, die einer Sterilisation bedürfen, typischerweise in der Bestrahlungskammer 20 platziert. Türen, wie sie in 3 dargestellt sind und das Bezugszeichen 26 tragen, können an einander abgewandten Enden der Bestrahlungskammer 20 vorgesehen sein, um eine Abschirmung gegenüber den Röntgenstrahlen zu bilden. Alternativ können längliche Eintritts- und Austrittstunnel für die Abschirmung verwendet werden. Dann wird den Röntgenstrahl-Emissionsquellen 12 Leistung zugeführt, so dass die Röntgenstrahlenbündel 22 nach innen in die Bestrahlungskammer 20 gerichtet werden. Die Röntgenstrahlenbündel 22 können Bakterien, Viren und Organismen auf der Oberfläche des Artikels 19 unschädlich machen, beschädigen oder abtöten. Darüber hinaus können die Röntgenstrahlenbündel 22 in den Gegenstand 19 eindringen, um Bereiche tief im Inneren des Gegenstands 19 zu sterilisieren, und sie können außerdem dicke Schichten oder Zonen von Verunreinigung durchdringen und sterilisieren. Instrumente wie beispielsweise ein Endoskop, benötigen möglicherweise eine Sterilisationszeit von einer halben Stunde bei geringer Leistung von 5 kW pro Emissionquelle 12, um eine durchgehende Sterilisation zu erzielen. Dies ist etwa die Hälfte der Zeit im Vergleich zu der vollen Stunde, die typischerweise erforderlich ist, um eine Sterilisation mit Wasserstoffperoxid vorzunehmen. Aber auch in einer derart langen Zeit sind mit Wasserstoffperoxid sterilisierte Instrumente nicht durchgehend sterilisiert, wie dies erfindungsgemäß der Fall ist.
Obschon in den 1 und 2 sechs Röntgenstrahl-Emissionsquellen 12 vorgesehen sind, welche die Röntgenbestrahlungseinheit 11 bilden, versteht sich, dass irgendeine Anzahl von Röntgenstrahl-Emissionsquellen 12 verwendet werden kann. Werden drei Emissionsquellen 12 verwendet, kann die Bestrahlungskammer 20 rechteckige Form haben, bei vier Emissionsquellen 12 ist die Kammer quadratisch, bei fünf und mehr Emissionsquellen polygonal. Werden mehrere Emissionsquellen 12 verwendet, so kann die Bestrahlungskammer 12 auch eine breite und flache Konfiguration haben, sie kann auch gefaltet sein, abhängig von der jeweiligen Situation. In einigen Fällen kann eine Röntgenbestrahlungsein heit 11 nur eine oder zwei Röntgenstrahl-Emissionsquellen 12 benötigen. In diesen Fällen kann man Reflektoren zum Reflektieren von Röntgenstrahlen in Verbindung mit den Röntgenstrahlen-Emissionsquellen 12 einsetzen. Obschon Röntgenstrahl-Emissionsquellen 12 gemäß Darstellung zu einem Ring 10a vereint sind, können alternativ ein oder mehrere Röntgenstrahl-Emissionsquellen 12 angeordnet werden, um Röntgenstrahlenbündel zu liefern, die keinen durchgehenden Kreis bilden, beispielsweise Röntgenstrahlenbündel aus einer oder aus zwei Richtungen liefern. Wenn zwei Röntgenstrahl-Emissionsquellen 12 verwendet werden, können die Emissionsquellen 12 in einander gegenüber liegender Weise platziert sein.
Nunmehr auf 3 bezugnehmend, wird eine Röntgenbestrahlungsvorrichtung 24 verwendet, wenn die zu sterilisierenden Artikel 15 zu lang sind, um in die Vorrichtung 10 zu passen. Die Röntgenbestrahlungsvorrichtung 24 enthält ein Röntgenstrahlsystem mit mehr als einer Röntgenbestrahlungseinheit 11, die miteinander vereint sind. In einer Ausführungsform enthält die Röntgenbestrahlungseinheit 11 einen Ring 10a aus Röntgenstrahl-Emissionsquellen 12, ähnlich wie dies in den 1 und 2 gezeigt ist. Die Ringe 10a stoßen aneinander und sind miteinander vereint, so dass die Bestrahlungskammern 20 jedes Rings miteinander vereint sind und eine längliche Bestrahlungszone oder -kammer 28 bilden. Es sind drei verbundene Röntgenbestrahlungseinheiten 11 dargestellt, man kann aber auch weniger als drei oder mehr als drei Einheiten 11 miteinander vereinen. Typischerweise enthält die Röntgenbestrahlungsvorrichtung 24 Türen 26, um eine Abschirmung gegenüber den Röntgenstrahlen zu erreichen. Obschon Instrumente typischerweise stationär in der Bestrahlungskammer 28 aufgenommen werden, kann man alternativ von einem Fördersystem Gebrauch machen, um Artikel 19 langsam durch die Bestrahlungskammer 28 zu befördern. Das Fördersystem kann Förderbänder und/oder -rollen enthalten. Bei Verwendung eines Fördersystems besitzen Eintritts- und Austrittstunnel vorzugsweise eine Abschirmung.
Es versteht sich, dass die Röntgenbestrahlungsvorrichtung 24 Röntgenbestrahlungseinheiten 11 mit Konfigurationen enthalten können, die sich von einem Ring 10a, wie er oben diskutiert wurde, unterscheiden. Außerdem können einige Ausführungsformen der Bestrahlungseinheiten 11 Mechanismen zum Bewegen einer oder mehrerer Emissionsquellen 12 über oder um den Artikel 19 herum aufwei sen, um mit einer kleinstmöglichen Anzahl von Emissionsquellen 12 eine Röntgenbestrahlung vorzunehmen. In einer Ausführungsform wird ein Ring 10a in Längsrichtung entlang dem Gegenstand 19 verfahren. In einer anderen Ausführungsform wird eine Emissionsquelle 12 um den Gegenstand 19 gedreht und lässt sich in Längsrichtung über den Gegenstand 19 bewegen. In Konfigurationen, in denen eine Emissionsquelle 12 um den Gegenstand 19 gedreht wird, wobei von mehr als einer Emissionsquelle 12 Gebrauch gemacht wird, können das Ausmaß der Drehung verringern. Wenn zum Beispiel zwei Emissionsquellen 12 in einander gegenüberliegender Anordnung verwendet werden, können die Emissionsquellen 12 um den Gegenstand 19 um nur jeweils 180° gedreht werden.
Zusätzlich zum Sterilisieren medizinischer Instrumente, Werkzeuge oder Bauteile können die Röntgenbestrahlungsvorrichtungen 10 und 24 dazu eingesetzt werden, implantierbare Teile oder Komponenten zu sterilisieren, so zum Beispiel künstliche Gelenke, Zapfen, Platten, Pumpen, Herzschrittmacher, etc. Außerdem lässt sich eine große Vielfalt von Gegenständen oder Artikel 19 sterilisieren, darunter Artikel zur Verwendung in einem Sterilraum oder einer sterilen Umgebung. In einigen Fällen kann es erwünscht sein, Substanzen wie beispielsweise Pulver, Flüssigkeiten oder Lebensmittel zu sterilisieren. Nach 3 kann eine Röntgenbestrahiungsvorrichtung 24 als Sterilisationseingang für Artikel 19 fungieren, die in eine sterile Umgebung gelangen, wobei ein Ende der Vorrichtung 24 mit der sterilen Umgebung gekoppelt ist, sich typischerweise durch eine Wand der Umgebung erstreckt. Eine Tür 26 ermöglicht das Eingeben von Gegenständen 19 in die Vorrichtung 24 von außerhalb. Die andere Tür 26 ermöglicht ein Entnehmen des sterilisierten Gegenstands 19 aus der Vorrichtung 24 in die sterile Umgebung.
