EP0349386A1 - Tube à rayons X à foyer variable auto-adapté à la charge - Google Patents

Tube à rayons X à foyer variable auto-adapté à la charge Download PDF

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EP0349386A1
EP0349386A1 EP89401760A EP89401760A EP0349386A1 EP 0349386 A1 EP0349386 A1 EP 0349386A1 EP 89401760 A EP89401760 A EP 89401760A EP 89401760 A EP89401760 A EP 89401760A EP 0349386 A1 EP0349386 A1 EP 0349386A1
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EP
European Patent Office
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cathode
tube according
tube
anode
focusing
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EP89401760A
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EP0349386B1 (fr
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Sixte De Fraguier
Catherine Thomas
François Caire
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General Electric CGR SA
Original Assignee
General Electric CGR SA
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Publication date
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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J35/00—X-ray tubes
    • H01J35/02—Details
    • H01J35/14—Arrangements for concentrating, focusing, or directing the cathode ray
    • H01J35/147—Spot size control
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J35/00—X-ray tubes
    • H01J35/02—Details
    • H01J35/04—Electrodes ; Mutual position thereof; Constructional adaptations therefor
    • H01J35/06—Cathodes
    • H01J35/066—Details of electron optical components, e.g. cathode cups

Definitions

  • the present invention relates to an X-ray tube in particular with a variable focus self-adapted to the load, usable in the medical field.
  • the main characteristics of these tubes relate to the resistance to drift of their emission characteristics as a function of their temperature as well as the homogeneity of the illumination X produced by all the points of their focus.
  • the invention aims to improve such tubes by avoiding their possible destruction under the effect of excessive heating of their anode.
  • X-rays are produced by electron bombardment, in a vacuum enclosure, of a target made from a material with a high atomic number.
  • the electrons necessary for the bombardment of this target are released by thermoelectronic effect, generally in a helical tungsten filament, from a cathode placed precisely within a room of concentration.
  • the concentration piece plays a focusing role at the same time as a Wehnelt role.
  • the target is formed by the anode of the tube.
  • the initial velocities of the electrons at the level of the emitter are very dispersed. Their trajectory therefore has a disordered structure and the focusing system is responsible for correcting them.
  • the focusing system is generally not efficient enough. Consequently, instead of the impact of these bombardment electrons on the target, we obtain a rather complicated tangle of trajectories. This gives the X-ray thermal focus a relatively low energy profile compatible with good image quality.
  • the object of the present invention is to remedy this drawback by proposing a flat emitting device, moreover offering mechanical rigidity making it possible to overcome the problems of corrugated sheet mentioned above.
  • the solution of the problems of variation of the thermal density along the hearth, or variation of the dimension of this hearth according to the load of the tube, can then be brought by the installation of this planar cathode in a so-called focusing part to walk. It was discovered that there was in this case a self-regulation of the characteristics of this home. Thus, for a particular geometry of the walking focusing piece, it is possible to obtain a thermal density of the focal point which is always constant.
  • the advantage of this solution is that it applies over a wide range of high voltage, between the anode and the cathode, so that the same tube can be used for several applications.
  • the advantage of having a controlled thermal density and therefore a hearth of variable size with the load allows the user to have with the same tube a large number of hearths of different dimensions. Indeed, the photographs taken with a fine focus can be made at a lower speed, and when the user works with a larger focus, he needs more power.
  • the invention therefore makes available to the user a focus tube of continuously variable and adjustable size and with constant thermal flux on the target. This simply ensures control over the use.
  • the subject of the invention is therefore an X-ray tube provided with a cathode and an anode, facing the cathode, for emitting X-radiation, characterized in that - the cathode is a flat cathode, - placed at the base of a walking focusing device.
  • FIG. 1 shows schematically a tube radiogenic according to the invention.
  • This X-ray tube comprises, in an empty enclosure, not shown, a cathode 1 located opposite an anode 2.
  • the anode receives electronic radiation 3 on its hearth 4 and re-emits X-radiation 5 in particular in the direction of a usage window 6.
  • the usage window is part of the tube casing.
  • the cathode has the particularity of opposing a planar face 7 opposite the anode 2. It also has the particularity of being inserted into a focusing optic 8 known as on.
