DE943074C

DE943074C - High vacuum x-ray flash tube

Info

Publication number: DE943074C
Application number: DEP11646D
Authority: DE
Inventors: Dr-Ing Justus Muehlenpfordt
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1948-10-02
Filing date: 1948-10-02
Publication date: 1956-05-09

Description

Hochvakuumröntgenblitzröhre Zusatz zum Patent 9117 323 Das Hauptpatent bezieht sich auf eine Röntgenblitzröhre, insbesondere eine Hochvakuumblitzröhre, bei der zum Zwecke der Auslösung der Hauptentladung, die den Röntgenblitz erzeugt, eine Zündvorrichtung vorgesehen ist, die aus einem Halbleiterkörper und zwei in einem Abstand voneinander angeordneten Elektroden besteht, von denen mindestens die eine den Halbleiterkörper an einem Punkt oder längs einer Linie berührt und zwischen die zur Einleitung der Entladung eine Spannung gelegt wird. Gemäß dem Anspruch 2 des Hauptpatentes bildet die Hilfsfunkenstrecke bzw. eine ihrer Elektroden gleichzeitig die Kathode der Hauptentladung. In Weiterbildung einer Hochvakuumröntgenblitzröhre dieser Art, bei der die Zündvorrichtung aus Kathode, Halbleiterkörper und Zündelektrode besteht, wird gemäß der Zusatzerfindung vorgeschlagen, denEinfluß derAnode auf das Feld in der Nachbarschaft des Zündbereiches zwischen Kathode und Zündelektrode durch Formgebung dieser Elektroden oder durch Abschirmmittel herabzusetzen. Auf diese Weise wird der Einfluß des, Anodenpotentials auf die Zündung herabgesetzt.High vacuum X-ray flash tube Addition to patent 9117 323 The main patent refers to an X-ray flash tube, especially a high vacuum flash tube, for the purpose of triggering the main discharge that generates the X-ray flash, an ignition device is provided, which consists of a semiconductor body and two in at a distance from each other arranged electrodes, of which at least one of which touches the semiconductor body at a point or along a line and between which a voltage is applied to initiate the discharge. According to the claim 2 of the main patent forms the auxiliary spark gap or one of its electrodes at the same time the cathode of the main discharge. In further development of a high vacuum X-ray flash tube of this type, in which the ignition device consists of a cathode, semiconductor body and ignition electrode exists, it is proposed according to the additional invention, the influence of the anode on the Field in the vicinity of the ignition area between the cathode and ignition electrode Reduce shaping of these electrodes or by shielding means. To this In this way, the influence of the anode potential on the ignition is reduced.

Vo,rteilhafterweise wird hierbei der Zündbereich in die vorzugsweise ringförmige Kathode hineinverlegt.Advantageously, the ignition range is preferably in this case annular cathode moved into it.

Ferner wird vorgeschlagen, den beispielsweise aus gesintertem Aluminiumoxyd (Sinterkorund) bestehenden Halbleiterkörper als Rohr auszubilden, an dem die Elektroden anliegen. Die Zündelektrode kann dann beispielsweise als Stift ausgebildet sein.It is also proposed that, for example, made of sintered aluminum oxide (Sintered corundum) to form existing semiconductor bodies as a tube, at which the electrodes are in contact with. The ignition electrode can then be used, for example, as a pin be trained.

Ausführungsbeispiele einer erfindungsgemäßen Röntgenblitzröhre sind in .den Fig. i bis 5 dargestellt. Dabei tragen übereinstimmende Teile die gleichen Bezugszeichen: Die Fig. i zeigt eine beispielsweise Elektrodenanordnung der Röntgenblitzröhre. Die Kathode :2 und die Zündelektrode 7 besitzen hier die Gestalt zweier mit abgerundeten Flächen einander gegenüberstehender Stifte, die durch einen zentral angeordneten Halbleiterkörper g, z. B. aus Sinterkorund, in einem, bestimmten Abstand gehalten werden. Die am dichtesten benachbarten Teile der Elektroden 2 und 7 sind bei dieser Ausführungsform der Achse der beiden Teile genähert, d. h. die äußeren Flächen schirmen die Stelle, an der die Zündung zu erwarten ist, gegenüber dem Einfluß des Feldes der Anode 3 ab.Embodiments of an X-ray flash tube according to the invention are in .den Fig. i to 5 shown. Matching parts wear the same Reference symbols: FIG. I shows an example of an electrode arrangement for the X-ray flash tube. The cathode: 2 and the ignition electrode 7 have the shape of two rounded ones Faces of opposing pins, which are provided by a centrally located Semiconductor body g, e.g. B. made of sintered corundum, held at a certain distance will. The most closely adjacent parts of the electrodes 2 and 7 are at this one Embodiment of the axis of the two parts approximated, d. H. shield the outer surfaces the point at which ignition is to be expected versus the influence of the field the anode 3.

Ein weiteres Ausführungsbeispiel gibt die Fig. 2 wieder. Hier besitzt die Kathode 2 und die Zündelektrode7 die Form von Drahtbügeln, welche durch ein Klötzchen io aus einem Stoff geringer Leitfähigkeit, z. B. Sinterkorund, geführt wird. Die Entladung setzt dabei erleichtert und bevorzugt längs der Stirnflächen des Klötzchens io ein und leitet dann den Überschlag im Hochvakuum zwischen Kathode und Anode ein. Auch bei. der in Fig.2 dargestellten Ausführung der Elektrodenanordnung der erfindungsgemäßen Röntgenblitzröhre wird zweckmäßig die Zündzone gegen den Einfluß der Anode abgeschirmt. Beispiele hierfür zeigen die Fig. 3 und 4. In Fig. 3 sind die als Elektroden dienenden Drahtbügel 2 und 7 in den Raum gegen die Anode 3 geführt und schirmen auf diese Weise einen Teil des Feldes der Anode 3 von der Zündzone ab-. In Fig.4 sind diese Drahtbügel spiralförmig abgebogen und ebenfalls in den Raum zwischen , der Zündzone und der Anode 3 geführt.Another exemplary embodiment is shown in FIG. 2. Here owns the cathode 2 and the ignition electrode 7 take the form of wire brackets, which are connected by a Blocks io made of a material of low conductivity, e.g. B. sintered corundum performed will. The discharge is made easier and preferably along the end faces of the block io and then leads the flashover in a high vacuum between the cathode and anode one. Also at. the embodiment of the electrode arrangement shown in FIG the X-ray flash tube according to the invention is expediently the ignition zone against the influence the anode shielded. Examples of this are shown in FIGS. 3 and 4. In FIG the wire brackets 2 and 7, which serve as electrodes, are guided into the space against the anode 3 and in this way shield part of the field of the anode 3 from the ignition zone away-. In Figure 4, these wire brackets are bent spirally and also in the Space between, the ignition zone and the anode 3 out.

Fig. 5 zeigt ein Ausführungsbeispiel der Erfindung, bei dem im Vakuumgefäß i der Röntgenblitzröhre zwischen den halbkugelförmigen einander benachbarten Flächen dieser -Elektroden ein aus einem Stoff geringer Leitfähigkeit, beispielsweise aus Sinterkorund, bestehender Stift io liegt, an dem in Abweichung von der in der Fig. i gezeigten Ausführungsform die einander gegenüberstehenden Kanten der Elektroden anliegen. Auch hier wird das Feld der Anode 3 zum Teil durch die Formgebung der Elektroden von der eigentlichen Zündzone abgeschirmt.Fig. 5 shows an embodiment of the invention in which in the vacuum vessel i of the X-ray flash tube between the hemispherical adjacent surfaces These electrodes are made of a material of low conductivity, for example Sintered corundum, existing pin io, on which, in deviation from the one shown in Fig. i embodiment shown the opposing edges of the electrodes issue. Here, too, the field of the anode 3 is partly due to the shape of the Electrodes shielded from the actual ignition zone.