Bezugnehmend auf die 4 und 5 enthält eine Röntgenstrahl-Emissionsquelle 12 eine Ausführungsform einer hermetisch abgedichteten Vakuumkammer 30 mit einem rechteckigen Targetfenster 16 an dem einen Ende. Innerhalb des Innenraums 30a der Vakuumkammer 30 befindet sich ein Elektronengenerator 32 zum Erzeugen von Elektronen e, die zur Bildung von Röntgenstrahlen in Richtung auf das Targetfenster 16 beschleunigt werden. Das Targetfenster 16 besteht typischerweise aus einer dünnen Metallfolie ausreichender Dicke, damit der Durchgang von Elektronen e im Wesentlichen verhindert wird, wohingegen der Durchgang von Röntgenstrahlen möglich ist. Das Targetfenster 16 wird von einer Trägerplatte 38 abgestützt, die eine Reihe von Durchgangslöchern 38a aufweist, so dass die Elektronen e das Targetfenster 16 erreichen können. In einigen Ausführungsformen können nach außen abgewinkelte Löcher 38b an den fernen Enden der Trägerplatte 38 vorhanden sein (5), um mehr Elektronen e zu den Enden des Targetfensters 16 zu lenken. Das Targetfenster 16 ist abgedichtet an der Trägerplatte 38 durch Verbinden unter Wärme und Druck angebracht, alternativ kann es aber auch angelötet oder geschweißt sein. In einer Ausführungsform kann das Targetfenster 16 30 cm (12 Zoll) lang sein, so dass die Bestrahlungskammer 20 etwa 30 cm (12 Zoll) lang ist. Liegen die Röntgenstrahl-Emissionsquellen 12 in einem Ring wie beispielsweise dem Ring 10a (1) dicht aneinander, so können die Emissionsquellen 12 abgewinkelte Seiten 14 besitzen, die sie in Richtung der längeren Seiten des Targetfensters 16 (4) erstrecken und in deren Nähe liegen. Die Seiten 14 sind unterwinkelt von etwa 60° abgewinkelt, wenn sechs Emissionsquellen 12 nebeneinander liegen, allerdings können die Winkel der Seiten 14 differieren, abhängig von der Anzahl von Emissionsquellen 12, die miteinander vereint sind. In einigen Ausgestaltungen der Bestrahlungskammer 20 können die abgewinkelten Seiten 14 weggelassen sein, beispielsweise in rechteckigen Anordnungen. Aus der Vakuumkammer 30 kann sich ein Rohr erstrecken, welches an einer Vakuumpumpe angeschlossen ist, um die Vakuumkammer 30 zu evakuieren, welche dann gesperrt wird, um die Vakuumkammer 30 hermetisch abzudichten.
Der Elektronengenerator 32 besitzt ein Filamentgehäuse 34, welches in einer Ausführungsform scheibenförmig gestaltet ist und im Boden 34a eine Reihe von Öffnungen besitzt. Wolfram-Filamente 36 befinden sich in dem Gehäuse 34, um die Elektronen e zu erzeugen. Das Filamentgehäuse 34 ist elektrisch mit einer Hochspannungsquelle über einen Rollleiter 40a und ein Kabel 18 gekoppelt. Übliche Bereiche liegen bei 100–300 kV, wobei 125 kV typisch sind. In einigen Anwendungen können Spannungen von 100 kV und oberhalb 300 kV wünschenswert sein. Das Targetfenster 16 ist elektrisch geerdet, so dass ein Hochspannungspotenzial zwischen dem Filamentgehäuse 34 und dem Targetfenster 15 ansteht. Die Filamente 36 erhalten Leistung über eine Filament-Energiequelle, die elektrisch an das Kabel 18 angeschlossen ist, und sie sind elektrisch mit einem Ende eines Leiters 42 gekoppelt, der sich in das Innere des Filamentgehäuses 34 erstreckt, außerdem sind sie elektrisch mit dem anderen Ende eines Leiters 40b verbunden, der aus dem Kabel 18 austritt. Die oberen Bereiche des Leiters 40a sind in Isolierstoffe 44 eingebettet.
Im Betrieb erhalten die Filamente 36 Leistung, um die Filamente 36 auf etwa 1871°C bis 2216°C (3400°F bis 4200°F) aufzuheizen, was dazu führt, dass freie Elektronen e sich auf den Filamenten 36 bilden. Die zwischen dem Filamentgehäuse 34 und dem Targetfenster 16 liegende Hochspannung bewirkt, dass die freien Elektronen e an den Filamenten 36 von diesen weg in ein Strahlenbündel durch Öffnungen im Boden 34a des Filamentgehäuses 34 zum Targetfenster 16 hin beschleunigt werden. Das Targetfenster 16 ist typischerweise eine dünne Folie aus Gold, die Titan oder Wolfram mit einer Stärke von etwa 3 μm, wodurch der Durchgang von Elektronen e im Wesentlichen blockiert wird, alternativ kann die Folie aber auch aus Titan mit einer Goldbeschichtung oder aus Gold mit Kupfer- oder Silberbeschichtung gebildet sein. Typischerweise werden Metalle mit einer hohen Z-Zahl und guter Wärmeleitfähigkeit bevorzugt, es versteht sich aber, dass der Werkstoff des Targestfenster 16 abhängig von der vorgesehenen Anwendung variieren kann. Beispielsweise