DEC0000165MA - Röhre zur Erzeugung von X-Strahlen für Kristallographie und ähnliche Zwecke - Google Patents

Description

Im Gegensatz zu den Röntgenröhren, die eine Antikathode aus Wolfram aufweisen, besitzen die Röhren für Kristallographie sehr häufig Antikathoden aus anderen Metallen z.B. aus Kupfer, Nickel, Kobalt, Chrom, Eisen, Silber. Bekanntlich ergeben diese Metalle bei Spannungen unter 60 KV in die Strahlungsintensität in Abhängigkeit von den Wellenlängen darstellenden Kurven ausser einem stetig verlaufenden Grundteil von verhältnismässig schwacher Intensität noch drei strichförmige Anstiege K, K und K, von denen die Erhebungen K und K ein Doppel K bilden und deren Wellenlängen nur von der Natur des Metalls abhängen und deren Intensität über der Intensität der allmählich sich ändernden Grundkurve liegt.

Nur der Doppelanstieg K, K dieser Kurve wird für die Kristallographie benutzt. Der Anstieg K wird in der Regel entweder durch ein geeignetes Filter, das eine starke Absorption für die Wellenlänge K und eine geringe Absorption für die Wellenlängen K aufweist, oder durch besondere gewissermassen monochromatisierend wirkende Schaltungen beseitigt, die ausserdem den Vorteil der beinahe vollständigen Ausschaltung der stetig verlaufenden Grundkurve bieten.

Die beiden Grundeigenschaften, die eine Kristallographieröhre besitzen muss, sind das Vorhandensein eines Brennflecks von starker Helligkeit und die Erzielung eines reinen Spektrums.

Die Erfüllung der ersten Bedingung ist durch die an der Antikathode zulässige Leistung beschränkt, die eine Funktion der Wärmeleitfähigkeit und der Schmelztemperatur des Metalls der Antikathode ist. Da die Ausbeute an Röntgenstrahlen z.B. bei 100 KV nur etwa 0,8% und bei 30 KV bloss 0,2% beträgt und somit schlecht ist und ferner lediglich ein Teil der Röntgenstrahlen aus einer monochromatischen Strahlung besteht, stellen die Röntgenröhren sehr mittelmässige monochromatische Lichtquellen dar. Dabei vermindert die Verwendung von monochromatisierenden Schaltungen noch weiter den Wirkungsgrad der Röhren.

Die zweite Bedingung, die Erzielung eines reinen Spektrums, wird infolge der Verunreinigung der Emissionsoberfläche der Antikathode im Laufe des Betriebes sowohl bei den auseinandernehmbaren Röhren mit jeweils erneutem Vakuum wie auch bei den dauernd vakuumdicht abgeschlossenen Röhren nur unvollkommen verwirklicht.

Die Erfindung bezweckt die Schaffung einer Kristallographieröhre, bei welcher der Wirkungsgrad der Umwandlung der Energie in monochromatische Röntgenstrahlen an der Antikathode sehr hoch und nahe der Einheit ist und auf diese Weise der Wirkungsbereich der Röhre nicht mehr durch die zu beseitigende Wärmeleistung beschränkt und die Leuchtkraft der monochromatischen Strahlung erheblich gesteigert wird sowie ferner infolge des Nichtvorhandenseins des stetig verlaufenden Teiles der Intensitätskurve keine monochromatisierende Schaltung mehr nötig und schliesslich das erzielte Spektrum sowohl bei ständig verschlossener als auch bei auseinandernehmbarer Röhrenausführung immer vollkommen rein ist.

Die Lösung dieser Aufgabe gelingt erfindungsgemäss auf Grund der Eigenschaft der monochromatischen X-Strahlen-Photone, unter bestimmten Verhältnissen mit hohem Wirkungsgrad eine Fluoreszenzstrahlung zu erzeugen, die beinahe ausschliesslich durch den Teil K des Spektrums eines bestimmten Metalls gebildet ist. Unter Ausnutzung dieser physikalischen Tatsache ist die Röhre nach der Erfindung im Wesentlichen so ausgebildet, dass eine Elektronenquelle mit thermoionischer Strahlung, wenn sie auf ein hohes negatives Potential gegenüber einer Anode aus geeignetem Metall gebracht ist, diese auf einer grossen Oberfläche mit Elektronen bombardiert und ihr X-Strahlenspektrum erregt und diese Strahlung auf Grund der geometrischen Form der Anode auf einer Hilfselektrode aus einem in Wechselbeziehung zum Metall der Anode gewählten Metall konzentriert wird und dort die Fluoreszenzstrahlung erregt.

Das Metall der Anode wird erfindungsgemäss so gewählt, dass die Strahlung K(Alpha) eine Wellenlänge erhält, die sehr nahe der Absorptions-Diskontinuität K des Metalls der Hilfselektrode kommt, aber etwa unter dieser liegt. Auf diese Weise wird die absorbierte X-Strahlenenergie, welche fast die Gesamtheit der auf die Elektrode treffenden X-Strahlen bildet, beinahe vollständig in K-Strahlung umgewandelt. Der stetig veränderliche Grundteil des Fluoreszenzspektrums ist gewissermassen gefiltert und von seinen kürzesten Wellenlängen befreit.

Die Zeichnung veranschaulicht die Kristallographieröhre nach der Erfindung beispielsweise in mehreren Ausführungs- formen und lässt die Bauart und Arbeitsweise der Röhre näher im Einzelnen erkennen.

Abb. 1a und 1b zeigen Kurvenbilder, welche das Wirkungsprinzip einer erfindungsgemäss ausgebildeten röhre wiedergeben. Abb. 2, 3a, 3b, 4 und 5 lassen in schematischer Darstellung einige praktische Verwirklichungen von dauernd vakuumdicht abgeschlossenen Kristallographieröhren erkennen, die nach der Erfindung mit einer monochromatischen Fluoreszenzstrahlung arbeiten, und Abb. 6 und 7 zeigen eine auseinandernehmbare, erfindungsgemäss ausgestaltete Röhre.

Wenn man auf eine Molybdänelektrode die Strahlung des Rhodiums lenkt, dessen Spektrum, wie Abb. 1a in einer den Zusammenhang zwischen der Wellenlänge (Lambda) in Angström und der Intensität wiedergebenden Kurve zeigt, ausser dem stetig verlaufenden Grundteil der Kurve noch die Anstiege K, nämlich K(Alpha)(sub)2 = 0,616 AE, K(Alpha)(sub)1 = 0,612 AE und K(Beta) = 0,544 AE aufweist, so ergibt sich in dem Kurvenbild nach Abb. 1b, welche die Kurve der Abhängigkeit des Absorptionskoeffizienten von der in Angström gemessenen Wellenlänge veranschaulicht, für die Absorptions-Diskontinuität K des Molybdäns (Lambda)(sub)K = 0,618 AE.

Praktisch werden allein die Wellenlängen zwischen 0,5 AE und 0,618 AE absorbiert. Infolgedessen wird der stetig verlaufende Grundteil der Kurve von Abb. 1 erheblich in dem Spektrumband verringert, wo er die grösste Intensität aufweist. Tatsächlich wird für eine Spannung von 60 KV die Wellenlänge ein Minimum, nämlich

Der stetig veränderliche Grundteil der Kurve von Abb. 1a geht durch einen Höchstwert von Intensität bei (Lambda) = 3/2mal (Lambda) min = 0,3 AE. Wie ersichtlich, ist praktisch dieser Kurventeil aus der Fluoreszenzstrahlung beseitigt. Der Intensitätsanstieg K(Beta) kann durch ein Blatt aus Zirkonium gefiltert werden und man erhält dann die monochromatische Strahlung K(Alpha) frei von dem ganzen Grundteil der in Abb. 1a wiedergegebenen Kurve.

Bei dem gewählten Beispiel gibt die ausstrahlende Hilfselektrode aus Molybdän somit eine praktische bichromatische Strahlung von der Wellenlänge:

Mo K(Alpha) = 0,71 AE und Mo K(Beta) = 0,63 AE.

Das Rhodium kann durch Palladium oder Silber ersetzt werden und dann gehören zu den Anstiegen K(Alpha) die Wellenlängen 0,58 AE und 0,56 AE, aber hierbei ist der Wirkungsgrad infolge der geringeren Absorption weniger gut.

