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Röntgenanlage mit Sekundärstrahlenblende Die Erfindung bezieht sich
auf eine Röntgenranlage und eine Blende zum Abschirmen oder Auffangen ungewünschter
Sekundärstrahlung bei der Durchleuchtung oder Photographie.
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Wenn ein Körper von Röntgenstrahlen durchsetzt wird, werden in ihm
sekundäre Röntgenstrahlen ausgelöst. Diese sekundären Röntgenstrahlen breiten sich
in allen Richtungen aus und führen so zu einer Verwaschung des mit Hilfe der primären
Röntgenstrahlen erhaltenen Bildes. Diese störende Wirkung der Sekundärstrahlen kann
durch Einführen einer Blende zwischen dem zu durchleuchtenden oder photographierenden
Gegenstand und der Platte, dem Film oder dem Leuchtschirm bekämpft werden. Solche
Blenden bestehen aus Bändern, Streifen oder Blättern Laus einem für Röntgenstrahlen
im wesentlichen undurchlässigen Werkstoff, z. B. Blei, wobei die Bänder, Streifen
oder Blätter hochkant gestellt sind, so daß sie die Sekundärstrahlen zum großen
Teil auffangen, während die Primärstrahlen durch' die Zwischenräume oder einen in
die Zwischenräume zwischen den Bändern, Streifen oder Blättern eingebrachten durchlässigen
Werkstoff hindurchtreten können..
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Solche Blenden sind in ihrer einfachsten Form mit Blättern versehen,
die im rechten Winkel auf der Grundfläche der Blende hochkant stehen. Eine solche
Ausbildung bringt jedoch den Nachteil, daß an den Kanten des Schirmes auch die primären
Röntgenstrahlen im beträchtlichen Maße abgefangen werden, da die Richtung dieser
Strahlen einen Winkel mit der Oberfläche der Blätter bildet. Um diesen Nachteil
zu überwinden, sind bereits verschiedene Vorschläge gemacht worden. So hat
man
bereits der ganzen Blende eine konkave Form gegeben, z. B. eine Kugelform, bei der
sich der Brennfleck der Röntgenröhre im Mittelpunkt der Kugel befindet.
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Auch diese Vorrichtungen haben jedoch verschiedene Nachteile. So nimmt
die Schärfe des erhaltenen Bildes gegen den Rand infolge der breiter werdenden Schatten
der Blätter an. diesen Stellen allmählich ab. Außerdem ist die Form der Blende unpraktisch,
da der Untersuchungstisch aus praktischen Gründen im allgemeinen eben sein soll.
Außerdem ist die Herstellung sehr teuer.
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' Es wurde ferner bereits vorgeschlagen, bei ebener Blende die Flächen
der einzelnen Blätter durch den Brennfleck gehen zu lassen.
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Schließlich wurde durch den Erfinder bereits vorgeschlagen, die einfachste
Form der Blende zu benutzen, bei der ebene oder gekrümmte Blätter im rechten Winkel
zur Blendenebene stehen, und hierbei die Dicke der Blende-von einem Punkt, an dem
die- Primärstrahlen parallel zur Ebene oder zur Erzeugenden der Fläche der Blätter
verlaufen, zu den Blendenseiten hin abnehmen zu lassen. Der Vorteil dieser- Anordnung
liegt auf der Hand, da die Höhe der Blätter abnimmt, wenn der Winkel zwischen den
Primärstrahlen und den Blättern größer wird, so daß die tbschirmende Wirkung der
Blätter auf die Primärstrahlen kleiner wird. Der tragende Gedanke dieser Konstruktion
war der, daß der Schatten eines jeden Blattes der Blende über den ganzen Schirm
gleich groß sein soll. Diese Ausbildung der Blende befriedigt jedoch nur dann, wenn
der Brennfleck sich in ziemlich großem Abstand von ihr befindet. Bewegt man den
Brennfleck näher an den Schirm heran, so werden die Schatten der Blätter an den
Kanten größer als die Schatten in der Nähe des Mittelpunktes. Das Bild wird also
in der Nähe der Kanten heller oder weniger scharf sein.
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Schließlich war es auch bekannt, für die beschriebene Aufgabe eine
Blende so auszubilden, daß ihre einzelnen Blätter nicht parallel zueinander liegen,
sondern zueinander derart geneigt sind, daß ihre Ebenen auf einen einer mittleren
Brennweite der Röntgenröhre entsprechenden Punkt gerichtet. sind. Die Blende wird
dann in einer dieser mittleren Brennweite entsprechenden Entfernung von der Röhre
angeordnet.
