DE551178C - Verfahren zur Erzeugung eines hohen Vakuums in Roentgenroehren - Google Patents

Description

AUSGEGEBEN AM 30. MAI 1932

REICHSPATENTAMT

PATENTSCHRIFT

KLASSE 21 g GRUPPE

C. H.F.Müller Akt.-Ges. in Hamburg-Fuhlsbüttel*)

Verfahren zur Erzeugung eines hohen Vakuums in Röntgenröhren

Patentiert im Deutschen Reiche vom 29. Mai 1929 ab

Glühkathodenröntgenröhren und ähnliche Entladungsgefäße für hohe Spannungen müssen zur Verhinderung einer Stoßionisation weitgehend von unedlen Gasen entleert sein. Dieses wird bekanntlich dadurch erreicht, daß während des Pumpvorganges die Elektroden in hohe Glut versetzt und die dabei aus ihnen austretenden Gase durch mehrstündiges Pumpen mittels einer Hochvakuumpumpe abgeführt werden.

Man hat zur Abkürzung des Pumpvorganges versucht, die in der Radioröhren- und Glühlampentechnik gebräuchlichen Verfahren der chemischen bzw. mechanischen Vakuumerzeugung durch ein bei hoher Temperatur Gas absorbierendes Metall oder auch durch einen sogenannten Getter ebenfalls auf Röntgenröhren anzuwenden, jedoch sind praktische Erfolge wegen des hohen Dampfdruckes der üblichen Gettersubstanzen nicht erzielt worden. Auch die Verwendung von Erdmetallen, wie z. B. Zirkon, die einen niedrigeren Dampfdruck haben, ist bereits für Hochspannungsentladungsgefäße vorgeschlagen worden. Dabei wird das Zirkon, wie vorgeschlagen, an dem heißesten Punkt der Anode beispielsweise einer Senderöhre angebracht. Bei Röntgenröhren liegen jedoch die Verhältnisse anders, da die Anoden von Senderöhren nicht auf die zur restlosen Verdampfung nötigen Temperaturen gelangen. .,.,

Auch wurde der Getter häufig unmittelbar im Glaskolben durch Erwärmung der Glaswand bzw. einer anderen Methode durch Erwärmung eines gläsernen Hilfsbehälters, der die Gettersubstanz enthielt, verdampft. Da hierbei naturgemäß die Erwärmungstemperatur des Getters durch den Schmelzpunkt des Glases begrenzt wurde, war die Verdampfung unvollkommen, da die Verdampfungstemperatur zweckmäßig möglichst hoch gewählt werden muß. Weiterhin kann die Kondensation des Getters nach dem Verdampfen an jeder Stelle der Glaswandung stattfinden, so daß dadurch eine erhebliche elektrische Beanspruchung der Glaswandung auftritt, wenn sich der dünne Metallbelag durch Streuelektronen auflädt. Ferner trat durch die innere Metallbelegung des Glaskolbens eine Verkürzung des Isolationsweges längs der Röhren-Oberfläche ein, die die Spannungssicherheit der Röntgenröhre herabsetzt.

Nach der Erfindung wird der Getter in beliebiger Form, unmittelbar auf dem Brennfleck, also auf der am meisten dem Elektronenaufprall und somit der größten Erwärmung ausgesetzten Stelle der Anode aufgebracht. Als Gettermaterial wird ein solcher Stoff gewählt, der erst kurz unterhalb der normalen Betriebstemperatur im Brennfleck zur Verdampfung kommt. Man wird daher bei Materialuntersuchungsröhren mit Kupferanode ein anderes Gettermaterial wählen als in einer Therapieröhre mit Wolframanode, die bei Spannungen von etwa 200 KV arbeitet.

*) Von dem Patentsucher ist als der Erfinder angegeben worden:

Dr. Paul Vierkötter in Hamburg.

Claims (1)

