DE19713076A1

DE19713076A1 - X=ray tube containing two gas getters

Info

Publication number: DE19713076A1
Application number: DE19713076A
Authority: DE
Inventors: Thomas Dipl Ing Weller; Heinrich Dr Behner
Original assignee: Siemens AG; Siemens Corp
Current assignee: Siemens AG; Siemens Corp
Priority date: 1996-05-06
Filing date: 1997-03-27
Publication date: 1997-11-13

Abstract

A novel x-ray tube contains two getters for binding free gases, one getter (11) being located in a relatively high temperature region near the anode (3) and the other getter (12) being located in a relatively low temperature region. Preferably, the one getter (11) binds reactive gases capable of strong chemical bonding with the getter material and is made e.g. of zirconium or alloys of zirconium with vanadium and iron, with carbon or with aluminium, while the other getter (12) is capable of physical dissolution of hydrogen and is made e.g. of zirconium or alloys of zirconium with vanadium and iron, with carbon, with aluminium or with nickel.

Description

Die Erfindung betrifft eine Röntgenröhre mit einer in einem Vakuumgehäuse angeordneten Anode und einer Kathode, welches in seinem Inneren zur Bindung von freien Gasen Getter auf weist.The invention relates to an X-ray tube with one in one Vacuum housing arranged anode and a cathode, which getter inside for binding free gases points.

Im Inneren eines Vakuumgehäuses einer Röntgenröhre sind in der Regel verschiedene Bauteile vorhanden, welche im Betrieb der Röntgenröhre infolge von Temperatureinflüssen verschie dene Gase abgeben, welche an den Oberflächen der Bauteile haften oder aus deren Inneren herausdiffundieren. Dieser Vor gang, welcher im allgemeinen als Ausgasung bezeichnet wird, beeinflußt die Hochspannungsfestigkeit der Röntgenröhre und damit ihre Funktionsfähigkeit negativ, da infolge der freien Gase im Vakuumraum der Röntgenröhre Hochspannungsüberschläge auftreten können. Im ungünstigsten Fall kann dies zu Schädi gungen bis hin zur Zerstörung der Röntgenröhre führen.Inside an X-ray tube vacuum housing are in usually various components available, which are in operation the X-ray tube due to temperature influences emit gases which are on the surfaces of the components stick or diffuse out of their interior. This before course, which is generally referred to as outgassing, affects the high voltage strength of the x-ray tube and thus their operability is negative, as a result of the free Gases in the vacuum chamber of the X-ray tube high voltage flashovers may occur. In the worst case, this can be harmful leads to the destruction of the X-ray tube.

Es besteht daher die Notwendigkeit, die im Betrieb der Rönt genröhre ins Innere des Vakuumraums freigesetzten Gase zur Vermeidung von Hochspannungsüberschlägen zu binden. Dies ge schieht in der Regel durch sogenannte Getter, welche im Inne ren des Vakuumgehäuses der Röntgenröhre eingebaut sind, und die Wirkung haben, die in den Vakuumraum der Röntgenröhre freigesetzten Gase zu binden, d. h. ins Innere des Getterma terials aufzunehmen.There is therefore a need to operate the X-ray Gases released into the interior of the vacuum chamber Avoiding high voltage flashovers. This ge usually happens through so-called getters, which are inside Ren of the vacuum housing of the X-ray tube are installed, and have the effect in the vacuum space of the x-ray tube bind released gases, d. H. inside the getterma record terials.

Gegenwärtig werden Röntgenröhren zur Bindung von im Vakuumge häuse der Röntgenröhre freigesetzten Gasen so ausgeführt, daß meist nur ein Getter im Inneren des Vakuumgehäuses eingebaut ist, das im Vakuumgehäuse freigesetzte Gase teils durch che mische Bindungen mit dem Gettermaterial und teils dadurch bindet, daß diese im Gettermaterial physikalisch in Lösung gehen. Erfahrungsgemäß kann das Getter in solchen Röntgenröh ren die freigesetzten Gase nur teilweise binden.X-ray tubes are currently being used to bind in the vacuum Released gases of the X-ray tube so designed that usually only one getter installed inside the vacuum housing is, the gases released in the vacuum housing partly through che mix bonds with the getter material and partly through it binds that these are physically in solution in the getter material go. Experience has shown that the getter can be used in such X-ray tubes only partially bind the released gases.

Eine derartige Röntgenröhre ist beispielsweise aus der JP-1-32 07 47 A bekannt, welche ein in einem Gehäuseansatz ange ordnetes mit einem Heizstrom direkt geheiztes Getter auf weist.Such an X-ray tube is for example from the JP-1-32 07 47 A known, which is in a housing approach arranged getter directly heated with a heating current points.

In der GB 2 077 487 A und der US 4 668 424 sind Getterma terialien für Getter zur chemischen Bindung bzw. zur physika lischen Lösung von Gase beschrieben.GB 2 077 487 A and US 4 668 424 are Getterma materials for getters for chemical bonding or physics described solution of gases.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Röntgenröhre der eingangs genannten Art so auszubilden, daß die Bindung von im Inneren des Vakuumgehäuses der Röntgenröhre frei gesetzten Gasen verbessert wird.The invention has for its object an X-ray tube of the type mentioned in such a way that the bond from free inside the vacuum housing of the x-ray tube gases is improved.

