DE879578C

DE879578C - Drehanodenroentgenroehre fuer Wechselspannungsbetrieb

Info

Publication number: DE879578C
Application number: DEM4299D
Authority: DE
Inventors: Kurt Weigel
Original assignee: CHF Mueller AG
Current assignee: CHF Mueller AG
Priority date: 1941-09-20
Filing date: 1941-09-20
Publication date: 1953-06-15
Also published as: BE447466A; FR886345A; DK65666C

Description

Die Erfindung betrifft eine Drehanoden-röntgenröhre, bei der es möglich ist, die Belastung im Wechsel Spannungsbetrieb eben so hoch zu machen, wie beim Betrieb mit Halbwellengleichrichtung der Wechselspannung.

Es ist beim Betrieb von Drehanodenröntgenröhren eine Erfahrungstatsache, daß die Belastung bei Wechselspannung wesentlich geringer gewählt werden muß als bei Halbwellengleichrichtung. Das ist dadurch begründet, daß in der Sperrhalbwelle eine thermische Elektronenemission der Anode entsteht, die zu einer Zerstörung der Röhre an den Stellen, wo Elektronen auftreffen, Anlaß gibt. Ein solches Verhalten zeigt sich bei allen Arten von Drehanoden, im besonderen aber bei tellerförmigen Drehanode«, weil das eigentliche Arbeitsgebiet der bei diesen benutzten Wolframscheiben bei hohen Temperaturen liegt. Die entstehenden thermischen Elektronen fliegen von ihrem Entstehungsort nicht nur zu der im Augenblick positiven Kathode, sondern auch auf die Glaswände der Röhre und rufen besonders hier eine schnelle Zerstörung hervor. Aber auch die Kathode selbst ist vor einei Zerstörung nicht geschützt.

Es ist nun das Ziel der vorliegenden Erfindung, die Röhrenbelastung bei Wechselspannungsbetrieb genau so groß machen zu können, wie bei Betrieb mit Halbwellengleichrichtung, ohne daß dabei durch auftretende Rückzündungen eine Zerstörung der Glaswände oder der Kathode selbst eintritt.

Gemäß der Erfindung wird bei einer Drehanodenröntgenröhre für Wechselspannungsbetrieb, welche

zwischen Drehanode ..und.,Kathode_t eine zusätzliche Anodenpotential· aufweisende Elektrode enthält, •diese letztere so bemessen und in einem solchen Abstand von der Anode angeordnet,. 'daß sie zur Absaugung von tlheroiischen und/oder Sekundärelektronen dient, indem sie entweder nur einen auf der vom Brennfleek abgewendeten Seite liegenden Teil der Anodenvorderfläche oder aber die gesamte Anodenvorderfläche abschirmt, wobei im letzteren

ίο Fall lediglich das Primärelektronenbündel, nicht aber das nutzbare Röntgenstrahlenbündel durch sie hindurchtritt.

Es sind zwar schon Röntgenröhren bekanntgeworden, bei denen eine zusätzliche Elektrode zwi- sehen Kathode und Anode vorgesehen ist, die ver-' hindern soll, daßi sich von der Kathode abdampfendes Material auf der Anode niederschlägt. .Dadurch wird aber auch schon die Emission von Rückzündungselektronen von der Anode her vermieden.

so Andererseits ist bei der bekannten Röhre diese Zusatzelektrode derart nahe an der Anode angeordnet, daß durch sie 'die WärmeabstraHung von letzterer sehr stark behindert wird und daß das dünne Abschirmbledh bei großen Leistungen selbst Tempe-

»5 raturen annimmt, die unter Umständen zur Elektronenemission .führen können,.wenn man die Röhre mit Wechselstrom betreiben will. Diese Nachteile vermeidet die Erfindung.

An Hand der Abbildungen wird die Erfindung am Beispiel einer Röntgenröhre mit tellerförmiger Drehanode näher erläutert. In Abb. ι befindet sich im Glaskolben, ι eine Drehanode, die aus dem Rotor 2, dem Anodenteller 3 in Form einer Wolframscheibe und dem beide.. verbindenden rohrförmigen Teil 4 besteht. Die Drehanode ist über die Kugellager 5 auf der feststehenden Achse 6 gelagert, und diese ist durch den rohrförmigen Teil 4 und¹ den Anodenteller 3 hindurch in den Entladungsraum 7 hinein verlängert. Weiterhin enthält die Röhre eine. Kathode 8,, in der .die Elektronenquelle in Form der Heizwendel angeordnet ist.

In Abb. 2 ist die Draufsicht auf den Anodenteller 3 dargestellt, und zwar stellen die Kreise 10 und π die Begrenzung seines abgeschrägten Teiles dar, auf dem die Brennfleckspur entsteht.' Desgleichen ist die Drefarichtung der Anode angedeutet.

