DE897603C

DE897603C - Arrangement for the quality-independent display of the dose rate of X-ray sources

Info

Publication number: DE897603C
Application number: DEM7418A
Authority: DE
Inventors: Erich Dr Zieler
Original assignee: CHF Mueller AG
Current assignee: CHF Mueller AG
Priority date: 1950-11-03
Filing date: 1950-11-03
Publication date: 1953-11-23

Description

Anordnung zur qualitätsunabhängigen Anzeige der Dosisleistung von Röntgenstrahlenquellen Es ist bereits bekannt, Röntgenröhren in ölgefüllten Schutzlbehältern unterzubringen und mittels einer großen Kammer, die in der Nähe des Schutzbehälters angeordnet ist, den Ionisationsstrom mit einem Mikroamperemeter zu messen. Um hierbei einen möglichst großen Strom zu erzlielen, hat man für .die Kammerwand einen Werkstoff gewählt, der merklich Fotoelektronen emittiert; insbesondere Aluminium ist als Wandmaterial benutzt worden.Arrangement for the quality-independent display of the dose rate of X-ray sources It is already known to use X-ray tubes in oil-filled protective oil containers and by means of a large chamber that is close to the protective container is arranged to measure the ionization current with a microammeter. To this To generate as large a current as possible, one has a material for the chamber wall chosen that noticeably emits photoelectrons; in particular aluminum is used as a wall material been used.

Da durch diese Wahl des Wandmaterials der Kammerstrom der Luftionisation nicht mehr proportional ist, ist es schon aus diesem Grunde nicht möglich, solche Kammern zur Messung der Dosisleistung in r/min zu benutzen, vielmehr beschränkt sich ihr 'Anwendungsbereich auf die Konstanthaltung der Dosisleistung.Because of this choice of wall material, the chamber flow of air ionization is no longer proportional, for this reason alone it is not possible to have such Using chambers to measure the dose rate in r / min is rather limited their 'scope of application is to keep the dose rate constant.

Will man eine qualitätsunabhängige Anzeige in r/min erhalten, so genügt es nun aber nicht, die Kammerwand einfach aus luftäquivalentem Material herzustellen. Es ist ja der Sinn der Verwendung einer Großkammer, daß man den Ionisationsstrom mit verhältnismäßig einfachen Mitteln messen will. Zu diesem Zweck muß sich die Kammer möglichst in Fokusnähe !befinden. Das 01 des Röhrenschutzbehälters sowie .das meist aus Kunstharz bestehende Strahlenaustrittsfenster schwächen jedoch .die hindurchgehende Röntgenstrahlung durch Absorpttion und durch Strenung. Durch .die Streuung wirkt dieses Öl- und Kunstharzvolumen wie eine .zweite räumlich ausgedehnte Strahlenquelle, deren Strahlung zu .der vom Fokus ausgehenden hinzukommt. Durch die räumliche Trennung der beiden Strahlenquellen fällt die Intensität der Strahlung nicht mehr genau mit dem Quadrat .des Abstandes vom Fokus aab. Bei den üblichen Bestrahlungsabständen ist die Umrechnung nach .dem quadratischen Abstandsgesetz jedoch innerhalb der Meßfehler möglich. Dieses trifft aber nicht mehr zu, wenn man von einem größeren Abstand auf den Ort der Gro3tkammer umrechnen will. Die Großkammer mißt relativ beträchtlich mehr Streustrahlung aus dem Öl und dem Strahlenaustrittsfenster als eine -im größeren Abstand aufgestellte Ionisationskammer. @Es hat sich gezeigt, .daß der Iondsationsstrom in .der Großkammer je nach den Streuverhältnissen indem Schutzbehälter und dem Ort der Anbningung der Kammer Ibis -zu 30 ... q:00/0-von der Streustrahlung verursacht wird.If you want to receive a quality-independent advertisement in r / min, then it is sufficient But it is not just a matter of making the chamber wall from air-equivalent material. After all, the point of using a large chamber is that you can use the ionization current wants to measure with relatively simple means. For this purpose, the The chamber as close as possible to the focus! The 01 of the protective tube container as well . However, the radiation exit window, which is usually made of synthetic resin, weakens X-rays passing through Absorption and stress. Because of the scattering, this volume of oil and synthetic resin acts like a second spatial volume Extensive radiation source, the radiation of which is added to that emanating from the focus. Due to the spatial separation of the two radiation sources, the intensity of the Radiation no longer exactly with the square of the distance from the focus aab. Both usual irradiation distances is the conversion according to the square law of distance however, within the measurement error possible. But this no longer applies if you wants to convert from a greater distance to the location of the largest chamber. The Grand Chamber measures relatively considerably more scattered radiation from the oil and the radiation exit window than an ionization chamber set up at a greater distance. @It has shown, .that the Iondsationsstrom in .the large chamber depending on the scattering conditions in that Protective container and the place of attachment of the chamber Ibis -zu 30 ... q: 00/0-von the scattered radiation is caused.

