DE754657C - Einrichtung zur Kuehlung der Anode von Roentgenroehren - Google Patents

Description

• Einrichtung zur Kühlung der Anode von Röntgenröhren Es ist bekannt, zur Kühlung der Anode von Röntgenröhren Strahlungskühlung anzuwenden. Diese Kühlungsart ist insofern von Vorteil, als die heißesten Stellen: der Anode am stärksten ;gekühlt werden. Außerdem ist als Vorteil die leichte Entgasbarkeit hervorzuheben; denn id'ie Anode wird beim Betrieb :der Röhre weißgl"uhend und kann bei hoher Temperatur gut entgast werden. Nachteilig ist aber die geringe Wirkung der Strahlungskiihlung. Man kann ,der Anode keine sehr großen Belastungen zumuten, falls man die abstrahlende Oberfläche,der Anode nicht allzu groß machen will.
• Die Erfindung ,betrifft eine Einrichtung zur Kühlung der Anode vorn Röntgenröhren, bei der erfindungsgemäß Mittel zur Erzielung einer Elektronenverdampfung am: der Anode vorgesehen sind und-cliese Elektronenverdampfung zur Kühlung &r Anode herangezogen wird. Ähnlich wie der Glühfäden,-einer Dianodenröhre durch den Anodenstrom gekühlt wird, kann; man gemäß der Erfindung -eine Kühlung ;der Anode herbeiführen, wenn man den glühenden Anodenbrennfleck oder die ganze glühende Anode zu einer möglichst intensiven Elektronenemission veranlaßt, also für eine Elektronenverdampfung sorgt. Die Kühlung ist dort am stärksten, wo die höchste Temperatur herrscht; sie erfolgt also von der Oberfläche her, die am heißesten und am meisten gefährdet ist. Ungleichmäßigkeiten in .der Brennfleck- bzw. Anodentemperatur werden dadurch ausgeglichen., was eine höhere Belastbarkeit der Anode bedeutet, da jeweils -die heißesten Stellen des Brennfleckes die für die Belastung maßgebenden sind. Die günstigen Eigenschaften einer strahlungsgekühlten Röntgenröhre bleiben also erhalten; dabei eteigt aber die Kühlwirkung durch Anwendung der Elektronenverdampfung stark an.
• Eine intensive Elektronenverdampfung aus der Anode kann man gemäß der weiteren Erfindung dadurch erzielen, daß vor Üer ganz oder teilweise glühenden Anode eine weitere Elektrode (Voranode) angeordnet und auf ein solches Potential gegenüber der Anode gebracht wird, :daß zwischen Anode und Vorauode ein elektrisches Feld entsteht, das die aus der Anode austretenden langsamen Elektronen zur Voranode hin zu bewegen vermag. Mithin wird die Voranode gegenüber der Anode ein positives Potential aufweisen müssen.
• In der Abb. i ist beispielsweise eine Einrichtung nach der Erfindung schematisch d;argestclft. Zwischen der Kathode K und der Anode A einer Röntgenröhre ist eine weitere Elektrode, die Voranode V, angeordnet, die eine Öffnung für den Durchgang des mit S bezeichneten Strahles der schnellen zur Röntgenstrahlenerzeugum@g dienenden Elektronen aufweist. Mit U1 ist die übliche Beschleunigungsspannung bezeichnet, die zwischen Kathode und Voranode, d. h. an die Klemmen C und D, angelegt ist. Zwischen der Voranode und der Anode liegt die Spannung U2, die wesentlich kleiner als U1 und so geschaltet ist, -daß die Voranode positiv gegenüber der Anode ist. Der Elektronenstrahl S trifft die Anode A im Brennfleck B und erhitzt diesen. Die von dem glühenden Brennfleck B aus- j gehenden, relativ langsamen Elektronen werden unter dem Einfluß der Spannung U2 vom Brennfleck B zur Voranode V getrieben, was in der Abb. i durch die Linien e angedeutet ist, und bewirken so eine intensive Kühlung des Anodenbrennfleckes.
• Bei dem in den Abb.2a und 2b in zwei verschiedenen Schnitten .dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Kathode wieder mit K, die Anode mit A und die Voranode mit h bezeichnet. Die Voranode ist möglichst nahe an die eine Wolframronde R tragende Anode herangebracht, um bei möglichst niedriger Spannung U, zwischen, Voranode und Anode möglichst hohe Emissionsströme zu erhalten und den Einflluß,der Raumledung auf den zur Kühlung herangezogenen Elektronenstrom zu verringern. Die Öffnung in, ,der Voranode für den Durchtritt des zur Erzeugung der Röntgenstrahlen-dienenden Elektronenstrahles wird zweckmäßig nicht größer als unbedingt notwendig :gemacht. In diesem Beispiel ist noch für eine zusätzliche Kühlung sowohl der Anode als. auch der Voranode gesorgt. Durch das Rohr W wird eine Kühlflüssigkeit, z. B. Wasser, in den hohl ausgebildeten Anodenkörper in .an sich bekannter Weise eingeführt. Die Voranode V wird. bei L mittels einer umlaufenden Kühlflüssigkeit ,gekühlt. Als .umlaufenden Kühlung kann auch die bekannte Siedekühlung verwendet werden.
• Da bei dem in den Abb. 2 a und 2 b dargestellten. Au:sfü.h!ru:ngsbeispiel nur ein Teil der Ronde glüht, ist es nur in diesem Bereich notwendig, die Voranode der Anode möglichst stark zu nähern. Glüht die Anode in größerem Umfang (z. B. .bei Dauerbelastung), so empfiehlt es sich, die Vor.anode den glühenden Teilen ,der Anode in größerem Umfange zu nähern. Im Grenzfall wird man die Anode nahezu vollkommen. von der Voranode umgeben lassen. Außerdem muß man dafür sorgen, daß die Elektronen abgebende bzw. abstrahlende Fläche möglichst groß wird. Die Abb. 3 a und 3b zeigen hierfür ein Beispiel. Die z. B. aus Wolfram bestehende Anode A wird hier nur durch Elektronenverdampfung und .durch Strahlung gekühlt. Sie ist topfartig ausgebildet und von der aus zwei Teilen V1 und h2 bestehenden Voranode umgeben. Beide Voranodenteile hl und V2 sind leitend miteinander verbunden und liegen auf demselben .gegenüber der Anode positiven Potential. Unter dem Einfluß der Spannung U2 werden die aus der Anode A austretenden langsamen Elektronen sowohl zu dem Teil hl als auch zu dem Teil V2 der Voranode getrieben. Auf diese Weise wird d'ie Elektronenverdampfungskühlung und auch die Strahlungskühlung wesentlich verstärkt. Die Voranode h'1 wird bei L, die Voranode VQ unter Benutzung des Zuführungsrohres W mittels einer umlaufenden Kühlflüssigkeit, z. B. Wasser, gekühlt. Da die Anode bis auf ihre in .den Abbildungen nicht dargestellte Halterung gänzlich zum Glühen gebracht werden kann, liegen hier in bezwg auf eine leichte Entgasung der Anode die .gleichen günstigen Verhältnisse vor wie bei einer rein strahlungsgekühlten Anode.
• Die Einrichtung nach der Erfindung ist nicht nur bei Röntgenröhren mit feststehender Anode, sondern auch bei Röntgenröhren mit bewegter Anode, insbesondere Drehanodenröhren, mit Vorteil anwendbar.