  • the purpose of this walking focusing optic is to create a distribution of the electric field between the anode and the cathode such that the radiation 3 of the electrons is of the convergent type.
  • convergent radiation There are two types of convergent radiation.
  • a first type represented in FIG. 1, the point of convergence of the electrons is located behind the plane of the anode: it is virtual. In this case, the radiation is said to be direct.
  • a second type of radiation called cross, the point of convergence of the electrons is located in the intermediate position between the cathode 7 and the anode 2: it is real.
  • the focusing device 8 can also be a single step, it has been found here more advantageous to make it double step.
  • the focusing part 8 has a prismatic shape, FIG. 1 of which represents the right section plane.
  • the part 8 comprises the two steps, respectively 9 and 10 distributed symmetrically in 9 ′ and 10 ′ on either side of the cathode 1.
  • Each step has a step 91 or 101 and a riser 92 or 102. (respectively 91 ′, 92, ′ 101 ′, 102 ′).
  • the plane 7 of the cathode 1 is distant from the anode 4 by a distance of approximately 7.5 mm.
  • Tops 91 and 91 ′ of steps 9 and 9 ′ are distant from the anode by about 7mm.
  • the tops 101 and 101 ′ are spaced about 6 mm from the plane of the anode 2.
  • the width of the cathode 1, measured in the plane of cross section of the focal prismatic part 8, is 2 mm.
  • the width of a housing 11 where this cathode is placed inside the focal piece 8 is 2.2 mm.
  • the distance between risers 92 and 92 ′ is 4 mm while the distance between risers 101 and 102 ′ is 5 mm.
  • the device has a symmetrical appearance with respect to a plane passing through the axis 12 of the radiation, perpendicular to the plane of the figure.
  • the assembly can be circular, the axis 12 serving as an axis of revolution for the cathode as well as for the focusing part.
  • the anode 4 is a rotating type anode and even that it has an inclined face on the axis 12. In this case the distances indicated are rather the distances measured on this axis 12 between the plane 7 of the cathode and the trace of the axis 12 on the anode 2.
  • the thermal flux FT is then substantially constant, for a given high operating voltage, as a function of the load D of the tube.
  • the diagram of FIG. 2 presents three curves respectively 13 to 15 parameterized by high voltages respectively of 20 KV, 40 KV or 50 KV displaying, in a range of load of use located between 150 Milliampées and 500 milliampées, substantially flat appearance.
  • the heat flux is expressed in KW per mm2. In the example shown, it is always less than 50 KW per mm2, even for the highest operating high voltage.
  • the significance of the flat appearance of this heat flux as a function of the load simply means that the dimension 16 of the thermal focus evolves linearly with the load.
  • the cathode 1 has the appearance of a beam shown in perspective in FIG. 3.
  • This beam is prismatic, hollow, and has substantially the appearance of a house.
  • the house is presented here as if it were lying on one of its walls.
  • the base of the house constitutes the emissive face 7 of the cathode, the walls of the house such as wall 23 have windows such as 24.
  • the advantage of manufacturing a hollow beam lies in the reduction of the quantity of metal to be heated.
  • the beam structure gives this cathode mechanical rigidity avoiding corrugated sheet phenomena. As the quantity of metal to be heated is lower, the thermal inertia of the cathode is less, the starting of the tube can be faster. Furthermore, the consumption of the cathode heating supply can be reduced, which is an advantage when we know the insulation problems which the cathode heating circuits must face.
  • a heating filament 25 for example of the same type as a heating filament used in the state of technology as a transmitter.
  • This filament 25 is itself negatively polarized (several thousand volts) relative to the cathode 1.
  • the beam cathode is made of tungsten.
  • the ceiling 26 and the interior of the walls thereof are provided with a mattress 27 of thermally insulating fibers. This concentrates the heating on the emissive part of the cathode.
  • the fibers are ceramic fibers which allow good insulation of the lateral internal walls of the house. The electrons emitted by the heating filament only bombard the rear of the cathode 7 according to a drawing represented by the electric field curves 28. This bombardment is limited to the front wall.
  • this front wall has a concave profile.
  • this concave profile is even so concave that the wings 29 and 30 respectively of this cathode have internal faces, respectively 31 and 32, closer to the filament 25 than is the internal face of the cathode 7 to 1. 'place 33 of its middle. In this way the wings which are both thicker, and which would be harder to heat, are however more heated so that the top of the beam is brought at all points to a substantially constant temperature. In this way, the expected electron radiation is emitted at a substantially constant rate.
  • the beam according to the invention now has the advantage that its emissive face 7 no longer distorts under the effects of heating, it nevertheless undergoes expansions which should be guided without upsetting them.
  • the cathode is fixed by a single tab 34 constituting in a way the chimney of the house.
  • the method of attachment is preferably obtained by blocking this tab 34 between two screws 35 and 36 which come to grip it between them respectively.
  • This mounting at a fixing point has the advantage of leaving the cathode all the desired degrees of freedom. It is in particular preferable to a method of fixing with two points which would have the drawback that the reactions between these two points would inevitably have repercussions on the flatness of the emissive surface 7.
  • the walls of this cathode are held in the focal piece 8 by ceramic pins such as 37 and 38 which come to bear on either side on it. This avoids any phenomenon of bending or vibration harmful to an exact positioning of the transmitter in the focusing part.
  • the pins allow the transmitter to thermally expand along its greatest length while keeping it laterally in its reference position.
  • the electrical supply of the cathode can be obtained by passing the high voltage through the screws 35 or 36.
  • the focal piece can optionally be electrically decoupled from the cathode.

Landscapes

  • X-Ray Techniques (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)

Abstract

On résouts les problèmes de tenue en température à la fois de l'anode (2) et de la cathode (1)en réalisant une cathode plane (7) inscrite dans un dispositif (8) de focalisation à marche. On montre que selon la forme de ce dispositif le débit thermique sur l'anode est constant quelle que soit la charge du tube.

Description

  • La présente invention a pour objet un tube à rayons X notamment à foyer variable auto-adapté à la charge, utilisable dans le domaine médical. Les principales caractéristiques de ces tubes concernent les résistances à la dérive de leurs caractéristiques d'émission en fonction de leur température ainsi que l'homogénéité de l'illumination X produite par tous les points de leur foyer. L'invention vise à perfectionner de tels tubes en évitant leur éventuelle destruction sous l'effet d'un échauffement trop important de leur anode.
  • D'une façon générale des rayons X sont produits par le bombardement électronique, dans une enceinte à vide, d'une cible élaborée dans un matériau à haut numéro atomique. Les électrons nécessaires au bombardement de cette cible sont libérés par effet thermo-électonique, généralement dans un filament hélicoïdal de tungstène, d'une cathode placée avec précision au sein d'une pièce de concentration. La pièce de concentration joue un rôle focalisateur en même temps qu'un rôle de Wehnelt. La cible est constituée par l'anode du tube. Dans ce type de configuration très classique, les vitesses initiales des électrons au niveau de l'émetteur sont très dispersées. Leur trajectoire présente donc une structure désordonnée et le système de focalisation est chargé de les rectifier. Le système de focalisation n'est généralement pas suffisamment performant. En conséquence, au lieu de l'impact de ces électrons de bombardement sur la cible, on obtient un enchevêtrement assez compliqué des trajectoires. Ceci confère au foyer thermique des rayons X un profil énergétique assez peu compatible avec une bonne qualité d'image.
  • Dans des développements récents, par exemple dans ceux décrits dans la demande de brevet européen n° 85 106753.8, déposée le 31 mai 1985, il est fait référence à une cathode qui n'est plus constituée par un filament mais qui est constituée par une portion d'un ruban présentant, à l'émission des électrons, une surface plane en face de l'anode. L'intérêt d'utiliser un émetteur d'électrons plan a déjà été présenté antérieurement à cette demande. Il consiste à maintenir une certaine cohésion des charges électroniques au cours de leur trajectoire vers la cible. En effet, l'expérience a montré qu'on obtient dans ce cas une répartition de potentiel électrostatique favorable à une meilleure focalisation des charges électriques. Le foyer X ainsi obtenu présente alors un profil énergétique pratiquement homogène, ce qui est bénéfique à la qualité de l'image. La littérature scientifique relate certaines expérimentations basées sur ce principe général. On y fait toujours usage d'émetteur élaboré sous la forme de ruban de tungstène.