können Werkstoffe und Kombinationen verwendet werden, die sich von den oben angegebenen Stoffen unterscheiden. Die das Targetfenster 16 treffenden Elektronen e gelangen typischerweise nicht durch das Targetfenster, sondern bilden statt dessen Röntgenstrahlen, die aus dem Targetfenster 16 in Form eines Röntgenstrahlenbündels 22 austreten, um etwa in die gleiche Vorwärtsrichtung weiter zu laufen, in die auch die Elektronen e. In anderen Worten, das Bündel der Elektronen e wird von dem Targetfenster 16 transformiert oder geändert in ein Röntgenstrahlenbündel 22, was zu einem kontinuierlichen zweiteiligen oder zweistufigen Strahlenbündel führt, wobei die erste Stufe von dem Strahlenbündel aus Elektronen e und die zweite Stufe aus dem Röntgenstrahlenbündel 22 gebildet ist. Das Röntgenstrahlenbündel 22 verlässt das Targestfenster 16 mit im Wesentlichen dem gleichen Umriss wie das Targetfenster 16. Die Erzeugung von Röntgenstrahlen auf diese Weise liefern ein relativ effizientes, breites Röntgenstrahlenbündel 22, weil sowohl die Elektronen e als auch das Röntgenstrahlenbündel 22 in die gleiche Vorwärtsrichtung laufen. Das Bündel von Elektronen e und das Röntgenstrahlenbündel 22 sind rechtwinklig oder etwa rechtwinklig zu dem Targetfenster 16 dargestellt. In einigen Situa tionen können die Elektronen e unter einem Winkel auf das Targetfenster 16 auftreffen.
Bei einigen Ausführungsbeispielen kann das Targetfenster 16 so konfiguriert sein, dass einige Elektronen e hindurch laufen und zu einem Mix von Elektronen e und Röntgenstrahlen führen. Bei weiteren Ausführungsformen kann das Targetfenster 16 ersetzt werden durch ein Elektronenstrahl-Austrittsfenster, durch welches die Elektronen e die Emissionsquellen 12 in Form eines Elektronenstrahlenbündels verlassen können. In diesem Fall treffen die Elektronen e auf die Oberfläche des zu sterilisierenden Gegenstands auf und sterilisieren dadurch die Oberfläche, während gleichzeitig Röntgenstrahlen erzeugt werden, die das Innere sterilisieren. Eine solche Ausführungsform kann dazu benutzt werden, jeglichen Typ einer passenden Anlage zu sterilisieren oder zu dekontaminieren. Das Targetfenster 16 kann so konfiguriert sein, dass es einer speziellen Ausgestaltung entspricht, und es kann andere Formen als eine rechteckige Form annehmen.
Während die vorliegende Erfindung speziell dargestellt und beschrieben wurde unter Bezugnahme auf ihre bevorzugten Ausführungsformen, versteht sich für den Fachmann, dass zahlreiche Abänderungen in Form und Einzelheiten möglich sind, ohne von dem durch die Ansprüche festgelegten Schutzumfang der Erfindung abzuweichen. Beispielsweise können oben diskutierte Merkmale verschiedener Ausführungsformen miteinander kombiniert oder weggelassen werden. Es versteht sich, dass die Konfiguration, die Form, die Abmessung, größere Leistung der Röntgenstrahl-Emissionsquellen 12 abhängig von der vorgesehenen Anwendung ebenso variiert werden können, wie die Form des Targetfensters 16. Man kann mehrere Emissionsquellen 12 Seite an Seite zum Erzeugen eines Röntgenstrahlenbündels 22 aus einer Richtung positionieren, oder man kann die Emissionsquellen in entgegengesetzte Richtungen anordnen, um Röntgenstrahlenbündel 22 aus zwei Richtungen zu erzeugen. In einigen Konfigurationen sind die Röntgenstrahlenbündel 22 aus den Emissionsquellen 12 nicht in kontinuierlicher Weise vereint. Darüber hinaus können Röntgenstrahl-Emissionsquellen 12 und Vorrichtungen 10 und 24 zum Sterilisieren jeglichen gewünschten Gegenstands eingesetzt werden, sie können aber auch für andere typische Zwecke be nutzt werden, so z.B. für eine Röntgenaufnahme eines Patienten oder zum Aushärten von Beschichtungen.

Claims

Röntgenstrahl-Emissionsquelle (12), umfassend: eine Vakuumkammer (30) mit einem Targetfenster (16); und einen Elektronengenerator (32), der innerhalb der Vakuumkammer (30) angeordnet ist, um Elektronen zu erzeugen, die auf das Targetfenster (16) gelenkt werden, um Röntgenstrahlen zu bilden, die durch das Targetfenster (16) als Röntgenstrahlbündel (22) hindurchtreten, wobei das Targetfenster (16) von einer Trägerplatte (38) abgestützt wird, die eine Reihe von Durchgangslöchern (38a) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Trägerplatte so angeordnet ist, dass der Durchgang der Elektronen in der Weise erfolgt, dass die Elektronen das Targetfenster (16) erreichen.
