DE1021086B - Elektrische Entladungsvorrichtung - Google Patents

Description

DEUTSCHES

Es ist bekannt, daß in elektrischen Entladungsvorrichtungen mit Hochvakuum oder mit Gas- und/oder Dampffüllung Röntgenstrahlen erzeugt werden können, wenn die geladenen Teilchen bei der Beschleunigung in einem elektrischen Feld Energie aufnehmen und dann auf einem festen Körper auftreffen.

Gasgefüllte Vorrichtungen, z. B. Thyratrons, die mit Wasserstoff von einem Druck einiger hundert Mikron Quecksilber gefüllt sind, verwenden in bekannter Weise eine Elektrodenanordnung, bei der die Anode in einer Kammer untergebracht ist. Die Kammer wird aus zwei quer liegenden Scheiben gebildet, von denen je eine auf jeder Seite der Anode liegt und die durch zylindrische Teile miteinander verbunden sind, wie dies aus Fig. 1 hervorgeht.

Weiterhin wird in bekannter Weise gemäß Fig. 1 eine Anode 1 durch eine Anodenzuleitung 2 gehalten und ist in einer Kammer untergebracht, die mit einem Steuerelement 4 aus einem Stück besteht. Die Röhre besitzt eine Kathode 3., deren Heizung nicht dargestellt ist. Die Kammer enthält eine obere Scheibe 5 und eine untere Scheibe 6, die teilweise durchlocht ist, damit eine Entladung durch die Löcher hindurchtreten kann; außerdem enthält die Kammer einen zylindrischen Teil 7, der im allgemeinen völlig oder teilweise aus einem gelochten Metallstück oder Drahtnetz besteht, damit die Gasfüllung in den Entladungsraum nahe an der Anode 1 eintreten kann. Eine Scheibe 8 kann unterhalb der unteren Scheibe 6 eingeschlossen sein, damit sich die gewünschten Kenngrößen der Steuerung ergeben. In der Figur ist die Scheibe 6 ungelocht, wenn man von ihrer Mitte einmal absieht. Im Betrieb sind die Kammerwände mit einer elektrischen Schaltung versehen, deren Spannung etwa der der Kathode oder des Gitters entspricht. Die Abmessungen der Kammer sind so gewählt, daß ein unerwünschter elektrischer Durchschlag ausgeschaltet ist, der infolge der Spannungsdifferenz zwischen Anode und Kathode bei der Herstellung oder beim Gebrauch der Röhre denkbar wäre.

Wie man herausgefunden hat, stammen die beim Betrieb der Röhre aus der Hülle austretenden Röntgenstrahlen hauptsächlich aus der Kammer, die die Anode umschließt; man nimmt an, daß sie entstehen, wenn Elektronen mit der erforderlichen Energie auf der Anode auftreffen. Wenn die zylindrische Wand der die Anode umschließenden Kammer aus einem gelochten Metallstück oder Drahtnetz hergestellt ist, dann lassen die Löcher, die eine ungehinderte Bewegung des Gases gestatten sollen, ebenfalls die Röntgenstrahlen ungehindert hindurchgehen.

Um diesen Nachteil zu vermeiden, liegt gemäß der Erfindung eine Abschirmung zwischen der Steuer-Elektrische Entladungsvorrichtung

Anmelder:

The British Thomson-Houston Company-Limited, London

Vertreter: Dr.-Ing. W. Reichel, Patentanwalt,
Frankfurt/M.-Eschersheim, Lichtenbergstr. 7

Beanspruchte Priorität:
Großbritannien vom 12. Juli 1955

Henry De Boyne Knight
und Norman Robert McCormich,

Rugby (Großbritannien),
sind als Erfinder genannt worden

elektrode und der Hüllenwand in der Nähe der Anode, damit eine derartige, aus dem Kammerinnern kommende und aus der Hülle austretende Strahlung abgefangen wird. Wenn die Steuerelektrode in der Nähe der Anode aus einem durchlochten Material hergestellt ist, kann die Abschirmung aus einem ungelochten Zylinder bestehen. Der Weg, den das Gas aus dem Kammerinnern nach außen durchläuft, wird indessen zwischen zwei oder.mehr Teilen gebildet, die sich so weit überlappen, wie es den direkten Weg der Strahlung betrifft; infolgedessen ist diese Abschirmung durch die Ausbildung der Steuerelektrode gegeben.