Mittels der Röhre nach der Erfindung kann man verschiedene monochromatische Strahlungen erzielen. Das Spektrumteil K des Kupfers kann durch die Anstiege K des Spektrums des Germaniums oder Galliums erregt werden. Die entsprechenden Spektren von Nickel, Kobalt, Eisen, Mangan, Chrom, Silber lassen sich mit gutem Wirkungsgrad durch die Anwendung der K-Strahlung von Zink bei Nickel, von Kupfer bei Kobalt, von Nickel bei Eisen, von Kobalt bei Mangan, von Eisen bei Chrom und von Antimon bei Silber erregen.

Bei der in Abb. 2 beispielsweise dargestellten Ausführungsform einer Röhre nach der Erfindung hat die Anode 1 die Gestalt eine Hohlzylinders und ist auf dem Erdpotential gehalten, was ihre Abkühlung durch einen ihre zylindrische Um- fläche bespülenden Wasserumlauf 2 gestattet. Als Erzeugungsoberfläche für die Röntgenstrahlen ist die Innenfläche 3 der Anode wirksam. Die Anode 1 kann aus Kupfer hergestellt und an der Zylinderfläche 3 mit einem elektrolytischen Niederschlag des gewünschten Metalles versehen sein.

Ein Halsring 4 aus einem Metall mit einem dem Glas nahe kommenden Ausdehnungskoeffizienten ist mit seinem einen Ende an der Anode 1 angelötet und am anderen Ende mit einer zylindrischen Glasröhre 5 verschweisst. Mit dem äusseren Ende des Anodenzylinders 1 ist eine kreisrunde Platte 6 verlötet, die an der nach dem Röhreninneren gewendeten Fläche mit dem gleichen Metall wie die Anode bedeckt ist. In der Mitte der Platte 6 ist eine kreisförmige Oeffnung 7 von geringem Durchmesser ausgespart, welche die Fluoreszenzstrahlung hindurchgehen lässt. Eine kleine Scheibe 8 aus Beryllium, welche vakuumdicht die Oeffnung 7 abschliesst, hält die Elektronen auf, die sonst die innere Fläche des Loches 7 treffen könnten, was die Entstehung einer unmittelbaren X-Strahlung verhindert.

Die Kathode ist durch einen schraubenlinig gewundenen Faden 9 aus Wolfram, Thorium oder einem anderen in erhitztem Zustande Elektronen aussendenden Metall gebildet, der die Hilfselektrode 10 umgibt, welche als Fluoreszenzstrahlen-Emissions-Elektrode wirkt. Diese Elektrode 10 hat die Form eines Kegels, dessen Spitze nach dem Kreisloch 7 und dessen Grundfläche nach dem Kathodenfuss 11 gerichtet ist und dessen Achse mit der Röhrenachse und damit auch mit der Achse des Kreisloches 7 zusammenfällt. Die Kathode 9 und die Hilfselektrode 10 sind von drei Tragstäben 12 gehalten, die in das Glas des Kathodenfusses 11 eingeschweisst sind, der in eine zur Glasröhre 5 konzentrische und damit durch einen umgebogenen Zwischenteil 13 verschweisste Muffe aus Glas übergeht.

Die von dem Faden 9 ausgesendeten Elektronen werden von der Hilfselektrode 10 zurückgeworfen und durch die Wirkung eines starken elektrischen Feldes an der Anode beschleunigt. Durch die zylindrische Fläche 3 ausgesendete X-Strahlung wird auf der Hilfselektrode 10 konzentriert und löst die erfindungsgemäss beabsichtigte bichromatische Fluoreszenzstrahlung aus.

Die besondere Form der Elektrode 10 und ihre Ausrichtung in der Nutzachse ermöglichen die Schaffung einer kreisrunden X-Strahlenquelle, was die der Punktform am nächsten kommende Form ist. Der die Abmessung dieser Strahlenquelle bestimmende Durchmesser der Grundfläche des Kegels 10 kann 1 bis 2 mm betragen und die Höhe des Kegels 10 bis 20 mm sein, wodurch sich für die fluoreszierenden X-Strahlen ein 6° nahe kommender Einfallswinkel ergibt.