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Die Erfindung betrifft eine Verbesserung der zuletzt genannten Ausführungsform
und hat zum Merkmal, - daß die Höhen der einzelnen Blätter gegen die Blendenränder
zu abnehmen. Der Vorteil dieser Maßnahme besteht darin, daß über die ganze Breite
der Blende dieselbe Schattenbreite und Bildschärfe - auch dann erhalten bleibt,
wenn der Abstand des Brennflecks vom Schirm sich ändert. Die Blende besteht dabei
aus hochkant stehenden Blättern aus einem Werkstoff, der im wesentlichen für Röntgenstrahlen
undurchlässig ist. Die Zwischenräume zwischen den Blättern können mit einem für
Röntgenstrahlen durchlässigen Werkstoff ausgefüllt sein. Außerdem sind Mittelvorgesehen,
um die Röntgenröhre derart zu bewegen, daß sich der Abstand zwischen ihrem Brennfleck
und der Blende bzw. der Platte oder dem Film ändert.
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Entsprechend der Tatsache, daß die Blätter geneigt sind und daß ihre
Höhe mit wachsendem Winkel zwischen ihnen und dem Primärstrahl ab: nimmt, wird die
abschirmende Wirkung der Blätter auf die Primärstrahlen geringer, selbst wenn der
Brennfleck innerhalb beträchtlicher Grenzen verschoben wird. Gleichzeitig wird naturgemäß
die abschirmende Wirkung auf die Sekundärstrahlen kleiner; das ist aber ohne Bedeutung,
da der durchleuchtende Körper, z. B: 'ein menschlicher Körper, dessen Dicke nach
den Seiten zu abnimmt, an den Seiten weniger Sekundärstrahlen aussendet. Außerdem
nimmt die von den Blättern selbst ausgesandte Sekundärstrahlung mit der Höhe der
Blätter zu. Der Gegenstand der Erfindung kann in verschiedener Weise ausgebildet
werden. Es ist in folgendem vorausgesetzt, daß die Blende symmetrisch zur Strahlenquelle
angeordnet und symmetrisch zu sich selber ausgebildet ist. Die Erfindung kann jedoch
auch bei unsymmetrischen Blenden benutzt werden.
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Es ist nicht erforderlich, die Höhe der Blätter über die ganze Breite
der Blende gleichmäßig abnehmen zu lassen. Da für. die Primärstrahlen ein
gewisser Eintrittswinkel- gegenüber den Blättern zugelassen werden kann, bevor die
abschirmende Wirkung merkbar wird, ist es möglich, in der Mitte des Schirmes einen
gewissen Teil eben zu lassen und nur eine oder mehrere der Seitenflächen über eine
ebene konkave oder konvexe Fläche zu neigen, wobei die Ausbildung vom mittleren
Abstand des Brennfleckens tabhängt, für den die Blende benutzt werden soll. Die
Erfindung sei an Hand der Zeichnungen näher erläutert, in denen die Fig. i schematisch
das Grundsätzliche der Erfindung und'die Fig. z eine andere Verkörperung der Erfindung
mit zwei zusammengefügten Blenden zeigt.
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Die Blätter i sind aus einem Metall mit vorzugsweise hohem spezifischen
Gewicht hergestellt und in gleichem Abstand .2 voneinander angeordnet. Die Abstände
z zwischen den Blättern können aus Streifen oder Bändern eines leichten Metalls,
Papier oder Kunstharz od. dgl. bestehen, die für Röntgenstrahlen durchlässig sind.
Die Blätter i sind im wesentlichen auf einen Punkt gerichtet, der sich in einem
mittleren Abstand von Blende, Platte oder Film befindet, und sie. können aus geraden
Blättern bestehen, die in Ebenen angeordnet sind, die durch den genannten mittleren
Brennfleck hindurchgehen; statt dessen können sie auch gebogen sein. und einen Teil
oder Teile konzentrischer oder spiralförmiger Flächen bilden, die durch den genannten
Brennfleck hindurchgehen.
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Die Röntgenröhre 3 mit ihrem Brennfleck ist im mittleren Abstand fm
von der Rückseite der Blende angeordnet, während die punktiert eingezeichneten Stellungen
q. und 5 die größte bzw. kleinste Entfernung der Röhre andeuten. Der durchleuchtete
Körper 6 ist zwischen dem Brennfleck und der Blende angeordnet. .