In der Zeichnung sind in Fig. 2 bis 7 verschiedene Arten von Abschirmungen dargestellt, die gemäß der Erfindung in Verbindung mit einem allgemeinen Aufbau nach Fig. 1 verwendet werden können.

In Fig. 2 ist ein Metallblech 9 von im wesentlichen hohlzylindrischer Form so eingesetzt, daß es einen Abstand von dem Teil 7 hat und einen Schirm bildet,

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der den Durchtritt von Röntgenstrahlen teilweise oder vollständig abdeckt, während das Gas, welches die Wandung 7 durchsetzt, durch ringförmige Schlitze 10 zwischen den Teilen 7 und 9 hindurchtreten kann.

In Fig. 3 ist der Teil 7 fortgelassen worden, und eine Abschirmung 11 (die der Abschirmung 9 ähnelt) ist etwas langer ausgeführt, so daß sie über die Ränder der Platten 5 und 6 hinausragt und ringförmige Spalte 12 bildet, durch welche das Gas hindurchtreten kann.

In Fig. 4 ist der Teil 7 durch zwei zylindrische Teile 13 und 14 ersetzt worden, die axialen Abstand voneinander haben, so daß ein Spalt 15 entsteht, der in radialer Richtung durch einen zylindrischen Teil 16 abgeschirmt ist, der seinerseits einen Abstand aufweist, *5 so daß ringförmige Spalte 17 frei gelassen werden.

In Fig. 5 ist der Teil 7 durch zwei zylindrische Teile 18 und 19 ersetzt worden, die verschiedenen Durchmesser haben, so daß ein ringförmiger Spalt 20 frei bleibt.

In Fig. 6 ist der Teil 7 durch einen zylindrischen Teil 21 ersetzt, dessen Durchmesser am oberen und unteren Ende verringert ist. Dieser Teil kann z. B. als Hohlzylinder ausgebildet sein, der auf beiden Seiten konisch endet, oder er kann auch die Form eines Abschnittes einer Kugelschale oder eine ähnliche geeignete Gestalt aufweisen. Er arbeitet mit Teilen 22 und 23 zusammen, die den Teilen 5 und 6 der Fig. 1 entsprechen und die an ihren Enden eine ähnliche Gestalt haben wie der Teil 21, jedoch solche Abmessungen aufweisen, daß zwischen diesen Teilen Spalte 24 frei bleiben, die eine axiale Komponente haben, wobei die Anordnung so geschaffen ist, daß die Teile 22 und 23 den Teil 21 in radialer Richtung von Punkten der Anodenfläche ausgehend überlappen.

In einigen Darstellungen sind zwei Ringspalte zwischen den Teilen vorgesehen; es liegt aber auch im Bereich der Erfindung, nur einen derartigen Spalt anzuordnen. Der Teil 16 kann z. B. nach Fig. 4 mit dem Teil 14 aus einem Stück bestehen, so daß nur ein ringförmiger Spalt 17 übrigbleibt; die Anordnung würde dann ähnlich arbeiten wie die der Fig. 5. Die Abschirmungen sind im allgemeinen als zylindrische Teile dargestellt; sie können jedoch auch nach Bedarf andere Formen aufweisen und z.B. kegelstumpf förmig ausgebildet sein.

Die Abmessungen der Schirme, öffnungen und Spalte werden durch die Forderung bestimmt, daß das elektrische Feld im wesentlichen auf die Kammer beschränkt sein soll, um die geladenen Teilchen im Innern der Kammer zu halten; das Gas soll frei ohne zu großen Diffusionswiderstand hindurchtreten können; eine Röntgenstrahlung soll soweit wie möglich verhindert werden. Bei einzelnen Ausführungen kann es erwünscht sein, noch weitere Metallabschirmungen außer den dargestellten hinzuzufügen.

Die in den Beispielen dargestellten Abschirmungen können elektrisch mit den Teilen 5 und 6 der Fig. 1 verbunden sein, oder sie können auch nach Wunsch voneinander isoliert sein.

Es ist auch nicht immer notwendig, daß die Öffnungen kontinuierlich sind. In Fig. 3 kann z. B. der Teil 11 mit den Teilen 5 und/oder 6 mit Hilfe von Verbindungsteilen mechanisch verbunden sein, die die Spalte 12 teilweise versperren. In Fig. 4 kann der Raum 15 zwischen den zylindrischen Teilen 13 und 14 durch einen oder mehrere Schlitze gebildet werden, die nicht um den vollen Umfang herumgehen und in einem einheitlichen zylindrischen Körper angeordnet sind.

Eine weitere mögliche Abänderung ist aus Fig. 5 ersichtlich, wobei der Teil 18 gelocht oder mit Schlitzen versehen sein kann, um den Widerstand beim Gasdurchtritt zu verringern, wobei diese öffnungen jedoch die Abschirmung der Röntgenstrahlen verschlechtern.

In Fig. 7 ist eine abweichende Anordnung dargestellt, bei der die Überlappung der koaxial angeordneten Schirmelektroden in Umfangsrichtung und nicht in Längsrichtung verläuft wie bei den vorher beschriebenen Ausführungen. Bei der Konstruktion nach Fig. 7 wird die Abschirmung durch eine zylindrische Elektrode 25 gebildet, welche den gelochten Teil 7 der Steuerelektrode 4 umgibt, und ist selbst mit gelochten Teilen 26;, 26' versehen, durch welche das ionisierbare Medium hindurchtreten kann, um die Anode durch den gelochten Teil 7 der Steuerelektrode zu erreichen. Um zu verhindern, daß eine von der Anode ausgehende durchdringende Strahlung die Wandung der Hülle 21 trifft, umgeben Segmente 27 eines koaxial zu dem Teil 25 liegenden zylindrischen Teiles von größerem Durchmesser die gelochten Abschnitte 26 und greifen in Umfangsrichtung über die Ränder der nicht gelochten Teile der Abschirmelektrode 25. Die Zahl der gelochten Teile 26 kann größer sein als die in der Zeichnung dargestellte, wobei eine entsprechende Anzahl von Segmenten 27 als Abschirmung dient.

Die Anordnung der Abschirmungen in der Bahn der Röntgenstrahlen kann eine visuelle Beobachtung der Entladung verhindern. Es liegt im Bereich der Erfindung, in der Abschirmung ein oder mehrere Löcher zu diesem Zweck frei zu lassen.

Claims (4)

1. Patentanspruch ε-1. Elektrische Entladungsvorrichtung mit einer abgeschlossenen Hülle, die Kathode und Anode enthält, zwischen denen im Betrieb eine gewisse Spannung liegt, wodurch Elektronen mit einer solchen Geschwindigkeit auf der Anode einfallen, daß dort eine durchdringende Strahlung entsteht, und die eine zwischen Kathode und Anode die Entladungsbahn umgebende Steuerelektrode aufweist, die in der Nähe der Anode derart ausgebildet ist, daß sie ein ionisierbares, in der Hülle vorhandenes Medium vom Raum außerhalb der Steuerelektrode zur Anode hindurchströmen lassen kann und infolgedessen auch die an der Anode während des Betriebs der Vorrichtung erzeugte durchdringende Strahlung in Richtung auf die Hüllenwand zu hindurchgehen läßt, dadurch gekennzeichnet, daß eine Abschirmung zwischen der Steuerelektrode und der Hüllenwand in der Nähe der Anode liegt, damit die Strahlung abgefangen und ihr Austritt nach der Außenseite der Hülle hin vermieden wird.
2. 2. Elektrische Entladungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Abschirmung aus mindestens zwei koaxialen Schirmteilen von unterschiedlichem Durchmesser besteht, deren Ränder sich überlappen.
3. 3. Elektrische Entladungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerelektrode aus zwei koaxialen Teilen von unterschiedlichem Durchmesser besteht, deren Ränder sich überlappen, so daß auf diese Weise in der Nähe der Anode eine ringförmige öffnung gebildet wird, durch die das ionisierbare Medium in die Nähe der Anode gelangt, wobei die Überlappung der Ränder der koaxialen Teile dazu dient, die an

   der Anode durch den Elektronenaufprall erzeugte durchdringende Strahlung daran zu hindern, daß diese während des Betriebs der Vorrichtung die Hüllenwand erreicht.
4. 4. Elektrische Entladungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Abschirmung den gelochten Teil der Steuerelektrode

   außen umgibt, durch den das ionisierbare Medium hindurchtreten kann.

   In Betracht gezogene Druckschriften: Französische Patentschriften Nr. 1 018 778, 274;
   USA.-Patentschrift Nr. 2 572 881.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen