DE1270192B

DE1270192B - Drehanoden-Verbundteller fuer Roentgenroehren

Info

Publication number: DE1270192B
Application number: DE19601270192
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Karl Silbermann
Original assignee: Siemens Corp
Current assignee: Siemens Corp
Priority date: 1960-07-30
Filing date: 1960-07-30
Publication date: 1968-06-12

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND DEUTSCHES 4057¥W PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. Cl.:

HOIj

H05g

Deutsche Kl.: 21g-17/10

Nummer:
Aktenzeichen:
Anmeldetag:
Auslegetag:

1270192
P 12 70 192.7-33
30. Juli 1960
12. Juni 1968

Die Erfindung betrifft einen Drehanoden-Verbundteller für Röntgenröhren mit einer Elektronenaufprallfläche aus Wolfram. Solche Verbundteller haben gegenüber vollkommen aus Wolfram bestehenden Drehanodentellern bekanntlich bei praktisch gleicher Röntgenstrahlendosis eine erheblich größere Wärmeleitfähigkeit und Wärmekapazität und sind deshalb höher belastbar.

Die Erfindung geht davon aus, daß bei den bekannten Drehanoden-Verbundtellern für Röntgenröhren mit einer Elektronenaufprallfläche aus Wolfram die Elektronenaufprallfläche schwer hinreichend genau zu bearbeiten ist und daß sich die Dicke der Elektronenaufprallfläche nicht ohne weiteres so weit herabsetzen läßt, wie es für einen möglichst kurzen Wärmeleitungsweg von der Elektronenaufprallfläche zu dem Molybdän-Tragkörper erforderlich ist.

Ein Drehanoden-Verbundteller für Röntgenröhren mit einer Elektronenaufprallfläche aus einer Wolfram-Rhenium-Legierung ist erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet, daß die Legierung aus mindestens 50 °/o Wolfram und bis zu 50%, ausgenommene 5 bis 35%, Rhenium besteht. Solche erfindungsgemäßen Drehanoden-Verbundteller sind nicht nur in bezug auf ihre Herstellung weitgehend frei von den angegebenen Mängeln der bekannten Drehanoden-Verbundteller, sondern zeichnen sich, wie Versuche gezeigt haben, auch durch einen ganz überraschend langsamen Verlauf des während der Lebensdauer von Drehanoden-Röntgenröhren eintretenden allmählichen Abfalles der Strahlenausbeute aus, und zwar auch bei Verwendung eines Tragkörpers aus Wolfram. Die Strahlenausbeute in Abhängigkeit von der Anzahl gleichartiger Belastungen nimmt wesentlich langsamer ab als bei Verbundtellern mit einer Elektronenaufprallfläche aus reinem Wolfram, wie sich aus dem in der F i g. 1 dargestellten Diagramm ergibt.

Die Versuche wurden ausgeführt mit Anodentellern, deren kreisringförmige Elektronenaufprallfläche unterteilt war in eine aus reinem Wolfram bestehende Teilkreisfläche und mehrere weitere Teilkreisflächen aus Rheniumlegierungen mit voneinander unterschiedlichem Rheniumgehalt. Der Winkel der Elektronenaufprallfläche gegenüber der Tellerachse betrug 17,5°. Die Belastungsdauer war stets 0,1 see. Die Leistung wurde variiert und betrug bis zu 10 000 Belastungen 33 kW und von 10 000 bis 26 000 Belastungen 37,5 kW. Der zeitliche Abstand zwischen den Belastungen betrug in allen Fällen 16,5 see, so daß der Mittelwert der Leistung anfangs 200 W und schließlich 255 W war. Von Zeit zu Zeit Drehanoden-Verbundteller für Röntgenröhren

Anmelder:

Siemens Aktiengesellschaft, Berlin und München, 8520 Erlangen, Henkestr. 127

Als Erfinder benannt:

Dipl.-Ing. Karl Silbermann, 8520 Erlangen

wurde der Betrieb unterbrochen und der Dosisverlust, d. h. die Abnahme der Strahlenausbeute auf allen Teilkreisflächen, gemessen, und zwar durch Vergleich der Dosisabgabe der noch unbelasteten und der vor-

ao belasteten Teilkreisfläche. Die Versuche wurden nämlich so durchgeführt, daß die oben angegebenen Belastungen nur etwa zwei Drittel der Oberfläche der Teilkreisflächen betrafen, so daß ein Teil dieser Flächen unbelastet und damit für die Vergleichsmessungen frei blieb. Die Ergebnisse der Versuche sind in dem Diagramm dargestellt als nach den Vorbelastungen noch erzielbare Strahlenausbeute in Prozenten der ursprünglich erzielbaren Strahlenausbeute, aufgetragen gegen die Anzahl der Belastungen. Dabei ist für die Strahlenausbeute ein linearer und für die Anzahl der Belastungen ein logarithmischer Maßstab gewählt.

