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Verfahren zur Messung der Qualität und Quantität einer Röntgenstrahlung
Die Aufgabe, die Qualität und Quantität einer Röntgenstrahlung auch blei kurzzeitiger
Belastung der Röntgenröhre mit einfachen Mitteln ausreichend genau zu bestimmen,
ist bisher noch nicht befriedigend gelöst worden.
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Die Kenntnis der Qualität und Quantität der Röntgenstrahlung ist aber
notwendig, wem man Röntgenapparate mit verschiedenen S,pannungskurvenformen, z.
B. Halbwellen-, Ganzwellen- und auch Gleichspannungsapparate, hinsichtlich ihrer
Strahlenleistung miteinander vergleichen will. Besondere Schwierigkeiten bereitet
dabei die Messung der Qualität der Strahlung. Im allgemeinen nimmt man als Maß der
Qualität die Haibwertschicht. Dieses Maß ist abler wegen der verschledenen Vorfilterung
der Strahlung in der Röntgenröhre und ihrer Wandung ziemlich ungenau, so daß man
von der ersten, zweiten und dritten usw.
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Halbwertschicht spricht. Dleshalb besteht die Fordlerung, Idaß man
die Qualität der Röntgenstrahlung auch dann genau angeben kann, wenn die Vorfilterung
in der Röntgenröhre unbekannt ist.
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Es ist schon lange bekannt, daß ein wesentlich besseres Maß für die
Qualität einer Röntgenstrahlung als die Halbwertschicht eine Absorptionskurv,e ist,
die man dadurch erhält, daß man die Dosis bei verschiedener Vorfilterung in Abhängigkeit
von der Filterdicke (etwa in Millimeter Aluminium) mißt. Bisher war abler kein Verfahren
bekannt, das zum Zweck der Bestimmung der Qualität einer Röntgenstrahlung in einfacher
Weise auch bei kurzzeitiger Belastung der Röntgenröhre die schnelle Aufnahme von
Absorptionskursen ermöglicht, die in bestimmter Weise miteinander verglichen werden
können.
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Die vorliegende Erfindung bringt eine Lösung dieser Aufgabe. Das
neue Verfahren besteht darin, daß a) mehrere (mindestens ,drei) Punkte der Absorptionskurve
dadurch gleichzeitig aufgenommen werden, daß in dem Strahlengang nebeneinander mehrere
Einzelfilter verschie dener Stärke angeordnet werden und jedem Einzelfilter ein
Dosismeßgerät zugeordnet wird, wobei als Dosismeßgeräte Sondensatorkammern verwendet
werden, die vor der Bestrahlung von einer Spannungsquelle auf gleiche Spannung aufgeladen
werden und deren Spannung nach der Bestrahlung nach einander elektrometrisch bestimmt
wird, und b) die nach a) aufgenommene Absorptionskurve mit einer Standardkurvenschar
vergleichen wird, die dadurch erhalten wird, daß an die Röntgenröhre eine regelbare,
kontinuiterlich konstante Gleichspannung gelegt und die Absorption der Strahlung
in der Strahlenaustrittsstelle der Röntgenröhrenwandung, beispielsweise durch Einbau
eines Lindemann-Fensters, vernachlässigbar klein gemacht wird.
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Zweckmäßig wählt man als Vergleichsmaßstab die Standardkurvenschar
von Absorptionskurven verschiedener Spannung in Aluminium bei kontinuierlich konstanter
G1eichspannung. Diese Absorptionskurven sind, gTeiches Anodenmaterial vorausgesetzt,
absolut feststehend und können jederzeit und an jedem Ort beliebig reproduziert
werden. Um die Standardkurven möglichst genau zu erhalten, wäre es theoretisch nötig,
die Glaswand der Röntgenröhre unendlich dünn zu machen.
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Praktisch ist es ausreichend, eine Röhre mit Lindemann-Fenster zu
verwenden. Nötigenfalls kann man die Vorfilterung im Glas auch experimentell bestimmen.
Diese Absorptionskurven werden z. B. in Abständen von 5 zu 5 kV von 40 bis IOO kV
ausgemessen und auf eine durchsichtige Unterlage aufgetragen. Jede Kurve erhält
ihre zugehörige Spannung in Kilovok. BekanntIich ist der Charakter der Absorptionskurven
von der Spannungskurvenform der Röhrenklemmenspannung praktisch unabhängig. Man
kann demnach z B. eine von leinem Halbwellenapparat gespeiste Röntgenröhre und eine
an kontinuierlich konstanter Gieichspannung liegende Röhre ohne weiteres hinsichtlich
ihrer Strahlenleistung miteinander vergleichen. Es ist daber möglich, jedefrgendwie
vorkommende Spannungskurvenform mit einer kontinuierlich konstanten Gleichspannung
zu vergleichen. Wenn man die Qualität und die Quantität der Strahlung für eine bestimmte
Aufnahme an einem Apparat mit kontinuierlich konstanter Gleichspannung kennt, so
macht es keine Schwierigkeiten, aus den Absorptionskurven eines anderen Apparates
diewenigen Spannung und mAs-Werte zu bestimmen, die das gleiche Bild erzeugen.