Claims (1)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Einrichtung zur Kühlung d er Anode von Röntgenröhren, dadurch gekennzeichnet, daß Mittel zur Erzielung einer Elektronenverdampfung an der Anode vorgesehen sind und diese Elektronenverdampfung zur Kühlung,der Anode herangezogen wird, a. Einrichtung nach Anspruch i, da-.durch gekennzeichnet @daß außer der üblicherweise in.. Röntgenröhren vorhandenen Kathode und der Anode eine weitere Elektrode (Voranode) angeordnet ist, die sich auf einem gegenüber der Anode positiven Potential befindet. 3. Einrichtung nach Anspruch z, dadurch gekennzeichnet, .daß die Voraniod'e in unmittelbarer Nähe -der Anode angeordnet ist. q.. Einrichtung nach Anspruch a oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Flächenausdehmung, auf der sich -die Anode und ,die Voranode gegenüberstehen, mäglichst groß bemessen ist. Einrichtung nach Anspruch d., da-,durch gekennzeichnet, @daß die gegebenenfalls .aus zwei Teilen bestehende Voranode ,die Anode vollkommen umhüllt. 6. Einrichtung nach Anspruch i, gekennzeichnet durch gleichzeitige Anwendung anderer an sich bekannter Kühl-, mittel, z. B. eines umlaufenden Kühlmittels, wie Öl, Wasser oder Luft, oder einer Siedekühlung. 7. Einrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Anode und ,die Voranode oder die Voranode allein mit der zusätzlichen Kühlung versehen. ist.