EP0777255A1 - X-ray tube, in particular microfocus X-ray tube - Google Patents

X-ray tube, in particular microfocus X-ray tube Download PDF

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EP0777255A1
EP0777255A1 EP96203254A EP96203254A EP0777255A1 EP 0777255 A1 EP0777255 A1 EP 0777255A1 EP 96203254 A EP96203254 A EP 96203254A EP 96203254 A EP96203254 A EP 96203254A EP 0777255 A1 EP0777255 A1 EP 0777255A1
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EP
European Patent Office
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ray tube
electrons
passage channel
tube according
anode body
Prior art date
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Application number
EP96203254A
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German (de)
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Inventor
Geoffrey Dr. c/o Philips Harding
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Philips Intellectual Property and Standards GmbH
Koninklijke Philips NV
Original Assignee
Philips Corporate Intellectual Property GmbH
Philips Patentverwaltung GmbH
Koninklijke Philips Electronics NV
Philips Electronics NV
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Publication date
Application filed by Philips Corporate Intellectual Property GmbH, Philips Patentverwaltung GmbH, Koninklijke Philips Electronics NV, Philips Electronics NV filed Critical Philips Corporate Intellectual Property GmbH
Publication of EP0777255A1 publication Critical patent/EP0777255A1/en
Ceased legal-status Critical Current

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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
    • 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
    • H01J35/08—Anodes; Anti cathodes
    • H01J35/112—Non-rotating anodes
    • H—ELECTRICITY
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    • H01J35/02—Details
    • H01J35/04—Electrodes ; Mutual position thereof; Constructional adaptations therefor
    • H01J35/08—Anodes; Anti cathodes
    • H01J35/112—Non-rotating anodes
    • H01J35/116—Transmissive anodes

Definitions

  • the invention relates to an X-ray tube, in particular a microfocus X-ray tube with an electron source for the emission of electrons and with an anode body which has a conical passage channel for the electrons, the inlet opening facing the electron source is larger than its outlet opening.
  • Such an X-ray tube is known from DE-OS 20 04 359.
  • the electrons are accelerated from a cathode to the anode and mostly hit the walls inside the passage.
  • X-ray radiation is thereby generated everywhere in the passage channel, the useful radiation being led out through a radiation exit window which is located at the exit of the passage passage narrowed in relation to the entrance.
  • a small focus can thus be achieved, which in one embodiment is 1 mm 2 , for example.
  • the smallest possible focus with a diameter e.g. can be achieved in the range of 10 ⁇ m.
  • a first problem is to focus the electrons on a very small focus. Even complex electron optics are no longer sufficient for this.
  • Another problem is that the electron source must be very small, but still provide an electron beam of sufficiently high density.
  • the object of the invention is therefore to create an x-ray tube with which the smallest possible focus can be achieved.
  • this object is achieved according to the invention by arranging the passage channel in such a manner and It is formed that the electrons are scattered at a small angle on a surface of the passage towards the exit opening, and that a target element is arranged in the direction of flight of the electrons behind the exit opening of the passage, in which X-ray radiation is produced when the electrons impact.
  • the invention is based on the finding that as the angle between the electron beam and the surface of the passage channel becomes smaller, more and more electrons entering the passage channel are elastically scattered on its surface.
  • the x-ray tube according to the invention both the electrons that hit the target element in a direct way through the passage channel and the target element uses the electrons scattered on the surface towards the target element to generate useful X-ray radiation when it hits the target element.
  • Another advantage of such an X-ray tube is that the focus is determined solely by the mechanical dimensions of the passage, ie the cross section of the narrowed exit opening of the passage, behind which the target element is arranged, determines the size of the focus.
  • the passage channel itself does not serve as a target element here, ie X-rays generated by a small proportion of the electrons in the passage channel should not be used as useful radiation. Due to the conical configuration of the passage channel, the outlet opening of which is considerably smaller than the inlet opening, a much smaller focus is achieved in the X-ray tube according to the invention than in the known X-ray tube, since the electrons in the passage channel itself do not generate any useful X-ray radiation. Conical does not necessarily mean that it is rotationally symmetrical, including a passage channel for example a rectangular or polygonal cross section is conceivable in the implementation of the invention.
  • the target element is an element which consists of a material with a high atomic number Z, for example greater than 26, for example of gold or molybdenum, and in which X-rays are generated when electrons strike, which radiation is useful the x-ray tube is rejected.
  • the total opening angle is in the range between 3 ° and 7 °.
  • the electrons entering the passage there are not elastically scattered when they hit the surface due to this large opening angle, but instead generate X-rays.
  • the anode itself with the passage channel serves here as the target element, and the X-rays generated in the passage channel are discharged from the tube as useful radiation.
  • the electrons come into the passage as a beam parallel to the central axis (or, in the case of a rotationally symmetrical passage, parallel to the axis of symmetry).
  • electron optics it can be achieved that the electrons hit the passage channel approximately parallel to the surface thereof and hit it at a very small angle, so that elastic scattering is possible.
  • the passage channel is preferably arranged and designed such that the electrons strike the surface of the passage channel at an angle of at most 2 °, preferably at most 1 °.
  • the total opening angle of the passage channel does not exceed a certain upper limit.
  • One embodiment of the invention therefore provides that the total opening angle is a maximum of 8 °. Only when using a parallel electron beam, the rays of which are aligned parallel to the central axis of the through-channel, is it necessary that the total opening angle of the through-channel should not exceed a certain size. Laboratory tests have shown that particularly many electrons are scattered elastically in the passage channel in a further development according to the invention, which is characterized in that the passage channel has a total opening angle of 2 °. This further development also has the advantage that the use of complex electron optics is not necessary.
  • the anode body has an anode layer on the inner surface of the passage channel, which consists of a material with a nuclear charge number Z> 26.
  • the anode layer consists of copper, silver or gold. If materials with an atomic number that is too low are used for the anode layer, the probability of elastic scattering when the electrons strike is becoming less and less. If the atomic number Z is too small, the electrons lose more and more energy the smaller Z is when they hit the anode layer, i.e., more and more electrons are scattered inelastically, which means that the efficiency of the X-ray tube becomes less and less.
  • the target element is arranged on a target carrier in a conical depression directly opposite the outlet opening of the passage channel.
  • the electrons arrive directly in this depression and generate X-rays there.
  • the area of the target element on which the electrons strike is thereby increased compared to a target element without a depression, without the focus being larger. This allows a further increase in the X-ray yield to be achieved.
  • An embodiment of the invention preferably provides that the target carrier is a thin plate made of diamond.
  • the thickness of the plate is in the range of a few hundred micrometers, for example around 500 ⁇ m.
  • a further development according to the invention provides that the anode body is designed in a ring shape around an electron focusing point located on the surface of the target element and has at least two passage channels directed towards the electron focusing point and narrowing thereon and that the electron source is a cathode element arranged in a circular arc around the anode body.
  • This ensures that the cathode delivers as many electrons as possible.
  • the dimension of the cathode element for example a cathode heating wire, must be very small and precisely determined, the cathode element here can be significantly larger and thus also supply significantly more electrons. Overall, this version achieves a significant increase in the number of electrons hitting the target element.
  • the anode body has a curved, preferably hemispherical surface and that the electron source has a curved, preferably hemispherical surface facing the anode body.
  • very good focusing of the electrons can be achieved in such a way that very many electrons emitted by the electron source hit the passage channel.
  • the design of the electron source and the anode body can create such an electric field that the electrons hit the surface of the passage channel at a small angle and are scattered there as desired toward the outlet opening.
  • the mutually facing surfaces of the electron source and the anode body are preferably designed as part of a spherical surface, preferably hemispherical, the radii of curvature being approximately the same size are.
  • the radii of curvature can also be of different sizes, in particular in order to compensate for disturbances in the electrical field that occur in the surface of the anode body due to the opening required for the passage channel.
  • the electron source has a cathode element, preferably a cathode filament or a cathode plate, arranged in the center of its curved surface.
  • This cathode element which can be made of tungsten, for example, has the same potential as the rest of the surface and is heated directly (cathode filament) or indirectly (cathode plate), so that electrons are only emitted from the cathode element.
  • a useful beam of X-rays emerges from the microfocus X-ray tube at an angle unequal to 0 ° to the central axis running in the center of the passage channel.
  • the target element can be arranged, for example, at an angle not equal to 90 ° to the central axis. A further reduction in focus can be achieved if the useful beam emerges at an angle unequal to 90 ° to the surface of the target element.
  • the anode body or the anode layer have good thermal conductivity. It is also important that the surface within the passage is as smooth as possible, i.e. that the arithmetic roughness is as low as possible. If the surface is not smooth enough, the electrons scattered by the surface can be reabsorbed.
  • the object is also achieved by an x-ray device with an x-ray tube according to the invention. Due to the aforementioned properties and The x-ray tube according to the invention or the x-ray device are particularly suitable for checking electrical contact points, in particular in the case of integrated circuits.
  • Fig. 1 denotes an electron source, which consists of a cathode body 2 and a cathode filament 3, usually a tungsten wire.
  • the electrons 4 are accelerated towards the anode body 5 due to the voltage of approximately 60 to 200 kV between the anode body 5 and the cathode filament 3.
  • the anode body 5 has a conical passage channel 9, in the inlet opening 17 of which the electrons enter and through which the electrons 4 can fly from the electron source 1 to the target element 6, which is located at the narrowed outlet opening 13 of the passage channel 9.
  • X-ray radiation 11 Upon impact of the electrons 4 on the target element 6, X-ray radiation 11 is generated, which can exit the X-ray tube through the target carrier 7 at an angle not equal to 0 ° to the perpendicular central axis 12.
  • the anode block 8 surrounding the anode body 5 can be also enclose the X-ray tube below the target carrier 7 and only have a radiation exit window where X-radiation is to be diverted as useful radiation.
  • An anode layer 10 which consists of a material with high thermal conductivity, preferably copper, gold or silver, is applied to the surface of the anode body 5 in the interior of the passage channel 9.
  • the anode body 5 consists here, for example, of copper.
  • the electrons 4, which enter the passage channel 9 but do not directly hit the target element 6, either penetrate into the anode layer 10 or are reflected on this anode layer 10, i.e. scattered elastically ( without loss of energy). The smaller the angle between the trajectory of the electron and the surface of the anode layer 10, the greater the probability that an electron is reflected on the surface.
  • the total opening angle of the passage channel must be as small as possible with an electron beam 4 with electron beams parallel to the central axis 12.
  • the diameter of the passage 9 at the widest point at the inlet opening is approximately 1.5 mm, while the diameter at the outlet opening 13 is approximately 10 to 20 ⁇ m (or less).
  • the total opening angle is approximately 1.7 °.
  • the surface of the anode layer 10 is necessary for the surface of the anode layer 10 to be as smooth as possible, that is to say to have a very low arithmetic mean roughness. If the surface were too rough, the electrons in the anode layer 10 would be scattered inelastically with loss of energy instead of being reflected.
  • the target element 6, which is designed here as a layer of a few ⁇ m thick made of a material with a high atomic number Z, preferably gold, is firmly attached to a target carrier 7, for example vapor-deposited.
  • the target carrier 7 consists of a material with high thermal conductivity, for example diamond, in order to dissipate the heat generated during operation of the X-ray tube in the target element 6.
  • the anode body 5 is enclosed by an anode block 8 made of steel and is configured essentially rotationally symmetrically about the central axis 12, which runs vertically in FIG. 1 and through the cathode heating wire 3.
  • the passage channel 9 is designed to be rotationally symmetrical about the central axis 12.
  • the surface of the anode layer 10 should have an arithmetic mean roughness value of less than 0.1 ⁇ m.
  • a desirable upper limit is given by the mean free path of an electron in matter, which also depends on the type of material.
  • the mean free path length of an electron is 0.01 ⁇ m at a voltage of 100 kV. A surface with such a low average roughness value is desirable, but can only be produced with great effort.
  • the arrangement shown in FIG. 1 can also be designed such that the electrons 4 arrive in the passage channel 9 from a direction that does not exactly correspond to the vertical 12.
  • the passage 9 does not necessarily have to be rotationally symmetrical about this vertical 12.
  • the angle of incidence at which the electrons 4 strike the anode layer 10 is as small as possible.
  • the X-ray radiation 11 emerges vertically downwards (along the axis 12) or that a reflection target is used so that the X-ray radiation 11 emerges laterally from the tube.
  • the target carrier 15 here consists of a material with a low atomic number Z, for example of beryllium, aluminum, diamond or carbon, and is designed as a thin plate with a thickness of approximately 500 ⁇ m. Symmetrical to the vertical axis 12, the target carrier 15 has a conical recess 16 in which a target layer 14 is applied to the surface.
  • the target layer 14 which consists of a material with a high atomic number Z, for example gold or molybdenum, serves here as a transmission target for the generation of X-rays 11, which arise when the electrons strike and exit the target carrier 15 downwards in an angular range of approximately 30 ° .
  • a shield 18, for example lead plates, is arranged on the underside of the target carrier 15, which only allows X-rays 11 to pass in this angular range.
  • Cooling can take place here, for example, by means of a coolant channel in the anode body 5 that extends in a ring around the passage channel 9.
  • a coolant channel in the anode body 5 that extends in a ring around the passage channel 9.
  • one or more coolant channels could be attached to the underside of the target carrier 15.
  • the entire target carrier 15 including the target layer 14 consists of material with a high atomic number Z.
  • the schematic diagram in FIG. 3 shows a further embodiment of a microfocus X-ray tube according to the invention.
  • the electron source here consists of a cathode filament 25, which is arranged in a circular arc around an electron focusing point 36 on the surface of the target element 31.
  • the anode body 26 is arranged in a ring between the target element 31 and the cathode filament 25.
  • the target element 31 is firmly attached in a target carrier 30.
  • the anode body 26 has a plurality of passage channels 27, 28, 29 which are rectangular in cross section and narrow towards the target element 31.
  • electrons can either get directly through these passage channels 27, 28, 29 from the cathode filament 25 to the target element 31 (electron path 34) or can be scattered on the inside of a passage channel 27, 28, 29 to the target 31 (electron path 35).
  • Some of the electrons (electron path 33) will also strike the outer surface of the anode body 26 and generate X-rays there, which, however, is absorbed in the anode body 26 due to the high atomic number of the anode material.
  • a diaphragm 32 Between the anode body 26 and the target element 31 there is a diaphragm 32 with a bore directly above the electron focusing point 36, which shields the X-rays generated by electrons in the anode body 26 from the target element 31.
  • a typical value for the radius of the cathode filament 25 is 50 mm.
  • the outer radius of the anode body 26 is typically 25 mm and the inner radius 10 mm.
  • a passage channel 27, 28, 29 on the outer edge of the anode body 26 has a height of 100 ⁇ m and a width of 100 ⁇ m.
  • the cross section has a height of 100 ⁇ m and a width of 60 ⁇ m. This results in a passage 27, 28, 29 a total opening angle of approximately 0.15 °.
  • the cathode filament 25 and the anode body 26 can be arranged in any angular range up to 180 ° around the electron focusing point 36. In practical use, an angular range of approximately 60 ° is sufficient, since otherwise the anode would take up too large dimensions. It is also irrelevant to the invention whether the anode body has two or more passage channels.
  • the target element 31 is shown enlarged again in FIG. 4.
  • a carrier layer 37 made of diamond a gold layer 38 is applied, in which the X-rays are generated when the electrons strike.
  • a further diamond layer 39 with an opening directly above the conical recess 40 in the gold layer 38 and the diamond layer 37.
  • the diamond layer 39 prevents electrons from striking the outside of the gold layer 38 and generating X-rays there.
  • the target carrier 15 shown in FIG. 2 could also be used.
  • FIG. 5 shows a further embodiment of an X-ray tube according to the invention.
  • the electron source is designated
  • the contact element unit which contains for example the voltage connection for the electron source.
  • 43 designates the anode body, which has an electron collimator 45 with the passage channel 44.
  • the target element 46 from which the X-ray radiation 47 emerges downwards, is again located at the exit opening of the passage channel.
  • the arrangement shown is enclosed in a vacuum-tight manner by the tube housing 49.
  • the anode body 43 has a curved surface 430, which here is designed as part of a spherical surface approximately hemispherical, and is formed by a layer made of copper, for example.
  • the center of the sphere is located on the axis of symmetry 48 approximately at the electron focusing point 50, at which the electrons hit the target element 46 after passing through the passage channel 44.
  • a top view of the anode body 43 is shown in FIG. 6. It can also be seen there that the passage channel 44 designed as a narrowing gap 51 has a circular cross section.
  • the surface 410 facing the anode body 43 of the electron source 41 which is preferably made of copper, is likewise designed approximately as part of a spherical surface. Their radius, which is approximately 20 mm, is smaller in the embodiment shown than the outer radius of the anode body 43, which is approximately 40 mm. This is necessary to compensate for the divergence of the electric field due to the opening of the passage 44 in the surface 430.
  • FIG. 7 shows a plan view from below of the electron source 41, in which the centrally arranged cathode plate 52 made of tungsten can also be seen. This is indirectly heated by a heating element, not shown, so that electrons are emitted therefrom.
  • the passage channel 44 has an overall opening angle of approximately 4 °. With such an embodiment, a focus with a diameter of approximately 30 ⁇ m is achieved, the X-ray tube being operated at 120 kV. Most of the X-rays generated are X-ray brake radiation and only to a small extent (approx.
  • the hole in the surface 430 of the anode body 43 required for the passage channel 44 could also be covered by an electrically conductive film through which the electrons can fly.
  • the electrical field between the electron source 41 and the anode body 43 then does not have such a strong divergence, and the radius of the curved surface 410 of the electron source can be chosen to be larger than the radius of the surface 430 of the anode body 43.
  • the embodiment shown in FIG. 5 is particularly advantageous because the requirements such as small size of the total opening angle, low surface roughness in the passage channel and high atomic number of the surface material of the passage channel are not as strict as, for example, in the embodiment shown in FIG. 1.
  • microfocus X-ray tube With the microfocus X-ray tube according to the invention, an electron beam with a high electron density and a small cross section is generated on the target element, the cross section being determined mechanically. A very small focus can thus be achieved on the target element, the focus here being dependent on the mechanical dimensions and not on the electrical voltage, as is the case with conventional X-ray tubes.
  • the x-ray yield based on the focus size is here significantly increased compared to conventional X-ray tubes.
  • the efficiency output power of the X-ray radiation based on the input power of the X-ray tube) is also significantly higher than with conventional X-ray tubes.

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Abstract

The X-ray tube has an electron source (1) for emission of electrons and an anode body (5) with a conical through-channel (9) for the electrons, whose inlet opening (17) which faces the electron source, is larger than its outlet opening (13). The channel is arranged and designed so that the electrons are scattered towards the outlet opening when incident at a small angle on a surface of the channel. A target element (6) is arranged after the outlet opening in the direction of flight of the electrons. X-rays are formed in the target when impacted by electrons (11).

Description

Die Erfindung betrifft eine Röntgenröhre, insbesondere eine Mikrofokusröntgenröhre mit einer Elektronenquelle zur Emission von Elektronen und mit einem Anodenkörper, welcher einen konischen Durchtrittskanal für die Elektronen aufweist, dessen der Elektronenquelle zugewandte Eintrittsöffnung größer ist als seine Austrittsöffnung.The invention relates to an X-ray tube, in particular a microfocus X-ray tube with an electron source for the emission of electrons and with an anode body which has a conical passage channel for the electrons, the inlet opening facing the electron source is larger than its outlet opening.

Eine derartige Röntgenröhre ist aus der DE-OS 20 04 359 bekannt. Die Elektronen werden von einer Kathode zur Anode beschleunigt und treffen größtenteils auf die Wände innerhalb des Durchtrittskanals. Überall in dem Durchtrittskanal wird dadurch Röntgenstrahlung erzeugt, wobei die Nutzstrahlung durch ein Strahlenaustrittsfenster ausgeleitet wird, das sich am Ausgang des gegenüber dem Eingang verengten Durchtrittskanals befindet. Damit kann ein kleiner Fokus erreicht werden, der in einer Ausführung beispielsweise 1 mm2 beträgt.Such an X-ray tube is known from DE-OS 20 04 359. The electrons are accelerated from a cathode to the anode and mostly hit the walls inside the passage. X-ray radiation is thereby generated everywhere in the passage channel, the useful radiation being led out through a radiation exit window which is located at the exit of the passage passage narrowed in relation to the entrance. A small focus can thus be achieved, which in one embodiment is 1 mm 2 , for example.

Mit Mikrofokusröntgenröhren soll demgegenüber ein möglichst kleiner Fokus mit einem Durchmesser, z.B. im Bereich von 10µm erreicht werden. Ein erstes Problem besteht dabei darin, die Elektronen auf einen sehr kleinen Fokus zu bündeln. Selbst aufwendige Elektronenoptiken sind hierfür nicht mehr ausreichend. Ein weiteres Problem besteht darin, daß die Elektronenquelle sehr klein sein muß, aber dennoch ein Elektronenstrahlenbündel ausreichend großer Dichte liefern muß.In contrast, with microfocus X-ray tubes, the smallest possible focus with a diameter, e.g. can be achieved in the range of 10 µm. A first problem is to focus the electrons on a very small focus. Even complex electron optics are no longer sufficient for this. Another problem is that the electron source must be very small, but still provide an electron beam of sufficiently high density.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine Röntgenröhre zu schaffen, mit der ein möglichst kleiner Fokus erreicht werden kann.The object of the invention is therefore to create an x-ray tube with which the smallest possible focus can be achieved.

Diese Aufgabe wird ausgehend von einer Röntgenröhre der eingangs genannten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Durchtrittskanal derart angeordnet und ausgebildet ist, daß die Elektronen beim Auftreffen unter einem kleinen Winkel auf eine Oberfläche des Durchtrittskanals zur Austrittsöffnung hin gestreut werden, und daß in Flugrichtung der Elektronen hinter der Austrittsöffnung des Durchtrittskanals ein Targetelement angeordnet ist, in dem beim Aufprall der Elektronen Röntgenstrahlung entsteht.Starting from an X-ray tube of the type mentioned at the outset, this object is achieved according to the invention by arranging the passage channel in such a manner and It is formed that the electrons are scattered at a small angle on a surface of the passage towards the exit opening, and that a target element is arranged in the direction of flight of the electrons behind the exit opening of the passage, in which X-ray radiation is produced when the electrons impact.

Der Erfindung liegt dabei die Erkenntnis zugrunde, daß bei kleiner werdendem Winkel zwischen dem Elektronenstrahl und der Oberfläche des Durchtrittskanals immer mehr in den Durchtrittskanal hineintreffende Elektronen an dessen Oberfläche elastisch gestreut werden. Gegenüber der bekannten Röntgenröhre, bei der die Röntgennutzstrahlung nur durch Elektronen erzeugt wird, welche direkt auf die Wände des Durchtrittskanals treffen, werden bei der erfindungsgemäßen Röntgenröhre sowohl die Elektronen, die auf direktem Weg durch den Durchtrittskanal von der Elektronenquelle auf das Targetelement treffen, als auch die an der Oberfläche zum Targetelement hin gestreuten Elektronen dazu benutzt, beim Auftreffen auf das Targetelement Röntgennutzstrahlung zu erzeugen.The invention is based on the finding that as the angle between the electron beam and the surface of the passage channel becomes smaller, more and more electrons entering the passage channel are elastically scattered on its surface. Compared to the known x-ray tube, in which the useful x-ray radiation is generated only by electrons that directly hit the walls of the passage channel, in the x-ray tube according to the invention, both the electrons that hit the target element in a direct way through the passage channel and the target element uses the electrons scattered on the surface towards the target element to generate useful X-ray radiation when it hits the target element.

Ein weiterer Vorteil einer derartigen Röntgenröhre besteht darin, daß der Fokus allein durch die mechanischen Abmessungen des Durchtrittskanals bestimmt ist, d.h., der Querschnitt der verengten Ausgangsöffnung des Durchtrittskanals, hinter dem das Targetelement angeordnet ist, bestimmt die Größe des Fokus. Der Durchtrittskanal selbst dient hier nicht als Targetelement, d.h., von einem geringen Anteil der Elektronen im Durchtrittskanal erzeugte Röntgenstrahlung soll nicht als Nutzstrahlung verwendet werden. Aufgrund der konischen Ausgestaltung des Durchtrittskanals, dessen Austrittsöffnung wesentlich kleiner ist als dessen Eintrittsöffnung, wird bei der erfindungsgemäßen Röntgenröhre ein deutlich kleinerer Fokus erreicht als bei der bekannten Röntgenröhre, da die Elektronen im Durchtrittskanal selbst keine Röntgennutzstrahlung erzeugen. Konisch bedeutet dabei nicht notwendigerweise rotationssymmetrisch, auch ein Durchtrittskanal mit beispielsweise rechteckigem oder vieleckigem Querschnitt ist bei der Verwirklichung der Erfindung denkbar.Another advantage of such an X-ray tube is that the focus is determined solely by the mechanical dimensions of the passage, ie the cross section of the narrowed exit opening of the passage, behind which the target element is arranged, determines the size of the focus. The passage channel itself does not serve as a target element here, ie X-rays generated by a small proportion of the electrons in the passage channel should not be used as useful radiation. Due to the conical configuration of the passage channel, the outlet opening of which is considerably smaller than the inlet opening, a much smaller focus is achieved in the X-ray tube according to the invention than in the known X-ray tube, since the electrons in the passage channel itself do not generate any useful X-ray radiation. Conical does not necessarily mean that it is rotationally symmetrical, including a passage channel for example a rectangular or polygonal cross section is conceivable in the implementation of the invention.

Als Targetelement ist im Zusammenhang mit der Erfindung ein Element zu sehen, das aus einem Material mit hoher Kernladungszahl Z, etwa größer als 26, besteht, beispielsweise aus Gold oder Molybdän, und in dem beim Auftreffen von Elektronen Röntgenstrahlung erzeugt wird, die als Nutzstrahlung aus der Röntgenröhre ausgeleitet wird.In the context of the invention, the target element is an element which consists of a material with a high atomic number Z, for example greater than 26, for example of gold or molybdenum, and in which X-rays are generated when electrons strike, which radiation is useful the x-ray tube is rejected.

Bei der bekannten Anordnung liegt der Gesamtöffnungswinkel im Bereich zwischen 3° und 7°. Die dort in den Durchtrittskanal eintretenden Elektronen werden beim Auftreffen auf die Oberfläche aufgrund dieses großen Öffnungswinkels nicht elastisch gestreut, sondern erzeugen Röntgenstrahlung. Die Anode selbst mit dem Durchtrittskanal dient hier als Targetelement, und die im Durchtrittskanal erzeugte Röntgenstrahlung wird als Nutzstrahlung aus der Röhre ausgeleitet.In the known arrangement, the total opening angle is in the range between 3 ° and 7 °. The electrons entering the passage there are not elastically scattered when they hit the surface due to this large opening angle, but instead generate X-rays. The anode itself with the passage channel serves here as the target element, and the X-rays generated in the passage channel are discharged from the tube as useful radiation.

Für die Verwirklichung der Erfindung ist nicht notwendigerweise erforderlich, daß die Elektronen als Strahlenbündel parallel zur Mittelachse (oder bei einem rotationssymmetrischen Durchtrittskanal parallel zur Symmetrieachse) in den Durchtrittskanal hineintreffen. Durch eine Elektronenoptik kann erreicht werden, daß die Elektronen annähernd parallel zur Oberfläche des Durchtrittskanals in diesen hineintreffen und unter einem sehr kleinen Winkel auftreffen, so daß elastische Streuung möglich ist. Bevorzugt ist der Durchtrittskanal derart angeordnet und ausgestaltet, daß die Elektronen unter einem Winkel von maximal 2°, vorzugsweise von maximal 1° auf die Oberfläche des Durchtrittskanals auftreffen.For the implementation of the invention, it is not absolutely necessary that the electrons come into the passage as a beam parallel to the central axis (or, in the case of a rotationally symmetrical passage, parallel to the axis of symmetry). By means of electron optics it can be achieved that the electrons hit the passage channel approximately parallel to the surface thereof and hit it at a very small angle, so that elastic scattering is possible. The passage channel is preferably arranged and designed such that the electrons strike the surface of the passage channel at an angle of at most 2 °, preferably at most 1 °.

Unter Verwendung derartiger Maßnahmen zur Beeinflussung der Elektronenflugbahn vor Eintritt in den Durchtrittskanal ist es nicht erforderlich, daß der Gesamtöffnungswinkel des Durchtrittskanal einen bestimmten oberen Grenzwert nicht überschreitet. In einer Ausgestaltung der Erfindung ist deshalb vorgesehen, daß der Gesamtöffnungswinkel maximal 8° beträgt. Lediglich bei Verwendung eines parallelen Elektronenstrahlenbündels, dessen Strahlen parallel zur Mittelachse des Durchtrittskanals ausgerichtet sind, ist erforderlich, daß der Gesamtöffnungswinkel des Durchtrittskanals eine bestimmte Größe nicht überschreiten sollte. Bei Laborversuchen hat sich dabei gezeigt, daß besonders viele Elektronen im Durchtrittskanal elastisch gestreut werden bei einer erfindungsgemäßen Weiterbildung, die dadurch gekennzeichnet ist, daß der Durchtrittskanal einen Gesamtöffnungswinkel von 2° aufweist. Diese Weiterbildung hat auch den Vorteil, daß die Verwendung aufwendiger Elektronenoptiken nicht erforderlich ist.Using such measures to influence the electron trajectory before entering the passage channel, it is not necessary that the total opening angle of the passage channel does not exceed a certain upper limit. One embodiment of the invention therefore provides that the total opening angle is a maximum of 8 °. Only when using a parallel electron beam, the rays of which are aligned parallel to the central axis of the through-channel, is it necessary that the total opening angle of the through-channel should not exceed a certain size. Laboratory tests have shown that particularly many electrons are scattered elastically in the passage channel in a further development according to the invention, which is characterized in that the passage channel has a total opening angle of 2 °. This further development also has the advantage that the use of complex electron optics is not necessary.

Eine Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, daß der Anodenkörper auf der Innenfläche des Durchtrittskanals eine Anodenschicht aufweist, die aus einem Material mit einer Kernladungszahl Z > 26 besteht. Eine bevorzugte Weiterbildung sieht vor, daß die Anodenschicht aus Kupfer, Silber oder Gold besteht. Bei Verwendung von Materialien mit zu geringer Kernladungszahl für die Anodenschicht wird die Wahrscheinlichkeit einer elastischen Streuung beim Auftreffen der Elektronen immer geringer. Wenn die Kernladungszahl Z zu klein ist, verlieren die Elektronen beim Auftreffen auf die Anodenschicht immer mehr Energie je kleiner Z ist, d.h., immer mehr Elektronen werden inelastisch gestreut, wodurch der Wirkungsgrad der Röntgenröhre immer geringer wird.One embodiment of the invention provides that the anode body has an anode layer on the inner surface of the passage channel, which consists of a material with a nuclear charge number Z> 26. A preferred further development provides that the anode layer consists of copper, silver or gold. If materials with an atomic number that is too low are used for the anode layer, the probability of elastic scattering when the electrons strike is becoming less and less. If the atomic number Z is too small, the electrons lose more and more energy the smaller Z is when they hit the anode layer, i.e., more and more electrons are scattered inelastically, which means that the efficiency of the X-ray tube becomes less and less.

In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß das Targetelement in einer konischen, der Austrittsöffnung des Durchtrittskanals direkt gegenüberliegenden Vertiefung auf einem Targetträger angeordnet ist. Die Elektronen treffen direkt in diese Vertiefung ein und erzeugen dort Röntgenstrahlung. Die Fläche des Targetelements, auf die Elektronen auftreffen, ist dadurch vergrößert gegenüber einem Targetelement ohne Vertiefung, ohne daß der Fokus größer ist. Dadurch kann eine weitere Erhöhung der Röntgenstrahlungsausbeute erzielt werden.In a further embodiment of the invention it is provided that the target element is arranged on a target carrier in a conical depression directly opposite the outlet opening of the passage channel. The electrons arrive directly in this depression and generate X-rays there. The area of the target element on which the electrons strike is thereby increased compared to a target element without a depression, without the focus being larger. This allows a further increase in the X-ray yield to be achieved.

Bevorzugt sieht eine Ausgestaltung der Erfindung vor, daß der Targetträger ein dünnes, aus Diamant bestehendes Plättchen ist. Die Dicke des Plättchens liegt dabei im Bereich von wenigen hundert Mikrometern, beispielsweise bei etwa 500µm.An embodiment of the invention preferably provides that the target carrier is a thin plate made of diamond. The thickness of the plate is in the range of a few hundred micrometers, for example around 500 µm.

Eine erfindungsgemäße Weiterbildung sieht vor, daß der Anodenkörper ringförmig um einen auf der Oberfläche des Targetelements befindlichen Elektronenfokussierungspunkt ausgestaltet ist und mindestens zwei auf den Elektronenfokussierungspunkt gerichtete, sich dahin verengende Durchtrittskanäle aufweist und daß die Elektronenquelle ein kreisbogenförmig um den Anodenkörper angeordnetes Kathodenelement ist. Dadurch wird gewährleistet, daß die Kathode möglichst viele Elektronen liefert. Während bei einem Anodenkörper mit einem einzigen Durchtrittskanal die Abmessung des Kathodenelements, beispielsweise eines Kathodenheizdrahts sehr gering und genau bestimmt sein muß, kann hier das Kathodenelement wesentlich größer sein und damit auch wesentlich mehr Elektronen liefern. Insgesamt wird mit dieser Ausführung eine deutliche Erhöhung der Anzahl der auf das Targetelement treffenden Elektronen erreicht.A further development according to the invention provides that the anode body is designed in a ring shape around an electron focusing point located on the surface of the target element and has at least two passage channels directed towards the electron focusing point and narrowing thereon and that the electron source is a cathode element arranged in a circular arc around the anode body. This ensures that the cathode delivers as many electrons as possible. While in the case of an anode body with a single passage channel, the dimension of the cathode element, for example a cathode heating wire, must be very small and precisely determined, the cathode element here can be significantly larger and thus also supply significantly more electrons. Overall, this version achieves a significant increase in the number of electrons hitting the target element.

In einer alternativen Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß der Anodenkörper eine gewölbte, vorzugsweise halbkugelförmig ausgestaltete Oberfläche aufweist und daß die Elektronenquelle eine dem Anodenkörper zugewandte gewölbte, vorzugsweise halbkugelförmig ausgestaltete Oberfläche aufweist. Mit einer derartigen Ausgestaltung kann eine sehr gute Fokussierung der Elektronen erreicht werden so, daß sehr viele von der Elektronenquelle emittierte Elektronen in den Durchtrittskanal treffen. Außerdem kann durch die Ausgestaltung der Elektronenquelle und des Anodenkörpers ein solches elektrisches Feld aufgebaut werden, daß die Elektronen unter einem kleinen Winkel auf die Oberfläche des Durchtrittskanal treffen und dort wie gewünscht zur Austrittsöffnung hin gestreut werden. Die einander zugewandten Oberflächen der Elektronenquelle und des Anodenkörpers sind vorzugsweise als Teil einer Kugeloberfläche, bevorzugt halbkugelförmig ausgestaltet, wobei dabei die Krümmungsradien in etwa gleich groß sind. Die Krümmungsradien können aber auch unterschiedlich groß sein, insbesondere um aufgrund der für den Durchtrittskanal erforderlichen Öffnung in der Oberfläche des Anodenkörpers auftretende Störungen des elektrischen Feldes auszugleichen.In an alternative embodiment of the invention it is provided that the anode body has a curved, preferably hemispherical surface and that the electron source has a curved, preferably hemispherical surface facing the anode body. With such an embodiment, very good focusing of the electrons can be achieved in such a way that very many electrons emitted by the electron source hit the passage channel. In addition, the design of the electron source and the anode body can create such an electric field that the electrons hit the surface of the passage channel at a small angle and are scattered there as desired toward the outlet opening. The mutually facing surfaces of the electron source and the anode body are preferably designed as part of a spherical surface, preferably hemispherical, the radii of curvature being approximately the same size are. However, the radii of curvature can also be of different sizes, in particular in order to compensate for disturbances in the electrical field that occur in the surface of the anode body due to the opening required for the passage channel.

In einer davon ausgehenden Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, daß die Elektronenquelle ein im Zentrum ihrer gewölbten Oberfläche angeordnetes Kathodenelement, vorzugsweise ein Kathodenfilament oder ein Kathodenplättchen aufweist. Dieses Kathodenelement, das beispielsweise aus Wolfram bestehen kann, liegt auf demselben Potential wie die restliche Oberfläche und wird direkt (Kathodenfilament) oder indirekt (Kathodenplättchen) geheizt, so daß nur aus dem Kathodenelement Elektronen emittiert werden.In a further development of the invention based on this, it is provided that the electron source has a cathode element, preferably a cathode filament or a cathode plate, arranged in the center of its curved surface. This cathode element, which can be made of tungsten, for example, has the same potential as the rest of the surface and is heated directly (cathode filament) or indirectly (cathode plate), so that electrons are only emitted from the cathode element.

In einer weiteren Ausgestaltung ist erfindungsgemäß vorgesehen, daß ein Nutzstrahlenbündel der Röntgenstrahlung unter einem Winkel ungleich 0° zur im Zentrum des Durchtrittskanals verlaufenden Mittelachse aus der Mikrofokusröntgenröhre austritt. Das Targetelement kann dabei beispielsweise in einem Winkel ungleich 90° zur Mittelachse angeordnet sein. Eine weitere Verkleinerung des Fokus kann erreicht werden, wenn das Nutzstrahlenbündel unter einem Winkel ungleich 90° zur Oberfläche des Targetelements austritt.In a further embodiment it is provided according to the invention that a useful beam of X-rays emerges from the microfocus X-ray tube at an angle unequal to 0 ° to the central axis running in the center of the passage channel. The target element can be arranged, for example, at an angle not equal to 90 ° to the central axis. A further reduction in focus can be achieved if the useful beam emerges at an angle unequal to 90 ° to the surface of the target element.

Wichtig für die Funktion der erfindungsgemäßen Röntgenröhre ist, daß der Anodenkörper bzw. die Anodenschicht eine gute Wärmeleitfähigkeit aufweisen. Weiterhin ist wichtig, daß die Oberfläche innerhalb des Durchtrittskanals möglichst glatt ist, d.h., eine möglichst geringe arithmetische Mittenrauheit aufweist. Wenn die Oberfläche nicht glatt genug ist, können die von der Oberfläche gestreuten Elektronen wieder absorbiert werden.It is important for the function of the X-ray tube according to the invention that the anode body or the anode layer have good thermal conductivity. It is also important that the surface within the passage is as smooth as possible, i.e. that the arithmetic roughness is as low as possible. If the surface is not smooth enough, the electrons scattered by the surface can be reabsorbed.

Die Aufgabe wird auch gelöst durch eine Röntgeneinrichtung mit einer erfindinngsgemäßen Röntgenröhre. Aufgrund der vorgenannten Eigenschaften und Vorteile eignet sich die erfindungsgemäße Röntgenröhre oder die Röntgeneinrichtung besonders zur Überprüfung elektrischer Kontaktstellen, insbesondere bei integrierten Schaltungen.The object is also achieved by an x-ray device with an x-ray tube according to the invention. Due to the aforementioned properties and The x-ray tube according to the invention or the x-ray device are particularly suitable for checking electrical contact points, in particular in the case of integrated circuits.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1
eine erfindungsgemäße Mikrofokusröntgenröhre,
Fig. 2
ein Ausschnitt eines Anodenkörpers und eines Targetelements für eine erfindungsgemäße Mikrofokusröntgenröhre,
Fig. 3
eine Prinzipskizze einer weiteren Ausführungsform der erfindungsgemäßen Mikrofokusröntgenröhre,
Fig. 4
ein Targetelement für eine Mikrofokusröntgenröhre gem. Fig. 3,
Fig. 5
eine Skizze einer weiteren Ausführungsform der erfindungsgemäßen Mikrofokusröntgenröhre,
Fig. 6
eine Draufsicht auf eine Elektronenquelle gem. Fig. 5 und
Fig. 7
eine Draufsicht auf einen Anodenkörper gem. Fig. 5.
The invention is explained below with reference to the drawing. Show it:
Fig. 1
a microfocus X-ray tube according to the invention,
Fig. 2
a section of an anode body and a target element for a microfocus X-ray tube according to the invention,
Fig. 3
2 shows a schematic diagram of a further embodiment of the microfocus X-ray tube according to the invention,
Fig. 4
a target element for a microfocus X-ray tube acc. Fig. 3,
Fig. 5
a sketch of a further embodiment of the microfocus X-ray tube according to the invention,
Fig. 6
a top view of an electron source acc. Fig. 5 and
Fig. 7
a plan view of an anode body acc. Fig. 5.

Mit 1 ist in Fig. 1 eine Elektronenquelle bezeichnet, die aus einem Kathodenkörper 2 sowie einem Kathodenheizfaden 3, meist einem Wolframdraht besteht. Die Elektronen 4 werden aufgrund der Spannung von etwa 60 bis 200 kV zwischen dem Anodenkörper 5 und dem Kathodenheizfaden 3 zum Anodenkörper 5 hin beschleunigt. Der Anodenkörper 5 weist einen konischen Durchtrittskanal 9 auf, in dessen Eintrittsöffnung 17 die Elektronen hineintreffen und durch den die Elektronen 4 von der Elektronenquelle 1 zum Targetelement 6, das sich an der verengten Austrittsöffnung 13 des Durchtrittskanals 9 befindet, durchfliegen können. Beim Aufprall der Elektronen 4 auf dem Targetelement 6 entsteht Röntgenstrahlung 11, die nach unten unter einem Winkel ungleich 0° zur senkrecht verlaufenden Mittelachse 12 durch den Targetträger 7 aus der Röntgenröhre austreten kann. Um nur einen Teil der im Targetelement 6 erzeugten Röntgenstrahlung 11 als Nutzstrahlung auszuleiten, kann der den Anodenkörper 5 umgebende Anodenblock 8 die Röntgenröhre auch unterhalb des Targetträgers 7 umschließen und nur dort, wo Röntgenstrahlung als Nutzstrahlung ausgeleitet werden soll, ein Strahlenaustrittsfester aufweisen.1 in Fig. 1 denotes an electron source, which consists of a cathode body 2 and a cathode filament 3, usually a tungsten wire. The electrons 4 are accelerated towards the anode body 5 due to the voltage of approximately 60 to 200 kV between the anode body 5 and the cathode filament 3. The anode body 5 has a conical passage channel 9, in the inlet opening 17 of which the electrons enter and through which the electrons 4 can fly from the electron source 1 to the target element 6, which is located at the narrowed outlet opening 13 of the passage channel 9. Upon impact of the electrons 4 on the target element 6, X-ray radiation 11 is generated, which can exit the X-ray tube through the target carrier 7 at an angle not equal to 0 ° to the perpendicular central axis 12. In order to divert only a part of the X-ray radiation 11 generated in the target element 6 as useful radiation, the anode block 8 surrounding the anode body 5 can be also enclose the X-ray tube below the target carrier 7 and only have a radiation exit window where X-radiation is to be diverted as useful radiation.

Im Inneren des Durchtrittskanals 9 ist auf die Oberfläche des Anodenkörpers 5 eine Anodenschicht 10 aufgebracht, die aus einem Material mit hoher Wärmeleitfähigkeit, vorzugsweise Kupfer, Gold oder Silber besteht. Der Anodenkörper 5 besteht hier beispielsweise aus Kupfer. Die Elektronen 4, die in den Durchtrittskanal 9 hineinkommen aber nicht direkt auf das Targetelement 6 treffen, dringen entweder in die Anodenschicht 10 ein oder werden an dieser Anodenschicht 10 reflektiert, d.h. elastisch (= ohne Energieverlust) gestreut. Die Wahrscheinlichkeit, daß ein Elektron an der Oberfläche reflektiert wird, wird um so größer, je kleiner der Winkel zwischen der Flugbahn des Elektrons und der Oberfläche der Anodenschicht 10 ist. Damit möglichst viele Elektronen reflektiert werden, muß bei dieser Anordnung bei einem Elektronenstrahlenbündel 4 mit zur Mittelachse 12 parallelen Elektronenstrahlen der Gesamtöffnungswinkel des Durchtrittskanals möglichst klein sein. In der gezeigten Ausführung, die nicht mäßstabsgetreu dargestellt ist, beträgt der Durchmesser des Durchtrittskanals 9 an der breitesten Stelle an der Eintrittsöffnung etwa 1,5 mm, während der Durchmesser an der Austrittsöffnung 13 etwa 10 bis 20 µm (oder weniger) beträgt. Bei einer Länge des Durchtrittskanals 9 von etwa 50 mm ergibt sich demnach der Gesamtöffnungswinkel zu etwa 1,7°.An anode layer 10, which consists of a material with high thermal conductivity, preferably copper, gold or silver, is applied to the surface of the anode body 5 in the interior of the passage channel 9. The anode body 5 consists here, for example, of copper. The electrons 4, which enter the passage channel 9 but do not directly hit the target element 6, either penetrate into the anode layer 10 or are reflected on this anode layer 10, i.e. scattered elastically (= without loss of energy). The smaller the angle between the trajectory of the electron and the surface of the anode layer 10, the greater the probability that an electron is reflected on the surface. In order for as many electrons as possible to be reflected, in this arrangement the total opening angle of the passage channel must be as small as possible with an electron beam 4 with electron beams parallel to the central axis 12. In the embodiment shown, which is not shown to scale, the diameter of the passage 9 at the widest point at the inlet opening is approximately 1.5 mm, while the diameter at the outlet opening 13 is approximately 10 to 20 μm (or less). With a length of the passage 9 of approximately 50 mm, the total opening angle is approximately 1.7 °.

Weiterhin ist für eine hohe Reflexionsrate der Elektronen erforderlich, daß die Oberfläche der Anodenschicht 10 möglichst glatt ist, also einen sehr geringen arithmetischen Mittenrauheitswert aufweist. Bei einer zu rauhen Oberfläche würden die Elektronen in der Anodenschicht 10 inelastisch unter Energieverlust gestreut statt reflektiert werden.Furthermore, for a high reflection rate of the electrons it is necessary for the surface of the anode layer 10 to be as smooth as possible, that is to say to have a very low arithmetic mean roughness. If the surface were too rough, the electrons in the anode layer 10 would be scattered inelastically with loss of energy instead of being reflected.

Das Targetelement 6, das hier als eine einige µm dicke Schicht aus einem Material mit hoher Kernladungszahl Z, vorzugsweise Gold ausgestaltet ist, ist fest auf einem Targetträger 7 aufgebracht, beispielsweise aufgedampft. Der Targetträger 7 besteht aus einem Material mit hoher Wärmeleitfähigkeit, beispielsweise Diamant, um die beim Betrieb der Röntgenröhre entstehende Wärme im Targetelement 6 abzuleiten. Der Anodenkörper 5 ist von einem aus Stahl bestehenden Anodenblock 8 umschlossen und im wesentlichen rotationssymmetrisch um die Mittelachse 12 ausgestaltet, die in Fig. 1 senkrecht und durch den Kathodenheizdraht 3 verläuft. Ebenso ist hier der Durchtrittskanal 9 rotationssymmetrisch um die Mittelachse 12 ausgestaltet.The target element 6, which is designed here as a layer of a few μm thick made of a material with a high atomic number Z, preferably gold, is firmly attached to a target carrier 7, for example vapor-deposited. The target carrier 7 consists of a material with high thermal conductivity, for example diamond, in order to dissipate the heat generated during operation of the X-ray tube in the target element 6. The anode body 5 is enclosed by an anode block 8 made of steel and is configured essentially rotationally symmetrically about the central axis 12, which runs vertically in FIG. 1 and through the cathode heating wire 3. Likewise, the passage channel 9 is designed to be rotationally symmetrical about the central axis 12.

Die Oberfläche der Anodenschicht 10 sollte einen arithmetischen Mittenrauheitswert von weniger als 0,1µm aufweisen. Ein wünschenswerter oberer Grenzwert ist durch die mittlere frei Weglänge ('mean free path') eines Elektrons in Materie gegeben, die auch von der Art des Materials abhängt. Bei einer Anodenschicht 10 aus Gold ergibt sich bei einer Spannung von 100 kV die mittlere freie Weglänge eines Elektrons zu 0,01µm. Eine Oberfläche mit einem derart niedrigen Mittenrauheitswert ist zwar wünschenswert, allerdings nur mit großem Aufwand herstellbar.The surface of the anode layer 10 should have an arithmetic mean roughness value of less than 0.1 μm. A desirable upper limit is given by the mean free path of an electron in matter, which also depends on the type of material. In the case of an anode layer 10 made of gold, the mean free path length of an electron is 0.01 μm at a voltage of 100 kV. A surface with such a low average roughness value is desirable, but can only be produced with great effort.

Aufgrund der Verengung des Durchtrittskanals 9 zum Targetelement 6 hin wird ein auf das Targetelement 6 fokussierter Elektronenstrahl und ein sehr kleiner und genau definierter Fokus erreicht. Auf dem Targetelement 6 trifft ein Elektronenstrahl mit sehr hoher Dichte auf, wodurch - bezogen auf die Fläche des Targetelements 6 - Röntgenstrahl hoher Intensität erzeugt werden kann.Due to the narrowing of the passage 9 towards the target element 6, an electron beam focused on the target element 6 and a very small and precisely defined focus is achieved. An electron beam with a very high density strikes the target element 6, as a result of which an X-ray beam of high intensity can be generated in relation to the surface of the target element 6.

Alternativ kann die in Fig. 1 gezeigte Anordnung auch derart ausgestaltet sein, daß die Elektronen 4 aus einer Richtung in den Durchtrittskanal 9 eintreffen, die nicht exakt der Senkrechten 12 entspricht. Auch muß der Durchtrittskanal 9 nicht unbedingt rotationssymmetrisch um diese Senkrechte 12 ausgestaltet sein. Wichtig für die Erfindung ist nur, daß der Einfallswinkel, unter dem die Elektronen 4 auf die Anodenschicht 10 treffen, möglichst klein ist.Alternatively, the arrangement shown in FIG. 1 can also be designed such that the electrons 4 arrive in the passage channel 9 from a direction that does not exactly correspond to the vertical 12. The passage 9 does not necessarily have to be rotationally symmetrical about this vertical 12. Important it is only for the invention that the angle of incidence at which the electrons 4 strike the anode layer 10 is as small as possible.

In einer Ausgestaltung kann auch vorgesehen sein, daß die Röntgenstrahlung 11 senkrecht nach unten (entlang der Achse 12) austritt oder daß ein Reflexionstarget verwendet wird, so daß die Röntgenstrahlung 11 seitlich aus der Röhre austritt.In one embodiment it can also be provided that the X-ray radiation 11 emerges vertically downwards (along the axis 12) or that a reflection target is used so that the X-ray radiation 11 emerges laterally from the tube.

In Fig. 2 ist ein Ausschnitt eines Anodenkörpers 5 und eines direkt daran anschließenden Targetträgers 15 für eine erfindungsgemäße Mikrofokusröntgenröhre dargestellt. Der Anodenkörper 5 weist einen Durchtrittskanal 9 und eine Anodenschicht 10 auf, auf der die Elektronen beim Auftreffen elastisch gestreut werden. Hinsichtlich der Abmessungen und des Öffnungswinkels gilt dasselbe, was über den in Fig. 1 dargestellten Anodenkörper gesagt ist. Der Targetträger 15 besteht hier aus einem Material mit geringer Kernladungszahl Z, beispielsweise aus Beryllium, Aluminium, Diamant oder Kohlenstoff und ist als dünnes Plättchen mit einer Dicke von etwa 500µm ausgestaltet. Symmetrisch zur senkrechten Achse 12 weist der Targetträger 15 eine konische Vertiefung 16 auf, in der auf der Oberfläche eine Targetschicht 14 aufgebracht ist. Die Targetschicht 14, die aus einem Material mit hoher Kernladungszahl Z, beispielsweise Gold oder Molybdän besteht, dient hier als Transmissionstarget der Erzeugung von Röntgenstrahlung 11, die beim Auftreffen der Elektronen entsteht und nach unten aus dem Targetträger 15 in einem Winkelbereich von etwa 30° austritt. Dazu ist vorgesehen, daß an der Unterseite des Targetträgers 15 eine Abschirmung 18, beispielsweise Bleiplatten angeordnet sind, die nur Röntgenstrahlung 11 in diesem Winkelbereich durchläßt.2 shows a section of an anode body 5 and a target carrier 15 directly adjoining it for a microfocus X-ray tube according to the invention. The anode body 5 has a passage channel 9 and an anode layer 10, on which the electrons are elastically scattered when they strike. With regard to the dimensions and the opening angle, the same applies as has been said about the anode body shown in FIG. 1. The target carrier 15 here consists of a material with a low atomic number Z, for example of beryllium, aluminum, diamond or carbon, and is designed as a thin plate with a thickness of approximately 500 μm. Symmetrical to the vertical axis 12, the target carrier 15 has a conical recess 16 in which a target layer 14 is applied to the surface. The target layer 14, which consists of a material with a high atomic number Z, for example gold or molybdenum, serves here as a transmission target for the generation of X-rays 11, which arise when the electrons strike and exit the target carrier 15 downwards in an angular range of approximately 30 ° . For this purpose, it is provided that a shield 18, for example lead plates, is arranged on the underside of the target carrier 15, which only allows X-rays 11 to pass in this angular range.

Eine Kühlung kann hier beispielsweise durch einen ringförmig um den Durchtrittskanal 9 verlaufenden Kühlmittelkanal im Anodenkörper 5 erfolgen. Alternativ könnten beispielsweise einer oder mehrere Kühlmittelkanäle an der Unterseite des Targetträgers 15 angebracht sein. In einer weiteren Ausgestaltung besteht der gesamte Targetträger 15 einschließlich der Targetschicht 14 aus Material mit hoher Kernladungszahl Z.Cooling can take place here, for example, by means of a coolant channel in the anode body 5 that extends in a ring around the passage channel 9. Alternatively, for example, one or more coolant channels could be attached to the underside of the target carrier 15. In a further embodiment the entire target carrier 15 including the target layer 14 consists of material with a high atomic number Z.

Die Prinzipskizze in Fig. 3 zeigt eine weitere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Mikrofokusröntgenröhre. Die Elektronenquelle besteht hier aus einem Kathodenheizfaden 25, der kreisbogenförmig um einen Elektronenfokussierungspunkt 36 auf der Oberfläche des Targetelements 31 angeordnet ist. Um denselben Elektronenfokussierungspunkt 36 ist der Anodenkörper 26 zwischen dem Targetelement 31 und dem Kathodenheizfaden 25 ringförmig angeordnet. Das Targetelement 31 ist dabei in einem Targetträger 30 fest angebracht. Der Anodenkörper 26 weist mehrere, im Querschnitt rechteckförmige Durchtrittskanäle 27, 28, 29 auf, die sich zum Targetelement 31 hin verengen. Elektronen können so entweder direkt durch diese Durchtrittskanäle 27, 28, 29 von dem Kathodenheizfaden 25 zum Targetelement 31 gelangen (Elektronenbahn 34) oder auf der Innenseite eines Durchtrittskanals 27, 28, 29 zum Target 31 hin gestreut werden (Elektronenbahn 35). Ein Teil der Elektronen (Elektronenbahn 33) wird auch auf die Außenfläche des Anodenkörpers 26 auftreffen und dort Röntgenstrahlung erzeugen, die jedoch aufgrund der hohen Kernladungszahl des Anodenmaterials im Anodenkörper 26 absorbiert wird. Zwischen dem Anodenkörper 26 und dem Targetelement 31 ist eine Blende 32 mit einer Bohrung direkt oberhalb des Elektronenfokussierungspunktes 36 angeordnet, das die von Elektronen im Anodenkörper 26 erzeugte Röntgenstrahlung nach unten hin vom Targetelement 31 abschirmt.The schematic diagram in FIG. 3 shows a further embodiment of a microfocus X-ray tube according to the invention. The electron source here consists of a cathode filament 25, which is arranged in a circular arc around an electron focusing point 36 on the surface of the target element 31. Around the same electron focusing point 36, the anode body 26 is arranged in a ring between the target element 31 and the cathode filament 25. The target element 31 is firmly attached in a target carrier 30. The anode body 26 has a plurality of passage channels 27, 28, 29 which are rectangular in cross section and narrow towards the target element 31. In this way, electrons can either get directly through these passage channels 27, 28, 29 from the cathode filament 25 to the target element 31 (electron path 34) or can be scattered on the inside of a passage channel 27, 28, 29 to the target 31 (electron path 35). Some of the electrons (electron path 33) will also strike the outer surface of the anode body 26 and generate X-rays there, which, however, is absorbed in the anode body 26 due to the high atomic number of the anode material. Between the anode body 26 and the target element 31 there is a diaphragm 32 with a bore directly above the electron focusing point 36, which shields the X-rays generated by electrons in the anode body 26 from the target element 31.

Ein typischer Wert für den Radius des Kathodenheizfadens 25 ist 50 mm. Der Außenradius des Anodenkörpers 26 beträgt typischerweise 25 mm und der Innenradius 10 mm. Im Querschnitt hat ein Durchtrittskanal 27, 28, 29 am Außenrand des Anodenkörpers 26 eine Höhe von 100µm und eine Breite von 100 µm. Am Innenrand des Anodenkörpers 26 hat der Querschnitt eine Höhe von 100 µm und eine Breite von 60 µm. Damit ergibt sich für einen Durchtrittskanal 27, 28, 29 ein Gesamtöffnungswinkel von etwa 0,15°. Insgesamt kann mit der in Fig. 3 gezeigten Anordnung ein Elektronenfokus in der Größenordnung von einigen 10 µm im Elektronenfokussierungspunkt 36 erzeugt werden.A typical value for the radius of the cathode filament 25 is 50 mm. The outer radius of the anode body 26 is typically 25 mm and the inner radius 10 mm. In cross section, a passage channel 27, 28, 29 on the outer edge of the anode body 26 has a height of 100 μm and a width of 100 μm. At the inner edge of the anode body 26, the cross section has a height of 100 μm and a width of 60 μm. This results in a passage 27, 28, 29 a total opening angle of approximately 0.15 °. Overall, with the arrangement shown in FIG. 3, an electron focus on the order of a few 10 μm can be generated in the electron focusing point 36.

Der Kathodenheizfaden 25 und der Anodenkörper 26 können in einem beliebigen Winkelbereich bis zu 180° um den Elektronenfokussierungspunkt 36 angeordnet sein. In der praktischen Anwendung ist ein Winkelbereich von etwa 60° ausreichend, da ansonsten die Anode zu große Abmessungen annähme. Ebenso ist für die Erfindung belanglos, ob der Anodenkörper zwei oder mehr Durchtrittskanäle aufweist.The cathode filament 25 and the anode body 26 can be arranged in any angular range up to 180 ° around the electron focusing point 36. In practical use, an angular range of approximately 60 ° is sufficient, since otherwise the anode would take up too large dimensions. It is also irrelevant to the invention whether the anode body has two or more passage channels.

Das Targetelement 31 ist in Fig. 4 nochmals vergrößert gezeigt. Auf einer Trägerschicht 37 aus Diamant ist eine Goldschicht 38 aufgebracht, in der beim Auftreffen der Elektronen die Röntgenstrahlung entsteht. Darüber befindet sich eine weitere Diamantschicht 39 mit einer Öffnung direkt über der konischen Vertiefung 40 in der Goldschicht 38 und der Diamantschicht 37. Durch die Diamantschicht 39 wird verhindert, daß Elektronen auf der Außenseite der Goldschicht 38 auftreffen und dort Röntgenstrahlung erzeugen.The target element 31 is shown enlarged again in FIG. 4. On a carrier layer 37 made of diamond, a gold layer 38 is applied, in which the X-rays are generated when the electrons strike. Above this is a further diamond layer 39 with an opening directly above the conical recess 40 in the gold layer 38 and the diamond layer 37. The diamond layer 39 prevents electrons from striking the outside of the gold layer 38 and generating X-rays there.

In der in Fig. 3 gezeigten Anordnung könnte anstelle des Targetträgers 30 mit dem Targetelement 31 auch der in Fig. 2 gezeigte Targetträger 15 verwendet werden.In the arrangement shown in FIG. 3, instead of the target carrier 30 with the target element 31, the target carrier 15 shown in FIG. 2 could also be used.

In Fig. 5 ist eine weitere Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen Röntgenröhre gezeigt. Mit 41 ist die Elektronenquelle bezeichnet, mit 42 die Kontaktelemente-Einheit, die beispielsweise den Spannungsanschluß für die Elektronenquelle enthält. Mit 43 ist der Anodenkörper bezeichnet, der einen Elektronenkollimator 45 mit dem Durchtrittskanal 44 aufweist. An der Ausgangsöffnung des Durchtrittskanals befindet sich wiederum das Targetelement 46, aus dem die Röntgenstrahlung 47 nach unten hin austritt. Vakuumdicht eingeschlossen ist die gezeigte Anordnung durch das Röhrengehäuse 49.5 shows a further embodiment of an X-ray tube according to the invention. With 41 the electron source is designated, with 42 the contact element unit, which contains for example the voltage connection for the electron source. 43 designates the anode body, which has an electron collimator 45 with the passage channel 44. The target element 46, from which the X-ray radiation 47 emerges downwards, is again located at the exit opening of the passage channel. The arrangement shown is enclosed in a vacuum-tight manner by the tube housing 49.

Der Anodenkörper 43 weist eine gewölbte Oberfläche 430, die hier als Teil einer Kugeloberfläche etwa halbkugelförmig ausgestaltet ist, und ist durch eine Schicht beispielsweise aus Kupfer gebildet. Der Kugelmittelpunkt befindet sich dabei auf der Symmetrieachse 48 etwa am Elektronenfokussierungspunkt 50, an dem die Elektronen nach Durchlaufen des Durchtrittskanals 44 auf das Targetelement 46 treffen. Eine Draufsicht von oben auf den Anodenkörper 43 ist in Fig. 6 gezeigt. Dort ist auch zu erkennen, daß der als sich verengender Spalt 51 ausgestaltete Durchtrittskanal 44 einen kreisförmigen Querschnitt aufweist ist.The anode body 43 has a curved surface 430, which here is designed as part of a spherical surface approximately hemispherical, and is formed by a layer made of copper, for example. The center of the sphere is located on the axis of symmetry 48 approximately at the electron focusing point 50, at which the electrons hit the target element 46 after passing through the passage channel 44. A top view of the anode body 43 is shown in FIG. 6. It can also be seen there that the passage channel 44 designed as a narrowing gap 51 has a circular cross section.

Die dem Anodenkörper 43 zugewandte Oberfläche 410 der bevorzugt aus Kupfer bestehenden Elektronenquelle 41 ist ebenfalls in etwa als Teil einer Kugeloberfläche ausgestaltet. Deren Radius, der in etwa 20 mm beträgt, ist in der gezeigten Ausführung kleiner als der Außenradius des Anodenkörpers 43, der etwa 40 mm beträgt. Dies ist erforderlich, um die Divergenz des elektrischen Feldes aufgrund der Öffnung des Durchtrittskanals 44 in der Oberfläche 430 auszugleichen. In Fig. 7 ist eine Draufsicht von unten auf die Elektronenquelle 41 gezeigt, in der auch das zentral angeordnete, aus Wolfram bestehende Kathodenplättchen 52 zu erkennen ist. Dieses wird durch ein nicht dargestelltes Heizelement indirekt beheizt, so daß daraus Elektronen emittiert werden.The surface 410 facing the anode body 43 of the electron source 41, which is preferably made of copper, is likewise designed approximately as part of a spherical surface. Their radius, which is approximately 20 mm, is smaller in the embodiment shown than the outer radius of the anode body 43, which is approximately 40 mm. This is necessary to compensate for the divergence of the electric field due to the opening of the passage 44 in the surface 430. FIG. 7 shows a plan view from below of the electron source 41, in which the centrally arranged cathode plate 52 made of tungsten can also be seen. This is indirectly heated by a heating element, not shown, so that electrons are emitted therefrom.

Aufgrund der beschriebenen Ausgestaltung der Elektronenquelle 41 und des Anodenkörpers 43 herrscht dazwischen ein derartiges elektrisches Feld, daß die Elektronen nicht als paralleles Elektronenstrahlenbündel in den Durchtrittskanal 44 eintreffen, sondern auf leicht gekrümmten Bahnen derart in den Durchtrittskanal 44 fliegen, daß sie dort unter kleinen Winkeln auf die Oberfläche treffen und bevorzugt in Richtung des Elektronenfokussierungspunktes 50 gestreut werden. In einer praktischen Ausgestaltung weist der Durchtrittskanal 44 einen Gesamtöffnungswinkel von etwa 4° auf. Es wird mit einer solchen Ausgestaltung ein Fokus mit einem Durchmesser von etwa 30 µm erreicht, wobei die Röntgenröhre mit 120 kV betrieben wird. Die erzeugte Röntgenstrahlung ist dabei zum größten Teil Röntgenbremsstrahlung und nur zu einem geringen Anteil (ca. 10 %) charakteristische Strahlung des Targetmaterials, während bei der bei 30 kV betriebenen bekannten Röntgenröhre beim Auftreffen der Elektronen auf das im Durchtrittskanal befindliche Targetmaterial kaum Röntgenbremsstrahlung, sondern nur charakteristische Strahlung des Targetmaterials erzeugt wird. Zwar besteht ein Zusammenhang zwischen der Röhrenspannung und dem Gesamtöffnungswinkel des Durchtrittskanals in der Weise, daß bei größer werdender Spannung der Gesamtöffnungswinkel verkleinert werden sollte. Diese Beziehung ist jedoch nur sehr schwach, so daß auch bei der beschriebenen, bei 120 kV betriebenen Röntgenröhre ein Gesamtöffnungswinkel von 4° ausreichend klein ist.Due to the described configuration of the electron source 41 and the anode body 43, there is an electric field between them such that the electrons do not arrive in the through-channel 44 as a parallel electron beam, but fly into the through-channel 44 on slightly curved paths in such a way that they rise there at small angles hit the surface and are preferably scattered in the direction of the electron focusing point 50. In a practical embodiment, the passage channel 44 has an overall opening angle of approximately 4 °. With such an embodiment, a focus with a diameter of approximately 30 μm is achieved, the X-ray tube being operated at 120 kV. Most of the X-rays generated are X-ray brake radiation and only to a small extent (approx. 10%) characteristic radiation of the target material, while in the known X-ray tube operated at 30 kV, hardly any X-ray brake radiation is generated when the electrons strike the target material located in the passage channel, but only characteristic radiation of the target material. There is a connection between the tube voltage and the total opening angle of the passage channel in such a way that the overall opening angle should be reduced as the voltage increases. However, this relationship is only very weak, so that even with the described X-ray tube operated at 120 kV, an overall opening angle of 4 ° is sufficiently small.

Das für den Durchtrittskanal 44 erforderliche Loch in der Oberfläche 430 des Anodenkörpers 43 könnte auch durch eine elektrisch leitende Folie abgedeckt sein, durch die die Elektronen hindurchfliegen können. Dabei weist dann das elektrische Feld zwischen Elektronenquelle 41 und Anodenkörper 43 keine so starke Divergenz auf und der Radius der gewölbten Oberfläche 410 der Elektronenquelle kann größer gewählt werden als der Radius der Oberfläche 430 des Anodenkörpers 43.The hole in the surface 430 of the anode body 43 required for the passage channel 44 could also be covered by an electrically conductive film through which the electrons can fly. The electrical field between the electron source 41 and the anode body 43 then does not have such a strong divergence, and the radius of the curved surface 410 of the electron source can be chosen to be larger than the radius of the surface 430 of the anode body 43.

Die in Fig. 5 gezeigte Ausführung ist insbesondere deshalb vorteilhaft weil dabei die Anforderungen wie geringe Größe des Gesamtöffnungswinkels, geringe Oberflächenrauhigkeit im Durchtrittskanal und hohe Kernladungszahl des Oberflächenmaterials des Durchtrittskanals nicht so streng sind wie beispielsweise bei der in Fig. 1 gezeigten Ausführungsform.The embodiment shown in FIG. 5 is particularly advantageous because the requirements such as small size of the total opening angle, low surface roughness in the passage channel and high atomic number of the surface material of the passage channel are not as strict as, for example, in the embodiment shown in FIG. 1.

Mit der erfindungsgemäßen Mikrofokusröntgenröhre wird am Targetelement ein Elektronenstrahl mit hoher Elektronendichte und mit geringem Querschnitt erzeugt, wobei der Querschnitt mechanisch bestimmt ist. Damit ist auf dem Targetelement ein sehr kleiner Fokus erreichbar, wobei der Fokus hier von den mechanischen Abmessungen und nicht wie bei herkömmlichen Röntgenröhren von der elektrischen Spannung abhängt. Die Röntgenstrahlungsausbeute bezogen auf die Fokusgröße ist hier deutlich erhöht, verglichen mit konventionellen Röntgenröhren. Auch der Wirkungsgrad (Ausgangsleistung der Röntgenstrahlung bezogen auf Eingangsleistung der Röntgenröhre) ist deutlich größer als bei konventionellen Röntgenröhren.With the microfocus X-ray tube according to the invention, an electron beam with a high electron density and a small cross section is generated on the target element, the cross section being determined mechanically. A very small focus can thus be achieved on the target element, the focus here being dependent on the mechanical dimensions and not on the electrical voltage, as is the case with conventional X-ray tubes. The x-ray yield based on the focus size is here significantly increased compared to conventional X-ray tubes. The efficiency (output power of the X-ray radiation based on the input power of the X-ray tube) is also significantly higher than with conventional X-ray tubes.

Claims (12)

Röntgenröhre, insbesondere Mikrofokusröntgenröhre, mit einer Elektronenquelle (1) zur Emission von Elektronen (4) und mit einem Anodenkörper (5), welcher einen konischen Durchtrittskanal (9) für die Elektronen (4) aufweist, dessen der Elektronenquelle (1) zugewandte Eintrittsöffnung (17) größer ist als seine Austrittsöffnung (13),
dadurch gekennzeichnet, daß der Durchtrittskanal (9) derart angeordnet und ausgebildet ist, daß die Elektronen (4) beim Auftreffen unter einem kleinen Winkel auf eine Oberfläche des Durchtrittskanals (9) zur Austrittsöffnung hin gestreut werden, und daß in Flugrichtung der Elektronen (4) hinter der Austrittsöffnung (13) des Durchtrittskanals (9) ein Targetelement (6) angeordnet ist, in dem beim Aufprall der Elektronen Röntgenstrahlung (11) entsteht.X-ray tube, in particular microfocus X-ray tube, with an electron source (1) for the emission of electrons (4) and with an anode body (5), which has a conical passage channel (9) for the electrons (4), the inlet opening (1) facing the electron source (1) 17) is larger than its outlet opening (13),
characterized in that the passage channel (9) is arranged and designed in such a way that the electrons (4) are scattered at a small angle on a surface of the passage channel (9) towards the outlet opening, and in the direction of flight of the electrons (4) A target element (6) is arranged behind the outlet opening (13) of the passage channel (9), in which X-ray radiation (11) is generated when the electrons impact. Röntgenröhre nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß der Durchtrittskanal (9) einen Gesamtöffnungswinkel von maximal 8°, vorzugsweise von maximal 2° aufweist.X-ray tube according to claim 1,
characterized in that the passage channel (9) has a total opening angle of at most 8 °, preferably of at most 2 °. Röntgenröhre nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, daß der Anodenkörper (5) auf der Innenfläche des Durchtrittskanals (9) eine Anodenschicht (10) aufweist, die aus einem Material mit einer Kernladungszahl Z > 26 besteht.X-ray tube according to claim 1 or 2,
characterized in that the anode body (5) has an anode layer (10) on the inner surface of the passage channel (9), which consists of a material with a nuclear charge number Z> 26. Röntgenröhre nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet, daß die Anodenschicht (10) aus Kupfer, Silber oder Gold besteht.X-ray tube according to claim 3,
characterized in that the anode layer (10) consists of copper, silver or gold. Röntgenröhre nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß das Targetelement (14) in einer konischen, der Austrittsöffnung (13) des Durchtrittskanals (9) direkt gegenüberliegenden Vertiefung (16) auf einem Targetträger (15) angeordnet ist.X-ray tube according to one of the preceding claims,
characterized in that the target element (14) is arranged in a conical depression (16) directly opposite the outlet opening (13) of the passage channel (9) on a target carrier (15). Röntgenröhre nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß der Targetträger (14) ein dünnes, aus Diamant bestehendes Plättchen ist.X-ray tube according to one of the preceding claims,
characterized in that the target carrier (14) is a thin plate made of diamond. Röntgenröhre nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß der Anodenkörper (32) ringförmig um einen auf der Oberfläche des Targetelements (31) befindlichen Elektronenfokussierungspunkt (36) ausgestaltet ist und mindestens zwei auf den Elektronenfokussierungspunkt (36) gerichtete, sich dahin verengende Durchtrittskanäle (27, 28, 29) aufweist und daß die Elektronenquelle ein kreisbogenförmig um den Anodenkörper angeordnetes Kathodenelement (25) ist.X-ray tube according to one of the preceding claims,
characterized in that the anode body (32) is designed in a ring around an electron focusing point (36) located on the surface of the target element (31) and has at least two passage channels (27, 28, 29) directed towards the electron focusing point (36) and that the electron source is a cathode element (25) arranged in a circular arc around the anode body. Röntgenröhre nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
dadurch gekennzeichnet, daß der Anodenkörper (43) eine gewölbte, vorzugsweise halbkugelförmig ausgestaltete Oberfläche (430) aufweist und daß die Elektronenquelle (41) eine dem Anodenkörper (43) zugewandte gewölbte, vorzugsweise halbkugelförmig ausgestaltete Oberfläche (410) aufweist.X-ray tube according to one of Claims 1 to 6,
characterized in that the anode body (43) has a curved, preferably hemispherical surface (430) and that the electron source (41) has a curved, preferably hemispherical surface (410) facing the anode body (43). Röntgenröhre nach Anspruch 8
dadurch gekennzeichnet, daß die Elektronenquelle (41) ein im Zentrum ihrer gewölbten Oberfläche (410) angeordnetes Kathodenelement, vorzugsweise ein Kathodenfilament oder ein Kathodenplättchen (52) aufweist.X-ray tube according to claim 8
characterized in that the electron source (41) has a cathode element arranged in the center of its curved surface (410), preferably a cathode filament or a cathode plate (52). Röntgenröhre nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß ein Nutzstrahlenbündel der Röntgenstrahlung unter einem Winkel ungleich 0° zur im Zentrum des Durchtrittskanals (9) verlaufenden Mittelachse (12) aus der Röntgenröhre austritt.X-ray tube according to one of the preceding claims,
characterized in that a useful beam of X-rays emerges from the X-ray tube at an angle not equal to 0 ° to the central axis (12) running in the center of the passage channel (9). Röntgeneinrichtung mit einer Röntgenröhre nach einem der Ansprüche 1 bis 10.X-ray device with an X-ray tube according to one of Claims 1 to 10. Verwendung der Röntgenröhre nach Anspruch 1 oder der Röntgeneinrichtung nach Anspruch 11 zur Überprüfung elektrischer Kontaktstellen, insbesondere bei integrierten Schaltungen.Use of the x-ray tube according to claim 1 or the x-ray device according to claim 11 for checking electrical contact points, in particular in the case of integrated circuits.
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