  • Mais ces rubans présentent systématiquement des problèmes de tenue thermomécanique. C'est d'ailleurs pour résoudre de tels problèmes que l'invention correspondant à la demande de brevet européen ci-dessus évoquée a été faite. En particulier, malgré tous les soins portés au laminage des rubans, des phénomènes de contraintes différentielles se produisent dans ceux-ci et ils prennent du fait des échauffements et des refroidissements successifs dans le tube une allure dite en tôle ondulée. Les avantages de disposer d'un émetteur plan sont alors perdus.
  • En plus de ces défauts, les émetteurs plans ou même les émetteurs filaments présentent l'inconvénient que l'allure du profil énergétique du foyer varie d'une manière non maîtrisée avec la charge du tube. La charge du tube correspond au débit de rayons X. Ce débit est lié à l'importance de l'effet thermoélectronique dans la cathode. Celui-ci est lié à la température à laquelle est portée cette cathode. Or, de plus en plus d'appareils de radiologie sont munis de circuits de régulation pour réguler la charge du tube. Compte tenu du coefficient d'absorption radiologique d'un patient donné à examiner cette régulation agit pour que ce rayonnement qui traverse ce patient soit minimum. Cette régulation agit bien entendu sur le circuit de chauffage de la cathode. La technique de régulation tendant à faire agir cette régulation sur la haute tension entre anode et cathode a été abandonnée car cette technique conduit à modifier pendant l'examen la dureté du rayonnement X utilisé.
  • Et la modification de la charge du tube n'est pas sans effets sur la distribution énergétique du foyer. Ceci a plusieurs conséquences. En particulier dans certaines situations, du fait de la modification de cette charge du tube, on peut atteindre des densités énergétiques en certains endroits de l'anode qui se situent au delà des densités thermiques acceptables pour cette anode. Dans ce cas l'anode peut être détruite. Les phénomènes de dilatation et de compression des surfaces utiles du foyer thermique sont dus à l'existence de la charge d'espace véhiculée par les électrons avant d'aller frapper la cible. Encore faut-il lier l'importance de cette charge d'espace elle-même à la haute tension nécessaire à l'arrachement des électrons de la cathode.
  • Il pourrait être envisageable de modifier la fonction de la pièce de focalisation en fonction de la charge d'espace de manière à limiter par exemple les effets destructeurs d'une augmentation brutale trop importante de la densité thermique du foyer. Indépendamment de la complexité d'un tel asservissement, dans l'état actuel non envisageable, il faudrait en plus que cet asservissement puisse anticiper les dérives thermiques de la densité thermique du foyer.
  • Cette solution n'est pas possible. En conséquence, dans l'état actuel de la technique, la régulation apportée sur la charge du tube retentit automatiquement en une variation de l'illumination X, et donc sur la qualité des images résultantes. En définitive, le caractère hétéroclite des effets combinés de la charge d'espace et de la haute tension (de la charge du tube), ne permet pas de disposer de tubes dont au moins certaines caractéristiques d'émission, seraient maîtrisées quelle que soit la charge.
  • La présente invention a pour objet de remédier à cet inconvénient en proposant un dispositif émetteur plan, offrant par ailleurs une rigidité mécanique permettant de s'affranchir des problémes de tôle ondulée évoqués ci-dessus. La solution des problèmes de variation de la densité thermique le long du foyer, ou de variation de la dimension de ce foyer en fonction de la charge du tube, peut alors être apportée par l'installation de cette cathode plane dans une pièce de focalisation dite à marche. On a découvert en effet qu'il y avait dans ce cas une autorégulation des caractéristiques de ce foyer. Ainsi, pour une géométrie particulière de la pièce de focalisation à marche on peut obtenir une densité thermique du foyer toujours constante. L'intérêt de cette solution est qu'elle s'applique sur une large gamme de haute tension, entre l'anode et la cathode, de telle façon qu'un même tube peut servir à plusieurs applications.
  • L'intérêt de disposer d'une densité thermique maîtrisée et donc d'un foyer de dimension variable avec la charge permet à l'utilisateur de disposer avec le même tube d'un grand nombre de foyers de dimensions différentes. En effet, les clichés réalisés avec un foyer fin peuvent être faits à débit plus faible, et lorsque l'utilisateur travaille avec un foyer plus gros, il lui faut davantage de puissance. L'invention met donc à la disposition de l'utilisateur un tube à foyer de dimension continuement variable et réglable et à flux thermique constant sur la cible. On assure ainsi simplement la maîtrise de l'utilisation.
  • L'invention a donc pour objet un tube radiogène muni d'une cathode et d'une anode, en regard de la cathode, pour émettre un rayonnement X, caractérisé en ce que
    - la cathode est une cathode plane,
    - placée à la base d'un dispositif de focalisation à marche.
  • L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui suit et à l'examen des figures qui l'accompagnent. Celles-ci ne sont données qu'à titre indicatif et nullement limitatif de l'invention. Les figures montrent :
    • - figure 1 : une coupe schématique d'un tube radiogène selon l'invention;
    • - figure 2 : un diagramme énergétique pour le tube de la figure 1 ;
    • - figure 3 : Une vue en perspective d'un exemple d'une cathode plane selon l'invention;
    • - figure 4 : une vue en coupe de la cathode de la figure 3.
  • La figure 1 montre schématiquement un tube radiogène selon l'invention. Ce tube radiogène comporte, dans une enceinte vide non représentée, une cathode 1 située en vis à vis d'une anode 2. L'anode reçoit un rayonnement électronique 3 sur son foyer 4 et réémet un rayonnement X 5 notamment en direction d'une fenêtre d'utilisation 6. La fenêtre d'utilisation fait partie de l'enveloppe du tube. Selon l'invention la cathode présente la particularité d'opposer une face plane 7 en vis à vis de l'anode 2. Elle présente en outre la particularité d'être insérée dans une optique de focalisation 8 dite à marche. Cette optique de focalisation à marche a pour objet de créer une répartition du champ électrique entre l'anode et la cathode telle que le rayonnement 3 des électrons soit du type convergent. On distingue deux types de rayonnement convergent. Dans un premier type, représenté sur la figure 1, le point de convergence des électrons est situé derrière le plan de l'anode : il est virtuel. Dans ce cas, le rayonnement est dit direct. Dans un deuxième type de rayonnement, dit croisé, le point de convergence des électrons se situe en position intermédiaire entre la cathode 7 et l'anode 2 : il est réel.
  • Bien que le dispositif de focalisation 8 puisse être également à simple marche, on a trouvé ici plus avantageux de le réaliser à double marche. La pièce de focalisation 8 a une forme prismatique dont la figure 1 représente le plan de section droit. La pièce 8 comporte les deux marches, respectivement 9 et 10 réparties symétriquement en 9′ et 10′ de part et d'autre de la cathode 1. Chaque marche comporte un dessus de marche 91 ou 101 et une contremarche 92 ou 102. (respectivement 91′, 92,′ 101′, 102′). Dans un exemple préféré de réalisation le plan 7 de la cathode 1 est distant de l'anode 4 d'une distance d'environ 7.5 mm. Les dessus 91 et 91′ des marches 9 et 9′ sont distants de l'anode d'environ 7mm. Les dessus 101 et 101′ sont distants, eux, d'environ 6 mm du plan de l'anode 2. La largeur de la cathode 1, mesurée dans le plan de section droite de la pièce prismatique focale 8, vaut 2 mm. La largeur d'un logement 11 où est placée cette cathode à l'intérieur de la pièce focale 8 vaut 2.2 mm. La distance qui sépare les contremarches 92 et 92′ est de 4 mm tandis que la distance qui sépare les contremarches 101 et 102′ est de 5 mm. On peut considérer que les contre marches sont ainsi accolées à des cylindres parallèlépidiques (pris au sens théorique du terme) de largeurs respectives 4 mm et 5 m. De préférence le dispositif a une allure symétrique par rapport à un plan passant par l'axe 12 du rayonnement, perpendiculairement au plan de la figure. En variante cependant, plutôt que d'être prismatique, l'ensemble peut être circulaire, l'axe 12 servant d'axe de révolution à la cathode ainsi qu'à la pièce de focalisation. Il est possible que l'anode 4 soit une anode de type tournant et même qu'elle présente une face inclinée sur l'axe 12. Dans ce cas les distances indiquées sont plutôt les distances mesurées sur cet axe 12 entre le plan 7 de la cathode et la trace de l'axe 12 sur l'anode 2.
  • Les dimensions données ci-dessus présentent l'avantage que le flux thermiques FT est alors sensiblement constant, pour une haute tension d'utilisation donnée, en fonction de la charge D du tube. En effet, le diagramme de la figure 2 présente trois courbes respectivement 13 à 15 paramétrées par des hautes tensions respectivement de 20 KV, 40 KV ou 50 KV affichant, dans une plage de charge d'utilisation située entre 150 Milliampères et 500 milliampères, une allure sensiblement plate. Le flux thermique est exprimé en KW par mm². Dans l'exemple indiqué il est toujours inférieur à 50 KW par mm², même pour la haute tension d'utilisation la plus forte. La signification de l'aspect plat de ce flux thermique en fonction de la charge signifie tout simplement que la dimension 16 du foyer thermique évolue linéairement avec la charge. En effet, si la charge augmente, par exemple double, la dimension 16 augmente, et la puissance de rayon X émise augmente également, double. Ceci ne provoque pas de contraintes thermiques locales anormales sur l'anode puisque le flux thermique reste le même. Cette augmentation de la charge se traduit par l'écartement, selon les flèches 17 et 18, des directions latérales du faisceau d'électrons 3. Celui-ci devient de plus en plus direct.
  • L'avantage de la présente solution, bien que la dimension du foyer change quand la charge change, est lié au fait qu'on peut ainsi d'une manière simple disposer d'un foyer de dimension choisie. En effet, les courbes 13 à 15 sont des courbes régulières, et sans ondulation. En conséquence, en particulier en métrologie lorsque le problème du débit de dose est un point crucial, ou même en médecine lorsque les limites d'irradiation ne sont pas franchies, on peut choisir en fonction d'une netteté d'image à produire une dimension voulue du foyer. On vient ainsi de présenter un moyen simple de régler à une valeur convenable la dimension de ce foyer.
  • Dans un exemple préféré, la cathode 1 a l'allure d'une poutre représentée en perspective sur la figure 3. Cette poutre est prismatique , creuse, et a sensiblement l'allure d'une maison. La maison est ici présentée comme si elle était couchée sur un de ses murs. La base de la maison constitue la face 7 émissive de la cathode, les murs de la maison tels que le mur 23 possèdent des fenêtres telles que 24. L'intérêt de fabriquer une poutre creuse se situe dans la réduction de la quantité de métal à chauffer. Par ailleurs, la structure de poutre confère à cette cathode une rigidité mécanique évitant les phénomènes de tôle ondulée. Comme la quantité de métal à chauffer est plus faible, l'inertie thermique de la cathode est moins grande, le démarrage du tube peut être plus rapide. Par ailleurs la consommation de l'alimentation de chauffage de la cathode peut être réduite ce qui est un avantage quand on sait les problèmes d'isolement auxquels doivent être confrontés les circuits de chauffage des cathodes.
  • Bien qu'on puisse envisager un chauffage direct de cette cathode en faisant passer un courant électrique directement au travers de celle-ci, on préfère utiliser un filament de chauffage 25 par exemple du même type qu'un filament de chauffage utilisé dans l'état de la technique comme émetteur. Ce filament 25 est lui-même polarisé négativement (plusieurs milliers de volts) par rapport à la cathode 1. Dans un exemple préféré la cathode en poutre est réalisée en tungstène. Afin de limiter également la quantité d'énergie thermique à fournir pour chauffer la cathode on munit le plafond 26 et l'intérieur des murs de celle-ci d'un matelas 27 de fibres isolant thermiquement. Ceci concentre le chauffage sur la partie émissive de la cathode. Dans un exemple les fibres sont des fibres de céramique qui permettent un bon isolement des parois internes latérales de la maison. Les électrons émis par le filament chauffant ne bombardent alors que l'arrière de la cathode 7 selon un dessin représenté par les courbes de champ électrique 28. Ce bombardement est limité à la paroi avant.
  • Par ailleurs cette paroi avant présente un profil concave. Dans un exemple préféré ce profil concave est même tellement concave que des ailes respectivement 29 et 30 de cette cathode présentent des faces intérieures, respectivement 31 et 32, plus proches du filament 25 que ne l'est la face intérieure de la cathode 7 à l'endroit 33 de son milieu. De cette manière les ailes qui sont à la fois plus épaisses, et qui seraient plus dures à chauffer, sont cependant plus chauffées de manière à ce que le sommet de la poutre soit porté en tous points à une température sensiblement constante. De cette manière on émet avec un débit sensiblement constant le rayonnement d'électrons attendu.
  • Bien que la poutre selon l'invention présente maintenant l'intérêt que sa face émissive 7 ne se distorde plus sous les effets des échauffements, elle subit cependant des dilatations qu'il convient de guider sans les contrarier. Dans ce but la cathode est fixée par une patte unique 34 constituant en quelque sorte la cheminée de la maison. Le mode de fixation est de préférence obtenu par blocage de cette patte 34 entre deux vis 35 et 36 qui viennent l'enserrer entre elles respectivement. Ce montage à un point de fixation présente l'avantage de laisser à la cathode tous les degrés de liberté voulus. Il est en particulier préférable à un mode de fixation avec deux points qui présenterait l'inconvénient que les réactions entre ces deux points se répercuteraient immanquablement sur la planéïté de la surface émissive 7. Pour guider les déplacements de la cathode avec la température, les murs de cette cathode sont maintenus dans la pièce focale 8 par des pions de céramique tels que 37 et 38 qui viennent s'appuyer de part et d'autre sur elle. Ceci permet d'éviter tout phénomène de flexion ou de vibration néfaste à un exact positionnement de l'émetteur dans la pièce de focalisation. Les pions permettent à l'émetteur de se dilater thermiquement suivant sa plus grande longueur tout en le maintenant latéralement dans sa position de référence. En pratique, l'alimentation électrique de la cathode peut être obtenue en faisant passer la haute tension par les vis 35 ou 36. Le pièce focale peut éventuellement être découplée électriquement de la cathode.

Claims (12)

1 - Tube radiogène à limitation de flux thermique comportant une cathode (1) et une anode (2), pour émettre un rayonnement X (3), situé en regard de la cathode, caractérisé en ce que
- la cathode est une cathode plane (7)
- placée à la base d'un dispositif (8) de focalisation à marche (9, 10).
2 - Tube selon la revendication 1 caractérisé en ce que la forme du dispositif de focalisation est agencée pour que le rayonnement X soit direct.
3 - Tube selon la revendication 1 ou la revendication 2 caractérisé en ce que le dispositif de focalisation est à double marche (9, 10).
4 - Tube selon la revendication 3 caractérisé en ce que
- le plan de la cathode est éloigné d'environ 7.5 mm de la cible,
- le dispositif de focalisation comporte un plan profond commun avec le plan (7) de la cathode, limité par un cylindre (92, 92′) d'environ 4 mm de largeur,
- un plan intermédiaire situé à environ 7 mm de la cible et limité par un cylindre (102, 102′) d'environ 5 mm de largeur, et
- un plan supérieur situé à environ 6 mm de l'anode.
5 - Tube radiogène selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que la cathode comporte une poutre.
6 - Tube selon la revendication 5 caractérisé en ce que la poutre est creuse (24).
7 - Tube selon la revendication 6 caractérisé en ce que la cathode est chauffée par un dispositif (25) de chauffage indirect.
8 - Tube selon la revendication 7 caractérisé en ce que le dispositif de chauffage comporte un matelas (27) de fibres pour concentrer le chauffage sur la partie émissive de la cathode.
9 - Tube selon la revendication 7 ou la revendication 8 caractérisé en ce qu'une face interne de la cathode, opposée à la face plane, a une forme concave (29, 30) avec des ailes plus proches du dispositif de chauffage qu'une partie centrale (33) interne de cette forme concave.
10 - Tube selon l'une quelconque des revendications 6 à 9, caractérisé en ce qu'au moins une des parois de la poutre comporte un évidement (24).
11 - Tube selon l'une quelconque des revendications 5 à 10 caractérisé en ce que cette poutre est fixée au tube par un seul point (34) de fixation.
12 - Tube selon l'une quelconque des revendications 5 à 11 caractérisé en ce que la poutre est guidée par des pions (37, 38)de céramique fixés de part et d'autre d'elle sur le dispositif (8) de focalisation.
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