Fig. 6 zeigt ein weiteres Beispiel der Erfindung. Hier ist die Zündelektrode 7 von einem Rohr i i, z. B. aus Sinterkorund, umgeben, welches gleichzeitig den Abstand zwischen der Zündelektrode 7 und der Kathode :2 bestimmt. Die Zündelektrode 7 ist etwas in die Kathode 2 zurückgezogen. Auf. diese Weise gelingt es, den Einfluß des Anodenfeldes klein zu halten. Die Entladung setzt hier zunächst innerhalb der Kathode 2 zwischen Zündelektrode und Kathode längs der Stirnflächen des Röhrchens i i ein und leitet dann die Hauptentladung ein, welche den Röntgenblitz hervorruft.Fig. 6 shows another example of the invention. Here is the ignition electrode 7 from a pipe i i, e.g. B. made of sintered corundum, which at the same time the Distance between the ignition electrode 7 and the cathode: 2 determined. The ignition electrode 7 is somewhat withdrawn into cathode 2. On. this way it manages to influence to keep the anode field small. The discharge begins here within the Cathode 2 between ignition electrode and cathode along the end faces of the tube i i and then initiates the main discharge which causes the X-ray flash.

Um .den durch die Induktivität der Leitungen hervorgerufenen Spannungsabfall möglichst gering zu halten, kann in Weiterbildung des Erfindungsgedankens um das Entladungsgefäß ein als Energiespeicher zur Speisung der Elektroden dienender Kondensator gelegt werden. Ein Ausführungsbeispiel dieser Art ist in Fig. 7 dargestellt. i2 und 13 sind zwei Kondensatoren, die als Energiespeicher zur Zündung der Röntgenblitzröhre dienen; Kondensatoren und Röhren können beispielsweise in einem ölgefüllten Gehäuse untergebracht werden. Auf diese Weise gelingt es, die äußeren Abmessungen auch bei hohen Betriebsspannungen klein zu halten.To .the voltage drop caused by the inductance of the lines To keep it as low as possible, in further development of the inventive concept, the Discharge vessel a capacitor serving as an energy store for feeding the electrodes be placed. An embodiment of this kind is shown in FIG. i2 and 13 are two capacitors that act as energy stores for igniting the X-ray flash tube to serve; Capacitors and tubes can, for example, in an oil-filled housing be accommodated. In this way it is possible to keep the external dimensions to keep high operating voltages low.

Für die Formgebung der Anode sind die in der Röntgentechnik bekannten Gesichtspunkte maßgebend. Um scharfe Röntgenbilder zu erhalten, muß der Anodenbrennfleck recht klein gehalten werden, was dadurch geschehen kann, daß man der Anode die Form einer kleinen Kugel z. B. aus Wolfram gibt, wie Fig.7 zeigt. Dabei darf die Kugel nicht allzu lein gewählt werden, weil sie dann der Belastung nicht standhält. Da zu Beginn der die Röntgenstrahlung verursachenden Entladung praktisch noch Hochvakuum herrscht, kann man den Brennfleck auch durch elektronenoptische Mittel beeinflussen. Der Umstand, daß allmählich die Entladung von Dampf des Elektrodenmaterials getragen wird, führt zu Zwischenstadien, in welchen, keine Hochvakuumverhältnisse mehr herrschen. In diesem Zeitabschnitt werden die elektronenoptischen Mittel unwirksam. Das kann erwünscht sein, weil sich dann der Brennfleck gewissermaßen auflöst und die in diesem Zeitraum entstehende Strahlung, die infolge der verringerten Elektrodenspannung eine geringere Härte besitzt, mehr zur scharfen Abbildung herangezogen wird.For the shape of the anode, those known in X-ray technology are used Decisive aspects. In order to get sharp x-rays, the anode focal point must be kept quite small, which can be done by giving the anode the shape a small ball z. B. from tungsten, as Fig.7 shows. The ball may should not be chosen too uniquely, because then it will not withstand the load. There at the beginning of the discharge causing the X-ray radiation, practically still a high vacuum prevails, the focal spot can also be influenced by electron-optical means. The fact that the discharge of vapor of the electrode material gradually carried leads to intermediate stages in which high vacuum conditions no longer prevail. In this period of time, the electron-optical means become ineffective. That can be desirable because then the focal point dissolves to a certain extent and the one in it Period of radiation generated as a result of the reduced electrode voltage has a lower hardness, is used more for a sharp image.

