EP2837016B1 - Röntgenstrahlungsquelle und deren verwendung und verfahren zum erzeugen von röntgenstrahlung - Google Patents

Röntgenstrahlungsquelle und deren verwendung und verfahren zum erzeugen von röntgenstrahlung Download PDF

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EP2837016B1
EP2837016B1 EP12729942.8A EP12729942A EP2837016B1 EP 2837016 B1 EP2837016 B1 EP 2837016B1 EP 12729942 A EP12729942 A EP 12729942A EP 2837016 B1 EP2837016 B1 EP 2837016B1
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target
rays
target material
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    • H—ELECTRICITY
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    • H—ELECTRICITY
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    • H01J2235/00—X-ray tubes
    • H01J2235/18—Windows, e.g. for X-ray transmission

Definitions

  • the invention relates to an X-ray source with a housing in which a target is provided, which can emit X-ray radiation under bombardment with an electron beam.
  • the invention relates to a method for generating X-ray radiation, wherein in a housing of an X-ray source, a target is bombarded with an electron beam.
  • the invention also relates to a use of a monochromatic X-ray radiation emitting X-ray source.
  • an X-ray source can be realized, for example, by an arrangement of electrodes in a housing.
  • An electron beam is generated in the housing by an electrode having a potential of 0V.
  • this electrode is arranged an anode, which is used as a target for the electron beam radiation. This is at 100 kV.
  • Behind the anode is still a collector, which is at a potential of 10 kV. If the electron beam strikes the anode, X-ray radiation is released, which can be coupled out of the housing through a suitable window (transparent to the X-ray radiation) and put to use.
  • the anode which serves as a target, can be designed as a thin-walled structure.
  • this may have a base plate of boron, which has a thickness between 10 and 200 microns.
  • a thin layer of tungsten with a layer thickness of 0.1 to 5 ⁇ m is applied, which is used as a target.
  • the very thin tungsten layer is exposed to high stress by the electron beam.
  • a laser beam is used to evaporate a supplied medium.
  • a medium for example, a molten metal can be used, which is applied to the outer surface of two electrodes. In the vapor, a plasma is ignited with the aid of the electrodes and the X-ray radiation is decoupled.
  • An X-ray source according to the preamble of claim 1 is made Bearden et al, Rev. Sci. Instr. 35, pages 1681-1683 (1964 ) known.
  • the object of the invention is to improve the above-mentioned X-ray source in such a way that a comparatively long service life of the X-ray source is possible without the target having to be replaced. It is another object of the invention to provide a method for operating said X-ray source. Finally, it is an object of the invention to find a use for such an X-ray source.
  • a plasma acting as an anode in the form of an ionized metal vapor can be generated in the housing as target, a target material and an evaporator device being provided in the housing for generating the metal vapor.
  • the target material can be solid or liquid.
  • the evaporator device this is evaporated, so that a metal vapor is formed in the housing.
  • X-rays can be generated by bombardment with an electron beam.
  • the object is also achieved by the above-described method for generating X-radiation, wherein a metal vapor is generated as the target in an evaporator device, wherein a target material is provided for generating the metal vapor.
  • a metal vapor is generated as the target in an evaporator device, wherein a target material is provided for generating the metal vapor.
  • the object is also achieved by the use of a more monochromatic X-ray radiation emitting X-ray source according to one of claims 1 to 7 for transilluminating a body which forms differentiable contrasts at the wavelength of the X-ray used.
  • the body may be a technical body, such as a component connection, to be inspected for errors in the connection. It is also possible that a human or animal body is examined.
  • the wavelength of the monochromatic X-ray must be suitably selected to form contrasts.
  • the use of monochromatic X-radiation in comparison to X-radiation with a wavelength spectrum has the advantage that sharper images can be generated, which allow more accurate statements about the examined object.
  • the housing has an evaporation chamber for a metal to be evaporated, which is connected via an opening, in particular a nozzle, with a residual volume of the housing.
  • This construction has the advantage that the metal vapor can be metered comparatively accurately via the nozzle.
  • the shape of the cloud can be influenced, for example, via the nozzle shape.
  • the evaporation chamber is advantageously separated from the residual volume of the housing. This facilitates, for example, cleaning measures that are necessary in parts of the housing due to the fact that the metal vapor can deposit on the chamber walls.
  • an electrode for igniting an arc between the electrode and the target material is provided as the evaporator device.
  • This evaporator device is located in the housing, in which also the resulting metal vapor through the electron beam to emit X-rays should be stimulated. It should be mentioned as an advantage that such a housing unit is simple in construction. This can be easily replaced, for example, in the occurrence of impurities by deposition of metal vapor.
  • a simple electrode as an electron emitter.
  • the excitation of the plasma-shaped target is effected by a high-current discharge from the electrode.
  • a window is arranged, which is transparent to the X-radiation to be generated. Through this window, the resulting X-ray radiation can advantageously be decoupled from the housing and fed to a planned use.
  • the metal vapor consists of a light metal or several light metals, in particular aluminum.
  • the metals and their alloys are to be referred to, whose density is below 5 g / cm 3 .
  • this definition applies to the following light metals: all alkali metals, all alkaline earth metals except radium, as well as scandium, yttrium, titanium and aluminum.
  • Other advantageous material groups for forming the metal vapor are tungsten, molybdenum and the group of lanthanides.
  • the emission spectrum of the K-shell is essential in the selection of the target material. This is advantageously matched with the application. Specifically, this is the element lanthanum, the 14 elements following the lanthanum in the periodic table.
  • metal vapor also has the advantage that can be generated by exciting the target with the electron beam advantageously a monochromatic X-ray. It is X-rays, with only one wavelength, which has the advantage that, for example Make X-ray pictures sharper with monochromatic X-rays. Therefore, it is also an alternative solution of the invention to use this monochromatic X-ray for transilluminating a body, which must be such that appear at the wavelength of the monochromatic X-ray radiation used in the figure contrasts of the body.
  • the body may be a technical entity (technical or inanimate body) such. B. act a component connection, which must be examined for air influences out. Another possibility is the acquisition of X-ray images of a human or animal body.
  • FIG. 1 there is shown an X-ray source in which a housing 11 is provided in which a metal vapor cloud 12 can be generated as a target for X-radiation 21.
  • a housing 11 In addition to this housing 12, there is an evaporation chamber 13 in which a liquid target material 14 is vaporized by an electric arc 15.
  • the target material can by the energy input of the arc 15 before be liquefied evaporating.
  • electrodes 16 and a voltage source 17 are provided.
  • the evaporator device 18 formed by the evaporation chamber 13 is completed by a nozzle 19, which is formed in the partition wall between a generating space 20 for a monochromatic X-ray 21 formed by the housing 11 and the evaporation chamber 13.
  • the housing 11 is separated from the evaporation chamber 13 by an electrically insulating layer 22.
  • an electron gun 24 is provided, wherein the electron beam 23 enters the housing 11.
  • the electron beam interacts with the gaseous target and is electrostatically decelerated and collected by a collector 28.
  • a window 29 there is a window 29, through which the resulting X-ray radiation 21 can be coupled out of the housing 11.
  • the electron gun 24 has a cathode 30 which is at a potential of 0V. This emits the electron beam 23, which is focused by a lens 31, is decoupled from the electron gun.
  • the driving force for this is a potential, which is built up by placing the ionized, gaseous target at a potential of +100 to +300 kV.
  • the collector 28 is at a potential between +40 and +120 kV.
  • FIG. 2 an alternative embodiment of the X-ray source is shown.
  • the case 11 used here has only a housing space 33, both the function of the evaporator device 18 and the function of the generating space 20 according to FIG. 1 takes over.
  • the target material 14 which is also melted and vaporized by the electrodes 16 by means of the arc 15.
  • the electrodes 16 are as in FIG. 1 Insulated with insulators 34 from the residual housing electrically.
  • the electrodes 16 according to FIG. 2 are powered by an AC voltage source 35, wherein the arc is stabilized by a ballast 36. The stabilization of the arc is required so that the cloud used as a target is continuously filled with evaporating target material.