Emissionsquelle nach Anspruch 1, bei der das Targetfenster (16) eine Dicke aufweist, die den Durchgang von Elektronen im Wesentlichen verhindert.
Emissionsquelle nach Anspruch 2, bei der die Elektronen und das Röntgenstrahlbündel (22) im Wesentlichen in der gleichen Richtung verlaufen.
Emissionsquelle nach Anspruch 3, weiterhin umfassend eine Bestrahlungszone (20), in die das Röntgenstrahlbündel (22) zur Bestrahlung von Gegenständen (19) gerichtet wird.
Emissionsquelle nach Anspruch 4, bei der die Emissionsquelle (12) ein Sterilisationsgerät ist, bei dem Gegenstände (19) sterilisiert werden, welche von dem Röntgenstrahlbündel (22) bestrahlt werden.
Röntgenbestrahlungsvorrichtung (10) umfassend: ein Röntgenstrahlsystem zum Lenken mindestens eines Röntgenstrahlbündels (22) in eine Bestrahlungszone (20), wobei das Röntgenstrahlsystem mindestens eine Röntgenstrahl-Emissionsquelle (12) nach Anspruch 1 enthält.
Vorrichtung nach Anspruch 6, bei der das Targetfenster (16) der Röntgenstrahl-Emissionsquelle (12) eine Dicke hat, die den Durchgang von Elektronen im Wesentlichen verhindert.
Vorrichtung nach Anspruch 7, bei der die Elektronen und das Röntgenstrahlbündel (22) im Wesentlichen in die gleiche Richtung verlaufen.
Vorrichtung nach Anspruch 8, bei der das Röntgenstrahlsystem mehr als eine Röntgenstrahl-Emissionsquelle (12) aufweist, um Röntgenstrahlbündel (22) aus verschiedenen Richtungen in die Bestrahlungszone (20) zu lenken.
Vorrichtung nach Anspruch 8, bei der das Röntgenstrahlsystem mindestens drei Röntgenstrahl-Emissionsquellen (12) aufweist, die in einem Ring um die Bestrahlungszone (20) herum angeordnet sind, um dadurch eine zentrale Bestrahlungskammer zu bilden.
Vorrichtung nach Anspruch 9, bei der das Röntgenstrahlsystem sechs Röntgenstrahl-Emissionsquellen (12) aufweist, die in Form eines Rings um die Bestrahlungszone (20) herum in aneinander anliegender Weise angeordnet sind.
Vorrichtung nach Anspruch 10, bei der das Röntgenstrahlsystem mehr als einen Ring aus Röntgenstrahl-Emissionsquellen (12) aufweist, die miteinander vereint sind.
Vorrichtung nach Anspruch 8, bei der es sich um eine Sterilisationsvorrichtung handelt, in der Gegenstände (19) zwecks Sterilisierung in der Bestrahlungskammer (20) angeordnet sind.
Vorrichtung nach Anspruch 8, in der das Röntgenstrahlsystem mindestens eine Bestrahlungseinheit (11) mit mindestens einer Röntgenstrahl-Emissionsquelle (12) aufweist.
Vorrichtung nach Anspruch 14, in der das Röntgenstrahlsystem mehr als eine Bestrahlungseinheit (11) aufweist, die miteinander vereint sind.
Verfahren zum Herstellen einer Röntgenstrahl-Emissionsquelle (12), umfassend: die Bereitstellung einer Vakuumkammer (30) mit einem Targetfenster (16); und das Anordnen eines Elektronengenerators (32) innerhalb der Vakuumkammer (30) zum Erzeugen von Elektronen, die auf das Targetfenster (16) gerichtet sind, um Röntgenstrahlen zu bilden, die in Form eines Röntgenstrahlbündels (22) durch das Targetfenster (16) hindurchtreten, wobei das Targetfenster (16) von einer Trägerplatte (28) mit einer Reihe von Durchgangslöchern (38a) gehalten wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Trägerplatte (38) so angeordnet ist, dass sie den Durchgang der Elektronen zum Erreichen des Targetfensters (16) ermöglicht.