Die Fluoreszenzstrahlen-Emissions-Elektrode 10 kann auch von einem dünnen Metallblechzylinder 14 umschlossen sein, der durch einen unabhängigen isolierten Träger gehalten ist, der auf ein geeignetes Potential gebracht werden kann, um seine Bombardierung durch die Elektronen oder die Bestandsmoleküle des Glühfadens 9 zu verhindern. Die Natur des diesen Zylinder 14 bildenden Metalls ist derart, dass dieser möglichst durchlässig für die benutzte Strahlung ist und trotzdem gleichzeitig eine geeignete Undurchlässigkeit für die nicht benutzten Strahlen auf- weist. Dieser Zylinder 14 setzt sich auch dem Niederschlag eines Films von Kathodenmaterial auf der Fluoreszenzstrahlen-Emissions-Elektroden 10 entgegen.

Die Abb. 3a und 3b zeigen in zwei zueinander senkrechten Schnitten eine Röhre mit drei Elektroden, die nach dem gleichen Prinzip wie die Röhre nach Abb. 2 arbeitet. Nur ist hier die Kathode auf das Nullpotential und die Anode auf eine hohe positive Spannung gebracht. Die Anode 21 ist gemäss Abb. 3a und 3b ein hohler Kupferzylinder, der an dem nach der Kathode gerichteten abgeschlossenen Ende eines halbzylindrische Ausfräsung 22 aufweist, deren Oberfläche mit einem geeigneten elektrolytischen Niederschlag bedeckt ist. Ein Oel- oder Wasserumlauf 23, der durch das Innere der Anode 21 geht, führt von dieser die Wärme ab. Ein metallischer Halsring 24, der an die Anode 21 angelötet ist, dient zu deren Verbindung mit der Glasmuffe 25.

Die Kathode hat nach Fig. 3a und 3b eine ganz besondere Form, indem sie aus einem zur Konzentrierung der Elektronen mit zwei Ausfräsungen 27 versehenen Körper 26 und zwei schraubenlinig gewundenen in diesen Ausfräsungen 27 liegenden Wolframfäden 28 besteht. Bei dieser Kathode werden die von den Glühfaden 28 ausgesendeten Elektronen durch die Wirkung der Oberfläche der Ausfräsungen 27 auf der Anode 21 konzentriert und gleichförmig über die ganze Halbzylinderfläche der Anodenausfräsung 22 verteilt.

Der Konzentrationskörper 26 geht in einen länglichen Fortsatz 29 über, welcher die beiden Fäden 28 voneinander schneidet und etwa 1 bis 2 mm dick und 10 bis 20 mm breit sowie ungefähr 10 mm hoch ist. Die Fläche 30 des nach der Anode hin gerichteten Endes des Fortsatzes 29 ist als die Fluoreszenzstrahlen aussendende Elektrode wirksam und liegt etwa in der Höhe der Achse des Halbzylinders 22. Auch kann sie parallel zu den Erzeugenden dieses Halbzylinders 22 verlaufen oder dazu auch unter einem schwachen Winkel z.B. von 6°, wie Abb. 3b zeigt, geneigt sein. Diese Anordnung bezweckt eine senkrecht zur Röhrenachse lineare Fluoreszenzstrahlen-Emissions-Elektrode zu schaffen.

Der Konzentrationskörper 26 ist an der kreisrunden Platte 31 befestigt, und ein mit dieser verlöteter Hohlzylinder 32 umschliesst sowohl den Konzentrationskörper 26 der Kathode als auch das benachbarte Ende der Anode 21. In dem Zylinder 32 sind zwei seitliche Löcher 33 und 34 ausgespart, die als Austrittsfenster für die Fluoreszenzstrahlung so angeordnet sind, dass diese unter einem geringen Winkel ausgenutzt wird.

