Röntgenröhre

Abstract

 Eine Röntgenröhre weist eine Kathode, ein Gitter, eine Lochanode und ein hinter der Lochanode angeordnetes Target mit seitlichem Austrittsfenster für die Röntgenstrahlung auf. Außerdem sind zwei jeweils an eine Wechselspannungsquelle angeschlossene Ablenkspulen zur seitlichen Ablenkung des Elektronenstrahls in zwei Ebenen vorgesehen. Die Ausgangsspannungen oder Ausgangsströme der Wechselspannungsquelle sind nach Verlauf und Frequenz so bemessen, daß der Auftreffpunkt des Elektronenstrahls auf dem Target wie der Elektronenstrahl einer Fernsehbildröhre eng benachbarte Bahnen durchläuft und damit eine Fläche auf dem Target überstreicht, die als Makrobrennfleck dem Austrittsfenster zugewandt ist. Durch Bildung eines solchen Makrobrennflecks mittels Ablenkung eines Mikrobrennflecks wird eine gleichmäßige Intensitätsverteilung über die gesamte Ausdehnung des Makrobrennflecks erreicht.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft eine Röntgenröhre der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Art.

[0002] Durch die DE-OS 32 22 512 ist eine Röntgenröhre der betreffenden Art bekannt, bei der zum Zwecke des Impulsbetriebes der Elektronenstrahl während der Impulspausen von dem Teil der Targetflächen abgelenkt wird, von dem die Röntgenstrahlung während der Impulsdauer durch das Austrittsfenster der Röntgenröhre austritt. Zu diesem Zwecke ist das Target als Körper mit im wesentlichen keilförmiger Oberfläche ausgebildet, wobei die eine Keilfläche die dem Austrittsfenster der Röntgenröhre zugewandte Targetfläche und die andere Keilfläche dem Austrittsfenster abgewandt ist, so daß von dort keine Röntgenstrahlung austritt. Hierdurch soll erreicht werden, daß der Elektronenstrom kontinuierlich fließt, die Röntgenstrahlung dagegen impulsförmig ist. Dabei ist auch vorgesehen, den Elektronenstrahl auf der dem Austrittsfenster abgewandten Fläche des Targets zickzackförmige Bahnen durchlaufen zu lassen, um auf diese Weise die während der Impulspausen erzeugte Wärme über weite Flächen des Targets zu verteilen. Die abgegebene Röntgenstrahlung wird hierdurch nicht beeinflußt, da die so überstrichenen Flächen des Targets dem Austrittsfenster abgewandt sind.

[0003] Es ist bekannt, zur Erzeugung eines Makrobrennflecks, also eines Brennflecks verhältnismäßig großer Flächenausdehnung von z.B. 2x2 mm, durch Gestaltung der Kathode oder durch eine entsprechende Führung oder Defokussierung des Elektronenstrahls die gewünschte Flächenausdehnung des Brennflecks zu erzielen. Ein Nachteil besteht hierbei jedoch darin, daß die Intensitätsverteilung des auf den Makrobrennfleck auftreffenden Elektronenstrahls und somit auch die davon herrührende Röntgenstrahlung sehr ungleichmäßig ist. Dies führt zu einer Verringerung der Abbildungsqualität. Ein Makrobrennfleck ist jedoch wegen der großen Gesamtintensität der abgegebenen Röntgenstrahlung insbesondere bei weitem Abstand zwischen Strahlungsquelle und abzubildendem Gegenstand erwünscht.

[0004] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Röntgenröhre der betreffenden Art zu schaffen, die einen großen Brennfleck bei gleichmäßiger Intensitätsverteilung hat.

[0005] Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird durch die im Kennzeichen des Patentanspruchs 1 angegebene Lehre gelöst.

[0006] Die Erfindung geht von dem Grundgedanken aus, einen großen Brennfleck, also einen Makrobrennfleck, durch schnelles Ablenken eines kleinen Brennflecks nach Art der Ablenkung des Elektronenstrahls in einer Fernsehbildröhre zu bilden. Die von dem kleinen Brennfleck durchlaufenen Bahnen können dabei eng nebeneinander liegen, und da der kleine Brennfleck eine während der Ablenkung gleichbleibende Intensität hat, strahlt auch im Ergebnis die von dem kleinen Brennfleck überstrichene Gesamtfläche an allen Stellen mit gleicher Intensität. Somit ist ein Makrobrennfleck mit gleichmäßiger Intensitätsverteilung geschaffen.

[0007] Die erfindungsgemäße Grundlehre hat auch den Vorteil, daß die Begrenzung des Brennflecks weitgehend beliebig geformt werden kann. Es sind lediglich entsprechend die Ablenkspannungen oder Ablenkströme zu formen. Der Brennfleck kann daher quadratisch, lang- oder quergestreckt rechteckig oder auch rund oder elliptisch umgrenzt sein. Bei runder oder elliptischer Umgrenzung durchläuft der Auftreffpunkt des Elektronenstrahls auf das Target zweckmäßigerweise eine kreis- oder ellipsenförmige spiralige Bahn. Im Extremfall ist es sogar auch möglich, eine Ablenkung des Elektronenstrahls nur in einer Richtung vorzusehen, so daß ein linienförmiger Brennfleck gebildet ist mit sehr unterschiedlichen Ausdehnungen in zwei verschiedenen Richtungen.

[0008] Anhand der Zeichnung soll die Erfindung an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden.

[0009] Die Zeichnung zeigt teilweise geschnitten eine Röntgenröhre mit einem Gehäuse 1, das an eine Leitung 2 angeschlossen ist, die mit einer nicht dargestellten Pumpe zur Absenkung des Druckes im Innenraum 3 der Röntgenröhre verbunden ist.

[0010] Im Innenraum 3 befindet sich eine Kathode 4 in Form eines kleinen Glühdrahtes, der V-förmig gebogen ist und mit seiner Spitze einer Anode 5 und einem Target 6 zugewandt ist. Eine Gitterkappe 7 ist im Bereich der Kathode 4 angeordnet, die in einen Durchbruch 8 der Gitterkappe 7 ragt und mit ihrer Spitze etwa mit der vorderen Begrenzung des Durchbruchs 8 fluchtet. Von dieser vorderen Begrenzung aus erweitert sich die Gitterkappe 7 in einer Kegelfläche 9.

[0011] Auf der Rückseite der Lochanode 5 befindet sich eine Röhre 10, die mit der Lochanode 5 leitend verbunden ist. Durch die Lochanode 5 verläuft ein Loch 11, das sich in einen Innenraum 12 der metallischen Röhre 10 mit variablem Innendurchmesser fortsetzt.

[0012] Im Bereich der metallischen Röhre 10 ist eine Fokussierspule 13 angeordnet. Außerdem sind Ablenkspulen 14 und 15 vorgesehen, mit denen der Elektronenstrahl ablenkbar ist.

[0013] Das Target 6 weist zu der durch eine strichpunktierte Linie angedeuteten Achse 16 der Röntgenröhre eine Neigung auf und ist in einer Halterung 17 gehalten, die zum Zwecke der Kühlung des Targets über Rohrleitungen 18 und 19 an eine nicht gezeigte Kühlquelle angeschlossen ist.

[0014] Radial neben der Oberfläche des Targets 6 befindet sich in dem Gehäuse ein Austrittsfenster 20, durch das von dem Target 6 ausgehende Röntgenstrahlung im Bereich zwischen zwei gestrichelten Linien 21 und 22 austreten kann. Die Achse der Röntgenstrahlung ist durch eine Mittellinie 23 angedeutet.

[0015] Eine schematisch dargestellte Wechselspannungsquelle 24 ist über eine Leitung 25 an die Ablenkspule 14 angeschlossen und erzeugt einen durch eine Kurve 26 angedeuteten sägezahnförmigen Wechselstrom in der Ablenkspule 14, so daß der Elektronenstrahl in einer durch die Lage der Ablenkspule 14 vorgegebenen Richtung seitlich abgelenkt wird.

[0016] Eine weitere Wechselspannungsquelle 27 ist über eine Leitung 28 an die.Ablenkspule 15 angeschlossen und speist diese mit einem durch eine Kurve 29 angedeuteten, sägezahnförmigen Strom. Die Ablenkspule 15 ist um 90° versetzt zu der Ablenkspule 14 orientiert, so daß die Ablenkung durch die Ablenkungsspule 15 senkrecht zu der durch die Ablenkspule 14 erfolgt.

[0017] Die Frequenz des von der Wechselspannungsquelle 24 erzeugten sägezahnförmigen Stromes ist im Verhältnis zu der der Wechselspannungsquelle 27 niedrig und entspricht der Bildablenkfrequenz bei einer Fernsehröhre. Die Frequenz des sägezahnförmigen Stromes der Wechselspannungsquelle 27 ist wesentlich höher und entspricht der Zeilenablenkfrequenz einer Fernsehröhre.

[0018] In Fig. 2 ist schematisch eine Draufsicht gegen das Target 6 gezeigt und eine von dem Elektronenstrahl zeilenförmig überstrichene Fläche 30 schematisch verdeutlicht. In der Praxis liegen die einzelnen Bahnen des Elektronenstrahls natürlich viel enger nebeneinander, genauso wie bei einem Fernsehbild. Die Bildablenkungsrichtung ist dabei in der Zeichnung horizontal, die Zeilenablenkungsrichtung vertikal.

[0019] Fig. 3 entspricht im wesentlichen der Fig. 2 und zeigt eine langgestreckt rechteckförmige Fläche 31, die den Makrobrennfleck bildet.

[0020] Fig. 4 entspricht ebenfalls Fig. 2, jedoch ist eine den Makrobrennfleck bildende Fläche 32 in vertikaler Richtung langgestreckt und im wesentlichen rechteckförmig umgrenzt.

[0021] Fig. 5 zeigt wieder eine Draufsicht auf das Target 6, jedoch ist bei diesem Ausführungsbeispiel ein kreisförmiger Brennfleck 33 durch eine spiralig verlaufende Bahn des Elektronenstrahls gebildet. In diesem Fall liefern die Wechselspannungsquellen 24 und 27 an die Ablenkspulen 14 und 15 wiederkehrend stetig zunehmende sinusförmige Ströme.

[0022] In der Praxis ist eine magnetische Ablenkung zweckmäßig. Grundsätzlich liegt es jedoch auch im Rahmen der Erfindung, andere Arten der Ablenkung, also auch z.B. eine elektrostatische Ablenkung, zu verwenden.

Ansprüche

1. Röntgenröhre, mit einer Kathode, mit einem Gitter, mit einer Lochanode und mit einem hinter der Lochanode angeordneten Target, dem seitlich ein Austrittsfenster für die Röntgenstrahlung zugeordnet ist, und mit zwei jeweils an eine Wechselspannungsquelle angeschlossenen Ablenkspulen zur seitlichen Ablenkung des Elektronenstrahls in zwei Ebenen, dadurch gekennzeichnet, daß Ausgangsspannung oder Ausgangsstrom der Wechselspannungsquelle (24, 27) nach Verlauf und Frequenz so bemessen ist, daß der Auftreffpunkt des Elektronenstrahls auf dem Target (6) wie der Elektronenstrahl einer Fernsehbildröhre eng benachbarte Bahnen durchläuft und damit eine Fläche auf dem Target (6) überstreicht, die als Makrobrennfleck dem Austrittsfenster (20) zugewandt ist.

2. Röntgenröhre nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ablenkspannungen oder Ablenkströme der Wechselspannungsquellen (24, 27) nach Verlauf und Frequenz so bemessen sind, daß die Bahnen des Auftreffpunktes des Elektronenstrahls auf das Target (6) nach Art eines Fernsehbildes eng benachbarte Zeilen bilden (Fig. 2, 3, 4).

3. Röntgenröhre nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ablenkspannungen oder Ablenkströme der Wechselspannungsquellen (24, 27) so bemessen sind, daß die Bahn des Auftreffpunktes des Elektronenstrahls auf das Target eine Spirale bildet (Fig. 5).

4. Röntgenröhre nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die von dem Auftreffpunkt des Elektronenstrahls auf dem Target (6) überstrichene Fläche (30, 31, 32, 33) eine von einem Quadrat, einem Rechteck, einem Kreis oder einer Ellipse umgrenzte Fläche ist.

5. Röntgenröhre nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die von dem Auftreffpunkt des Elektronenstrahls auf dem Target (6) überstrichene Fläche linienförmig ist.

Zeichnung