Die in der Kammer gestreute Intensität ist nun abhängig von .der Qualität ,der Primärstrahlung, so daß leicht einzusehen ist, .daß eine qualitätsunabhängige Anzeige von der Großkammer ,im allgemeinen nicht geliefert werden kann..The intensity scattered in the chamber is now dependent on the quality , the primary radiation, so that it is easy to see that a quality-independent Advertisement from the Grand Chamber, in general, cannot be delivered ..

Die Erfindung zeigt nun einen Weg; auf dem es dennoch möglich ist, eine qualitätsunabhängige Anzeige der Dosisleistung mittels einer Großkammer zu erhalten.The invention now shows one way; on which it is still possible a quality-independent display of the dose rate by means of a large chamber obtain.

Gemäß der Erfindung geschieht dies dadurch, daß bei einer Anordnung zur Anzeige der Dosisleistung von Röntgenstrahlenquellen mittels einer in .der Nähe .des Schutzbehälters angeordneten Großkammer durch eine entsprechende Wahl der Wandstärke der vorzugsweise aus Kunstharz bestehenden mit :dem Schutzbehälter verbundenen Kammer sowie des Abstandes der Kammer vom Fokus bzw. vom Streuvolumen eine Kompensation der Wellenlängenabhängigkeit der Absorption der Nutzstrahlung in der Kammerwand eiinerseits und der Wellenlängenalbhängigkeit ,der Wirkung des Streuvolumens im Schutzbehälter andererseits erzwungen ist.According to the invention, this is done in that in an arrangement to display the dose rate of x-ray sources using a nearby .The large chamber arranged in the protective container by selecting the wall thickness accordingly the chamber, which is preferably made of synthetic resin and is connected to the protective container as well as the distance of the chamber from the focus or from the scattered volume a compensation the wavelength dependence of the absorption of the useful radiation in the chamber wall on the one hand and the wavelength dependence, the effect of the scattering volume in the Protective container on the other hand is enforced.

Die Erfindung geht von den. nachstehend geschilderten Erkenntnissen aus.The invention proceeds from the. findings outlined below the end.

Die in der Kammer gemessene Streuintensität nimmt mit härter werdender Primärstrahlung zu. Diese Zunahme beruht weniger auf der Änderung des Streukoeffizienten als vielmehr auf der Änderung der Richtungsverteilung, :da die Lichtquanten beim Streuprozeß im Mittel um so. weniger aus ihrer Richtung abgelenkt werden, je energiereicher sie sind. Daraus folgt, daß die Großkammer bei härter werdender Strahlung eine relativ größere Dosisleistung mißt als bei weicherer Strahlung. Macht man nun die Wände ,der Großkammer nicht möglichst dünn, sondern sorgt .dafür, daß in; ihnen ein merklicher Bruchteil der Strahlung absorbiert wird, so mißt die Großkammer die Dosisleistung, die nur durch die eine Kammerwand geschwächt wird; wogegen dm Bestrahlungsfeld die Strahlung durch beide Kammerwände geschwächt ist. D@a, nun jeder , Stoff bei weicher Strahlung relativ stärker absorbiert als ibei ,harter, so zeigt die Großkammer infolge der Abso.rpüion bei weicher Strahlung eine relativ zu hohe Dosisleistung an. Diese ,durch die Absorption hervorgerufene Qualitätsabhängigkeit der Kammeranzeige wirkt also im entgegengesetzten Sinn wie die durch den Streuzusatz hervorgerufene. Zur Erreichung einer qualitätsunabhängigen Anzeige können nun gemäß der Erfindung die 'Größe des Streuvolumens, die Abstände zwischen Fokus bzw. Streuvolumen und Ionisationskammer, das Material und insbesondere die (Stärke der Kammerwandungen so aufeinander abgestimmt werden, daß diese beiden Effekte sich mindestens in einem gewissen Qualitätsbereich kompensieren.The scattering intensity measured in the chamber increases with the hardness Primary radiation too. This increase is less due to the change in the scattering coefficient rather than on the change in the directional distribution: because the light quanta at Scattering process on average all the more so. are less distracted from their direction, the more energetic they are. From this it follows that the large chamber is relatively a measures greater dose rate than with softer radiation. Now you make the walls , the large chamber is not as thin as possible, but ensures that in; to them a noticeable one Fraction of the radiation is absorbed, the large chamber measures the dose rate, which is only weakened by one wall of the chamber; whereas the irradiation field the Radiation through both chamber walls is weakened. D @ a, well everyone, fabric with softer Radiation absorbed relatively more strongly than ibei, harder, so the large chamber shows as a result the absorption with soft radiation indicates a dose rate that is relatively too high. These , the quality dependency of the chamber display caused by the absorption acts thus in the opposite sense as that caused by the addition of scatter. To the Achievement of a quality-independent display can now according to the invention '' Size of the scattering volume, the distances between the focus or scattering volume and the ionization chamber, the material and especially the (thickness of the chamber walls are coordinated with one another be sure that these two effects are at least within a certain quality range compensate.

Dies ist :bei den üblichen Röntgenstrahlenquellen mit ölgefüllten Schutzbehältern durchaus möglich. Es hat sich gezeigt, .daß man das Ziel der Erfindung mit einer aus Kunstharz hergestellten Flachkammer erreichen kann, welche direkt am Haubenfenster, etwa zwischen Filterschieber und Tubushalterung, angeordnet ist und deren Wände etwa 45 mm stark sind. In Fig. i ist ein Ausführungsbeispiel nach der Erfindung .dargestellt; Fig. 2 ist eine graphische Darstellung der Schwächung der Primärstrahlung durch die ganze Kammer in. Abhängigkeit von :der Qualität der Strahlung. Ein .mit dieser Darstellung grundsätzlich übereinstimmender Verlauf ist für die Erfindung wesentlich.This is: with the usual X-ray sources with oil-filled Protective containers are quite possible. It has been shown .that the aim of the invention can achieve with a flat chamber made of synthetic resin, which directly is arranged on the hood window, for example between the filter slide and the tube holder and whose walls are about 45 mm thick. In Fig. I is an embodiment according to of the invention .represented; Figure 2 is a graph of the attenuation the primary radiation through the whole chamber depending on: the quality of the Radiation. A course that basically corresponds to this representation essential for the invention.

Fig. i zeigt eine meinem ölgefüllten Schutzbehälter angeordnete Röntgenröhre, wobei der Einfachheit halber nur die mittleren Teile dargestellt sind. Mit i ist die aus Glas bestehende Wand :der Röntgenröhre bezeichnet. Die (Elektronen gelangen in der dargestellten Anordnung von links her in den Fangkopf 2 der Anode. Die Röntgenstrahlen verlassen den Anodenraum .durch die Folie 3, die vorgesehen sein kann, um Elektronen zurückzuhalten. Die Wand q. ,des Schutzbehälters kann aus Metall oder aus Isolierstoff bestehen; im letzteren. Fall pflegt man einen geerdeten Metallüberzug anzubringen. In bekannter Weise ist ein zylindrisches Mittelstück vorgesehen, welches zweckmäßig gemeinsam mit der Röntgenröhre drehbar ist. In unmittelbarer Nähe am Fenster -des Schutzbehälters ist die Großkammer 5 angeordnet. Ihr Abstand vom Fokus b zw. von dem bei 6 angedeuteten Streuvolumen und,die Stärke der Kammerwand sind nach der Erfindung gewählt. Es konnte festgestellt werden, .daß bei einer solchen Anordnung die wellenlängenunabhängige Anzeige der Ionisationskammer in einem Qualitätslbereich von o, i ... i, i' mm Cu-Halbwertschicht auf etwa ± i °/° erreichbar ist.FIG. 1 shows an X-ray tube arranged in my oil-filled protective container, only the central parts being shown for the sake of simplicity. The wall made of glass is denoted by i: the X-ray tube. In the arrangement shown, the electrons enter the anode's catching head 2 from the left. The X-rays leave the anode space through the foil 3, which can be provided to hold back electrons. The wall q., Of the protective container can be made of metal or In the latter case, a grounded metal coating is usually applied. In a known manner, a cylindrical center piece is provided, which can expediently be rotated together with the X-ray tube. The large chamber 5 is arranged in the immediate vicinity of the window of the protective container. Its distance from the focus b zw. of the area indicated at 6 scattering volume and the strength of the chamber wall are selected according to the invention. It has been found .that in such an arrangement, the wavelength-independent indicator of the ionization chamber in a Qualitätslbereich of o, i ... i, i 'mm Cu half-value layer can be achieved to about ± 1 ° / °.

Im Bedarfsfall, etwa bei größerem Streuvolumen, kann die obenerwähnte Kompensation,der Wellenlängenabhängigkeit durch zusätzliche Maßnahmen sichergestellt werden. Zu diesem Zweck kann man beispielsweise die .dem Fokus abgewandte Kammerwand. stärker augbilden oder bei gleich starken Kammerwänden hinter der Kammer einen vorzugsweise scheibenförmigen, aus dem Material der Kammerwand hergestellten Körper entsprechender Dicke anordnen.If necessary, for example with a larger litter volume, the above-mentioned Compensation of the wavelength dependency ensured by additional measures will. For this purpose, for example, the chamber wall facing away from the focus can be used. develop stronger or, if the chamber walls are of the same thickness, one behind the chamber preferably disk-shaped body made from the material of the chamber wall Arrange thickness.

Als Kunstharz für dde Kammerwände und den scheibenförmigen Körper hat sich beispielsweise das im Handel unter dem Warenzeichen Araldit erhältliche, Äthoxylin-Gdeßharz sbewährt.As synthetic resin for the chamber walls and the disk-shaped body for example, the one available in stores under the Araldit trademark, Ethoxylin casting resin has been tried and tested.

Claims

PATEN TANSPRG CHE: i. Arrangement for displaying the dose rate of X-ray sources by means of a large chamber arranged in the vicinity .des protective container, characterized in that by a corresponding selection of the wall thickness of the chamber, which is preferably made of synthetic resin, connected to the protective container and .the distance of the chamber from the focus or from Scattered volume a compensation of the wavelength dependency of the absorption of the useful radiation in the chamber wall on the one hand and the wavelength dependency of the effect of the scattered volume in the protective container on the other hand is enforced. z. Arrangement according to claim i, characterized in that the chamber walls consisting of a cast resin are of the same thickness and, viewed from the focus, a preferably disk-shaped body likewise made of cast resin is arranged behind the chamber. 3. Arrangement according to claim i, (characterized in that, viewed from the focus, the rear chamber wall is made thicker than the front wall. Tightened: publications: "Radiation Therapy", B'd.44 (1932) pp.759 to 770.