DE623027C

DE623027C - Einrichtung zur Erhoehung der Belastbarkeit von metallischen Roentgenroehren mit relativ zum Gehaeuse drehbarer Anode

Info

Publication number: DE623027C
Application number: DEST50439D
Authority: DE
Original assignee: HUGO STINTZING DR
Current assignee: HUGO STINTZING DR
Priority date: 1933-01-26
Filing date: 1933-01-26
Publication date: 1935-12-11

Description

Einrichtung zur Erhöhung der Belastbarkeit von metallischen Röntgenröhren mit relativ zum Gehäuse drehbarer Anode Es ist bekannt, die Belastbarkeit von Anoden in Röntgenröhren dadurch zu steigern, daß man zur Verhinderung des Schmelzens des Anodenmaterials die Anode dreht. Diese Drehung wird bei offenen, an der Pumpe hängenden Röhren mit metallischem Röhrenkörper mit Hilfe metallischer Schliffe von außen her bewirkt. Da demnach diese Schliffe sowohl mit dem Röhrenkörper als auch mit der Anode metallisch verbunden sind, ist eine Isolierung der Anode gegen den Röhrenkörper nicht möglich. Dies erfordert vielmehr eine umständliche Aufstellung der Röntgenröhre, falls man nicht die Anode samt dem Röhrenkörper erden kann. Ebenso wird die Ableitung der Wärme über den Schliff bewerkstelligt, was zu einer Verflüssigung und Verdampfung des Dichtungsfettes führen kann, selbst wenn man das Lager des Schliffes kühlt.
Beide Übelstände lassen sich vermeiden, und es läßt sich eine Erhöhung der Belastbarkeit von den genannten Röntgenröhren erzielen, wenn erfindungsgemäß das metallische Gehäuse, welches die Lagerung der Drehanode trägt, auf Erdpotential liegt, während die über Isolierteile in diesem Gehäuse gelagerte Drehanode auf Anodenpotential liegt und die Stromzuleitung durch geeignete isolierte und getrennte Schleifkontakte bewirkt-wird. Zwischen dem geerdeten Teil und der Anodenoberflache wird ein Isolierkörper für Elektrizität und Wärme eingeschaltet. Dies kann z. B. auf einem Teil der Achse- geschehen: zweckmäßiger aber wird eine Scheibe aus einem isolierenden und feuerbeständigen Material, wie etwa Porzellan, auf die metallische Achse aufgesetzt und auf diese Scheibe wieder mit ganz wenigen Berührungspunkten (Schräubchen) die metallische Drehanodenoberfläche selbst. Der Zwischenkörper erhält dann nur noch durch Strahlung Wärme. Die Anodenoberfläche wird so groß gewählt und so gestaltet, daß die bei der Entladung entstehende Wärme schnellstens durch Wärmeleitung verteilt und dann ausgestrahlt wird. Die ausgestrahlte Wärme wird von einem an die Anodenfläche angrenzenden und sie umgebenden Metallkörper oder von der gekühlten Röhrenwand aufgenommen oder zu Zwecken der Heizung einer eingebauten Diffusionspumpe in an sich bekannter Weise verwendet.
Das Mittel der Isolierung der Anode ist aber nicht der einzige Weg zur Erhöhung der Belastbarkeit. Diese wird natürlich in erster Linie durch die Höhe des Schmelzpunktes des Anodenmaterials bedingt. Da es kein höher schmelzendes geeignetes Metall als das Wolfram gibt, bleibt nur die Verwendung von Metallverbindungen als Ausweg. Es gibt in der Tat eine Anzahl von Oxyden, namentlich aber von Carbiden oder Nitriden sowie von Mischungen derselben, die wesentlich höhere Schmelzpunkte besitzen als die Metalle selbst.