Wie ersichtlich, werden bei der Röhre nach Abb. 3a und 3b alle Elektronen an der Anode zurückgeworfen, und die Aussendung einer unmittelbaren X-Strahlung durch ein anderes Metall, wie das die Erregerstrahlung für die Fluoreszenz erzeugende Metall ist, verhindert. Um indessen jede Nebenstrahlung zu vermeiden, die von dem zusammenhängenden Grundteil der Intensitätskurve aus, insbesondere die Fluoreszenz eines anderen Metalls wie des Metalls der Fluoreszenzstrahlen-Emissions-Elektrode erzeugen könnte, muss der Zylinder 32 aus dem gleichen Metall wie die Fluoreszenzstrahlen-Emissions-Elektrode sein und ausserdem ist es empfehlenswert, wenn auch weniger notwendig, dass alle anderen Bestandteile der Kathode an der Oberfläche mit dem gleichen Metall bedeckt sind.

Die beiden Fenster 33 und 34 sind durch kleine Scheiben 35 aus Beryllium vakuumdicht abgeschlossen oder durch irgendeinen anderen für Röntgenstrahlen durchlässigen und wenig ausstrahlenden Körper abgedeckt. Der metallische Halsring 36, der an den Zylinder 32 angelötet ist, umgibt die Anode 21 und ein Glaszylinder 37, der an den Halsring 36 einerseits und an den Glasfuss 25 der Anode andererseits angeschweisst ist und in die Glasmuffe 25 übergeht, bildet mit dem Zylinder 32 und dem Halsring 36 die äussere Röhrenwandung und sichert die elektrische Isolierung zwischen Anode und Kathode.

Die Kathode kann ausser der in Abb. 2 und 3a, 3b veranschaulichten Formen auch irgend eine andere Ausbildung erhalten und die vollmassige Fluoreszenzstrahlen-Emissions-Elektrode kann beispielsweise durch ein Band aus passendem Metall ersetzt werden. Stets wird bei einer erfindungsgemässen Ausführung der X-Strahlenröhre der wesentliche Vorteil erreicht, dass die Fluoreszenzstrahlen-Emissions-Elektrode nicht mehr ein Elektronen-Bombardement, dessen Energie beträchtlich ist, sondern ein Photonen-Bombardement empfängt, das nicht mehr den Arbeitsbereich der Röhre beschränkt. Auch erhält die Anode die Elektronen auf einer solchen Oberfläche, dass der Arbeitsbereich erheblich gegenüber den gewöhnlichen Betriebsspannungen der handelsüblichen Kristallographieröhren gesteigert ist. Das ferner die Absorption der X-Photonen und ihre Rückverwandlung in K-Strahlung mit einem vorzüglichen Wirkungsgrad erfolgt, kann eine nach der Erfindung gebaute Röhre als eine sehr kräftige monochromatische Strahlungsquelle wirken, obwohl nicht alle durch die Anode ausgesendeten K-Photonen benutzt werden.

Abb. 4 zeigt eine weitere vorteilhafte Ausführung einer X-Strahlenröhre für Kristallographie, bei der die bichromatische Fluoreszenzstrahlung wiederum nach dem Prinzip der Erfindung erzeugt wird, aber die Elektronenquelle selbst die Stellung der Fluoreszenzstrahlungselektrode einnimmt. Diese Anordnung vereinfacht wesentlich die Bauart der Strahlenröhre, die lediglich eine

Anode und ein gleichzeitig Kathode und Fluoreszenzstrahlen-Emissions-Elektrode bildendes dünnes Metallband enthält.

Das Metall, dessen Fluoreszenzstrahlung man erregen will, muss notwendigerweise einen hohen Schmelzpunkt aufweisen, da es die Rolle der Elektronenquelle spielt. Beispielsweise kann für die Kathode Molybdän verwendet und die Anode aus Kupfer hergestellt und einem Ueberzug aus Rhodium versehen sein. Diese Elektrodenausführung ergibt die Strahlung Mo K.

Man kann auch Kathoden aus Tantal, Wolfram, Rhenium, Osmium und ähnlichen Metallen benutzen und das Spektrum durch die von Anoden aus Germanium, Arsenik und Selen ausgesandten Photonen erregen. Der die grösste Intensität aufweisende Anstiegteil K(Alpha)(sub)1 des Spektrums hat zur Wellenlänge in diesen vier Fällen

1,518 AE, 1,473 AE, 1,429 AE und 1,388 AE,

was durchaus zulässige Werte in der Kristallographie sind.

Die Zweielektrodenröhre nach Abb. 4 ist der in Abb. 3a und 3b dargestellten Röhre ähnlich, unterscheidet sich aber davon durch die Ausbildung der Kathode, während die Anode, der Glasteil und der die Kathode umgebende Metallzylinder in beiden Fällen gleich sind. Der die Fäden 28 aufweisende Konzentrationskörper 29 der Röhre nach Abb. 3a und 3b ist gemäss Abb. 4 durch ein Metallband 40 ersetzt, das von zwei Metallstäben 41 gehalten oder sonstwie abgestützt ist. Die Breite und die Dicke des Metallbandes sind durch den gewünschten Umfang der Elektronenaussendung festgelegt und seine Länge steht mit dem Einfallswinkel des benutzten Strahlenbündels in Beziehung. Beispielsweise kann man bei einem Einfallswinkel von 6° dem geraden die Fluoreszenzstrahlen-Emissions-Elektrode bildenden Teil des Bandes 40 bei dessen Herstellung aus Molybdän eine Länge von 10 mm, eine Breite von 1 mm und eine Dicke von 0,17 mm geben.

Die Stromstärke, die für die Heizung notwendig ist, beträgt ungefähr 15 Ampère. Es ist vorteilhaft, wenn wie bei der Röhre nach Abb. 3a und 3b die Achse der Strahlungsbenutzung auch bei der Röhre nach Abb. 4 senkrecht zur Röhrenachse sich erstreckt. Aus diesem Grunde ist das kathodische Band 40 um 6° zu dieser Richtung geneigt. Der optische Brennpunkt ist in einer anderen Richtung, die unter 168° verläuft, ebenfalls wie bei Abb. 3a und 3b linear ausgebildet.

Abb. 5 zeigt eine Röhre mit zwei Elektroden, die ähnlich wie die Dreielektrodenröhre nach Abb. 2 gebaut ist und wie diese nur ein in der Symmetrieachse liegendes Fenster für den Strahlendurchtritt aufweist, aber sich von ihr in der Ausgestaltung der Kathode unterscheidet. Gemäss Abb. 5 besteht die Kathode aus einem Metallband 42, das in seinem Mittelteil gefaltet ist und einen Winkel von etwa 12° einschliesst. Die zwei diesen Winkel bildenden geraden Teile des Bandes 42, die je höchstens 10 mm lang sind, wirken als Fluoreszenzstrahlen-Emissions-Elektrode, indem sie die Fluoreszenzstrahlung durch das für ihren Durchlass vorgesehene Fenster lenken.

Die Benutzung der Elektronenquelle als Fluoreszenzstrahlen-Aussendeelektrode ist von erheblichen Vorteil, da man in diesem Fall sicher ist, ein vollkommen reines Strahlungsspektrum zu erhalten, wenn nur die eine Bedingung erfüllt ist, dass das die Kathode bildende Metall unbedingt rein ist.

Abb. 6 und 7 zeigen im Längsschnitt und in Seitenansicht eine auseinandernehmbare Röhre, die erfindungsgemäss ausgebildet ist. Bekanntlich weisen die üblichen Ausführungen von auseinandernehmbaren X-Strahlenröhren den Nachteil auf, dass die

Antikathode durch Bildung eines Niederschlages von Kohlenstoff aus der Zersetzung des in den Vakuumpumpen und den Dichtungen entstehenden Oel- oder Fettdampfes oder durch Auftreten von Spuren von Wolfram aus der Abnutzung des Glühfadens verunreinigt wird. Diese Ablagerungen machen häufige Reinigungen der Antikathode erforderlich. Bei den dauern vakuumdicht verschlossenen Röhren besteht zwar nicht die Gefahr eines Kohlenstoffniederschlages, aber die Verunreinigung der Antikathode durch Spuren von Wolfram ist nach einer bestimmten Betriebsdauer unvermeidlich und macht in der Regel die Röhre vor Abnutzung des Glühfadens unbrauchbar. Dieser schwerwiegende Uebelstand beschränkt erheblich den Anwendungsbereich der dauernd vakuumdicht abgeschlossenen X-Strahlenröhren gebräuchlicher Ausführung.