Die unvermeidliche Verdampfung von Elektrodenmaterial führt dazu, daß sich an der Röntgenröhrenwandung im Laufe der Zeit Metallniederschläge bilden, welche durch Aufladungseffekte Störungen der Zündung verursachen können. Man kann diese vermeiden, wenn man dafür sorgt, daß der Dampf die Wandung nicht treffen kann, oder wenn man von vornherein den Entladungsraum abschirmt. Eine solche Wirkung weist die Bauform nach Fig.7 auf, da hier der eigentliche Entladungsraum durch einen zylindrischen Hohlkörper abgeschirmt ist. Nach Fig. 7 ist der Entladungsraum von einem Netz. 14 umgeben, das auf Kathodenpotential gehalten werden kann. An Stelle dieses Netzes kann auch ein Schirm. dienen, der mit Austrittsöffnungen für Röntgenstrahlung versehen ist. Bei sehr hoben Betriebsspannungen und harten Strahlen kann man' auch einen geschlossenen Zylinder aus einem Stoff geringen Atomgewichtes., z. B. Aluminium oder Beryllium, verwenden.The inevitable evaporation of electrode material leads to that metal deposits form on the X-ray tube wall over time, which can cause ignition malfunctions due to charging effects. One can avoid this if you take care that the steam cannot hit the wall, or if the discharge space is shielded from the start. Such an effect exhibits 7, since here the actual discharge space is formed by a cylindrical Hollow body is shielded. According to Fig. 7, the discharge space is from a network. 14th surrounded, which can be kept at cathode potential. Instead of this network can also be an umbrella. serve, which is provided with exit openings for X-rays is. With very high operating voltages and hard rays you can also do one closed cylinder made of a material of low atomic weight., z. B. aluminum or beryllium.

Der einfache Aufbau von Röntgenröhren gemäß der Erfindung macht die Anwendungen derartiger. Röhren nicht nur für die Fälle zweckmäßig und nützlich, in denen es darauf ankommt, die kurze Zeitdauer der Strahlung z. B. für photographische Zwecke auszunutzen. Man kann vielmehr solche Röhren auch für die Zwecke der Röntgentherapie oder auch zum Zwecke der Diagnose verwenden, wenn hierbei die kurze Zeitdauer der Strahlung keine Rolle spielt. Auch für zahnärztliche Zwecke sind solche Röhren verwendbar, wobei sich ihre geringen Abmessungen als besonders nützlich erweisen.The simple construction of X-ray tubes according to the invention makes the Applications of such. Tubes not only useful for the cases and useful, in which it is important, the short duration of the radiation z. B. for photographic Purposes. Rather, such tubes can also be used for the purposes of X-ray therapy or use it for the purpose of diagnosis, if this is the short duration of the Radiation doesn't matter. Such tubes can also be used for dental purposes, their small size proving to be particularly useful.

Claims

PATENT CLAIMS: i. High-vacuum X-ray flash tube, when used for the purpose the triggering of the main discharge that generates the X-ray flash, an ignition device is provided which consists of a semiconductor body and two at a distance from each other arranged electrodes, of which at least one is the semiconductor body touched at a point or along a line and between the initiating the Discharge a voltage is applied, with the auxiliary spark gap or: one of its Electrodes simultaneously forms the cathode of the main discharge, according to patent 917 327, characterized in that the influence of the anode on the field in the vicinity the ignition area between cathode and ignition electrode by shaping these electrodes or is reduced by shielding means.

2. High value X-ray flash tube after Claim i, characterized in that the ignition area in the preferably ring-shaped Cathode is placed inside.

3. High vacuum X-ray flash tube according to patent 917 327, in particular according to the preceding claim i, characterized in that the z. B. Semiconductor body consisting of sintered aluminum oxide (sintered corundum) as a tube, on which the electrodes are in contact is formed. q ..

High vacuum x-ray flash tube according to claim i or 3, characterized by an ignition electrode which is designed as a pin is.

5. High vacuum X-ray flash tube according to claim i, characterized in that Cathode and ignition electrode face each other with hemispherical surfaces and at the narrowest point the body made of a material of low conductivity than Spacer and ignition gap.

6. High vacuum X-ray flash tube according to claim i, characterized in that wire brackets are used as the cathode and as the ignition electrode which are less in the block-shaped body made of a substance Conductivity can be maintained.

7. High vacuum X-ray flash tube according to claim i or one of the following, characterized in that around the discharge vessel an as Energy storage serving capacitor is placed. Printed publications: German U.S. Patent No. 748 185; U.S. Patent No. 2,311,705.