DE619748C - Gluehkathodenroentgenroehre mit einer auf Kathodenpotential befindlichen, ein Fenster fuer den Austritt der Roentgenstrahlen besitzenden metallischen Aussenwand - Google Patents

Description

Die bekannten Röntgenröhren mit Metallaußenwand auf Kathodenpotential und gleichzeitig als Träger des Strählenaustrittsfensters haben den Vorteil, daß die von der Antikathode reflektierten Erlektronen diese Wand und das Fenster nicht treffen und daher nicht erhitzen können, vorausgesetzt, daß das Fenster aus Metall besteht oder im elektrostatischen Schütze von Metallteilen der Umgebung liegt.

Bei bekannten Ausführungsformen derartiger Hohlkathoden-Röntgenröhren ist der Glühdraht zwischen der genannten Außenwand und der Antikathode angeordnet, der Glühdraht war aber weit getrennt von dem Fenster einerseits und von der Antikathode andererseits, so daß der Abstand vom Fenster bis zum Brennfleck recht groß und die ins Freie gelangende Strahlenintensität in der Nähe des Fensters relativ gering war.

Gemäß der Erfindung ist die Glühkathode nun derart in nächster Nähe seitlich des Fensters angeordnet, daß die Wärmestrahlung des Glühdrahtes nicht geradlinig zum Fenster gelangen kann; die Antikathode ist gleichzeitig .derartig in nächster Nähe vom Glühdraht und Fenster angeordnet und derart ausgebildet, daß praktisch alle von Glühfaden ausgehenden Elektronen ohne besondere, als Sammelvorrichtung wirkende Zwischenwände o. dgl. auf die den Fenstern zugekehrte Antikathodenfläche auftreffen.

Die Erfindung hat folgende Vorteile:

1. Sie gestattet große Annäherung des Fensters an den Brennfleck, ohne daß Erhitzung durch reflektierte Elektronen stattfinden kann und ohne daß durch die unvermeidliche Annäherung des Glühdrahtes an das Fenster eine schädliche Erhitzung des Fensters durch die Wärmestrahlung des Glühdrahtes eintreten kann.

2. Sie ermöglicht die Einführung des Diaphragmas einer Röntgenkamera beliebiger Art, insbesondere von Röntgenspektralapparaten, in die Röntgenröhre, ohne daß das Diaphragma selbst an seinen Innenflächen von eindringenden Elektronen getroffen werden kann. Diese große Annäherung des Diaphragmas, z. B. eines Röntgenspektralapparates, hat den großen Vorteil der Lichtstärke. Bei den bekannten Röntgenröhren mit Hohlanode, bei denen die Röhrenwand die Anode bildet, wurden die ins Innere der Röhre eingeführten Diaphragmen auf ihrer Innenseite derart stark von reflektierten Elektronen getroffen, daß diese selbst als Röntgenstrahlenquelle dienten, die in vielen Fällen eine derartige Benutzung ausschlössen.

3. Die aus dem Fenster austretenden Röntgenstrahlen sind genau entgegengesetzt

gerichtet wie die Kathodenstrahlen. Dieser Umstand bewirkt eine ganz außerordentliche Schwächung des kontinuierlichen Spektrums der Röntgenstrahlen im" ~ Verhältnis zum FlU'oresaenzspektrum. Derartige, von ε genannter Bremsstrahlung gereinigte Strahlenquellen sind in der Röntgenspektroskopie und insbesondere für Materialprüfung außerordentlich erwünscht, da sie weitgehend ίο monochromatisch sind.

Die Fig. ι zeigt den Erfindungsgedanken in einfachster Form. Die Antikathode a, in der gebräuchlichen zylindrischen Form gedacht, steht- mit ihrem ebenen Brennfleckspiegel parallel gegenüber der Röhrenwand k, k, die das Fenster f enthält und sich auf Kathodenpotential befindet. Der Kathodenglühdraht^, g_%, g_& ist in Fig. 1 im Querschnitt dargestellt und liegt so, daß er das Fenster f selbst nicht mit seiner Wärmestrahlung beeinflussen kann.

In Fig. 2 ist die Wand k, k mit dem Fenster f für sich allein in der Aufsicht dargestellt. Der Glühdraht ^₁, g₂, g$ läuft beispielsweise um drei Seiten des viereckig gedachten Fensters herum, um eine möglichst große Glühfläche zur Wirkung zu bringen. Diese Ausführung ist nur eine der grundsätzlich möglichen des Erfindungsgedankens. Es genügt in vielen Fällen, daß nur auf einer Seite, z. B. bei g₂, sich ein Glühdraht befindet. Es ist auch für die Erfindung unwesentlich, ob ein glatter Glühdraht oder eine Spirale benutzt wird.

Um auch mit der Glühdrahtanordnung der Fig. ι und 2 einen BrennfLeck auf α zu erzeugen, der um den Durchstoßungspunkt des genannten Lotes in dem Antikathodenspiegel liegt, muß der Glühdraht in nutenförmigen, halboffenen Hohlräumen verlegt werden, die nach dem Fenster zu geöffnet sind, wie Fig. 3 zeigt. Unter der Wirkung dieser nutenförmigen Blenden werden die Elektronen auf gekrümmten Bahnen in die Mitte der Antikathode befördert, da die elektrischen Kraft- +5 linien dann einen ähnlichen Verlauf haben. Die gestrichelten Linien in der Fig. 3 sollen diesen Verlauf andeuten. Die unteren, nach f zugekehrten Ränder dieser Nuten haben wiederum, wie in Fig. 1, den Zweck, gleichzeitig die vom Glühfaden g_x, ^₃ ausgehende Wärmestrahlung von dem Fenster / abzuhalten. Durch die in Fig. 3 dargestellte Anordnung wird erreicht, daß wenigstens ein Teil des Brennflecks gegenüber der Mitte des Fensters / liegt und daß aus dem Fenster Strahlen austreten, die ganz oder nahezu die entgegengesetzte Richtung haben wie die Kathodenstrahlen in dem Augenblick, in dem sie auf die Antikathode auftreffen. In manchen Fällen ist es jedoch nicht erwünscht, die gegen die Kathodenstrahlrichtung austretenden Strahlen zu benutzen, sondern möglichst solche, die senkrecht dazu austreten, weil diese am intensivsten sind bei gleicher Stromstärke und Spannung. In diesem Falle wird man die Anordnung der Fig. ι benutzen und nur einen Glühdraht, etwa bei g_s, verwenden, der den Brennfleck b_s erzeugt. Die Strahlen, die von b₃ durch die linke Seite des Fensters f austreten, erfüllen diese Bedingung des Austritts schräg zur Kathodenstrahlrichtung schon recht gut. .Benutzt man einen schrägen Antikathodenspiegel &x, &3, der bei b_s weiter von fe, k entfernt ist als bei b_u so entsteht der Brennfleck links von b_s und etwa über der Mitte von f, so daß man auch in der Lotrichtung zu / Strahlen herausbekommt, die nicht in der genauen Gegenrichtung der Kathodenstrahlen verlaufen.

Zur größtmöglichen Ausnutzung der durch die Erfindung ermöglichten außerordentlich großen Annäherung des Fensters an den Brennfleck ist es vorteilhaft, die Diaphragmen bzw. Spalte und' Eintrittskollimatoren von Röntgenaufnahmekameras aller Art, besonders von Spektrographen und Kameras für Feinstrukturanalyse, in das Innere der Röntgenröhre hineinzuverlegen. Bei Röntgenröhren, in denen die Röhrenwand die Anode bildet, entstehen bei dieser Anordnung Störungen dadurch, daß die auf die Anodenwand fallenden Elektronen, die vom Brennfleck reflektiert worden sind, in die Diaphragmenöffnungen hineingelangen und deren Eigenstrahlung erregen, so daß unbeabsichtigte und meist störende Effekte entstehen. Bei der beschriebenen Röhre mit Außenwand auf Kathoden potential besteht jedoch keinerlei Gefahr eines Eindringens von Kathodenstrahlen in Diaphragmen, die in das Röhreninnere hineingebracht worden sind. Fig. 4 zeigt eine derartige Ausführung. d_t sei das Diaphragma der Aufnahmekamera c. Es ist durch das Fenster f verschlossen. Die nach α zugekehrte öffnung ist so schmal, wie es für den gewünschten Zweck erforderlich ist, in vielen Fällen also Bruchteile von Millimetern, sei es, daß es sich um ein rundes, viereckiges oder spaltförmiges Diaphragma handelt. Ordnet man die Glühdrähte g_lt g₃ oder auch nur einen Glühdraht If₁ dicht neben dem Diaphragma an, so entsteht ein Brennfleck auf der Antikathode a_} der ein Strahlenbündel fast senkrecht zur Röhrenwand k, k in die Kamera c hineinbefördert. Wenn beispielsweise beabsichtigt ist, diese Strahlen durch einen zweiten in der Kamera c sitzenden Spalt d_ä weiterhin auszublenden, so kann dieser Spalt d₂ fast in der Mitte vom Fenster / sitzen. Eine kleine Verschiebung der Kamera c mitsamt ihrem zweiten Spalt d₂ oder eine Verschiebung

des Spaltes d₂ allein genügt schon, um den vollen, durch U₁ eingedrungenen'Strahl richtig aufzufangen.

Claims (3)

1. Patentansprüche:

   i. Glühkathodenröntgenröhre mit einer auf Kathodenpotential befindlichen, ein Fenster für den Austritt der Röntgenstrahlen besitzenden metallischen Außenwand, bei der zwischen dem das Fenster enthaltenden Teil der metallischen Außenwand und der Antikathode die Glühkathode angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Glühkathode derart in nächster Nähe seitlich des Fensters angeordnet ist, daß die Wärmestrahlung des Glühdrahtes nicht geradlinig zum Fenster gelangen kann und daß die Antikathode derart in nächster Nähe von Glühdraht und Fenster angeordnet und derart ausgebildet ist, daß praktisch alle vom Glühfaden ausgehenden Elektronen ohne besondere, als Sammelvorrichtung wirkende Zwischenwände o. dgl. auf die dem Fenster zugekehrte Antikathodenfläche auftreffen.
2. 2. Glühkathodenröntgenröhre nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die seitlich des Fensters angebrachten Glühkörper in engen, aber 'einseitig offenen Hohlräumen (Nuten, Kanälen) der Kathode derart liegen, daß einerseits die Elektronen in gekrümmten Bahnen gegen die Antikathode geschleudert werden und andererseits die Wärmestrahlen das Fenster nicht geradlinig treffen können.
3. 3. Glühkathodenröntgenröhre nach Anspruch ι und/oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Strahlenaustrittsfenster, wie bei Metallröntgenröhren mit Hohlanode bekannt, so klein gemacht und in solche Form gebracht wird, daß es als Diaphragma oder Eintrittsblende für röntgenoskopische Aufnahmegeräte benutzt werden kann.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen