-
Hohlanodenröntgenröhre mit magnetischer Abschirmung Bei Einpolröntgenröhren,
auch genannt Hohlanodenröntgenröhren, wird durch geeignete Formgebung der Kathode
ein Elektronenstrahl erzeugt, der in ein Rohr eintritt, dies in seiner Längsrichtung
durchsetzt und schließlich am Ende dieses Rohres, das Erdpotential führt, auf die
Antikathode auftrifft und hier Röntgenstrahlung erzeugt. Dieses Rohr (in folgendem
kurz Anodenrohr genannt) ist bei den bisher bekannten Einpolröntgenröhren aus Kupfer
oder einem anderen nicht ferromagnetischen Werkstoff gemacht. Es ist umgeben von
einem zweiten Rohr. Zwischen beiden Röhren fließt das Kühlmittel.. Auf dem äußeren
Rohr (in folgendem kurz Kühlmantel genannt) sind dann ein oder mehrere Spulen angeordnet,
die als magnetische Linsen auf den Elektronenstrahl wirken, eine bessere Bündelung
desselben und damit einen scharfen, kleinen Brennfleck erzeugen, wie er für diese
Art Röhren in vielen Fällen notwendig ist.
-
Genau wie der Elektronenstrahl durch das Magnetfeld der Striktionsspule
beeinflußt wird, übt auch das Magnetfeld der Erde einen Einfluß auf ihn aus. Da
je nach der räumlichen Lage des Röntgenrohres dieser Einfluß verschieden gerichtet
ist, läßt sich die Wirkung des magnetischen Erdfeldes nicht kompensieren. Es besteht
nur die Möglichkeit, den Einfluß des Erdfeldes durch Abschirmung auszuschalten.
Versuche haben ergeben, daß eine vollständige Abschirmung nur erreicht werden kann,
wenn der Elektronenstrahl durch Abschirmung möglichst in seiner ganzen Länge dem
Einfluß des Erdfeldes entzogen ist. Ein außen über den Kühlmantel, die Striktionsspulen
und schließlich
über den Behälter, in den der Glasteil der Röntgenröhre
hochspannungssicher, meist unter Öl eingebaut ist, geschobenes Rohr aus Eisen schirmt
zwar genügend ab, vergrößert aber einerseits das Gewicht der Röhre erheblich, da
es wegen des großen Durchmessers des Röntgenröhrenbehälters starkwandig sein muß,
damit der magnetische Widerstand nicht zu groß wird, andererseits wird der Durchmesser
des aus dem Behälter herausragenden Rohres (Anodenrohr mit Kühlmantel) dadurch erheblich
vergrößert. Dieser Nachteil ist aber nicht tragbar, da die Röhre gerade dafür gebaut
ist, Hohlkörper mit verhältnismäßig engen Öffnungen, in die das Rohr eingeführt
werden muß, zu untersuchen.
-
Nahe liegt der Gedanke, die magnetische Abschirmung dadurch .zu erreichen,
daß man den Kühlmantel oder das Anodenrohr aus einem ferromagnetischen Werkstoff
herstellt. Da aber die Striktionsspule außerhalb des Kühlmantels angeordnet ist,
muß man hierbei immer ein Kompromiß schließen: entweder kann der Kühlmantel-aus
einem dünnen Rohr gebaut werden, in diesem Falle kann naturgemäß auch die Abschirmung
gegen das Erdfeld nur eine unvollkommene sein, oder man führt den Kühlmantel so
starkwandig aus, daß die Abschirmung vollkommen ist, dann besteht aber auch nicht
mehr die Möglichkeit, durch eine Striktionsspule magnetische Kräfte auf den Elektronenstrahl
durch die Abschirmung hindurch auszuüben. Nach der vorliegenden Erfindung wird nun
eine Abschirmung ohne die beschriebenen Nachteile dadurch erreicht, daß das von
Striktions-3pulen umgebene ferromagnetische Anodenrohr nicht aus einem Stück gefertigt
ist, sondern an einer oder mehreren Stellen durch Ringe aus einem nicht ferromagnetischen
Werkstoff unterbrochen ist. Eine besonders günstige Anordnung erhält man, wenn man
die Striktionsspule in an sich bekannter Weise unmittelbar auf das Anodenrohr wickelt,
dabei kann die Spule auch unterteilt sein. Für eine so aufgebaute Röhre ist es dann
erfindungsgemäß zweckmäßig, den Kühlmantel, der aus einem oder mehreren zum Anodenrohr
konzentrischen Röhren bestellt, ebenfalls aus ferromagnetischem Werkstoff herzustellen.
Der Kühlmantel dient dann als Schluß für die mittels der Striktionsspule ini Anodenrohr
'erzeugten magnetischen Feldlinien. Es entsteht ein magnetischer Kreis, der lediglich
an den Stellen, an denen die Unterbrechungen im Anodenrohr angeordnet sind, geöffnet
ist. Die Striktionsspule darf also schwächer dimensioniert sein als bei anderer
Konstruktion. Da der Kühlmantel einen Teil der Röntgenstrahlen absorbiert, soll
er nicht bis über -die Anodenplatte geführt «erden, sondern gemäß vorliegender Erfindung
in seinem letzten Teil durch eine Kappe aus einem Stoff, der die Röntgenstrahlung
nur wenig schwächt, beispielsweise Acety-lcellulose, abgeschlossen werden.
-
Es ist oft wünschenswert, eine unterteilte "Strilctionsspule zu verwenden,
um die Stärke `der magnetischen Linsen, falls mehrere angeordnet sind, variieren
zu können. Es ist dies einerseits dadurch möglich, daß die Unterbrechungen aus nichtferromagnetischem
Werkstoff im Anodenrohr verschieden breit gemacht werden, andererseits dadurch,
daß man die Spule unterteilt und verschieden stark erregt und auf dem äußeren Umfang
des Anodenrohres Ringe aus ferromagnetischem Werkstoff anbringt, die für die magnetischen
Kraftlinien einen Schluß zum Kühlmantel darstellen, dergestalt, daß die magnetischen
Kraftlinien eines jeden Spulenteils für sich geschlossen werden. Nach der vorliegenden
Erfindung ist es auch möglich. die magnetische Linse in Gestalt der Unterbrechung
des Anodenrohres außerhalb des Wicklungsbereiches der Striktionsspule zu legen.
Um die Linse auch in den Teil des Anodenrohres legen zu können, der sich im Hochvakuum
befindet, ist es erfindungsgemäß erforderlich, das Anodenrohr, soweit es sich nicht
innerhalb des Kühlmantels befindet, doppelwandig auszuführen, um einen geschlossenen
Kreis für die magnetischen Kraftlinien zu erzeugen. Auch der Raum zwischen Kathode
und Anodenrohr läßt sich dadurch magnetisch abschirmen, daß matt die Kathode ebenfalls
aus einem ferromagnetischen Werkstoff macht und sie in der Form so ausbildet, daß
sie bis an das Anodenrohr reicht oder sogar über das Anodenrohr faßt. Grundsätzlich
läßt sich dieselbe Wirkung dadurch erreichen, daß man das Anodenrohr über die Kathode
fassen läßt.
-
Ein Ausführungsbeispiel einer nach diesen neuen Gesichtspunkten gebauten
Röntgenröhre gibt die beigefügte Schnittzeichnung. Das Anodenrohr z ist aus Eisen.
Es trägt ringförmige Unterbrechungen z aus Kupfer. Die Striktionsspule 3 ist unmittelbar
auf das Anodenrohr gewickelt. Über Anodenrohr mit Striktionsspule ist ein Kühlmantel.
aus Eisen geschoben. Den Abschluß des Kühlmantels bildet eine Kappe 5 aus Acetvlcellulose.
-
Um für jede magnetische Linse die Feldstärke gesondert einstellen
zu können, ist die Striktionsspule unterteilt, und auf dem Anodenrohr sind Ringe
6 aus Eisen angebracht. die einen magnetischen Schluß vom Anodenrohr zum Kühlmäntel
bilden. In der Zeichnung nicht dargestellt sind Bohrungen in diesen Ringen für den
Durchtritt des Kühlmittels. Um auch eine magnetische Linse 7
in
dem Teil des Anodenrohres 8 anordnen zu können, * das innerhalb des Glaskolbens
der Röntgenröhre sich befindet, ist das Anodenrohr in diesem Teil doppelwandig ausgeführt.
Die Kathode 9 ist aus Eisen und greift über das Anodenrohr.