Die Betrachtung der so erhaltenen Kurven zeigt, daß mit zunehmender Anzahl der Belastungen an sich bei allen Teilkreisflächen die erzielbare Strahlenausbeute abnimmt. Ein Vergleich der Kurve 1 für die Teilkreisfläche mit reinem Wolfram mit den Kurven 2 für die 5 %, 3 für die 15 % und 4 für die 30 % Rhenium enthaltende Legierung ergibt aber, daß die Abnähme der Strahlenausbeute von dem Rheniumgehalt abhängt. Schon nach den ersten 10 000 Belastungen mit 33 kW wird bei reinem Wolfram ein Abfall um 23% erhalten, während der Abfall bei einem Rheniumgehalt von 5 % nur 14 %, bei einem Gehalt von 15 °/o nur 9 % und bei einem Gehalt von 30 % nur 6 % beträgt. Nach den weiteren 16 000 Belastungen mit 37,5 kW zeigt sich die bessere Brauchbarkeit der Rheniumlegierung noch deutlicher. Der Ausbeuteabfall steigt nämlich bei reinem Wolfram auch in diesem Bereich weiter an und erreicht 32% der ursprünglichen Strahlenausbeute. Demgegenüber ergibt sich bei den Rheniumlegierungen nur mehr ein ge-

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ringer weiterer Abfall. Der Gesamtabfall ergibt bei der 3O°/oigen Legierung lediglich 8°/o, bei einer 15°/oigen Legierung 10% und bei der 5%igen Legierung 14%.

Der Vergleich der Meßergebnisse, d. h. der Vergleich der Kurven 2 bis 4 für die Rhenium enthaltenden Legierungen mit Kurve 1 für reines Wolfram zeigt also deutlich die Überlegenheit von Drehanoden-Verbundtellern mit einer Elektronenaufprallfläche aus einer Rheniumlegierung. ίο

Es wurde zwar schon vorgeschlagen, Elektronenaufprallflächen mit einer Rhenium enthaltenden Legierung zu versehen. Dabei sollte aber der Rheniumgehalt 5 bis 35 % betragen. In diesem Vorschlag ist nicht berücksichtigt, daß auch schon mit Zusätzen von weniger als 5% eine wesentliche Verbesserung der Elektronenaufprallfläche erhalten wird, wie aus den obengenannten Meßergebnissen und aus der Lage der Kurven 2,3 und 4 gegenüber der Kurve 1 der F i g. 1 ablesbar ist. Andererseits ist der frühere Vorschlag auf eine Menge bis zu 35 % beschränkt, wobei die aus den Versuchen gewonnene Erkenntnis unberücksichtigt bleibt, daß auch größere Rheniummengen, nämlich solche bis zu 50 %, noch beachtliche Verbesserungen der Elektronenaufprallfläche ergeben.

In der Fig. 2 ist eine beispielsweise Ausführung eines erfindungsgemäß aufgebauten Drehanoden-Verbundtellers dargestellt. Zur besseren Erklärbarkeit ist aus dem Teller ein Viertel ausgeschnitten. Bei diesem Beispiel besteht der Tragkörper 5 des Drehanodentellers 6 aus Molybdän. Die gegenüber der Tellerachse verschieden geneigten Elektronenaufprallflächen 7 und 8 sind mit einer 1 mm dicken Schicht 9 aus einer einen gemäß der Erfindung gewählten Prozentsatz von Rhenium enthaltenden Wolframlegierung belegt.

Selbstverständlich sind die oben geschilderten Vorteile unter den angegebenen Bedingungen auch bei Steh-Anoden erzielbar.

Claims

Patentanspruch:

Drehanoden-Verbundteller für Röntgenröhren mit einer Elektronenaufprallfläche aus einer Wolfram-Rhenium-Legierung, dadurch gekennzeichnet, daß die Legierung aus mindestens 50% Wolfram und bis zu 50%, ausgenommen 5 bis 35%, Rhenium besteht.

In Betracht gezogene Druckschriften:

Deutsche Patentschriften Nr. 325 941, 472 661,
733 637, 919 307;

USA.-Patentschrift Nr. 2 863 083;

»Handbook of Chemistry and Physics«, 39. Auflage, 1957/58, S. 618/619;

Tagungsbericht des 3. Plansee-Seminars: »De Re Metallica«, 1959, S. 139.

In Betracht gezogene ältere Patente:
Deutsches Patent Nr. 1153 837.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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