Auf Grund ihrer besonderen Bauart weisen die nach der Erfindung vervollkommneten, auseinandernehmbaren X-Strahlenröhren nicht mehr diese Beschränkung auf und bewahren ständig ein reines Spektrum. Bei dem in Abb. 6 und 7 veranschaulichten Ausführungsbeispiel einer derartigen zerlegbaren Röhre ist eine Rhodiumanode und eine Molybdänkathode vorgesehen, so dass sich in der Intensitätskurve Anstiege Mo K(Alpha) und Mo K(Beta) ergeben.

Bei der Röhre nach Abb. 6 und 7, die ähnlich wie die aus Abb. 4 ersichtliche Röhre gebaut ist, weist die Anode 21 einen abnehmbaren Endteil 43 auf, was auf einfache Weise gestattet, bequem den Krümmungsradius der Anode und den elektrolytischen Niederschlag im Bedarfsfall zu ändern. Die Anode 21 ist an einen metallischen Halsteil 44 angelötet, der seinerseits mit einem Glasfuss 45 verschweisst ist. Ein zylindrisches Glasrohr 46, das in den Glasfuss 45 übergeht, sichert die Hoch- spannungsisolierung. Das Glasrohr 46 ist mit dem zylindrischen Halsteil 47 vakuumdicht verbunden, der seinerseits an einem Ring 48 angelötet ist. Der hohlzylindrische Metallkörper 49 ist wie der Glühfaden 40 auf Erdpotential und dient einerseits zur Verbindung zwischen der Pumpengruppe und der Röhre und andererseits ermöglicht er durch zwei in ihm ausgesparte Fenster 50 den Austritt der Strahlung aus der Röhre. Der Faden 40 ist an zwei Stäben 41 aus Molybdän gehalten, die ihrerseits in den Tragstäben 42 sitzen, die ihrerseits an einer Platte 51 aus Molybdän festgehalten sind.

Die Molybdänplatte 51, die an einem Ring 52 angelötet ist, wird von den beiden Stäben 42 durchquert, die elektrisch voneinander durch eine Glasumhüllung 53 isoliert sind. Alle Teile der Kathode sind entweder aus Molybdän oder mit Molybdän überzogen, um jede Nebenemission zu vermeiden, welche den zusammenhängenden Grundteil der Intensitätskurve erregen kann. Insbesondere ist der Zylinder 49 elektrolytisch mit Molybdän überzogen und das Fenster 50 durch ein in die Wandung des Zylinders 49 eingelötetes Molybdänstück gebildet.

Die Röhre nach Abb. 6 und 7 ist dadurch auseinandernehmbar, dass zwei Kautschukdichtungen 54 und 55 vorgesehen sind, die zwischen den Enden des Zylinders 49 und den Ringen 48 und 52 eingefügt und durch nicht dargestellte, die Ringe an den Zylinder drückende Schrauben zusammenpressbar sind.

Die Erfindung kann im Einzelnen auch in einer von den Beispielen der Zeichnung abweichenden Weise verwirklicht werden und umfasst alle mit Fluoreszenzstrahlung arbeitenden Röhren für Kristallographie oder andere Zwecke.

Claims (11)

1. Röhre zur Erzeugung von X-Strahlen für Kristallographie und ähnliche Zwecke, dadurch gekennzeichnet, dass die dem Elektronenbombardement einer Kathode (9) ausgesetzte metallische Anode (1) so ausgebildet ist, dass ihr X-Strahlenspektrum auf eine Emissionshilfselektrode (10) aus einem in Wechselbeziehung zum Anodenmetall gewählten Metall konzentriert wird und die Fluoreszenzstrahlung dieser Hilfselektrode (10) erregt (Abb. 1).

2. Röhre nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Anode (1) aus einem solchen Metall besteht, dass die K(Alpha)-Strahlung eine Wellenlänge aufweist, die der Absorptionsdiskontinuität K des Metalls der Hilfselektrode (10) sehr nahe kommt und etwa unter dieser liegt (Abb. 1).