1. Das Verfahren nach der Erfindung hat besondere Bedeutung, weil man mit seiner Hilfe die Fabrikation der Röntgenröhren vereinfachen und den erforderlichen Zeitaufwand wesentlich abkürzen kann. Während man bisher zur Entgasung der Anode eine Hochspannungsquelle benötigte 'und die Anode zur Erwärmung dem Elektronena'ufprall der Kathode aussetzte, ,genügt es nun, to wenn bei der Verwendung des Verfahrens nach der Erfindung die Anode durch Wirbelstromheizung im magnetischen Wechselfeld oder durch unmittelbar wirkende Wärmequellen ohne Verwendung von Hochspannung vorentgast wird. Die Anwendung solcher Mittel, die ohne Erhitzung der Kathode zu einer hinreichenden Vorentgasung der Anode führen, hat den bedeutenden Vorteil, daiß eine unnötige Belastung der Glühkathode vermieden wird. Um diese selbst zu entgasen, bedarf es nur eines kurzen Glühprozesses. In diesem vorentgasten Zustand, ■ bei dem der Getter naturgemäß noch nicht verdampft ist, wird die Röhre von der Pumpe abgeschmolzen. Wird jetzt die Röhre an Hochspannung gelegt und durch Heizung der Glühkathode die Anode mit Elektronen bombardiert, so erfolgt, sobald die Anodenvorderfläche 'eine bestimmte, im vorherigen Pumpprozeß nicht erreichte Temperatur angenommen hat, die Verdampfung des Getters. Die hierbei auftretende Bindung der unedlen Gase erzeugt ein Vakuum von einer Güte, wie es nach den gebräuchlichen Pumpverfahren erst nach mehrstündigem sorgfältigstem Pumpen erreicht wird.

   Der Getter kann in beliebiger Form, etwa als Blechkörper oder als Paste, die aus dem pulverförmigen Getter und einem Bindemittel, z. B. Alkohol, besteht, unmittelbar in den Brennfieck auf die Anode gebracht werden. Wie schon erwähnt, lassen sich entsprechend der verschiedenen .Beschaffenheit der Anoden in den verschiedenen Röhrenkonstruktionen eine ganze Anzahl von Metallen als¹ Getter verwenden, wenn nur jeweils ihre Verdampfungstemperatur oberhalb der im normalen Betrieb auftretenden Erwärmung der Röhrenteile und kurz unterhalb der Betriebsitemperatur des Brennflecks 'und seiner Umgebung liegt. So kommen z. B. in Frage Metalle wie Nickel, Eisen, Molybdän u. a.

   In der beiliegenden Zeichnung sind zwei Röntgenröhren dargestellt, aus denen die Wirkungsweise der Erfindung ersichtlich ist. Abb. ι zeigt eine Röntgenröhre mit metallischem Mittelteil und Abb. 2 eine normale gläserne Röntgenröhre, bei der durch Anordnung von dünnen metallischen oder gläsernen Schirmflächen ein Niederschlag des Getters auf der Glaswandung verhindert wird. In Abb. ι dient der metallische Wändteil 1 der Röntgenröhre, der beispielsweise an beiden Seiten Glashälse 2 und 3 trägt, die wiederum die Anode 4 und die Kathode 5 tragen, als Kondensationsfläche für den auf der zweckmäßig aus Wolfram bestehenden Anodenvorderfläche 6 verdampfenden Getter 7. Der Getter 7 kann beispielsweise als Blechstückchen auf der Anode angeordnet oder auch in fein verteilter Form mit Alkohol oder mit einem anderen brauchbaren Bindemittel gemischt auf die Anodenvorderfläche 6 aufgeklebt sein. Die Metallteile der Röntgenröhre, also das Mittelteil 1, die Metallteile der Glühkathode 5 und die Anode 4 werden zweckmäßig ohne Verwendung von Hochspannung vorentgast. Nach dem Abschmelzen von der Pumpe wird zwischen Glühkathode 5 und Anode 4 Hochspannung gelegt, die die von der Glühkathode 8 emittierten Elektronen mit großer Geschwindigkeit auf die Anodenvorderfläche 6 bzw. Gettersubstanz 7 schleudert. Durch die dort auftretende örtliche Erwärmung verdampft das Gettermaterial und kondensiert sich durch die geradlinige Ausbreitung der Molekularstrahlung vorzugsweise an einer Ringfläche 9 im Innern des metallischen Wandteils 1.

   In Abb. 2 sind innerhalb des gläsernen, Röhrenkörpers 10 die Anode 4 und die Kathode 5 angeordnet. Die Kathode 5 trägt einen Schirm 11, während ein Ringkörper 12 zweckmäßig mit der Anode 4 verbunden ist. Diese Anordnung verhindert das Niederschlagen des Gerbers auf der gläsernen Röhren.-wandung, da der Niederschlag an den Schirmflächen erfolgt, so daß dadurch die Spannungssicherheit der Röntgenröhre gewahrt bleibt.

   .PATKNTANSJeRUCU :

   Verfahren zur Erzeugung 'eines hohen Vakuums in Röntgenröhren, dadurch gekennzeichnet, daß die Metallteile der Röhre durch an sich bekannte Mittel ohne Anlegen an Hochspannung vorentgast werden und daß hierauf durch Elektronenbombardement von der Kathode her ein Getter verdampft wird, der an der beim • Betrieb heißesten Stelle der Anode angebracht und dessen Dampfdruck so gewählt ist, daß er erst kurz unterhalb der normalen Betriebstemperatur im Brennfleck verdampft.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen