DE934358C

DE934358C - Elektrische Entladungsroehre zur Verstaerkung von mittels Roentgenstrahlen hergestellten Durchleuchtungsbildern

Info

Publication number: DE934358C
Application number: DEN3669A
Authority: DE
Inventors: Theodoor Peter Johannes Botden; Taeke Tol
Original assignee: Philips Gloeilampenfabrieken NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 1950-03-27
Filing date: 1951-03-25
Publication date: 1955-10-20
Also published as: US2748304A; BE502161A; FR1034370A; GB695406A

Description

Bei der Verwendung von DurcMeuchtungsschirmen für medizinische oder wissenschaftliche Prüfungen mittels Röntgenstrahlen und bei technischen Anwendungen tritt der Nachteil auf, daß die wahrgenommenen Bilder eine geringere Schärfe haben, als in vielen Fällen erwünscht ist. Dies ist auf die Streuung des Lichtes in der Lumineszenzschicht zurückzuführen. Je größer die Stärke dieser Schicht im Interesse einer hohen Bildhelligkeit gewählt wird, um so geringer ist die Schärfe, und die Schichtstärke muß daher auf Kosten der Bildhelligkeit innerhalb angemessener Grenzen gehalten werden. Solche Durchleuchtungsbilder müssen daher in der Regel in einem Dunkelraum beobachtet werden. Die Verwendung eines Leuchtschirmes von geringer Schichtstärke zwecks Erhöhung der Bildschärfe ist bereits bekannt. Hierbei wird das Schirmbild mittels eines sogenannten Bildverstärkers beobachtet zwecks Ausgleichs des Helligkeitsverlustes infolge der Herabsetzung der Strahlenabsorption wegein des dünneren Schirmes.

Auch -wurde ein Bildverstärker gebaut, bei dem der Auffangschirm für die Röntgenstrahlen innerhalb des entlüfteten Röhrengefäßes angeordnet ist. Die photoelektrische Kathode muß dann möglichst in der Nähe des Schirmes angeordnet werden zwecks Vermeidung der Verwendung von Linsen innerhalb der Röhre. Es ist bereits eine Röhre dieser Art be-

tj bei-der-das Leuchtmaterial auf der Röhrenwand und auf letzterer die photoelektrische Kathode angebracht sind.

Die Leuchtschicht hat in diesem Falle eine noch geringere Stärke als mit Rücksicht .auf die erforderliche Bildschärfe erforderlich ist, da bei der üblichen Henrstellungsweise während der Entgasung des Schirmes das -die Materialkörner zusammenhaltende Bindemittel verdampft. Bei Verwendung ίο einer stärkeren Luniineszenzschicht ist die Möglichkeit !groß, daß sich Materialkörner lösen und in der Röhre verbreiten. Die von den Röntgenstrahlen erzeugte Lumineszenz ist daher äußerst schwach, und an die Empfindlichkeit der Photokathode und an die Bildvarstärkungsfähigkeit der Röhre werden sehr hohe Anforderungen gestellt.

Die Erfindung betrifft einen Bildverstärker der oben umschriebenen Axt, in dem Mittel zur- Erhöhung dar Leuchtschirmstärke bis auf einen Wert angewendet warden, bei dem eine hinreichende Helligkeit erhalten wird und die Unscharfe infolge Streuung der Lumineszenz innerhalb angemessener Grenzen bleibt. Nach der Erfindung ist die Leuchtschicht unabhängig von der Gehäusewand der Entladtunigströhire zwischen zwei parallelen festen Platten gehalten, von deaan die am weitesten vom Auffangschirm entfernte Platte für Röntgenstrahlen, während die andere für die entwickelten Lumineszenzsfcrahlen durchlässig ist und zweckmäßig letztere auf ihrer Außenseite die photoelektrische Kathode trägt. Die Platten sind in einem Abstand, vorzugsweise gleich der Stärke der Leuchtschicht, voneinander angeordnet, und die Leuchtschicht wird längs des Randes gegen Herausfallen unterstützt. Dier Raum zwischen den Wänden kann völlig mit Leuchtmaterial aufgefüllt werden, ohne daß man sich über die gegenseitige Bindung und die Haftung dar Teilchen an den Wänden zu kümmern braucht. Dabei genügt es, daß 'die Unterstützung der Schicht längs des Randes keine Fugen aufweist, durch welche das Material hindurchdringen kann.

Bei einer solchen Ausführung können die Platten zwischen zwei Metalleisten gefaßt sein, von denen die leine in einen überstehenden Rand der anderen paßt. Bei einer gleichfalls geeigneten Ausführungsf orm können die beiden Platten nebst einem rahmenförmigen Zwischenstück von den umgebogenen Rändern einer Metalleiste umfaßt sein.

Die Verbindung kann auch luftdicht gemacht und die Entgasung des Leuchtmaterials kann außerhalb der Röhre durchgeführt werden. In diesem Falle ■kann der das Material enthaltende Raum gleichzeitig entlüftet werden.

Die luftdichte Verbindung kann dadurch erhalten werden, daß die Fugen mittels eines geeigneten Materials, ■wielGlas-Email-Pulver, abgeschlossen werden·.-Das Material, aus dem die Platten angefertigt sind, muß für die verschiedenen Strahlen gut durchlässig sein. Für die an der der Röntgenstrahlenquelle zugekehrten Seite angeordnete Platte kann ein Material mit einer niedrigen Atomnummer, z. B. Beryllium, verwendet werden,- Zum Durchlaß der Lichtstrahlung ist ein anderes Material erforderlich, so daß wenigstens eine der Platten aus Glimmer oder aus Glas besteht.

Die Erfindung wird an Hand der einige Ausführungsbeispiele darstellenden Zeichnung näher erläutert,, in der

Fig. ι die Bildentladungsröhre nach der Erfindung mit elektromagnetischer Fokussierung darstellt, und die

Fig. 2, 3 und 4 Einzelheiten des Leuchtschirmes für die Röntgenstrahlen darstellen.

Von dem Objekt 1 wird mittels der Elektronen-■entiadungsröhre 2, die ein Röntgenstrahlenbündel 3 aussendet, ein Durchleuchtungsbild auf dem Leuchtschirm 4 entworfen, der innerhalb. des entlüfteten Raumes eines Bildverstärkers 5 angeordnet ist. Die Lumineszenz des 'Schirmes 4 trifft die für diese Strahlung !empfindliche photoelektrische Kathode 6. Letztere ist auf der von der Strahlenquelle abgekehrten Oberfläche des Leuchtschirmes angebracht. Sie kann auch auf leinem getrennten Träger angebracht werden, aber hierdurch, vergrößert sich der Abstand zwischen dem Schirm und der Photokathode, der zur Erhaltung einer guten Bildübertragung möglichst gering sein muß. Unter der Einwirkung der vom Schirm herbeigeführten Strahlung emittiert die Photokathode Elektronen, die dem Auffangschirm 7 zugeführt werden. Zu diesem go Zweck wird ein Potentialunterschied -mittels der Spannungsquelle 8 angelegt. Die Elektronen werden vom- 'elektrischen Feld beschleunigt. Mit Hilfe eines von- der Spule 9 erzeugten Magnetfeldes werden die die Photokathode an 'einem bestimmten Punkt verlassenden Elektronen am Auffangschirm wieder in einem Punkt vereinigt. Das Magnetfeld kann, außer zum Fokussieren der 'Elektronenstrahlen, zur Vergrößerung bzw. Verkleinerung des wiedergegebenen Bildes gegenüber dem Kathodenbild dienen.

Der Leuchtschirm 4 für die Röntgenstrahlen besteht aus zwei parallelen Platten 10 und 11, zwischen denen der Leuchtstoff 12 eingeschlossen ist. Die Stärke der Leuchtschicht wird daher durch den Abstand zwischen den beiden Platten bedingt, der überall der gleiche ist. Die der Strahlenquelle zugekehrte Platte muß die Röntgenstrahlen und die andere Platte leihen möglichst großen Teil des im Schirm 'entstehenden Lumineszenzlichtes durchlassien. Die Platten können je aus einer Glimmerplatte von !etwa 50 Mikron Stärke bestehen oder aus Glas !angefertigt sein. Für idie der Strahlenquelle zugekehrte Platte kann auch 'ein Metall mit niedriger Atomnummer, z. B. Beryllium, verwendet werden. Die Platten haben leinen gegenseitigen Abstand von o,s bis 0,7 mm.

In den Fig. 2 und 3 sind die Platten zwischen zwei Metalleisten 13 und 14, z.B. aus Aluminium, amgeandnet, welche überstehende Ränder 15 und 16 besitzen und ineinanderpassen. Sie werden meinandeigeschoben, bis die Platten zwischen den Leisten 13 und 14 und einem Metallzwischenstück klemmen und werden darauf durch Punktschweißung miteinaaider verbunden.

Bei der Ausführung nach .Fig. 3 erfolgt diese Befestigung durch Eindrücken eines schmalen Metall-

Streifens 18 des Randes 15 der äußeren Leiste in einen Einschnitt 19 im Rand 16 der inneren Leiste. Am Rand 15 können Halteiruingsoargane befestigt sein, mittels welcher der Schirm in der Röhre angeordnet wird.

Soweit ist deir Schirm vor seiner Anbringung in dar Röhre fertig. Bei der Entlüftung der Röhre wird der Schirm entgast und durch Erhitzung von außen her auf die dazu erforderliche Temperatur -gebracht. Da das Volumen des zu entgasenden Stoffes wegen dar größeren Schirmstärke verhältnismäßig groß ist, wird der Entlüftungsvorgang gegenüber der üblichen Ausführung mehr Zeit beanspruchen. Nach der Erfindung kann aber der Schirm auch vor seiner Anbringung in der Röhre entgast werden, worauf der das Leuchtmaterial enthaltende Raum luftdicht verschlossen wird. Zu 'diesem Zweck kann der Schirm ähnlich demjenigen in Fig. 4 aufgebaut sein. Hierbei werden die Platten 10 und 11 nebst dem Zwischenstück 17 von einer doppelt umgebogenen Metalleiste 20 umfaßt, die an den Rändern 21, z. B. mit Hilfe eines Glas-Email-Pulvers, welches bei Beendigung des Entlüftungsvoirganges bis zur Schrnelztempeiratur erhitzt wird, mit den Platten 10 und 11 eine luftdichte Verbindung herstellt.

Nachdem der Schirm in der Röhre angeordnet ist, kann die photoelektrische Kathode in bekannter Weise auf der Oberfläche der Platte 10 angebracht werden, wozu auf dieser Oberfläche vorher eine dünne durchsichtige leitende Schicht, z. B. aus Iridium oder Chrom, angebracht ist.

Die Befestigungsweise des Schirmes in der Röhre ist nicht geschildert, da hierfür von 'einer der allgemein bekannten Lösungen Gebrauch gemacht werden kann.

Die Erfindung beschränkt sich nicht auf elektrische Entladungsrohren mit elektromagnetischer Fokussierung, sondern ist ebenso für Entladungsröhren von Bedeutung, in denen elektrostatische Felder zu diesem Zweck benutzt werden.

Claims

PATENTANSPRÜCHE:

i. Elektrische Entladungsröhre für elekironische Bildverstärkung mit einer durch Absorption von Röntgenstrahlen lumineszierenden Schicht, einer für die dabei entwickelte Lumineszenz photoelektrisch empfindlichen Kathode und einem Auffangschirm für die photoelektrische Emission, dadurch gekennzeichnet, daß die Leuchtschicht unabhängig van der Gehäusewand dar Entladungsröhre zwischen zwei parallelen festen Platten gehalten ist, von denen die am weitesten vom Auffangschirm entfernte Platte für Röntgenstrahlen, während die andere für die entwickelten Lumineszenzstrahlen durchlässig ist und zweckmäßig letztere auf ihrer Außenseite die photoelektrische Kathode trägt.
2. Elektrische Entladungsröhre nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Schicht längs des Randes gegen Herausfallen unterstützt ist.
3. Elektrische Entladungsröhre nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß. die Platten zwischen zwei Metalleisten gefaßt sind, von denen eine in einen überstehenden Rand 'der ianderen paßt.
4. Elektrische Entladungsröhre nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Platten nebst einem rahmenförmigen Zwischenstück von den umgebogenen Rändern einer Metalleiste umfaßt sind.
5. Elektrische Entladungsröhre nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Fugien mittels eines geeigneten Materials, wie Glas-Emaille, luftdicht abgeschlossen sind.
6. Elektrische Entladungsröhre nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die am weitesten vom Auffangschirm !entfernte Platte aus Beryllium besteht.
7. Elektrische Entladungsröhre nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens 'eine der Platten aus Glimmer besteht.

Angezogene Druckschriften: Britische Patentschrift Nr. 448 480; »Naturwissenschaftliche Rundschau«, Jahrgang 1, Heft 5, 1948, S. 200 bis 212.

Hierzu ι Blatt Zeichnungen

© 509559 10.55