3. Röhre nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass die an Erde gelegte und gegebenenfalls gekühlte Anode (1) die Form eines Hohlzylinders (3) hat, dessen Boden (6) eine kleiner mittlere Oeffnung (7) aufweist, die durch eine Berylliumscheibe (8) abgeschlossen ist, die die Fluoreszenzstrahlung hindurchgehen lässt und die Elektronen abhält, welche die innere Oberfläche der Oeffnung treffen könnten, während eine Hilfselektrode (10) von kegeliger Form axial in der Anode (1, 3) mit Ausrichtung ihrer Spitze nach der Zylinderöffnung (7) angeordnet ist (Abb. 1).

4. Röhre nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Kathode durch einen schraubenlinig gewundenen, die Hilfselektrode (10) umgebenden Faden (9) gebildet und zwischen dem Faden (9) und der Hilfselektrode (10) ein dünnwandiger, isolierter und auf ein geeignetes Potential gebrachter Zylinder (14) aus einem nur für die benutzte Strahlung durchlässigen Metall angeordnete ist (Abb. 1).

5. Röhre nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass die an die Erde gelegte Anode (21) aus einem Kupferzylinder besteht, dessen wirksames Ende mit einem geeigneten elektrolytischen Niederschlag bedeckt ist und eine halbzylindrische Ausfräsung (22) aufweist (Abb. 3a, 3b).

6. Röhre nach Anspruch 1, 2 und 5, dadurch gekennzeichnet, dass Elektronen aussendende Fäden (28) in zwei Ausfräsungen (27) eines Konzentrationskörpers (26) vorgesehen sind, der die Elektronen auf die Anode (21) konzentriert und in einen Fortsatz (29) übergeht, der sich bis nach dem mittleren Teil der Ausfräsung (22) der Anode (21) erstreckt und dessen Grat (30) parallel oder schwach geneigt zu den Erzeugenden dieser halbzylindrischen Ausfräsung (22) ist und die Fluoreszenzstrahlen-Emissions-Elektrode bildet (Abb. 3a, 3b).

7. Röhre nach Anspruch 1, 2, 5 und 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Konzentrationskörper (26) am Boden eines Hohlzylinders (32) angeordnet ist, der ihn und auch das benachbarte Ende der Anode (21) umgibt und zwei Austrittsfenster (33, 34) für die monochromatische Strahlung aufweist und wie alle anderen Teile der Kathode aus dem gleichen Metall wie die Fluoreszenzstrahlen-Emissions-Elektrode (30) hergestellt oder mindestens mit einer Schicht aus diesem Metall bedeckt ist (Abb. 3a, 3b).

8. Röhre nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass mit einer Anode (21 oder 3) eine als Quelle von Elektronen wirksame Kathode zusammenarbeitet, die gleichzeitig selbst als Fluoreszenzstrahlen-Emissions-Elektrode in der Form eines dünnen Metallbandes (40 oder 42) mit hohem Schmelzpunkt dient (Abb. 4 oder 5).

9. Röhre nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Elektronen aussendende Kathode, die gleichzeitig die Fluoreszenzstrahlen-Emissions-Elektrode bildet, durch ein dünnes Metallband (40) gegeben ist, das in dem mittleren Teil einer halbzylindrischen Ausfräsung einer Anode (21) angeordnet und leicht gegenüber den Erzeugenden dieser Ausfräsung geneigt ist, während ein Hohlzylinder (32) die Elektronenquelle (40) und das Ende der Anode (21) umgibt und Austrittsfenster (33, 34) für die monochromatische Strahlung aufweist (Abb. 4).

10. Röhre nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die als Elektronenquelle dienende Kathode aus einem Metallband (42) besteht, das in seinem Mittelteil gefaltet ist und so einen Winkel von 12° durch zwei geradlinige Teile einschliesst, welche die Fluoreszenzstrahlen aussendende Hilfselektrode bilden und ihre Strahlung durch ein mittleres Fenster schicken, das gegenüber der durch die Kathode (42) gebildeten Winkelspitze in dem Boden (6) des die Anode bildenden Zylinders (3) angeordnet ist (Abb. 5).

11. Röhre nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das wirksame Ende (43) der Anode (21) abnehmbar ist und ein die Kathode (40) und dieses Anodenende (43) umschliessender Zylinder aus mehreren unter Zwischenfügung von Dichtungen (54, 55) lösbar miteinander verbundenen Teilen (48, 49, 52) besteht (Abb. 6 und 7).