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Vorrichtung zur Erzeugung eines bandförmigen Brennflecks bei Glühkathodenröntgenröhren
Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Erzeugung eines bandförmigen
Brennflecks bei Glühkathodenröntgenröhren, von dem nur die vorzugsweise in der Längsrichtung
des Bandes liegenden Strahlen zur Bilderzeugung benutzt werden, die in ihrer Projektion
wie ein scharfer, punktförmiger Brennfleck wirken. Die Wirkungsweise solcher Röntgenröhren
ist gegenüber Röhren, die einen runden Brennfleck erzeugen, namentlich in bezug
auf die Herstellung scharfer Röntgenbilder wesentlich günstiger.
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Die Erfindung beruht auf eingehenden Versuchen darüber, welche elektrische
Belegung des bandförmigen Brennflecks am günstigsten ist und welche technischen
Mittel zur Erzielung der günstigsten Wirkung führen.
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Während es verhältnismäßig leicht ist, die Entstehungsbedingungen
für einen runden Brennfleck festzustellen, dessen Zustandekommen auf dein Zusammenwirken
der Gestalt des Glühdrahtes, der Form der Sammelvorrichtung und der Entfernung zwischen
Glühkathode und Anode beruht, zeigt sich, daß die Übertragung dieser Betrachtungen
auf das Entstehen eines bandförmigen Brennflecks nicht angängig ist.
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Abb. i ist die schaubildliche Ansicht der bisher bei Glühkathodenröntgenröhren
verwendeten Vorrichtung zur Erzeugung eines bandförmigen Brennflecks, von dein Abb.
a eine besondere Form zeigt, während Abb. 3 die Gestalt eines nach der Erfindung
erzeugten Brennflecks darstellt. Abb. :4 ist die senkrechte Schnittansicht einer
Ausführungsform der zur Erzeugung des Brennflecks nach Abb.3 dienenden Vorrichtung.
Abb.5 ist die schaubildliche Ansicht der Abb. 4. mit Schnitt nach der Linie A-b.
Abb. 6 und 7 sind zwei um 9o° zueinander versetzte Ansichten einer mit der Vorrichtung
nach Abb. q. und 5 versehenen Glühkathodenröntgenröhre.
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Bisher wurde gemäß Abb. i bei Glühkathodenröntgenröhren zur Erzeugung
des bandförmigen Brennflecks eine Glühkathode -mit einer Sammelvorrichtung verwendet,
die aus zwei ebenen, dachförmig zusammenstoßenden Flächen i zusammengesetzt war.
In ihrem Schnittpunkt waren die Flächen i durch einen Spalt a unterbrochen, in dein
die Glühkathode 3 in Form eines länglichen, zylindrischen Schraubendrahtes untergebracht
war. Zur endlichen Begrenzung des bandförmigen Brennflecks waren noch zwei weitere
Schrägflächen q. der Sammelvorrichtung vorgesehen.
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Eine solche Sammelvorrichtung führte zwar in der Regel zur Erzeugung
eines bandförmigen Brennflecks, doch war dieser nicht immer gleichmäßig mit Elektronen
belegt.
Häufig entstand ein Brennfleck, dessen Bild Abb. 2 zeigt
und der aus zwei Zonen bestand, nämlich aus einer Zone 5 geringerer Intensität in
Form einer Spindel mit spitz auslaufenden Enden und einer über das erwünschte Maß
hinausgehenden Breite des Bandes und aus einer zweiten Zone 6 mit strichweise sehr
viel stärkerer Belegung, die sich an nicht vorauszusehender Stelle innerhalb der
ersten Zone 5 beim Betriebe der Röhre von selbst einstellte. Brennflecke solcher
Gestalt sind unerwünscht, 'weil sie erstens nicht den Wirkungsgrad eines Brennflecks
in Form eines vollständigen länglichen Rechtecks haben und weil zweitens die Schärfe
des Röntgenbildes durch die übergroße Breite der schwächer belegten Zone beeinträchtigt
wird, in deren mittlerem Teil die Stelle der stärksten Belastung des Brennflecks
liegt.
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Bei Glühkathodenröntgenröhren mit rundem Brennfleck ist bereits vorgeschlagen
worden, zur Erzielung einer elektrisch günstigen Belegung des Brennflecks die in
der Nähe der Glühkathode befindlichen Steuerglieder derart auszubilden und anzuordnen,
daß die Intensität der den Brennfleck bildenden Zonen von der Mitte nach den Seiten
zunimmt. Eine solche Einrichtung läßt sich mit sehr einfachen Mitteln, z. B. mit
Hilfe eines in der Mitte der spiralförmigen Glühkathode angeordneten Metallstiftes,
praktisch ausführen.
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Schwieriger liegen dagegen die Betriebsverhältnisse bei einer Glühkathodenröntgenröhre
mit bandförmigem Brennfleck, der durch eine langgestreckte Glühkathode und eine
ihn mit Abstand umgebende längliche Sammelvorrichtung erzeugt wird. Die Erfindung
betrifft die besonderen Mittel, durch die bei solchen Röntgenröhren eine möglichst
günstige Belegung des bandförmigen Brennflecks erzielt wird, der auch hier aus mehreren
gleichlaufenden Zonen verschiedener Intensität besteht, und zwar aus zwei gleichlaufenden,
nahe nebeneinanderliegenden Streifen 7 starker Belastung, zwischen denen eine Zone
8 geringerer Belastung liegt, wie Abb. 3 zeigt. Durch einen Brennfleck dieser Art
wird auch die Antikathode wirksam vor zu, starker Erhitzung geschützt, weil die
Wärme von den äußeren Begrenzungszonen des Brennflecks gut abfließen und sich nach
der Mitte hin nicht über ein zulässiges Maß steigern kann.
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Bei der in Abb. q. und 5 dargestellten Ausführungsform der Vorrichtung
ist als Glühkathode 9 ein zylindrischer Schraubendraht angeordnet, an dessen Stelle
auch eine bandförmige Elektronenquelle verwendet werden kann. Zwischen der Glühkathode
9 und der sie umgebenden Sammelvorrichtung io ist auf jeder Seite ein Zwischenraum
von mindestens der Hälfte des Durchmessers der Glühkathode vorgesehen. Diese beiderseitigen
Zwischenräume scheinen die Zweiteilung des Brennflecks zu ergeben. Um die Kraftlinien
gleichmäßig zu verteilen, erhält die Sammelvorrichtung io zweckmäßig die Form einer
konkaven Rinne. Die Krümmungsfläche der Rinne ist hierbei nicht gleichgültig, sie
bedingt vielmehr im Zusammenhang mit der Entfernung zwischen Glühkathode und Antikathode
die wirkliche Breite des Brennflecks. Bei der dargestellten Anordnung ragt die Sammelvorrichtung
io seitlich über beide Enden der Glühkathode 9 hinaus, wobei als allgemeine Regel
gilt, daß sie die Enden der Glühkathode an beiden Seiten wenigstens um die Hälfte
der Glühkathodenlänge überragen muß. Dagegen ist eine solche Ausgestaltung der Sammelvorrichtung
zur Begrenzung der Längsausdehnung des bandförmigen Brennflecks nicht notwendig,
wenn der Schlitz i i der Sammelvorrichtung, der die Glühkathode 9 aufnimmt, an seinen
beiden Schmalseiten durch je ein Abschlußstück 12 begrenzt wird, das die Glühkathode
in der Längsprojektion überdeckt.
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Als rückwärtiger Abschluß der Glühkathode 9 dient ein kastenartiger
Ansatz 13
der Sammelvorrichtung io, der mit zwei Stäben 14 zur Befestigung
der Vorrichtung und mit zwei Löchern 15 zum Durchtritt der gegen die Sammelvorrichtung
isolierten Stromzuleitungen der Glühkathode versehen ist.