Wie
die Zeichnung erkennen läßt, nimmt die Höhe der einzelnen Blenden nach dem Rand
der Blende zu ständig ab, wodurch erreicht wird, daß bei Änderungen zwischen Röhre
und Blende die Bildschärfe über die ganze Blendenbreite hinweg erhalten bleibt,
da die hierbei zwischen den Röhrenstrahlen und den Blendenblättern auftretenden
Winkeländerungen, die naturgemäß nach den Blendenrändern zu größer sind als in deren
Mitte, durch die kürzere Ausbildung der Blendenwände kompensiert werden. In diesem
Sinne nehmen die Schatten der Bleiblätter etwa die gleiche Größe 8, 9 über die ganze
Blendenbreite an. Die Sekundärstrahlen i i, die von dem Körper 6 ausgehen, werden
von den Blättern völlig am Durchgang gehindert, während die Zwischenräume vor dem
Ursprungsort der Sekundäremission nur einen kleinen Teil io der gesamten Sekundäremission
durchtreten lassen. Da bekanntlich ungefähr 8o bis go°/o der Schwärzung eines Films
von der Sekundäremission des streuenden oder durchleuchteten Körpers herrührt, wenn
an der Röhre beispielsweise eine Spannung von 8o kV liegt, und da die Sekundäremission
mit steigender Spannung schnell zunimmt, leuchtet die Bedeutung ,einer wirksamen
Blende, die gleichzeitig den größten Teil der Sekundäremission abschirmt und einen
veränderlichen Abstand des Brennfleckens erlaubt, ohne weiteres ein. Ein veränderlicher
Abstand des Brennfleckes ist unbedingt erforderlich, wenn der Benutzer Gegenstände
verschiedener Form und Größe mit bestem Ergebnis durchleuchten will.
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Der mittlere Teil der Blende kann eben ausgebildet werden, wie dies
durch die Linie 13 angedeutet ist, während die Seiten eine konkave, 12, gerade,
1q., oder konvexe, 15, Oberfläche aufweisen können, wie dies durch die strichpunktierten
Linien der Zeichnung tangedeutet ist. Diese verschiedenen Möglichkeiten führen zu
einer großen Anzahl von Ausführungsbeispielen in Form von linse- bzw. prismenförmigen
Körpern, die alle den Vorteil haben, die störenden Wirkungen der Sekundärstrahlenemission
nahezu vollständig zu beseitigen. Außerdem bietet die Erfindung einen einfachen
Weg zur Herstellung und zum Zusammenbau wegen der im wesentlichen ebenen Gestalt
der Blende, die einen veränderlichen Brennfleckabstand innerhalb weiter praktischer
Grenzen ermöglicht.
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Bei hohen Betriebsspannungen der Röntgenröhre können zwei Blenden
benutzt werden, die zweckmäßig mit ihren ebenen Flächen eine auf die andere gesetzt
werden. Dabei wird die Anordnung so getroffen, d-aß die Blätter der einen Blende
im wesentlichen senkrecht auf den Blättern der anderen Blende stehen.
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Auf diese Weise wird ein Doppelschirm erhalten, der den Vorteil hat,
daß die Wirkung der verstärkten Sekundäremission auf den Film in Richtung der geraden
Blätter beträchtlich herabgesetzt wird und daß ein feines Netzwerk geschaffen wird,
das dem beim Papierdruck entspricht. Wenn Doppelblenden benutzt werden, kann der
Raum zwischen den Blättern etwas größer gemacht werden als bei- einfachen Schirmen,
um einen größeren Anteil der Primärstrahlen hindurchzulassen, während gleichzeitig
die Wirkung der Sekundärstrahlen in allen Richtungen beschränkt wird. Dadurch, daß
die Abstände zwischen den Beiblättern größer gemacht werden, sinken außerdem die
Kosten der Herstellung für jeden der beiden Blenden.
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Fig.2 zeigt eine Verkörperung der Erfindung, bei der zwei prismatisch
oder konisch gestaltete Blenden 16 und 17 benutzt sind. Hierbei sind die abgestumpften
Prismen oder Konen mit ihren Grundflächen aneinandergefügt, wobei die Blätter der
Blende 16 aus ebenen Flächen bestehen, deren Verlängerungen durch den mittleren
Brennfleck gehen, während die ähnlich ausgebildeten Blätter der Blende 17 vorzugsweise
und im wesentlichen im rechten Winkel zu den Blättern der Blende 16 angeordnet und
ebenfalls auf demselben Brennfleck zu gerichtet sind.
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Statt die abgestumpften Prismen der Blende mit ihren Grundflächen
aneinanderzufügen, wie dies in der Zeichnung dargestellt ist, können sie naturgemäß
auch mit der Spitze aufeinandergestellt werden, wobei sich die abgestumpften Flächen
berühren. Auch hierbei wird man die Anordnung so treffen, daß die Blätter der einen
Blende mit den Blättern der anderen Blende einen bestimmten Winkel einschließen,
so daß die abschirmenden Einheiten zusammen ein feines Netzwerk bilden, dessen Öffnungen
quadratisch, rechteckig, rhombisch, rhomboidisch oder trapezförmig sein können.
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Wenn man die Blende gemäß der Erfindung ausbildet und das Netzwerk
verhältnismäßig fein macht, können der oder die als Sekundärstrahlenblende wirkenden
Schirme fest angeordnet werden.