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Die Verwendung von Kondensatorkammern ist beispielsweise aus dem
Aufsatz »Über eine leicht herstellbare Art von richtungsunabhängigen kleinen Ionisa:ions'.wamrr.e.nundi'lre
Verwendbarkeit in der Röntgendosimetrie-< von P. Rosenfeld und F. Melchart in
der Zeitschrift »Strahlen-Therapie«, 52. Bd. 1935 S. 307, bekannt.
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- Selbstverständlich wird die Absorptionskurve um so genauer, je
mehr Punkte aufgekommen werden. Aus den erhaltenen Meßpunkten zeichnet man die Absorptionskurve
auf und legt sie unter die oben beschriebene durchsichtige Unterlage (GlaspLatte
o. dgl.), auf der die Standardkurvenschar aufgetragen ist. Durch Parallelverschiebung
kann man die aufgenommene Absorptionskurve mit einer der Standardkurven zur Deckung
bringen und von dieser Standardkurve die entspr,ezhende Spannung in Zeiten der kontinuierlich
konstanten Gieicbspaunung ablesen. Die absolute Dosis ist ohnehin bei den einzelnen
Messungen mit erhalten worden, so daß ihre Ermittelung keine zusätzliche Arbeit
bedeutet. Es ist demnach durch eine einzige normale Aufnahmebelastung Qualität und
Quantität der Röntgenstrahlung genau bemessen und auf einen Standardwert bezogen.
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Zum Stande der Technik ist zu bemerken, daß es blekannt ist, gleichzeitig
zwei Punkte der Absorptionskurve mittels zweier Spiegelgalvanometer aufzunehmen.
Damit läßt sich die Halbwertschicht zahlenmäßig bestimmen.
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Es wäre bei diesem Verfahren zwar möglich, eine aus jeweils zwei
aufgenommenen Meßpunkten hergestellte Schar von Geraden aufzuzeichnen, die miteinander
verglichen werden können. Ein solches Verfahren wäre aber sinnlos, da es sich dabei
nach wie vor nur um die graphische Darstellung der Halbwertschicht handeln würde
und es viel einfacher ist, die Halbwertschichten auf Grund der sie kennzeichnenden
Zahlenwerte miteinander zu vergleichen.
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Ein Ausführungsbeispiel einer Einrichtung, die zur Ausübung des Verfahrens
gemäß der Erfindung benutzt werden kann, ist in der Abbildung schematisch in perspektivischer
Anordnung dargestellt.
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Das von der Röntgenröhre 1 ausgehende und durch die Blende 2 ausgeblendete
Röntgenstrahlenbündel durchsetzt die fünf Filter 1 bis V, die in Form von Kr,eisausschnitten
in dem Rahmen 3 angeordnet sind. Hinter dem Rahmen 3 befindet sich ein weiterer
Rahmen 4, an dem die Kondensatorkammern 5 so befestigt sind, daß hinter jedem der
fünf Filter I bis V eine zugehörige Kondensatorkammer liegt. Hinter dem. Rahmen
4 befindet
sich eine Bleikreisselanordnung 6, mit der in an sich
bekannter Weise die Belichtungszeit bestimmt wird, und zwar besteht die Anordnung
6 aus einer Bleischeibe 7 mit einer zentralen Öffnung 8, hinter der auf einer drehbarren
Scheibe 9, die von einem Motor IO gedreht wird, der Film befestigt wird. Die beiden
Visiere II und 12 (Blendentubusse mit an ihren Enden angeordneten Leuchtschirmen)
dienen zur Justierung der Meßanordnung.
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Sämtliche Teile der Meßanordnung silid auf der Schiene 13 verschiebbar
angeordnet. Die Schiene 13 ist auf einem Zapfen 14 montiert, der in ein Stativ 15
eingesetzt werden kann.
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Die Filter 1 bis V sind beispielsweise Aluminiumfilter, deren Dicke
jeweils von I bis-5 mm ansteigt, so daß die zugehörigen. Kondensatorkammern 5 auf
verschiedene Spannungen entladen werden, die dann elektrometrisch bestimmt werden.
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Selbstverständlich ist es möglich, die M,eßeinrichtung weitgehend
zu automatisieren. In diesem Fall werden die Spannungen der Kondensatorkammern nicht
mittels eines einzigen Elektrometers nachein ander gemessen, sonden jede Kammer
ist mit einem besonderen Meßgerät verbunden, dessen Meßwert beispielsweise mittels
Glühlämpchen einen Koordinatensystem zugeordnet ist so daß durch das Aufleuchten
der Glühlämpchen sofort die Absorptionskurve ersichtlich ist. Durch Verschieben
einer über dem Koordinatensystem angeordneten durchsichtigen Unterlage, auf der
die Standardkurvenschar aufgebracht ist, kann sofort die Qualität der Strahlung
ermittelt werden.