Verfahren nach Anspruch 16, weiterhin umfassend die Bereitstellung des Targetfensters (16) mit einer solchen Dicke, die im Wesentlichen den Durchgang von Elektronen verhindert.
Verfahren nach Anspruch 17, weiterhin umfassend das Konfigurieren der Röntgenstrahl-Emissionsquelle (12) in der Weise, dass die Elektronen und das Röntgenstrahlbündel (22) im Wesentlichen in die gleiche Richtung laufen.
Verfahren nach Anspruch 18, weiterhin umfassend das Ausbilden einer Bestrahlungszone (20), in die das Röntgenstrahlbündel (22) zum Bestrahlen von Gegenständen (19) gelenkt wird.
Verfahren zum Herstellen einer Röntgenbestrahlungsvorrichtung (10), umfassend: Ausbilden eines Röntgenstrahlsystems zum Lenken mindestens eines Röntgenstrahlbündels (22) in eine Bestrahlungszone (20), wobei das Röntgenstrahlsystem mindestens eine Röntgenstrahl-Emissionsquelle (12) aufweist, die nach dem Verfahren gemäß Anspruch 16 hergestellt wurde.
Verfahren nach Anspruch 20, weiterhin umfassend die Bereitstellung eines Targetfensters (16) mit einer Dicke, durch die der Durchgang von Elektronen im Wesentlichen unterbunden wird.
Verfahren nach Anspruch 21, weiterhin umfassend das Konfigurieren der Röntgenstrahl-Emissionsquelle (12) in der Weise, dass die Elektronen und das Röntgenstrahlbündel (22) etwa in die gleiche Richtung laufen.
Verfahren nach Anspruch 22, weiterhin umfassend das Bereitstellen des Röntgenstrahlsystems mit mehr als einer Röntgenstrahl-Emissionsquelle (12), um Röntgenstrahlbündel (22) aus verschiedenen Richtungen in die Bestrahlungszone zu lenken.
Verfahren nach Anspruch 22, weiterhin umfassend das Röntgenstrahlsystem mit mindestens drei Röntgenstrahl-Emissionsquellen (12), die in Form eines Rings um die Bestrahlungszone (20) herum angeordnet sind, um eine zentrale Bestrahlungskammer zu bilden.
Verfahren nach Anspruch 24, weiterhin umfassend das Positionieren von sechs Röntgenstrahl-Emissionsquellen (12) in Form eines Rings um die Bestrahlungszone (20) herum und in einander angrenzender Weise.
Verfahren nach Anspruch 24, weiterhin umfassend das Ausbilden des Röntgenstrahlsystems aus mehr als einem Ring von Röntgenstrahl-Emissionsquellen (12), die miteinander vereint sind.
Verfahren nach Anspruch 22, umfassend die Bereitstellung des Röntgenstrahlsystems mit mindestens einer Bestrahlungseinheit (11), die mindestens eine Röntgenstrahl-Emissionsquelle (12) aufweist.
Verfahren nach Anspruch 27, weiterhin umfassend das Zusammenfügen von mehr als einer Bestrahlungseinheit (11), um das Röntgenstrahlsystem zu bilden.
Verfahren nach Anspruch 21, weiterhin umfassend die Ausbildung der Vorrichtung als Sterilisationsgerät zum Sterilisieren von in der Bestrahlungszone (20) angeordneten Gegenständen (19).
Verfahren zum Bilden von Röntgenstrahlen, umfassend: Bereitstellen einer Vakuumkammer (30) mit einem Targetfenster (16); Anordnen eines Elektronengenerators (32) innerhalb der Vakuumkammer (30), um Elektronen zu erzeugen; und Lenken der Elektronen auf das Targetfenster (16), um Röntgenstrahlen zu erzeugen, die in Form eines Röntgenstrahlbündels (22) durch das Targetfenster (16) hindurchtreten, wobei das Targetfenster (16) von einer Trägerplatte (38) mit einer Reihe von Durchgangslöchern (38a) abgestützt wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Trägerplatte (38) derart ausgebildet ist, dass sie den Durchgang von Elektronen zum Erreichen des Targetfensters (16) ermöglicht.
Verfahren nach Anspruch 30, umfassend die Bereitstellung des Targetfensters (16) mit einer solchen Dicke, die den Durchgang von Elektronen im Wesentlichen verhindert.
Verfahren nach Anspruch 31, weiterhin umfassend das Konfigurieren der Röntgenstrahlemissionsquelle (12) in der Weise, dass die Elektronen und das Röntgenstrahlbündel (22) etwa in die gleiche Richtung verlaufen.