Bei üblichem Betrieb der Röntgenröhren an joperiodjger . Wechselspannung dreht _: sich' die Anode mit etwa 280.0 U/min. Während der Arbeitshalbwelle wird also nur ein bestimmter ringförmiger

._, Sektor der Drehanode von Elektronen getroffen, der sich bis zur Sperrhalbwelle, d. h. bis zu dem Zeitabschnitt, in dem die Spannung 'der negativen Halbwelle so. groß ist, daß-eine thermische-Emission eintreten kann, etwa so weit verschiebt, wie es durch

-₁ die schraffierte Fläche 12 in Abb. 2 dargestellt ist. Die dann.an dieser Stelle bei. zu hoher Temperatur austretenden .thermischen..Elektronen treffen nun sowohl auf die Kathode S als auch auf die Waäidüngen des Glaskolbens 1 auf und rufen an den betroffenen Stellen früher .oder später eine Zerstörung der Röhre, fervor. -IJm das zu vermeiden, ist an der .verlängerten feststehenden Achse 6, wie es in Abb. 2 durch die strichpunktierte Umrandung 13 dargestellt ist, eine zusätzliche Elektrode angeordnet und diese so bemessen, daß sie den Teil 12 gegen die Kathode und die anderen Teile der Röhre abschirmt. In der -Halbwelle also, in der die Anode negativ ist, ist auch die Elektrode 13 negativ und sie verhindert so das Wegfliegen von Elektronen von der erhitzten Stelle 12.

Da es bei einer tellerförmigen Drehanode, die bekanntlich ein Hochtemperaturstrahler ist, darauf ankommt, daß auch vom Anodenspiegel aus eine starke Wärmeabstrahlung stattfindet, ist es zweckmäßig, die Elektrode 13 mit Löchern zu verseilen oder nach Art eines Gitters auszubilden. Es ist dabei natürlich selbstverständlich, daß die öffnungen der Elektrode 13 so klein gewählt werden müssen, daß keine Elektronen hindurchtreten können.

Da sich jedoch bei mehreren Umläufen und Belastungsphasen der Anode der Sektor 12, von dem thermische Elektronen ausgehen, verwischt, und zwar vergrößert, ist es zweckmäßig, die Elektrode 13 größer als thalbkreisscheibenförniig zu machen.

In besonders einfacher Weise kann mit der erfindungsgemäßen Elektrode auch noch eine sogenannte Fanganode baulich vereinigt werden, indem die Elektrode 13, wie es Abb. 1 izeigt, kreisscheibenförmig und in ührer Fläche größer als die Fläche des Anodentellers gemacht wird. Es muß in ihr dann ein Loch für den Durchtritt des Elektronenstrahles vorgesehen werden. Allerdings ist es dann auch notwendig, in einem gewissen Bereich um dieses Loch herum "die Elektrode als eine undurchlöcherte oder ungegitterte Scheibe auszubilden. Der andere Teil der Elektrode 13 kann auch dann nach wie vor gelöchert sein.

Um die Wärme, die vom Anodenteller durch das Rohr 4 abfließt und auch die feststehende Achse 6 erwärmt, möglichst von den Lagern 5 fernzuhalte'n, ist es vorteilhaft, mindestens die Verlängerung der feststehenden Achse 6 aus Wärme schlecht leitendem Material zu machen, z. B. aus Ohromeisen oder aus einem keramischen Stoff mit eingebettetem Leiter.

Claims

Patentansprüche:

1. Drehanodenröntgenröhre für Wechselspahnungsfoetrieb, welche zwischen der Drehanode und der Katihode eine zusätzliche, Anodenpotential aufweisende Elektrode enthält, dadurch gekennzeichnet, daß diese Elektrode so bemessen und in einem solchen Abstand von der Anode angeordnet ist, daß sie zur Abfangung von thermischen und/oder Sekundärelektronen dient, indem sie entweder nur einen auf der vom Brennfleck abgewandten Seite liegenden Teil der Anodenvorderfläche oder aber die gesamte Anodenvorderfläche abschirmt, wobei imletzteren Fall lediglich das Primärelektronenbündel, nicht aber das nutzbare Röntgenstrahleribündel durch sie hindurchtritt.

2. Drehanodenröntgenröhre für Wechselspännungsbetrieb nach Anspruch 1, dadurch ge-

kennzeichnet, daß die zusätzliche Elektrode einen Kreissektor von mindestens i8o° Öffnung bildet.

3. Drehanodenröntgenröhre für Wechselspannungsbetrieb nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektrode mit Löchern versehen oder gitterförmig ausgebildet ist.

4. Drehanodenröntgenröhre für Wechselspannungsbetrieb nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektrode auf der dem Brennfleck gegenüberliegenden Seite als Fanganode ausgebildet ist.

5. Drehanodenröntgenröhre für Wechselspannungsbetriet» nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Radius der Elektrode oder des Elektrodenteiles mindestens so groß wie der Radius der äußeren Begrenzung der Brennneckspur ist.

6. Dreihanodenröntgenröhre für Wechselspannungstietrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zusätzliche Elektrode an der durch die Drehanode bis in den Entladungsraum verlängerten feststehenden Achse befestigt ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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