  • a metering device as the nozzle 19 according to FIG. 1 namely missing in the embodiment according to FIG. 2 ,
  • FIG. 1 also shown in more detail.
  • a lanthanum atom with its nucleus 56 is shown.
  • the K shell 37 of the atom is shown, on which an electron 38 is located. This is excited by excitation of the electron beam and raised to a higher shell 39. When it recovers, it emits the monochromatic X-ray 21.
  • FIG. 2 As an electron emitter comes according to FIG. 2 no electron gun 24, but a simple electrode 40 is used, these, as already to FIG. 1 described, is at a potential of 0V. Both the electrode 40 and the collector 28 are arranged in an outer housing 41, which has an additional window 42, via which the X-radiation 21 can be coupled out.
  • the housing 11 is easily inserted into the outer housing 41.
  • a plurality of the housings 11 can be kept in reserve, for example, to allow a quick replacement when the housing 11 has to be cleaned or the target material 14 has been consumed.
  • a plurality of housings to be provided with different target materials 14 in order to be able to quickly convert the X-ray radiation source for the generation of monochromatic X-radiation of other wavelengths.
  • a conversion is of course also in the structure according to FIG. 1 possible.

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Description

  • Die Erfindung betrifft eine Röntgenstrahlungsquelle mit einem Gehäuse, in dem ein Target vorgesehen ist, welches unter Beschuss mit einem Elektronenstrahl Röntgenstrahlung aussenden kann. Außerdem betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Erzeugen von Röntgenstrahlung, bei dem in einem Gehäuse einer Röntgenstrahlungsquelle ein Target mit einem Elektronenstrahl beschossen wird. Zuletzt betrifft die Erfindung auch eine Verwendung einer monochromatischen Röntgenstrahlung aussendenden Röntgenstrahlungsquelle.
  • Eine Röntgenstrahlungsquelle, deren Verwendung und ein Verfahren zum Erzeugen von Röntgenstrahlung der eingangs angegebenen Art ist beispielsweise in der US 2008/0144774 A1 bekannt. Danach kann eine Röntgenstrahlungsquelle beispielsweise durch eine Anordnung von Elektroden in einem Gehäuse realisiert werden. Ein Elektronenstrahl wird in dem Gehäuse durch eine Elektrode erzeugt, die ein Potential von 0 V aufweist. Dieser Elektrode gegenüberliegend ist eine Anode angeordnet, die als Target für die Elektronenstrahlung zum Einsatz kommt. Diese liegt auf 100 kV. Hinter der Anode befindet sich weiterhin ein Kollektor, der auf einem Potential von 10 kV liegt. Trifft der Elektronenstrahl auf die Anode, so wird Röntgenstrahlung freigesetzt, die durch ein geeignetes Fenster (transparent für die Röntgenstrahlung) aus dem Gehäuse ausgekoppelt und einer Verwendung zugeführt werden kann.
  • Die Anode, die als Target dient, kann als dünnwandiges Gebilde ausgeführt sein. Beispielsweise kann diese eine Basisplatte aus Bor aufweisen, die eine Dicke zwischen 10 und 200 µm hat. Auf diese wird eine dünne Schicht Wolfram mit einer Schichtdicke von 0,1 bis 5 µm aufgebracht, die als Target verwendet wird. Allerdings wird die sehr dünne Wolframschicht einer hohen Belastung durch den Elektrodenstrahl ausgesetzt. Außerdem ist gemäß der DE 103 42 239 A1 eine Vorrichtung zur Erzeugung von beispielsweise weicher Röntgenstrahlung mit einer elektrisch betriebenen Entladung beschrieben. Hier wird ein Laserstrahl zur Verdampfung eines zugeführten Mediums verwendet. Als Medium kann beispielsweise eine Metallschmelze zum Einsatz kommen, die auf der Außenoberfläche zweier Elektroden aufgetragen wird. In dem Dampf wird mit Hilfe der Elektroden ein Plasma gezündet und die Röntgenstrahlung ausgekoppelt.
  • Eine Röntgenstrahlenquelle gemäß des Oberbegriffs des Anspruchs 1 ist aus Bearden et al, Rev. Sci. Instr. 35, Seiten 1681-1683 (1964) bekannt.
  • Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, die eingangs angegebene Röntgenstrahlungsquelle derart zu verbessern, dass eine vergleichsweise lange Betriebsdauer der Röntgenstrahlungsquelle möglich ist, ohne dass das Target ausgewechselt werden muss. Weiterhin ist es Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zum Betrieb der genannten Röntgenstrahlungsquelle anzugeben. Zuletzt ist es Aufgabe der Erfindung eine Verwendung für eine solche Röntgenstrahlungsquelle aufzufinden.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass als Target ein als Anode fungierendes Plasma in Form eines ionisierten Metalldampfes in dem Gehäuse erzeugbar ist, wobei zur Erzeugung des Metalldampfes ein Targetmaterial und eine Verdampfervorrichtung in dem Gehäuse vorgesehen sind. Das Targetmaterial kann fest oder flüssig sein. Durch die Verdampfervorrichtung wird dieses verdampft, so dass in dem Gehäuse ein Metalldampf entsteht. In dem Metalldampf, welcher in dem Gehäuse einer Hochspannung ausgesetzt werden kann, kann durch Beschuss mit einem Elektronenstrahl Röntgenstrahlung erzeugt werden.
  • Weiterhin wird die Aufgabe auch durch das eingangs angegebene Verfahren zum Erzeugen von Röntgenstrahlung gelöst, wobei als Target in einer Verdampfervorrichtung ein Metalldampf erzeugt wird, wobei zur Erzeugung des Metalldampfes ein Targetmaterial vorgesehen ist. Die Funktion dieses Verfahrens ist bereits vorstehend erläutert worden.
  • Zuletzt wird die Aufgabe auch durch die Verwendung einer monochromatischeren Röntgenstrahlung aussendenden Röntgenstrahlungsquelle nach einem der Ansprüche 1 bis 7 zum Durchleuchten eines Körpers, der bei der Wellenlänge der verwendeten Röntgenstrahlung differenzierbare Kontraste ausbildet, gelöst. Der Körper kann ein technischer Körper wie beispielsweise eine Bauteilverbindung sein, die auf Fehler in der Verbindung hin untersucht werden soll. Möglich ist es auch, dass ein menschlicher oder tierischer Körper untersucht wird. In jedem Falle muss die Wellenlänge der monochromatischen Röntgenstrahlung in geeigneter Weise ausgewählt werden, damit sich Kontraste ausbilden. Die Verwendung monochromatischer Röntgenstrahlung im Vergleich zu Röntgenstrahlung mit einem Wellenlängenspektrum hat den Vorteil, dass sich schärfere Bilder erzeugen lassen, die genauere Aussagen über den untersuchten Gegenstand erlauben.
  • Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass das Gehäuse eine Verdampfungskammer für ein zu verdampfendes Metall aufweist, die über eine Öffnung, insbesondere eine Düse, mit einem Restvolumen des Gehäuses verbunden ist. Dieser Aufbau hat den Vorteil, dass über die Düse der Metalldampf vergleichsweise genau dosiert werden kann. Auch kann die Gestalt der Wolke beispielsweise über die Düsenform beeinflusst werden. Zuletzt ist die Verdampfungskammer vorteilhaft von dem Restvolumen des Gehäuses getrennt. Dies erleichtert beispielsweise Reinigungsmaßnahmen, die in Teilen des Gehäuses aufgrund der Tatsache notwendig werden, dass sich der Metalldampf an den Kammerwänden abscheiden kann.
  • Gemäß der Erfindung ist vorgesehen, dass als Verdampfer-Vorrichtung eine Elektrode zur Zündung eines Lichtbogens zwischen der Elektrode und dem Targetmaterial vorgesehen ist. Diese Verdampfer-Vorrichtung befindet sich in dem Gehäuse, in dem auch der entstandene Metalldampf durch den Elektronenstrahl zur Aussendung von Röntgenstrahlung angeregt werden soll. Hierbei ist als Vorteil zu nennen, dass eine solche Gehäuseeinheit einfach im Aufbau ist. Diese kann beispielsweise bei dem Auftreten von Verunreinigungen durch Abscheidung von Metalldampf einfach ausgewechselt werden.
  • Im einfachsten Fall reicht es auch aus, als Elektronenemitter eine einfache Elektrode vorzusehen. Die Anregung des plasmaförmigen Targets erfolgt durch eine Hochstromentladung ausgehend von der Elektrode.
  • Es ist vorteilhaft, dass in der Wand des Gehäuses ein Fenster angeordnet ist, welches transparent für die zu erzeugenden Röntgenstrahlung ist. Durch dieses Fenster kann vorteilhaft die entstehende Röntgenstrahlung aus dem Gehäuse ausgekoppelt werden und einer geplanten Verwendung zugeführt werden.
  • Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Metalldampf aus einem Leichtmetall oder mehreren Leichtmetallen, insbesondere Aluminium besteht. Als Leichtmetalle im Sinne der Anmeldung sollen die Metalle und deren Legierungen bezeichnet werden, deren Dichte unterhalb von 5 g/cm3 liegt. Im Einzelnen trifft diese Definition auf folgende Leichtmetalle zu: alle Alkalimetalle, alle Erdalkalimetalle außer Radium, außerdem Scandium, Yttrium, Titan und Aluminium. Andere vorteilhafte Werkstoffgruppen zur Ausbildung des Metalldampfes sind Wolfram, Molybdän und die Gruppe der Lanthanoide. Essentiell bei der Auswahl des Targetmaterials ist das Emmissionsspektrum der K-Schale. Dieses ist vorteilhaft mit der Applikation abgestimmt. Im Einzelnen handelt es sich dabei um das Element Lanthan die 14 im Periodensystem auf das Lanthan folgenden Elemente.
  • Die Verwendung von Metalldampf hat außerdem den Vorteil, dass sich durch Anregung des Targets mit dem Elektronenstrahl vorteilhaft eine monochromatische Röntgenstrahlung erzeugen lässt. Dabei handelt es sich um Röntgenstrahlung, mit nur einer Wellenlänge, was den Vorteil hat, dass sich beispielsweise Röntgenbilder mit monochromatischer Röntgenstrahlung schärfer abbilden lassen. Deswegen ist es auch eine alternative Lösung der Erfindung, diese monochromatische Röntgenstrahlung zum Durchleuchten eines Körpers zu verwenden, wobei dieser so beschaffen sein muss, dass bei der Wellenlänge der verwendeten monochromatischen Röntgenstrahlung auf der Abbildung Kontraste des Körpers erscheinen. Bei dem Körper kann es sich um ein technisches Gebilde (technischer oder unbelebter Körper) wie z. B. eine Bauteilverbindung handeln, die auf Lufteinflüsse hin untersucht werden muss. Eine andere Möglichkeit ist die Aufnahme von Röntgenbildern eines menschlichen oder tierischen Körpers.
  • Weitere Einzelheiten der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnung beschrieben. Gleiche oder sich entsprechende Zeichnungselemente sind jeweils mit den gleichen Bezugszeichen versehen und werden nur insoweit mehrfach erläutert, wie sich Unterschiede zwischen den einzelnen Figuren ergeben. Es zeigen:
    • Figur 1
    ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Röntgenstrahlungsquelle im schematischen Schnitt mit gesonderter Verdampfungskammer und einem Gehäuse zur Aufnahme des Metalldampfes und
    Figur 2
    ein weiteres Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Röntgenstrahlungsquelle, in der die Verdampfung des Targetmaterials und die Aufnahme der Wolke in demselben Gehäusekörper geschieht, im schematischen Schnitt.
  • In Figur 1 ist eine Röntgenstrahlungsquelle dargestellt, bei der ein Gehäuse 11 zur Verfügung gestellt wird, in dem eine Wolke 12 aus Metalldampf als Target für Röntgenstrahlung 21 erzeugt werden kann. Neben diesem Gehäuse 12 gibt es eine Verdampfungskammer 13, in der ein flüssiges Targetmaterial 14 durch einen Lichtbogen 15 verdampft wird. Das Targetmaterial kann durch den Energieeintrag des Lichtbogens 15 schon vor dem Verdampfen verflüssigt werden. Um den Lichtbogen 15 zünden zu können, sind Elektroden 16 und eine Spannungsquelle 17 vorgesehen. Die durch die Verdampfungskammer 13 gebildete Verdampfervorrichtung 18 wird durch eine Düse 19 komplettiert, wobei diese in der Trennwand zwischen einem durch das Gehäuse 11 gebildeten Erzeugungsraum 20 für einen monochromatischen Röntgenstrahl 21 und der Verdampfungskammer 13 ausgebildet ist. Das Gehäuse 11 ist von der Verdampfungskammer 13 durch eine elektrisch isolierende Schicht 22 getrennt.
  • Zur Erzeugung eines Elektronenstrahls 23 ist eine Elektronenkanone 24 vorgesehen, wobei der Elektronenstrahl 23 in das Gehäuse 11 hineingelangt. Der Elektronenstrahl tritt in eine Wechselwirkung mit dem gasförmigen Target und wird von einem Kollektor 28 elektrostatisch gebremst und aufgefangen. Zuletzt gibt es ein Fenster 29, durch das die entstehende Röntgenstrahlung 21 aus dem Gehäuse 11 ausgekoppelt werden kann.
  • Die Elektronenkanone 24 weist eine Kathode 30 auf, die auf einem Potential von 0 V liegt. Diese sendet den Elektronenstrahl 23 aus, der durch eine Linse 31 fokussiert, aus der Elektronenkanone ausgekoppelt wird. Die treibende Kraft hierfür ist ein Potential, was dadurch aufgebaut wird, dass das ionisierte, gasförmige Target auf ein Potential von +100 bis +300 kV gelegt wird. Der Kollektor 28 liegt auf einem Potential zwischen +40 und +120 kV.
  • In Figur 2 ist eine alternative Ausgestaltung der Röntgenstrahlungsquelle dargestellt. Das hier zum Einsatz kommende Gehäuse 11 weist lediglich einen Gehäuseraum 33 auf, der sowohl die Funktion der Verdampfervorrichtung 18 als auch die Funktion des Erzeugungsraums 20 gemäß Figur 1 übernimmt. Am Boden des Gehäuses 11 befindet sich das Targetmaterial 14, das ebenfalls durch die Elektroden 16 mittels des Lichtbogens 15 geschmolzen und verdampft wird. Die Elektroden 16 sind wie in Figur 1 mit Isolatoren 34 vom Restgehäuse elektrisch isoliert. Die Elektroden 16 gemäß Figur 2 werden durch eine Wechselspannungsquelle 35 versorgt, wobei der Lichtbogen durch ein Vorschaltgerät 36 stabilisiert wird. Die Stabilisierung des Lichtbogens ist erforderlich, damit die als Target eingesetzte Wolke kontinuierlich mit verdampfendem Targetmaterial aufgefüllt wird. Eine Dosiervorrichtung wie die Düse 19 gemäß Figur 1 fehlt nämlich bei der Ausgestaltung gemäß Figur 2.
  • Die Erzeugung des Röntgenstrahls 21 erfolgt allerdings in gleicher Weise wie zu Figur 1 beschrieben. Dies ist in Figur 1 auch näher dargestellt. Hier ist exemplarisch ein Lanthanatom mit seinem Kern 56 dargestellt. Weiterhin ist die K-Schale 37 des Atoms dargestellt, auf der sich ein Elektron 38 befindet. Dieses wird durch Anregung des Elektronenstrahls angeregt und auf eine höhere Schale 39 angehoben. Wenn es zurückspringt, emittiert es die monochromatische Röntgenstrahlung 21.
  • Als Elektronenemitter kommt gemäß Figur 2 keine Elektronenkanone 24, sondern eine einfache Elektrode 40 zum Einsatz, wobei diese, wie bereits zu Figur 1 beschrieben, auf einem Potential von 0 V liegt. Sowohl die Elektrode 40 als auch der Kollektor 28 sind in einem Außengehäuse 41 angeordnet, welches ein zusätzliches Fenster 42 aufweist, über das die Röntgenstrahlung 21 ausgekoppelt werden kann. Das Gehäuse 11 wird in das Außengehäuse 41 einfach eingesetzt. Vorteilhaft können mehrere der Gehäuse 11 vorgehalten werden, um beispielsweise einen schnellen Austausch zu ermöglichen, wenn das Gehäuse 11 gereinigt werden muss oder das Targetmaterial 14 verbraucht wurde. Außerdem ist es vorteilhaft auch möglich, dass mehrere Gehäuse mit verschiedenen Targetmaterialien 14 vorgehalten werden können, um die Röntgenstrahlungsquelle schnell für die Erzeugung von monochromatischer Röntgenstrahlung anderer Wellenlängen umrüsten zu können. Grundsätzlich ist eine solche Umrüstung selbstverständlich auch bei dem Aufbau gemäß Figur 1 möglich.

Claims (8)

  1. Röntgenstrahlungsquelle mit einem Gehäuse (11), in dem ein Target (12) vorgesehen ist, welches unter Beschuss mit einem Elektronenstrahl (23) Röntgenstrahlung aussenden kann,
    wobei als Target (12) ein ionisierter Metalldampf in dem Gehäuse erzeugbar ist, wobei zur Erzeugung des Metalldampfes ein Targetmaterial (14) und eine Verdampfer-Vorrichtung (18) in dem Gehäuse (11) vorgesehen sind,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass als Verdampfer-Vorrichtung (18) eine Elektrode (16) zur Zündung eines Lichtbogens zwischen der Elektrode (16) und dem Targetmaterial (14) vorgesehen ist.
  2. Röntgenstrahlungsquelle nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass das Gehäuse eine Verdampfungskammer (13) für ein zu verdampfendes Metall aufweist, die über eine Öffnung, insbesondere eine Düse (19), mit einem Restvolumen des Gehäuses (11) verbunden ist.
  3. Röntgenstrahlungsquelle nach einem der vorangehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass das Gehäuse (11) ein erstes Fenster (25) in der Wand aufweist, welches für den Elektronenstrahl (23) transparent ist.
  4. Röntgenstrahlungsquelle nach einem der vorangehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass in der Wand des Gehäuses (11) ein Fenster (29) angeordnet ist, welches transparent für die zu erzeugende Röntgenstrahlung ist.
  5. Röntgenstrahlungsquelle nach einem der vorangehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass das Targetmaterial aus ein Leichtmetall, insbesondere Aluminium besteht.
  6. Röntgenstrahlungsquelle nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet,
    dass das Targetmaterial aus einem Lanthanoid, Wolfram, Molybdän oder einer Legierung mindestens zweier der genannten Metalle besteht.
  7. Verfahren zum Erzeugen von Röntgenstrahlung, bei dem in dem Gehäuse (11) einer Röntgenstrahlungsquelle ein Target (12) mit einem Elektronenstrahl (23) beschossen wird und Röntgenstrahlung aussendet,
    wobei als Target (12) in einer Verdampfer-Vorrichtung (18) in dem Gehäuse (11) ein Metalldampf erzeugt wird, wobei zur Erzeugung des Metalldampfes ein Targetmaterial (14) vorgesehen ist,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass als Verdampfer-Vorrichtung (18) eine Elektrode (16) zur Zündung eines Lichtbogens zwischen der Elektrode (16) und dem Targetmaterial (14) vorgesehen ist.
  8. Verwendung einer monochromatische Röntgenstrahlung aussendenden Röntgenstrahlungsquelle nach einem der Ansprüche 1 bis 6 zum Durchleuchten eines Körpers, der bei der Wellenlänge der verwendeten Röntgenstrahlung differenzierbare Kontraste ausbildet.
EP12729942.8A 2012-06-15 2012-06-15 Röntgenstrahlungsquelle und deren verwendung und verfahren zum erzeugen von röntgenstrahlung Active EP2837016B1 (de)

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