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Röntgenröhre mit Glühkathode.
Die Erfindung bezieht sich auf Röntgenröhren mit einer Glühkathode. Um zu erreichen, dass die Kathodenstrahlen die Antikathode auf einer beschränkten Oberfläche, den sogenannten "Fokus" treffen, hat man in den bekannten Coolidge-Röntgenröhren bisher immer eine Sammelvorrichtung angebracht, welche die Kathodenstrahlen schon in der Nähe der Kathode zu einem konzentrierten Bündel vereinigt. Die Glühkathode wird dabei in konzentrierter Form, z. B. in der Form einer Spirale innerhalb einer zylindrischen Sammelvorrichtung, angeordnet.
Es ist auch bekannt, die Glühkathode und den wirksamen Teil der Antikathode in einem metallenen Gefäss anzuordnen, das sich innerhalb der Aussenwand der Röhre erstreckt und das von der Antikathode isoliert ist. Gemäss der Erfindung wird nun das Gefäss zu einer Öffnung zum Durchlassen der Kathodenstrahlen verengt und der Teil der Antikathode auf den die Kathodenstrahlen treffen, ist in dieser Öffnung oder in deren Nähe angeordnet.
Man kann das Metallgefäss derart ausbilden, dass es die Glühkathode nahezu ganz umgibt. Ausser der Öffnung zum Durchlassen der Kathodenstrahlen soll das Gefäss natürlich auch eine Öffnung zum Durchlassen der Röntgenstrahlen aufweisen ; aber wenn gewünscht, kann man letztere durch ein metallenes Fenster oder Gewebe, das die Röntgenstrahlen durchlässt, abschliessen. Da die Glühkathode und der wirksame Teil der Antikathode von dem Metallgefäss umgeben wird, können beim Betriebe die Röntgenstrahlen nur durch das zum Austritt derselben bestimmte Fenster heraustreten.
Beim Betrieb der Röntgenröhre gemäss der Erfindung wird das Metallgefäss, innerhalb dessen die Glühkathode angeordnet ist, leitend oder über eine Quelle konstanter aber regelbarer Spannung mit der Glühkathode verbunden. Insbesondere empfiehlt es sich, das Metallgefäss durch einen Widerstand oder eine Spannungsquelle derart mit der Glühkathode zu verbinden, dass das Metallgefäss in bezug auf sämtliche Punkte des Glühfadens ein negatives Potential aufweist. Dass die Glühkathode grossenteils von einem Metallgefäss von konstantem, vorzugsweise negativem, Potentiale umgeben ist, bietet den Vorteil einer konstanten Wirkung der Röntgenröhre, da die ungleichmässige Aufladung einer Glaswand keine Schwierigkeiten mehr bietet.
Ein anderer Vorteil ist, dass die Röntgenstrahlen nur von dem Antikathodenspiegel, nicht etwa von andern Teilen der Antikathode, herkommen.
Bei Röntgenröhren gemäss der Erfindung werden die Kathodenstrahlen durch die besondere Form und die Anordnung des Metallgefässes und der Antikathode in bezug aufeinander auf einen beschränkten Teil der Antikathode konzentriert. Es ist nicht mehr nötig, die Glühkathode in konzentrierter Form
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ebenfalls entbehrt werden. Durch die geeignete Wahl von Form und Anordnung des Metallgefässes und der Antikathode in bezug aufeinander, kann man weiter dafür sorgen, dass die wirksamen Röntgenstrahlen die Oberfläche der Antikathode in senkrechter oder nahezu senkrechter Richtung verlassen, womit der Vorteil verbunden ist, dass Unebenheiten auf der Oberfläche der Antikathode nicht so leicht zur Absorption der Röntgenstrahlen Veranlassung geben können.
Da es in Röntgenröhren gemäss der Erfindung
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gefäss zum Durchlassen der Kathodenstrahlen und die Öffnung oder das Fenster zum Durchlassen der Röntgenstrahlen, gleichachsig anzuordnen.
Die Zeichnung stellt beispielsweise eine Ausführungsform einer Röntgenröhre gemäss der Erfindung dar. In der Zeichnung, die einen Längsschnitt der Röntgenröhre wiedergibt, wird die Aussenwand ) der Röntgenröhre durch das Glasgefäss 1 gebildet, mit dem eine einwärtstretende Glasröhre 2 luftdicht verschmolzen ist. Mit dem Ende der Röhre 2 ist die Antikathode 3, die z. B. hauptsächlich aus Chromeisen bestehen kann, luftdicht verschmolzen. Auf der Vorderfläche der Antikathode ist ein z. B. auf Wolfram bestehendes Einsatzstück 4 befestigte und die Metallröhre 5 dient für die Zufuhr einer Kühlflüssigkeit. Mit der Innenwand des Gefässes 1 ist die Glasröhre 6 verschmolzen, die eine federnde Klemme 7 trägt, an der mittels der Stützen 8 der Metallkörper 9 aufgehängt ist. Dieser Körper kann z.
B. aus Molybdän oder Chromeisen oder aus einem andern, leicht zu entgasenden, Material bestehen. Er kann auch aus Aluminium od. dgl. hergestellt werden, aber dann hat man nicht den Vorteil, dass die Röntgenstrahlen wenigstens zum Teil von dem Metallgefäss absorbiert werden. Die Glühkathode 10, die aus einem geraden Draht, z. B. aus Wolfram, besteht, ist innerhalb des Metallgefässes 9 an den Stromzuführungsdrähten 11 und 12 befestigt ; letztere sind luftdicht in der Wand des Gefässes 1 eingeschmolzen und sind durch die Quarzperlen und 14 elektrisch von dem Metallgefäss 9 getrennt. Auf der Seite der Antikathode ist das Metallgefäss 9 zu einer Öffnung 15 verengt und auf der andern Seite ist eine Öffnung oder ein Fenster 16 zum Durchlassen der Röntgenstrahlen vorgesehen.
Beim Betrieb der Röhre wird zwischen der Glühkathode 10 und der Antikathode 3 eine hohe Spannung angelegt und dem Gefässe 9, mit dem der Zuführungsdraht 17 verbunden ist, wird ein Potential gegeben, das zweckmässig in bezug auf sämtliche Punkte des Glühfadens ein wenig negativ ist. Die von dem Glühfaden ausgesandten Elektronen können nun das Metallgefäss 9 nicht erreichen, sondern werden durch die besondere Form des Metallgefässes und durch die Anordnung der Antikathode gezwungen, die Vorderfläche der Antikathode auf einer beschränkten Oberfläche zu treffen. Die wirksamen Röntgenstrahlen verlassen die Röhre in senkrechter oder nahezu senkrechter Richtung zur Oberfläche der Antikathode, weil die Metallschirme 15 und-M ein Austreten in anderer Richtung nicht zulassen.
Röntgenröhren gemäss der Erfindung können auf bekannte Weise entlüftet werden, so dass die Entladung praktisch ohne Gasionisierung stattfindet. Auch kann man die Röhren mit einer aus Wasserstoff oder Helium bestehenden Gasfüllung versehen, die einen solchen Druck hat, dass keine hinderliche Gasionisierung auftritt. Dieser Gasdruck kann über 0'0006 mm Quecksilberdruek liegen, und kann z. B. bei einer Wasserstofffillung ungefähr 0-01 mm betragen.
PATENT-ANSPRÜCHE : 1. Röntgenröhre mit Glühkathode, dadurch gekennzeichnet, dass das innerhalb der Röhre angeordnete, die Glühkathode und den wirksamen Teil der Antikathode umgebende und von letzterer isolierte metallene Gefäss zu einer Öffnung zum Sammeln der Röntgenstrahlen verengt ist, wobei der Teil der Antikathode, auf den die Kathodenstrahlen treffen, in der Öffnung oder in einer im Vergleich zum Öffnungsdurchmesser kleinen Entfernung angeordnet ist.