Röntgenröhre finit durch Strahlung gekühlter Autikathode. Die Erfindung bezieht sich auf Röntgen röhren, insbesondere auf Röntgenröhren von grosser Leistung und sehr hohen Spannungen, wie sie in der modernen Röntgentherapie be nutzt werden.
Bei solchen Röhren ist es schwierig, die in der Antikathode durch die Bombardierung einer grossen Anzahl von sehr schnell sich be wegenden Elektronen entwickelte Wärme mittelst einer durch die Antikathode fliessen den Kühlflüssigkeit abzuführen. In Thera pieröhren hat man daher die Antikathode schon so ausgestaltet, dass sie durch Wärme ausstrahlung ihre Energie abgibt. Bei dieser Methode muss man aber dem die Antikathode umgebenden Glasgefäss ziemlich grosse Ab rnessungen geben, da. sonst durch die ausge strahlte Wärme das Glas zu sehr erhitzt wird.
Gemäss der Erfindung wird die Anti kathode innerhalb eines von ihr elektrisch isolierten Metallgefässes angeordnet, das einen Teil der Aussenwandung der Röhre bildet und mit einer Kühlvorrichtung versehen, ist. Die ausgestrahlte Wärme wird von der gekühlten Metallwand aufgefangen. Über dies hat eine gegebenenfalls starke Verdamp fung der glühenden Antikathode keinen nach teiligen Einfluss, da das verdampfte Metall sich auf der Metallwand absetzt.
Die Antikathode der Röntgenröhre gemäss der Erfindung lässt sich bis auf eine niedrige Temperatur abkühlen, und auch die Abmes sungen der Röhre werden bedeutend gerin ger, als wenn eine Glaswand benutzt wird.
Die Röntgenröhre gemäss der Erfindung bietet überdies den Vorteil, dass der metallene Teil der Aussenwandung zugleich zu andern Zwecken, als für die Abführung der von der Anti]iathode ausgestrahlten Wärme ange wendet werden kann.
Das Metallgefäss kann nämlich auch die Glühkathode umgeben und zwischen der Glühkathode und der Antikathode derart verengt sein, dass die Kathodenstrahlen ge zwungen werden, die Antikathode auf einer beschränkten Fläche zu treffen.
Auch kann das Metallgefäss sowohl von der Axitikathode, wie von der Kathode durcb f-ine Hochspa.ünungisolierung getrennt sein. Bei dieser Ausführungsform kann das I11e- tallgefäss geerdet werden, wodurch die Küh lung sehr erleichtert wird.
In der beigefügten Zeichnung sind zw-i :\-usfiilirungsbei@piele einer Röntgenröhre ge- niäss der Erfindung schematisch dargestellt.
Fig. 1 zeigt eine Röntgenröhre gemäss der Erfindung, bei der der metallene Teil der Aussenwandung durch eine Mchspa.ünungs- isolierung von der Antikathode und von der Glühkathode getrennt ist.
Fig. 2 stellt eine Ausführungsform dar. bei der das 'Metallgefäss auch die Glühkathode umgibt. und zwischen der Antikathode und der Glühkathode eine Verengung aufweist.
Bei der in Fig. 1 dargestellten Röntgen- iöhre besteht die durch Strahlun;- gchiililte Antikathode: aus einer Scheibe 1 aus eklem Metall mit hohem Schmelzpunkt, wie ziiin Beispiel Wolfram.
Diese Seheibe -wird von metallenen Stützen \? getragen, die an cinNr Kappe 3 befestigt sind, deren Rand mit dein Glasgefäss 4 luftdicht verschmolzen ist. Die Glühkathode 5, welche die Form einer fla chen Spirale hat, ist innerhalb eines Metall gefässes 6 angeordnet, das zum Folzussieren der Kathodenstrahlen dient und auf einem gläsernen Fuss 7 mittelst Metallstützen 8 be festigt ist..
Eine dieser Stützen dient als Stromzuführungsdraht für die Glühkathode, während der andere Stro.mzuführungsdralit durch den luftdicht in den gläsernen Fuss 7 eingeschmolzenen Leiter 9 gebildet wird.
Der gläserne Fuss 7 ist mit einer Glas wand 10 luftdicht verbunden. Ein die glä sernen Teile 4 und 10 luftdicht verbindendes Metallgefäss 11 umgibt die Antikathode uiicl ist mit einem Fenster 12 zum Durchlassen der Röntgenstrahlen versehen. Das Gefäss 11. ist von einem Kühlmantel 13 umgeben, der mit Zu- und Ahführungsleitungen 1.1 und 15 für eine T#-'iihlflüssiglzeit, -wie zum Beispiel -Wasser, versehen ist.
Beim Betrieb der Röhre wird das Metall gefäss 11 zweckmässi0. geerdet und die hohe fipannung. die zwischen der Glühl@athode und der Antikathode angelegt werden muss, wird gleichmüssig über die isolierenden Teile zwischen der Antikathode und dem Metall gefäss 11 und zwischen der Glühkathode 5 und dem (-efäss 11 verteilt.
Durch den Um stand, dass das (lefäss 11 geerdet werden kann, wird die Kühlung des Gefässes sehr Nereinfacht. da bei der Zu- und Abfuhr der Kühlflüssigkeit keine besonderen Massnah- inen für die Isolierung des Gefässes 11 ge troffen zu tverden brauchen.
Bei der in Fig. ? dargestellten Röntgen röhre ist die Antikathode 20 auf ähnliche Weise ausgestaltet und befestigt wie bei der in.
Fig. 1 dargestellten Ausführungsform. Die Glühkathode 21 besteht hier aus einem ge raden Draht, der innerhalb des Metallgefässes 22 ausgespannt ist, das zwischen dieser Glüh kathode und der Antikathode 20 eine Ver engung 23 aufweist. Die Glühkathode 21 wird von Stützen 2-1 -Lind 27 getragen, von denen die erstere unmittelbar leitend mit dem 3fetallgefäss 22 verbunden ist,
während die andere durch eine Perle 26 aus Quarz oder ähnlichem Stoff von dem Gefäss isoliert ist. Der Leiter 25 ist luftdicht in die Wand des Fensters 27 eingeschmolzen, das mit dem Rande des Metallgefässes 22 luftdicht ver- se.llmolzen ist.
Durch die Anordnun-# der Glühkathode und der Antikathode in ,bezog auf das Me tallgefäss 22 und durch die besondere Form des letzteren werden die Kathodenstrahlen gezwungen, die Antikathode auf einer be schränkten Oberfläche zu treffen, wobei be merkt werden soll, dass das Gefäss 22 unge fähr dasselbe Potential wie die Glühkathode aufweist.
Das Metallgefäss 22 ist von einem mit Zu- und Abführungsleitungen 29 und $0 ver sehenen Kühlmantel 28 umgeben. Da es bei der in Fig. \? dargestellten Ausführungsform nicht ratsam ist, das Gefäss 22 zu erden, soll man dafür sorgen, dass beim Zu- und Abfüh ren der Kühlflüssigkeit das Metallgefäss 22 genügend isoliert wird.
Als Stoff für die Herstellung der Gefässe 11 und 22 kommt insbesondere Chromeisen von geeigneter Zusammensetzung in Be- tracht. Röhren, wie sie in den Figuren dar gestellt sind, können hoch entlüftet oder mit einer Gasfüllung sehr - niedrigen Druckes, z. B. mit Helium, unter einem Drucke von ''"", mm Quecksilbersäule versehen sein.
Die Erfindung ist nicht auf mit einer Glühkathode versehene Röntgenröhren be- sehränkt.
X-ray tube finite auticathode cooled by radiation. The invention relates to X-ray tubes, in particular to X-ray tubes of great power and very high voltages, as they are used in modern X-ray therapy.
In such tubes it is difficult to dissipate the heat developed in the anticathode by the bombardment of a large number of very fast moving electrons by means of a cooling liquid flowing through the anticathode. In therapy tubes, the anticathode has therefore already been designed in such a way that it emits its energy by radiating heat. With this method, however, one has to give the glass vessel surrounding the anticathode fairly large measurements. otherwise the glass will be heated too much by the radiated heat.
According to the invention, the anti-cathode is arranged within a metal vessel which is electrically insulated from it and which forms part of the outer wall of the tube and is provided with a cooling device. The radiated heat is captured by the cooled metal wall. In addition, a possibly strong evaporation of the glowing anticathode has no adverse effect, since the evaporated metal is deposited on the metal wall.
The anticathode of the X-ray tube according to the invention can be cooled down to a low temperature, and the dimensions of the tube are significantly smaller than when a glass wall is used.
The X-ray tube according to the invention also offers the advantage that the metal part of the outer wall can also be used for purposes other than dissipating the heat emitted by the anti-cathode.
The metal vessel can namely also surround the hot cathode and be narrowed between the hot cathode and the anticathode in such a way that the cathode rays are forced to hit the anticathode over a limited area.
The metal vessel can also be separated from both the axite cathode and the cathode by means of a high-voltage insulation. In this embodiment, the metal vessel can be earthed, which makes cooling much easier.
In the attached drawing, two examples of the implementation of an X-ray tube according to the invention are shown schematically.
1 shows an X-ray tube according to the invention, in which the metal part of the outer wall is separated from the anticathode and from the hot cathode by means of mechanical insulation.
Fig. 2 shows an embodiment in which the 'metal vessel surrounds the hot cathode. and has a constriction between the anticathode and the hot cathode.
In the X-ray tube shown in FIG. 1, the radiation-coated anticathode consists of a disk 1 made of disgusting metal with a high melting point, such as tungsten, for example.
This window - is supported by metal supports \? worn, which are attached to cinNr cap 3, the edge of which is fused airtight with your glass vessel 4. The hot cathode 5, which has the shape of a flat spiral, is arranged within a metal vessel 6, which is used to folzussieren the cathode rays and is fastened to a glass base 7 by means of metal supports 8 be ..
One of these supports serves as a power supply wire for the hot cathode, while the other power supply wire is formed by the conductor 9 melted airtight into the glass base 7.
The glass foot 7 is connected to a glass wall 10 airtight. A metal vessel 11 connecting the glass parts 4 and 10 in an airtight manner surrounds the anticathode and is provided with a window 12 for the passage of the X-rays. The vessel 11 is surrounded by a cooling jacket 13, which is provided with supply and discharge lines 1.1 and 15 for a T # - 'iihliquidiglzeit, -as for example -water.
When the tube is in operation, the metal vessel 11 is expediently used. grounded and the high voltage. which must be applied between the incandescent cathode and the anticathode is evenly distributed over the insulating parts between the anticathode and the metal vessel 11 and between the incandescent cathode 5 and the vessel 11.
The fact that the vessel 11 can be earthed makes it very easy to cool the vessel, since no special measures need to be taken to insulate the vessel 11 when the coolant is supplied and removed.
In the case of Fig. X-ray tube shown, the anticathode 20 is designed and secured in a similar manner to that in FIG.
Fig. 1 illustrated embodiment. The hot cathode 21 here consists of a straight wire which is stretched within the metal vessel 22, which has a narrowing 23 between this hot cathode and the anticathode 20 Ver. The hot cathode 21 is supported by supports 2-1-Lind 27, of which the former is directly connected to the 3-metal vessel 22,
while the other is isolated from the vessel by a bead 26 made of quartz or similar material. The conductor 25 is fused airtight into the wall of the window 27, which is sealed airtight to the edge of the metal vessel 22.
Due to the arrangement of the hot cathode and the anticathode in relation to the metal vessel 22 and the special shape of the latter, the cathode rays are forced to hit the anticathode on a limited surface, whereby it should be noted that the vessel 22 has approximately the same potential as the hot cathode.
The metal vessel 22 is surrounded by a cooling jacket 28 provided with supply and discharge lines 29 and 0. Since the in Fig. \? It is not advisable to ground the vessel 22 in the illustrated embodiment, it should be ensured that the metal vessel 22 is sufficiently insulated when the cooling liquid is supplied and removed.
Chromium iron of suitable composition is particularly suitable as a material for the manufacture of the vessels 11 and 22. Tubes, as they are shown in the figures, can be highly vented or with a gas filling very - low pressure, eg. B. with helium, under a pressure of '' "", mm of mercury.
The invention is not limited to X-ray tubes provided with a hot cathode.