Nach der Erfindung wird diese Aufgabe gelöst durch eine Rönt genröhre mit einer in einem Vakuumgehäuse angeordneten Anode und einer Kathode, welches in seinem Inneren zur Bindung von freien Gasen zwei Getter aufweist, wobei sich das eine Getter an einer der Anode benachbarten Stelle im Vakuumgehäuse be findet, an welcher im Betrieb eine relativ hohe Temperatur vorherrscht, und das andere an einer Stelle, an welcher im Betrieb eine vergleichsweise niedrigere Temperatur vor herrscht. Der Erfindung liegt einerseits die Überlegung zu grunde, daß sich reaktive Gase in der Regel durch solche Get termaterialien gut binden lassen, die mit diesen Gasen starke chemische Bindungen eingehen. Die Gase werden dabei zunächst an der Getteroberfläche absorbiert und diffundieren anschlie ßend in das Getterinnere, wo sie dauerhaft gebunden werden, wobei der Diffusionsvorgang bei erhöhter Gettertemperatur schneller abläuft. Die Saugleistung eines derartigen Getters für reaktive Gase, d. h. also die Anzahl der Bindungen von Gasmolekülen im Getterinneren pro Zeiteinheit, ist also um so größer, je höher die Betriebstemperatur des Getters ist, wo bei dies allerdings nur bis zu einer getterspezifischen Grenztemperatur zutrifft.According to the invention, this object is achieved by an X-ray Gen tube with an anode arranged in a vacuum housing and a cathode, which inside for binding Free gases has two getters, the one getter at a location adjacent to the anode in the vacuum housing finds at which a relatively high temperature during operation prevails, and the other at a point where in the Operation a comparatively lower temperature prevails. On the one hand, the invention is based on the consideration reason that reactive gases are usually through such Get let term materials bind well, those strong with these gases form chemical bonds. The gases are initially absorbed on the getter surface and then diffuse eating into the getter interior, where they are permanently bound, the diffusion process at an increased getter temperature runs faster. The suction power of such a getter for reactive gases, d. H. so the number of ties of Gas molecules inside the getter per unit of time, is therefore all the more larger, the higher the operating temperature of the getter, where with this, however, only up to a getter-specific one Limit temperature applies.

Der Erfindung liegt andererseits die Überlegung zugrunde, daß andere Gase in geeigneten Gettermaterialien weitgehend physi kalisch in Lösung gehen, wobei die Lösung dieser Gase in Get tern aus derartigen Gettermaterialien in der Regel mit stei gender Betriebstemperatur der Getter abnimmt. Der Lösungsvor gang dieser Gase in einem derartigen Getter läuft also auch bei vergleichsweise niedriger Gettertemperatur relativ schnell ab und verlangsamt sich bei steigender Gettertempera tur, so daß sich die Saugleistung des Getters bezüglich die ser Gase bei relativ erhöhter Temperatur verschlechtert.On the other hand, the invention is based on the consideration that other gases in suitable getter materials largely physi go into solution, taking the solution of these gases in Get ters from such getter materials usually with stei operating temperature of the getter decreases. The solution proposal These gases also run in such a getter at a comparatively low getter temperature decreases rapidly and slows down as the getter temperature increases tur, so that the suction power of the getter with respect to the Gases deteriorated at a relatively elevated temperature.

Da im Falle der erfindungsgemäßen Röntgenröhre das eine Get ter bedingt durch seinen Einbauort im Vakuumgehäuse der Rönt genröhre, welcher sich in Nachbarschaft zur Anode befindet, infolge einer relativ hohen Umgebungstemperatur auch eine re lativ hohe Betriebstemperatur aufweist, können also freie re aktive Gase, welche zuerst an der Getteroberfläche absorbiert wurden, durch die erhöhte Temperatur des Getters in der Regel schnell ins Getterinnere diffundieren und dort dauerhaft ge bunden werden, so daß das eine Getter eine gute Saugleistung bezüglich der reaktiven Gase aufweist. Im Gegensatz dazu ist das andere Getter, welches bedingt durch seinen Einbauort im Vakuumgehäuse der Röntgenröhre eine relativ niedrige Betrieb stemperatur aufweist, in der Lage, diejenigen freien Gase zu lösen, welche bei vergleichsweise niedriger Temperatur im Gettermaterial physikalisch gut und schnell in Lösung gehen. Der Einbauort beider Getter im Vakuumgehäuse der Röntgenröhre wird also im Hinblick auf die Betriebstemperatur der Getter so gewählt, daß sie jeweils eine möglichst große Saugleistung entfalten.Since in the case of the X-ray tube according to the invention the one Get ter due to its location in the vacuum housing of the Röntgen gen tube, which is in the vicinity of the anode, due to a relatively high ambient temperature also a right has relatively high operating temperature, so can free re active gases, which are first absorbed on the getter surface were usually caused by the elevated temperature of the getter diffuse quickly into the getter and there permanently be tied, so that a getter has good suction with respect to the reactive gases. In contrast to that the other getter, which depends on its location in the Vacuum housing of the x-ray tube has a relatively low operation temperature, able to free gases solve which at a comparatively low temperature in Getter material go physically well and quickly in solution. The location of both getters in the vacuum housing of the X-ray tube is so with regard to the operating temperature of the getter chosen so that they each have the greatest possible suction power unfold.

Aus der JP 53-13 51 87 A ist eine Hochspannungs-Natriumlampe bekannt, welche ein in einem Außenkolben der Natriumlampe an einer Stelle hoher Temperatur angeordnetes Getter und ein in einem anderen Außenkolben an einer Stelle niedriger Tempera tur angeordnetes Getter aufweist.JP 53-13 51 87 A is a high-voltage sodium lamp known, which one in an outer bulb of the sodium lamp getter located at a high temperature location and an in another outer bulb at a point of low temperature has arranged getter.

In der JP 54-71 885 A ist eine Entladungslampe beschrieben, welche in einem Außenkolben der Entladungslampe zwei Getter aufweist, wobei das eine Getter an einer Stelle hoher Tempe ratur und das andere Getter an einer Stelle niedriger Tempe ratur angeordnet ist.JP 54-71 885 A describes a discharge lamp which in an outer bulb of the discharge lamp two getters having a getter at a high temp temperature and the other getter at a point of low temperature is arranged.

Varianten der Erfindung sehen vor, daßVariants of the invention provide that

a) the vacuum housing of the X-ray tube and the cathode taking housing approach, in which the other Getter is arranged and / or
b) the X-ray tube has a cathode receiving the cathode has cup in which the other getter is arranged is and / or
c) the x-ray tube has a cathode arrangement with an attachment has, which with a cathode receiving Ka isodenbecher provided, the other getter on the the side of the attachment facing away from the anode is arranged and or
d) the other getter on the side facing away from the cathode the anode is arranged.

Jede der vorstehend genannten vier Varianten der erfindungs gemäßen Röntgenröhre weist den Vorteil auf, daß das andere Getter, welches bedingt durch seinen Einbauort im Vakuumge häuse der Röntgenröhre eine relativ niedrige Temperatur auf weist, in der Lage ist, diejenigen freien Gase zu lösen, wel che bei vergleichsweise niedriger Temperatur im Gettermateri al physikalisch gut und schnell in Lösung gehen.Each of the above four variants of the Invention X-ray tube according to the invention has the advantage that the other Getter, which is due to its location in the vacuum area X-ray tube has a relatively low temperature has the ability to dissolve those free gases which surface at a comparatively low temperature in the getter material go physically well and quickly in solution.

Eine Ausführungsform der Erfindung sieht vor, die Getter aus unterschiedlichen Gettermaterialien auszuführen. Als Getter materialien für das eine Getter eignen sich Zirkonium, Legie rungen aus Zirkonium, Vanadium und Eisen, aus Zirkonium und Kohlenstoff oder aus Zirkonium und Aluminium, welche für re aktive Gase wie Kohlenmonoxid, Stickstoff, Sauerstoff, Wasser und Kohlendioxid wirksam sind.One embodiment of the invention provides the getters different getter materials. As a getter Materials for one getter are zirconium, alloy Posts made of zirconium, vanadium and iron, zirconium and Carbon or from zirconium and aluminum, which for re active gases such as carbon monoxide, nitrogen, oxygen, water and carbon dioxide are effective.

Für das anderen Getter sind als Gettermaterialien Zirkonium, Legierungen aus Zirkonium, Vanadium und Eisen, aus Zirkonium und Kohlenstoff, aus Zirkonium und Aluminium und aus Zirko nium und Nickel vorgesehen. In diesen Gettermaterialien gehen nicht reaktive Gase, vorzugsweise Wasserstoff, physikalisch gut in Lösung.For the other getter, the getter materials are zirconium, Alloys made of zirconium, vanadium and iron, made of zirconium and carbon, from zirconium and aluminum and from zirco nium and nickel provided. Go in these getter materials non-reactive gases, preferably hydrogen, physically good in solution.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den beigefügten schematischen Zeichnungen dargestellt. Es zeigen:Embodiments of the invention are in the accompanying shown schematic drawings. Show it:

Fig. 1 einen Längsschnitt in grob schematischer Darstellung durch einen eine erfindungsgemäße Röntgenröhre auf weisenden Röntgenstrahler und Fig. 1 shows a longitudinal section in a rough schematic representation through an X-ray tube pointing an X-ray tube according to the invention and

Fig. 2-4 in schematischer, teilweise geschnittener Darstellung Ausführungsformen weiterer erfindungsgemäßer Röntgen röhren. Fig. 2-4 in a schematic, partially sectioned representation of embodiments of further X-ray tubes according to the invention.

Die Fig. 1 zeigt einen Röntgenstrahler, der ein mit einem elektrisch isolierenden Medium, z. B. Isolieröl gefülltes, aus zwei Schalen 1a und 1b zusammengesetztes Schutzgehäuse 1 und eine darin angeordnete erfindungsgemäße Röntgenröhre 2 aufweist. Letztere ist als Drehanodenröntgenröhre ausgebildet und weist eine einen Anodenteller 3 aufweisende Anode, eine feststehende Glühkathode 4 und einen Motor zum Antrieb des Anodentellers 3 auf. Der Motor ist als Kurzschlußläufermotor ausgebildet und weist einen drehfest mit dem Anodenteller 3 verbundenen Rotor 5 und einen im Bereich des Rotors 5 auf das Vakuumgehäuse 6 aufgesetzten Stator 7 auf. Der Anodenteller 3 und der Rotor 5 sind in an sich bekannter, nicht näher darge stellter Weise im Inneren des als aus mehreren Teilen zusam mengefügtes Metall-Keramikgehäuse ausgeführten Vakuumgehäuse 6 drehbar gelagert. Fig. 1 shows an X-ray tube, which with an electrically insulating medium, for. B. insulating oil filled, composed of two shells 1 a and 1 b protective housing 1 and an X-ray tube 2 according to the invention arranged therein. The latter is designed as a rotating anode X-ray tube and has an anode having an anode plate 3 , a fixed hot cathode 4 and a motor for driving the anode plate 3 . The motor is designed as a squirrel-cage rotor motor and has a rotor 5 connected to the anode plate 3 in a rotationally fixed manner and a stator 7 placed on the vacuum housing 6 in the region of the rotor 5 . The anode plate 3 and the rotor 5 are rotatably mounted in a conventional manner, not shown in more detail, in the interior of the vacuum housing 6, which is made of metal ceramic housing joined together from several parts.

Das Vakuumgehäuse 6 ist in seinem in Fig. 1 oberen Bereich mit einem Gehäuseansatz 6a versehen, in dem sich die Glühkathode 4 befindet, die in dem Fokussierungsschlitz eines schematisch angedeuteten Kathodenbechers 8 aufgenommen ist.The vacuum housing 6 is provided in its upper region in FIG. 1 with a housing attachment 6 a, in which the hot cathode 4 is located, which is received in the focusing slot of a schematically indicated cathode can 8 .

Die Anschlüsse für die Röhrenspannung, die Heizspannung und die Versorgungsspannung für den Stator 7 sind nicht darge stellt und in an sich bekannter Weise ausgeführt.The connections for the tube voltage, the heating voltage and the supply voltage for the stator 7 are not Darge and executed in a conventional manner.

Der im Betrieb von der Glühkathode 4 ausgehende Elektronen strahl E trifft in einem Brennfleck BF auf die kegel stumpfförmige Auftrefffläche des Anodentellers 3 auf. Von dem Brennfleck BF geht ein Röntgenstrahlenbündel aus, von dem in der Fig. 1 nur der Zentralstrahl Z angedeutet ist. Das Nutz röntgenstrahlenbündel tritt durch ein in dem Vakuumgehäuse 6 vorgesehenes erstes Strahlenaustrittsfenster 9 und ein mit diesem fluchtendes, in dem Schutzgehäuse 1 vorgesehenes zwei tes Strahlenaustrittsfenster 10 aus dem Röntgenstrahler aus.The electron beam E emanating from the hot cathode 4 in operation strikes the focal spot BF on the frustoconical impact surface of the anode plate 3 . An X-ray beam emanates from the focal spot BF, of which only the central beam Z is indicated in FIG. 1. The useful x-ray beam emerges from the x-ray emitter through a first radiation exit window 9 provided in the vacuum housing 6 and a two-th radiation exit window 10 aligned with this, provided in the protective housing 1 .

Zur Bindung von freien Gasen, welche nach der Evakuierung des Vakuumgehäuses 6 von verschiedenen im Inneren der Röntgen röhre vorhandenen Bauteilen infolge temperaturbedingter Aus gasungen im Betrieb der Röntgenröhre ins Innere des Vakuumge häuses 6 freigesetzt werden, sind im Inneren des Vakuumgehäu ses 6 zwei ringförmige Getter 11 und 12 vorgesehen.For binding of free gases that after the evacuation of the vacuum housing 6 of different inside the x-ray tube components available due to temperature-induced off gasungen during operation of the X-ray tube inside the Vakuumge häuses be released 6, inside the Vakuumgehäu ses 6 two annular getter 11 and 12 are provided.

Das eine Getter 11 ist dabei aus Zirkonium gebildet, wobei Zirkonium ein Gettermaterial ist, mit dem reaktive Gase wie Kohlenmonoxid, Stickstoff, Sauerstoff, Wasser und Kohlendi oxid, welche in der Regel im Betrieb der Röntgenröhre 2 ins Innere des Vakuumgehäuses 6 freigesetzt werden, starke chemi sche Bindungen eingehen. Das Getter 11 absorbiert diese Gase zunächst an der Getteroberfläche, von der aus die Gase durch Diffusion in das Getterinnere gelangen, wo sie dauerhaft ge bunden werden. Da der Diffusionsvorgang der Gase von der Get teroberfläche ins Getterinneren bei erhöhter Temperatur des Getters 11 schneller abläuft, wodurch die Saugleistung des Getters 11 erhöht wird, ist das Getter 11 gegenüber dem An odenteller 3 an der Wandung des Vakuumgehäuses 6 befestigt. Im Betrieb der Röntgenröhre 2 wird der Anodenteller 3 infolge des Auftreffens des Elektronenstrahls E auf der Auftreffflä che des Anodentellers 3 nämlich auf Temperaturen bis zu ca. 1000°C aufgeheizt, wobei der Anodenteller 3 die so erzeugte Wärme als Wärmestrahlung an die Umgebung und damit auch an das Getter 11 abgibt. Das Getter 11 wird also durch die Wär mestrahlung des Anodentellers 3 indirekt beheizt und erreicht dabei eine Betriebstemperatur von ca. 400-500°C, so daß der Diffusionsvorgang der an der Getteroberfläche absorbier ten reaktiven Gase ins Getterinnere beschleunigt wird.One getter 11 is formed from zirconium, zirconium being a getter material with which reactive gases such as carbon monoxide, nitrogen, oxygen, water and carbon dioxide, which are usually released during operation of the X-ray tube 2 into the interior of the vacuum housing 6 , are strong form chemical bonds. The getter 11 initially absorbs these gases on the getter surface, from which the gases reach the inside of the getter by diffusion, where they are permanently bound. Since the diffusion process of the gases from the surface of the getter into the getter interior runs faster at an increased temperature of the getter 11 , which increases the suction power of the getter 11 , the getter 11 is attached to the plate 3 on the wall of the vacuum housing 6 . During operation of the X-ray tube 2 , the anode plate 3 is heated up to temperatures of up to approximately 1000 ° C. as a result of the impingement of the electron beam E on the surface of the anode plate 3 , the anode plate 3 generating the heat thus generated as heat radiation to the environment and thus also to the getter 11 . The getter 11 is thus indirectly heated by the heat radiation of the anode plate 3 and reaches an operating temperature of approximately 400-500 ° C., so that the diffusion process of the reactive gases absorbed on the getter surface is accelerated into the getter interior.

Die Beschleunigung des Diffusionsvorgangs reaktiver Gase von der Getteroberfläche ins Getterinnere infolge einer erhöhten Betriebstemperatur des Getters ist jedoch abhängig von dem Gettermaterial nur bis zu einer spezifischen Grenztemperatur möglich, die für einen Zirkoniumgetter wie dem Getter 11 bei ca. 900°C liegt. Oberhalb der Grenztemperatur ist meist keine Steigerung der Saugleistung des Getters mehr möglich.However, depending on the getter material, the acceleration of the diffusion process of reactive gases from the getter surface into the getter interior due to an increased operating temperature of the getter is only possible up to a specific limit temperature which is approximately 900 ° C. for a zirconium getter such as getter 11 . Above the limit temperature, it is usually no longer possible to increase the getter's suction power.

Das Getter 12 ist demgegenüber aus einer Legierung aus Zirko nium und Nickel gebildet, wobei die Legierung aus Zirkonium und Nickel ein Gettermaterial ist, in dem Wasserstoff, wel cher im Betrieb der Röntgenröhre 2 ebenfalls als freies Gas im Inneren des Vakuumgehäuses 6 vorhanden ist, physikalisch gut in Lösung geht. Da der Lösungsvorgang des Wasserstoffs im Getter 12 auch bei vergleichsweise niedriger Betriebstempera tur des Getters 12 schnell abläuft und sich mit steigender Betriebstemperatur des Getters 12 verlangsamt, wodurch sich auch die Saugleistung des Getters 12 bezüglich Wasserstoff verschlechtert, ist das Getter 12 ungefähr in der Mitte des Gehäuseansatzes 6a des Vakuumgehäuses 6 an der Wandung des Vakuumgehäuses 6a befestigt. Der Einbauort des Getters 12 ist also so gewählt, daß das Getter 12 von der Wärmestrahlung des Anodentellers 3 und der beheizten Glühkathode 4 nur verhält nismäßig wenig aufgeheizt wird und eine Temperatur von ca. 250°C aufweist. Dadurch ist sichergestellt, daß Wasserstoff relativ schnell im Getter 12 in Lösung geht, wodurch auch der Wasserstoffpartialdruck im Inneren des Vakuumgehäuses 6 der Röntgenröhre 2, welcher vom Gettermaterial, von der Wasser stoffkonzentration im Getter und von der Temperatur abhängt, relativ niedrig gehalten wird.In contrast, the getter 12 is formed from an alloy of zirconium and nickel, the alloy of zirconium and nickel being a getter material in which hydrogen, which is also present as a free gas in the interior of the vacuum housing 6 during operation of the x-ray tube 2 , physically goes well in solution. Since the dissolution process of hydrogen in the getter 12 tur even at comparatively low operating temperature of the getter 12 is rapid and slows with increasing operating temperature of the getter 12, thereby also the suction capacity of the getter 12 with respect to deteriorate hydrogen, the getter 12 is approximately in the middle of the 6 a housing attachment of the vacuum housing 6 on the wall of the vacuum housing 6 a mounted. The location of the getter 12 is thus chosen so that the getter 12 is only slightly heated by the heat radiation from the anode plate 3 and the heated hot cathode 4 and has a temperature of approximately 250.degree. This ensures that hydrogen goes into the getter 12 relatively quickly, so that the hydrogen partial pressure inside the vacuum housing 6 of the X-ray tube 2 , which depends on the getter material, the hydrogen concentration in the getter and the temperature, is kept relatively low.

Die Getter 11 und 12 müssen nicht notwendigerweise eine ring förmige Gestalt aufweisen, sondern können auch andersartig geformt sein.The getters 11 and 12 do not necessarily have to have an annular shape, but can also be shaped differently.

In der Fig. 2 ist eine weitere Ausführungsform einer erfin dungsgemäßen Röntgenröhre dargestellt. Das Vakuumgehäuse der Röntgenröhre ist mit 13 bezeichnet. An dessen einem Ende ist eine insgesamt mit 14 bezeichnete Kathodenanordnung vorgese hen. Am anderen Ende des Vakuumgehäuses 13 befindet sich eine Drehanodenanordnung 15. Diese weist eine einen Anodenteller 16 aufweisende Anode auf, der mittels eines Schaftes 17 mit einem Rotor 18 verbunden ist. Der Rotor 18 ist in an sich be kannter, nicht dargestellter Weise auf den sogenannten An schlußstutzen 19 mit Hilfe von Wälzlagern drehbar gelagert. Die Kathodenanordnung 14 weist ein Kathodengehäuse 20 auf, das mit dem Vakuumgehäuse 13 vakuumdicht verbunden ist und einen Ansatz 21 aufweist. An dessen freiem Ende ist ein Ka thodenbecher 22 vorgesehen, in dem eine in der Fig. 2 nicht sichtbare Glühkathode aufgenommen ist. Diese kann über An schlüsse 23, 24 mit einem Heizstrom versorgt werden, so daß von der Kathode ein in der Fig. 2 strichliert angedeuteter Elektronenstrahl E ausgeht, der, wenn zwischen dem Anschluß 23 und dem leitend mit dem Anodenteller 16 verbundene An schlußstutzen 19 die Röhrenspannung anliegt, im Brennfleck BF auf die Auftrefffläche des Anodentellers 16 auftrifft. Vom Brennfleck BF geht die erzeugte Röntgenstrahlung aus, die durch das Vakuumgehäuse 13 nach außen tritt. In Fig. 2 ist das strichpunktiert angedeutete Nutzröntgenstrahlenbündel mit dem strichliert angedeuteten Zentralstrahl Z eingezeichnet. In FIG. 2, a further embodiment of an X-ray tube OF INVENTION to the invention is shown. The vacuum housing of the x-ray tube is designated 13 . At one end, a cathode arrangement, designated overall by 14, is provided. At the other end of the vacuum housing 13 there is a rotating anode arrangement 15 . This has an anode having an anode plate 16 , which is connected to a rotor 18 by means of a shaft 17 . The rotor 18 is rotatably mounted in a manner known per se, not shown, on the so-called connection spigot 19 by means of roller bearings. The cathode arrangement 14 has a cathode housing 20 , which is connected to the vacuum housing 13 in a vacuum-tight manner and has a shoulder 21 . At its free end, a cathode cup 22 is provided, in which a hot cathode, which is not visible in FIG. 2, is accommodated. This can be supplied via connections 23 , 24 with a heating current, so that the electron beam E indicated by the broken line in FIG. 2 emanates from the cathode connector 19 when connected between the connection 23 and the conductor 16 connected to the anode plate 16 Tube voltage is present, in the focal spot BF strikes the impact surface of the anode plate 16 . The generated X-ray radiation emanates from the focal spot BF and passes through the vacuum housing 13 to the outside. In FIG. 2, the dash-dotted lines Nutzröntgenstrahlenbündel is located with the central beam indicated by dashed lines Z.

Um eine übermäßige Erwärmung des Anodentellers 16 im Bereich des Brennfleckes BF zu vermeiden, wird der Anodenteller 16, wie in dem zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1, im Betrieb der Röntgenröhre in Rotation versetzt. Dies ge schieht, indem einem das Vakuumgehäuse 13 im Bereich des Ro tors 18 umgebenden elektrischen Stator 25 ein geeigneter Wechselstrom zugeführt wird, derart, daß der Stator 25 und der aus elektrisch leitfähigem Material gebildete Rotor 18 nach Art eines Kurzschlußläufermotors zusammenwirken.In order to avoid excessive heating of the anode plate 16 in the area of the focal spot BF, the anode plate 16 , as in the previously described exemplary embodiment according to FIG. 1, is set in rotation during operation of the X-ray tube. This happens ge by a suitable alternating current is supplied to the vacuum housing 13 in the area of the ro tor 18 surrounding the electric stator 25 , such that the stator 25 and the rotor 18 formed from electrically conductive material cooperate in the manner of a squirrel-cage motor.

Wie in dem zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiel sind auch im Inneren des Vakuumgehäuses 13 der Röntgenröhre aus Fig. 2 zur Bindung von freien Gasen, welche nach der Evakuierung des Vakuumgehäuses 13 von verschiedenen im Inneren der Röntgen röhre vorhandenen Bauteilen infolge temperaturbedingter Aus gasungen im Betrieb der Röntgenröhre ins Innere des Vakuumge häuses 13 freigesetzt werden, zwei Getter 26 und 27 vorgese hen. Die Getter 26 und 27 entsprechen dabei in ihrer Wir kungsweise den Gettern 11 und 12 aus Fig. 1.As in the previously described embodiment are also in the interior of the vacuum housing 13 of the X-ray tube from FIG. 2 for binding free gases, which after evacuation of the vacuum housing 13 from various components present in the interior of the X-ray tube due to temperature-induced gassing during operation of the X-ray tube Inside of the vacuum housing 13 are released, two getters 26 and 27 hen vorgese. The getters 26 and 27 correspond in their We approximately to the getters 11 and 12 from FIG. 1.

Das Getter 26 ist aus Zirkonium gebildet und ist wie das Get ter 11 aus Fig. 1 zur Bindung reaktiver Gase vorgesehen. Das Getter 26 ist an einem an dem Vakuumgehäuse 13 befestigten Halter 28, dem Anodenteller 16 benachbart angeordnet. Wie im Falle des Getters 11 aus Fig. 1 wird das Getter 26 also durch die Wärmestrahlung des Anodentellers 16 im Betrieb der Rönt genröhre indirekt beheizt und erreicht dabei eine Betrieb stemperatur von ca. 400 bis 500°C, so daß der Diffusionsvor gang der an der Getteroberfläche absorbierten reaktiven Gase ins Getterinnere beschleunigt wird. Das Getter 26 weist im Unterschied zum Getter 11 aus Fig. 1 keine ringförmige, son dern eine kreisrunde Struktur auf. Das Getter 26 kann jedoch auch eine andersartige Struktur aufweisen.The getter 26 is formed from zirconium and, like the get ter 11 from FIG. 1, is provided for binding reactive gases. The getter 26 is arranged on a holder 28 fastened to the vacuum housing 13 , adjacent to the anode plate 16 . As in the case of the getter 11 from FIG. 1, the getter 26 is indirectly heated by the heat radiation of the anode plate 16 during operation of the X-ray tube and thereby reaches an operating temperature of approximately 400 to 500 ° C., so that the diffusion process begins the getter surface absorbed reactive gases is accelerated into the getter. In contrast to getter 11 from FIG. 1, getter 26 does not have an annular structure but a circular structure. However, the getter 26 can also have a different structure.

Das Getter 27 ist wie das Getter 12 aus Fig. 1 aus einer Le gierung aus Zirkonium und Nickel gebildet und dazu vorgese hen, Wasserstoff, welcher im Betrieb der Röntgenröhre als freies Gas im Inneren des Vakuumgehäuses 13 vorhanden ist, physikalisch zu lösen. Da, wie bereits erwähnt, der Lösungs vorgang des Wasserstoffs in einem Getter auch bei vergleichs weise niedriger Betriebstemperatur des Getters schnell ab läuft und sich mit steigender Betriebstemperatur des Getters verlangsamt, ist das Getter 27 in dem Kathodenbecher 22 der Kathodenanordnung 14 angeordnet, indem es nur verhältnismäßig wenig aufgeheizt wird und eine Temperatur von ca. 250°C auf weist. Wie im zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiel ist da durch sichergestellt, daß Wasserstoff relativ schnell im Get ter 27 in Lösung geht, wodurch der Wasserstoffpartialdruck im Inneren des Vakuumgehäuses 13 der Röntgenröhre, welcher vom Gettermaterial, von der Wasserstoffkonzentration im Getter und von der Temperatur abhängt, relativ niedrig gehalten wird. Das Getter 27 weist eine ringförmige Struktur auf, so daß der von der in Fig. 2 nicht dargestellten Glühkathode aus gehende Elektronenstrahl E ungehindert von der Glühkathode zum Anodenteller 16 gelangt.The getter 27 , like the getter 12 from FIG. 1, is formed from an alloy of zirconium and nickel and is provided to physically dissolve hydrogen, which is present as a free gas in the interior of the vacuum housing 13 during operation of the X-ray tube. Since, as already mentioned, the solution process of the hydrogen in a getter runs quickly even at a comparatively low operating temperature of the getter and slows down with increasing operating temperature of the getter, the getter 27 is arranged in the cathode cup 22 of the cathode arrangement 14 by only is heated relatively little and has a temperature of about 250 ° C. As in the previously described embodiment, this ensures that hydrogen goes into solution relatively quickly in get ter 27 , as a result of which the hydrogen partial pressure inside the vacuum housing 13 of the x-ray tube, which depends on the getter material, on the hydrogen concentration in the getter and on the temperature, is relatively low is held. The getter 27 has an annular structure, so that the electron beam E proceeding from the hot cathode (not shown in FIG. 2) passes unhindered from the hot cathode to the anode plate 16 .

Fig. 3 zeigt eine weitere Ausführungsform einer erfindungsge mäßen Röntgenröhre, welche im wesentlichen der Ausführungs form der Röntgenröhre aus Fig. 2 entspricht. Komponenten der Röntgenröhre aus Fig. 3, welche zumindest weitgehend mit Kom ponenten der Röntgenröhre aus Fig. 2 identisch sind, sind da her mit gleichen Bezugszeichen versehen. Fig. 3 shows a further embodiment of an X-ray tube according to the invention, which essentially corresponds to the embodiment of the X-ray tube from FIG. 2. Components of the X-ray tube from FIG. 3, which are at least largely identical to components of the X-ray tube from FIG. 2, are therefore provided with the same reference numerals.

Die Röntgenröhre aus Fig. 3 weist wie die Röntgenröhre aus Fig. 2 ein dem Anodenteller 16 benachbartes Getter 26 zur Bindung reaktiver Gase mit im Betrieb der Röntgenröhre hoher Betrieb stemperatur und ein Getter 29 zur Lösung von Wasserstoff mit im Betrieb der Röntgenröhre vergleichsweise niedriger Be triebstemperatur auf. Im Unterschied zur Röntgenröhre aus Fig. 2 ist das Getter 29 nicht im Kathodenbecher 22 der Röntgen röhre, sondern auf der der Anode abgewandten Seite des Ansat zes 21 der Kathodenanordnung 14 angeordnet. Das Getter 29 wird auf diese Weise ebenfalls nur verhältnismäßig wenig auf geheizt, so daß sichergestellt ist, daß Wasserstoff relativ gut und schnell im Getter 29 in Lösung gehen kann. Das Getter 29 weist im Falle des vorliegenden Ausführungsbeispiels eine kreisrunde Struktur auf, kann aber auch andersartig ausge führt sein.The X-ray tube from FIG. 3, like the X-ray tube from FIG. 2, has a getter 26 adjacent to the anode plate 16 for binding reactive gases with a high operating temperature during operation of the X-ray tube and a getter 29 for dissolving hydrogen with a comparatively low operating temperature during operation of the X-ray tube on. In contrast to the X-ray tube from FIG. 2, the getter 29 is not arranged in the cathode cup 22 of the X-ray tube, but on the side of the Ansat zes 21 of the cathode arrangement 14 facing away from the anode. The getter 29 is also heated up only relatively little in this way, so that it is ensured that hydrogen can dissolve relatively well and quickly in the getter 29 . In the case of the present exemplary embodiment, the getter 29 has a circular structure, but can also be designed differently.

Fig. 4 zeigt eine weitere Ausführungsform einer erfindungsge mäßen Röntgenröhre, deren Aufbau ebenfalls weitgehend iden tisch mit dem der Röntgenröhre aus Fig. 2 ist. Komponenten der Röntgenröhre gemäß Fig. 4, welche mit Komponenten der Röntgen röhre aus Fig. 2 zumindest weitgehend identisch sind, sind da her mit gleichen Bezugszeichen versehen. Fig. 4 shows a further embodiment of an X-ray tube according to the invention, the structure of which is also largely identical to that of the X-ray tube from FIG. 2. Components of the X-ray tube according to FIG. 4, which are at least largely identical to components of the X-ray tube from FIG. 2, are therefore provided with the same reference numerals.

Im Unterschied zu den Röntgenröhren gemäß Fig. 2 und 3 ist das zur Lösung von Wasserstoff vorgesehene Getter 30 der Röntgen röhre aus Fig. 4 auf der der Kathode abgewandten Seite des An odentellers 16 angeordnet. Im Falle des vorliegenden Ausfüh rungsbeispiels weist das Getter 30 eine ringförmige Struktur auf und umgibt den Rotor 18 des Kurzschlußläufermotors. Das Getter 30 ist dabei am Vakuumgehäuse 13 der Röntgenröhre be festigt. Auch dieser Einbauort des Getters 30 ist so gewählt, daß das Getter 30 von der Wärmestrahlung des Anodentellers 16 nur verhältnismäßig wenig aufgeheizt wird. Dadurch ist si chergestellt, daß Wasserstoff relativ gut und schnell im Get ter 30 in Lösung geht.In contrast to the X-ray tubes according to FIGS. 2 and 3, the getter 30 provided for the solution of hydrogen of the X-ray tube from FIG. 4 is arranged on the side of the anode plate 16 facing away from the cathode. In the case of the present exemplary embodiment, the getter 30 has an annular structure and surrounds the rotor 18 of the squirrel-cage motor. The getter 30 is fastened to the vacuum housing 13 of the X-ray tube. This installation location of getter 30 is also selected so that getter 30 is heated up relatively little by the heat radiation from anode plate 16 . This ensures that hydrogen dissolves relatively well and quickly in get ter 30 .

Das Getter 30 muß im übrigen nicht notwendigerweise eine ringförmige Struktur aufweisen und den Rotor 18 umgeben, son dern kann auch andersartig ausgeführt sein, wobei es den Ro tor 18 nicht umgibt.The getter 30 does not necessarily have to have an annular structure and surround the rotor 18 , but son can also be designed differently, wherein it does not surround the ro tor 18 .

Als Gettermaterialien für die Getter 11 und 26 eignen sich auch Legierungen aus Zirkonium, Vanadium und Eisen, aus Zir konium und Kohlenstoff oder aus Zirkonium und Aluminium.Alloys of zirconium, vanadium and iron, of zirconium and carbon or of zirconium and aluminum are also suitable as getter materials for getters 11 and 26 .

Als Gettermaterial für die Getter 12, 27, 29, 30 können auch Zirkonium, Legierungen aus Zirkonium, Vanadium und Eisen, aus Zirkonium und Kohlenstoff und aus Zirkonium und Aluminium verwendet werden.Zirconium, alloys of zirconium, vanadium and iron, of zirconium and carbon and of zirconium and aluminum can also be used as getter material for getters 12 , 27 , 29 , 30 .

Weiterhin können sich die Getter 11, 12, 26, 27, 29, 30 je nach Bauform der Röntgenröhre auch an anderen Stellen befin den als den in den Ausführungsbeispielen angegebenen. Der Einbauort der Getter sollte dabei im Hinblick auf ihre Be triebstemperatur aber immer so gewählt werden, daß sie je weils eine möglichst große Saugleistung für reaktive Gase bzw. Wasserstoff entfalten können.Furthermore, depending on the design of the X-ray tube, the getters 11 , 12 , 26 , 27 , 29 , 30 can also be located at other locations than those specified in the exemplary embodiments. The installation location of the getters should always be chosen with regard to their operating temperature so that they can develop the greatest possible suction power for reactive gases or hydrogen.

In diesem Zusammenhang besteht im Rahmen der Erfindung auch die Möglichkeit mehr als zwei Getter an entsprechenden Stel len im Vakuumgehäuse der Röntgenröhre zur Bindung von freien Gasen einzubauen.In this context there is also within the scope of the invention the possibility of more than two getters at the corresponding place len in the vacuum housing of the X-ray tube for binding free To install gases.

Des weiteren müssen die Getter nicht notwendigerweise aus un terschiedlichen Gettermaterialien gebildet sein, sondern es besteht auch die Möglichkeit, beide Getter aus dem gleichen Gettermaterial auszuführen.Furthermore, the getters do not necessarily have to be from un different getter materials, but it there is also the option of getting both getters from the same Execute getter material.

Der im Zusammenhang mit den Ausführungsbeispielen beschriebe ne Aufbau von Röntgenröhren ist nur beispielhaft zu verste hen. Die Erfindung kann auch im Zusammenhang mit Röntgenröh ren Verwendung finden, die eine anders aufgebaute Röntgenröh re mit einem anders aufgebauten Vakuumgehäuse, die anstelle einer Drehanode auch eine Festanode enthalten kann, aufwei sen.The described in connection with the embodiments ne structure of x-ray tubes can only be understood as an example hen. The invention can also be used in connection with X-ray tubes use a differently constructed X-ray tube re with a differently constructed vacuum housing that instead a rotating anode can also contain a fixed anode sen.

Im übrigen müssen Getter prinzipiell zur Entfaltung ihrer höchsten Saugleistung zunächst "aktiviert" werden. Dies ge schieht in der Regel durch Aufheizen der Getter im Vakuum auf eine getterspezifische Temperatur, welche beispielsweise für ein Gettermaterial wie Zirkonium bei ca. 900°C liegt. Die Getter sind hierzu meist mit in der Fig. 1 nicht dargestellten Heizwendeln im Getterinneren versehen, deren Zuleitungen elektrisch isoliert aus der Röntgenröhre herausgeführt wer den. Während der Evakuierung des Vakuumgehäuses der Röntgen röhre werden die Getter über die Heizwendeln geheizt, so daß sich an den Gettern oberflächlich haftende Oxide lösen und abgepumpt werden können. Die Getter werden so von den ober flächlich an ihnen haftenden Oxiden befreit und sind dann nach dem Abpumpvorgang "aktiviert". Während des Betriebes der Röntgenröhre können die Getter im übrigen nicht mehr über die Heizwendeln aus Gründen der Hochspannungsisolation deren Zu leitungen geheizt werden, da eine Hochspannungsisolation der Zuleitungen einen enormen konstruktiven und wirtschaftlich nicht vertretbaren Aufwand nach sich ziehen würde.In general, getters must first be "activated" to develop their highest suction power. This is usually done by heating the getter in vacuo to a getter-specific temperature, which is, for example, about 900 ° C. for a getter material such as zirconium. The getters are usually provided with heating coils (not shown in FIG. 1) inside the getter, the leads of which are electrically insulated from the X-ray tube. During the evacuation of the vacuum housing of the X-ray tube, the getters are heated by means of the heating coils, so that oxides adhering to the getters can dissolve and be pumped out. The getters are thus freed of the oxides adhering to their surface and are then "activated" after the pumping process. During the operation of the X-ray tube, the getters can no longer be heated via the heating coils for reasons of high-voltage insulation whose lines, since high-voltage insulation of the supply lines would entail an enormous constructive and economically unacceptable effort.

Claims

1. X-ray tube with an anode ( 3 , 16 ) and a cathode ( 4 ) in a vacuum housing ( 6 , 13 ), which has two getters ( 11 , 12 , 26 , 27 , 29 ,) in its interior for binding free gases. 30 ), one getter ( 11 , 26 ) being located at a location adjacent to the anode ( 3 , 16 ) in the vacuum housing ( 6 , 13 ), at which a relatively high temperature prevails during operation, and the other getter ( 12 , 27 , 29 , 30 ) at a point where a comparatively low temperature prevails during operation.

2. X-ray tube according to claim 1, the vacuum housing ( 6 ) egg nen the cathode ( 4 ) receiving the housing approach ( 6 a), in which the other getter ( 12 ) is arranged.

3. X-ray tube according to claim 1, which has a cathode-receiving cathode cup ( 22 ), in which the other getter ( 27 ) is arranged.

4. X-ray tube according to claim 1, which has a cathode arrangement ( 14 ) with a projection ( 21 ) which is provided with a cathode cup ( 22 ) receiving the cathode, the other getter ( 29 ) facing away from the anode ( 16 ) th side of the approach ( 21 ) is arranged.

5. X-ray tube according to claim 1, the other getter ( 30 ) on the side facing away from the cathode of the anode ( 16 ) is net angeord.

6. X-ray tube according to one of claims 1 to 5, the Get ter ( 11 , 12 , 26 , 27 , 29 , 30 ) are formed from different Getterma materials.

7. X-ray tube according to one of claims 1 to 6, of which one getter ( 11 , 26 ) binds reactive gases which form strong chemical bonds with the getter material.

8. X-ray tube according to claim 7, of which a getter ( 11 , 26 ) is formed from getter materials such as zirconium, alloys from zirconium, vanadium and iron, from zirconium and carbon or from zirconium and aluminum.

9. X-ray tube according to one of claims 1 to 8, whose other getter ( 12 , 27 , 29 , 30 ) is formed from a getter material by physically dissolving hydrogen.

10. X-ray tube according to claim 9, the other getter ( 12 , 27 , 29 , 30 ) of getter materials such as zirconium, alloys of zirconium, vanadium and iron, of zirconium and carbon, of zirconium and aluminum and of zirconium and nickel.