In Röntgenröhren werden hinreichend hohe Spannungen verwandt, so daß die geringere elektrische Leitfähigkeit keinen Hinderungsgrund darstellt. Als besonderer Fall der Verwendung der genannten Materialien bei Röntgenröhren mit Drehanoden zur Erzielung höchster spezifischer Belastungen sei ein praktisch punktförmiger Brennfleck genannt. Hier genügte der an sich recht hohe Schmelzpunkt des Wolframs mit 3670° C nicht. Es wurden daher zur weiteren Ausgestaltung der Erfindung Carbide mit höheren Schmelztemperaturen, wie z. B. TaC (q.150), HfC (416o), und Mischungen der Carbide des Ta und Zr (420o) oder des Ta und Hf (4.a15) zu diesem Zweck verwendet. An sich ist es" bereits bekannt, Oxyde der Schwermetalle, Hafnium-Wolfram-Verbindungen.und Oxyde des Zirkons als Antikathodenmaterial für Röntgenröhren zu verwenden, ebenso ist zu diesem Zwecke Tantalcarbid legiert mit Nickel vorgeschlagen worden. Die Benutzung dieser Substanzen geschieht nun auch aus dem Grunde, weil es unter ihnen solche gibt, die geringere Dampfspannung beim Schmelzpunkt besitzen oder die gegen chemische Angriffe durch Gase, insbesondere Luft, weniger empfindlich sind als eine Reihe hochschmelzender Metalle, wie besonders das .in der Regel verwendete Wolfram.
Die Antikathode kann in. weiterer Ausgestaltung der Erfindung auf ihrer den Elektronen zugekehrten Oberfläche in an sich bei Röntgenröhrenanoden bekannter Weise einen V-förmigen Ausschnitt aufweisen, der das Röntgenstrahlenbiindel begrenzt und zur Wärmeableitung eine größere Fläche darbietet.
Der technische Fortschritt der Erfindung besteht also in einer höheren Belastbarkeit von Anoden bei gleichzeitiger Erhöhung der Betriebssicherheit durch Verminderung der Schmelz- bzw. Verdampfungsmöglichkeit sowie in der Erhöhung der geometrischen Schärfe des Brennflecks. Durch die sich ergebende Verkürzung der Belichtungszeit bei gleichbleibender Intensität wird außerdem die sogenannte Bewegungsunschärfe bei medizinischen Aufnahmen vermindert.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Einrichtung zur Erhöhung der Belastbarkeit von metallischen Röntgenröhren mit relativ zum Gehäuse drehbarer Anode, dadurch gekennzeichnet, daß das metallische Gehäuse; welches die Lagerung der Drehanode trägt, auf Erdpotential liegt, während die über Isolierteile in diesem Gehäuse gelagerte Drehanode auf Anodenpotential liegt und die Stromzuleitung durch geeignete isolierte und getrennte Schleifkontakte bewirkt wird.
2. Einrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die infolge der Zwischenschaltung von Isolierteilen verhinderte Ableitung der Wärme statt über das Gehäuse über einen 'die Anode umgebenden, gegen den Röhrenkörper isolierten metallischen Zwischenkörper erfolgt, der sie durch Strahlung weitergibt.
3. Einrichtung nach Anspruch i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das den Strom und die Wärme aufnehmende Material der Anodenoberfläche aus Metallverbindungen, insbesondere Carbiden oder Nitriden bzw. Mischungen derselben besteht, deren Schmelzpunkt höher und deren Dampfdruck bei. entsprechender Temperatur niedriger liegt als bei den sonst verwendeten Metallen.
4. Einrichtung nach Anspruch i bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das den Strom und die Wärme aufnehmende Material der Anodenoberfläche eine Vertiefung von V-förmigem Querschnitt erhält, so daß die Wärmeableitung in einem Raumwinkel von über i 8o ° erfolgt.
5. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das in dein Raumwinkel befindliche Anodenmaterial zugleich als Strahlenschutz durch Absorption der in diesen Richtungen emittierten Strahlung ausgebildet ist.