DE743765C - Beam exit window, especially for X-ray tubes - Google Patents

Description

Strahlenaustrittsfenster, insbesondere für Röntgenröhren Es sind aus einer Metallfolie hergestellte Strahlenaustrittsfenster, insbesondere für Röntgenröhren, bekannt, die in. die aus Metall bestehende Wandung . des Entladungsgefäßes vakuumdicht eingesetzt sind. Diese- Folien müssen den äußeren Überdruck aushalten. Sie können daher nur bei kleinem Durchmesser der öffnung sehr dünn .gewählt werden. Es ist deshalb bekanntgeworden, bei Strahlenaustrittsfenstern größeren Durchmessers auf der Vakuumseite ein zur Abstützung dienendes Gitter vorzusehenl daß in der Richtung der nutzbaren Röntgenstrahlung einen möglichst beringen absorbierenden Querschnitt aufweist. Diese bekannte Art der Abstützung ist nicht nur verhältnismäßig schwierig herzustellen; sie hat darüber hinaus auch noch den Nachteil, daß das austretende Strahlenbündel nicht homogen ist. Es wird- vielmehr durch das Abstützgitter in einem Teil des Querschnittes des Strahlenbündels eine Absorption bewirkt, die beispielsweise bei der Durchleuchtung von egenständen mit Hilfe von Röntgenstrahlen, insbesondere mit weichen Strahlen für Leichtmetalluntersuchungen, auf dem Leuchtschirm odert auf der photographischen Platte als mehr oder weniger scharfes Abbild des Gitters zu erkennen ist. Dieser Nachteil wird bei dem erfindungsgemäßen Stra`hlenaustrittsfensüer dadurch vermieden, daß zur Abstützung des Fensters ein aus die Strahlung ,spezifisch schwächer absorbierendem Werkstoff, beispielsweise Beryllium, bestehender, nicht durchbrochener Körperdient, der mit seinem Rand gegen die Gefäßwand abgestützt ist. Dieser Körper kann sich, .ohne d@aß eine störende Absorption der Strahlung eintritt, über den ganzen Querschnitt des abstützenden Fensters erstrecken. Es empfiehlt sich, die Dicke des Abstützkörpers in Richtung der austretenden S,tra:hlung möglichst gering zu wählen. Man wird daher bei. Verbindung eines ebenen Fensters mit Vorteil den mittleren Teil des Abstützkörpers dünn wählen, da dieser mechanisch weniger beansprucht ist als die Randzonen. Man wird ferner die dem Vakuumraum zugekehrte Seite des Abstützkörpers nach außen gewölbt ausbilden. Bei einer solchen Anordnung ist allerdings die Absorption an den Randzonen des i Abstützkörpers größer als in der Mitte. Dies ist jedoch nicht störend, wenn die Absorption an sich gering ist und wenn, der Übergang von den dünneren zu den dickeren Schichten stetig erfolgt, so daß die ,durch die Absorption im Abstützkörper bewirkte Schwächung des Strahlenbündels ebenfalls nur stetige überg äng e zeig t.Radiation exit window, especially for X-ray tubes It is off radiation exit windows made of a metal foil, especially for X-ray tubes, known, the in. the wall made of metal. of the discharge vessel vacuum-tight are used. These foils must withstand the external overpressure. You can Therefore, very thin can only be selected if the opening has a small diameter. It is therefore became known, with larger diameter beam exit windows the vacuum side to provide a grid serving for support that in the direction of the usable X-ray radiation an absorbing cross-section that is as ringed as possible having. This known type of support is not only relatively difficult to manufacture; it also has the disadvantage that the leaking The beam is not homogeneous. It is rather through the support grid in one Part of the cross section of the beam causes an absorption, which for example when x-raying objects, in particular with soft rays for light metal examinations, on the luminescent screen or on the photographic plate as a more or less sharp image of the grating can be seen. This disadvantage arises with the beam exit window according to the invention avoided that to support the window from the radiation, specifically weaker absorbing material, such as beryllium, existing, not perforated body is used, which is supported with its edge against the vessel wall. This body can, without a disturbing absorption of the radiation, extend over the entire cross-section of the supporting window. It is advisable, the thickness of the support body in the direction of the exiting S, tra: hlung as possible to choose low. One is therefore at. Connection of a flat window with advantage choose the middle part of the support body thin, as this is less mechanically is stressed than the edge zones. You will furthermore that of the vacuum space Form the facing side of the support body arched outward. With such a Arrangement, however, the absorption at the edge zones of the support body is greater than in the middle. However, this is not a problem if the absorption per se is low is and if, the transition from the thinner to the thicker layers is continuous, so that the weakening of the beam caused by the absorption in the support body also only shows continuous transitions.

Man kann jedoch zur Vermeidung der Abschattierung zum Rand den Abstützkörper und die auf ihm ruhende Folie auch auf ,der dem Vakuumraum abgekehrten Seite nach außen gewölbt ausbilden und dabei die Dicke des Abstützkörpers in Richtung der austretenden Strahlung überall gleich groß wählen.However, to avoid shading towards the edge, the support body can be used and the film resting on it on the side facing away from the vacuum space form arched on the outside and thereby the thickness of the support body in the direction of the exiting Choose radiation of the same size everywhere.

Die vakuumdwchte Verbindung zwischen der Folie und der aus Metall bestehenden Gefäßwandung bereitet bei der Herstellung in der Regel Schwierigkeiten ', die jedoch dadurch vermieden werden können, daß die Folie beidseitig längs ihres Randes mit je einem Ring verschweißt oder verlötet ist, dessen Stärke die Folie um -ein vielfaches, vorzugsweise um mehr als das Zehnfache, übertrifft. Die Folie kann beispielsweise o,oi mm dick und die beiden. Ringe beispielsweise je i mm dick gewählt werden. Die beiden Ringe werden zunächst auf bzw. unter die Folie gelegt und so in .eine entsprechende ringförmige Vertiefung in die aus Metall bestehende Wandung des Entladungsgefäßes eingelegt. Esbereitet dann keine Schwierigkeiten, die Ringe mittels elektrischer Schweißung oder Hartlötung mit der Folie so zu verbinden, daß zum mindesten der an die. Gefäßwand angrenzeade Ring mit der Folie einerseits und der Gefäßwand andererseits vakuumdicht. verschweißt ist. Eine vakuumdichte Versichweißung des auf der Außenseite gelegenen Ringes mit der Folie und der Gefäßwandung ist nicht erforderlich. Bei der praktischen Ausführung tritt jedoch in der Regel eine vakuumdichte Verschweti.-ßwng auch dieses Nnges mit der Folie ein.The vacuum-tight connection between the foil and the vessel wall made of metal usually causes difficulties during production , but these can be avoided in that the foil is welded or soldered on both sides along its edge with a ring, the thickness of which the foil is around - a multiple, preferably more than ten times, exceeds. The film can, for example, 0.1 mm thick and both. Rings are chosen, for example, each i mm thick. The two rings are first placed on or under the film and thus inserted into a corresponding annular recess in the metal wall of the discharge vessel. There is then no difficulty in connecting the rings to the foil by means of electrical welding or brazing in such a way that at least the. Vessel wall adjoining ring with the film on the one hand and the vessel wall on the other hand vacuum-tight. is welded. A vacuum-tight sealing of the ring on the outside with the foil and the vessel wall is not necessary. In the practical implementation, however, there is usually a vacuum-tight seal between this and the film.

Die Folie kann auch mit einem nach der Vakuumseite umgebogenen Rand versehen werden, der mit der Gefäßwand verlötet äst.The film can also have an edge bent over towards the vacuum side be provided, which is soldered to the vessel wall.

Die Figuren zeigen in zum Teil schematischer Darstellung Ausführungsbeispiele des erfindungsgemäßen Strahlenaustrittsfensters.The figures show exemplary embodiments in a partially schematic representation of the radiation exit window according to the invention.

Bei den Anordnungen nach Fig. i bis 3 wird eine ebene Folie i an ihrem Rande beidseitig mit je einem Ring 3, q. bedeckt und in eine entsprechende ringförmige Vertiefung der aus Metall bestehenden Gefäßwandung 5 eingesetzt und mit dieser in der geschilderten Weise vakuumdicht verschweißt. Es hat sich als besonders zweckmäßig erwiesen, dabei zunächst die Folie mit dem Ring oder mit den beiden Ringen beispielsweise mittels Kupfers in einer Wasserstoffatmosphäre zu verlöten und anschließend die aus dem Ring und der Folie gebildete Einheit nach Einfügen des Stützkörpers in die Wandung einzusetzen und den auf der Wandung aufliegenden Ring mit ihr zu verschweißen oder zu verlöten.In the arrangements according to Fig. I to 3, a flat film i is on her Edge on both sides with a ring 3, q. covered and in a corresponding annular Depression of the metal vessel wall 5 used and with this in welded vacuum-tight in the manner described. It has been found to be particularly useful Proven to start with the film with the ring or with the two rings, for example to be soldered using copper in a hydrogen atmosphere and then the Unit formed from the ring and the film after the support body has been inserted into the Insert wall and weld the ring resting on the wall to it or to solder.

Zur Abstützung dient der aus einem die Strahlung spezifisch schwächer absorbierenden Werkstoff, beispielsweise Beryllium, bestehende Körper, der bei der Anordnung nach Fig. i als ebene Scheibe 2 ausgebildet ist, während bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 die zur Abstützung dienende Scheribe 6 mit einem Absatz versehen ist, der auf einer vorspringenden Kante der ruht. Bei dieser Anordnung wird die Dicke der Gefäßwandung noch besser ausgenutzt. Sie kommt insbesondere dann in Frage, wenn die Gefäßwandung so Üünn ist, daß die mechanische Beanspruchung des Abstützkörpers der Bruchbeanspruchung na niekommt.The radiation from one of the specifically weaker serves as a support absorbent material, such as beryllium, existing body, the Arrangement according to Fig. I is designed as a flat disk 2, while in the embodiment according to Fig. 2 the washer 6 serving for support is provided with a shoulder, which rests on a protruding edge of the. With this arrangement, the thickness becomes the vessel wall is even better used. It is particularly suitable if the vessel wall is so thin that the mechanical stress on the support body the breaking load never comes.

Bei dein Ausführungsbeispiel nach Fvg.3 ist angenommen, daß die- Abmessungen der Öffnung bzw. die Festigkeit des Werkstoffes, aus dem der Abstützkörper 7 besteht, es nicht erforderlich machen, den Abstützkörper über den ganzen Querschnitt in gleicher Dicke auszuführen. Es isst deshalb zur Verminderung der Strahlenabsorption die- dem Vakuumraum zugekehrte Begrenzungsfläche des Abstützkörpers 7 nach außen gewölbt ausgebildet.In your embodiment according to FIG. 3 it is assumed that the dimensions the opening or the strength of the material from which the support body 7 is made, do not make it necessary to use the support body over the entire cross-section in the same way Thickness run. It therefore eats the following to reduce radiation absorption The boundary surface of the support body 7 facing the vacuum space is curved outward educated.

Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fmg. q. ist die Folie 8 an ihrem Rande nach der Vakuumseite zu umgebogen und mittels des in einer Rinne untergebrachten Lotes 9 mit der Gefäßwand 5 verlötet.In the embodiment according to Fmg. q. is the slide 8 on her The edge is bent over to the vacuum side and placed in a channel by means of the Solder 9 soldered to the vessel wall 5.

Bei dem Ausführungsbeispiel nach [email protected] ist die Folie i o nach außen gewölbt ausgebildet. Sie ruht auf dem ebenfalls nach außen gewölbten Abstützkörper i i. Sie ist längs ihres Randes mittels des Lotes 9 mit der Gefäßwand 5 verlötet. Diese Anordnung hat den Vorteil, daß die Absorption der Strahlung durch den Abstützkörper über den ganzen Strahlenkegel gleich groß ist, falls die Strahlenquelle mit dem Mittelpunkt der den Abstützkörper i i begrenzenden Kugelflächen zusammenfällt.In the embodiment according to [email protected] the film is i o to the outside arched. It rests on the support body, which is also curved outwards i i. It is soldered to the vessel wall 5 along its edge by means of the solder 9. This arrangement has the advantage that the absorption of the radiation by the support body is the same size over the entire cone of rays, if the radiation source with the The center of the spherical surfaces delimiting the support body i i coincides.

Claims (3)

PATENTANSPRÜCHE: i. Aus einer Metallfolie hergestelltes Strahlenaustrittsfenster, insbesondere für Röntgenröhren, dass in die aus Metall bestehende Wandung,des Entladungsgefäßes vakuumdicht eingesetzt ist, dadurch ,gekennzeichne@, daß die Folie auf der Vakuumseite auf seinem aus -die Strahlung spezifisch süh'wächerabsorbierendem We{rkstoff, vorzugsweise Beryllium, bestehenden, nicht durchbroichenen Körper, der mit seinem Rande gegen die Gefäßwand abgestützt ist, ruht. PATENT CLAIMS: i. A radiation exit window made from a metal foil, in particular for X-ray tubes, that is inserted vacuum-tight into the metal wall of the discharge vessel, characterized in that the foil on the vacuum side on its material specifically absorbs the radiation, preferably Beryllium, an existing, unbroken body, which is supported with its edge against the vessel wall, rests. 2. Strahlenaustrittsfenster nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Folie längs ihres Randes beidseitig mit je deinem Ring verschweißt oder verlötet ist, dessen Stärke die der Folie tun ein Vielfaches, vorzugsweise um mehr als das Zehnfache, übertrifft, bedeckt ist, und daß mindestens der an die Gefäßwand angrenzende Ring mit der Folie und der Gefäßwand vakuumdicht verschweißt oder verlötet ist. . 2. radiation exit window according to claim i, characterized in that the film along its edge on both sides with your each Ring is welded or soldered, the strength of which is many times that of the foil, preferably more than ten times, exceeds, is covered, and that at least the ring adjoining the vessel wall with the film and the vessel wall vacuum-tight is welded or soldered. . 3. Strahlenawstrittsfensfier nach Anspruch i oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die innere Begnenzurngsfläche des Stützkörpers zur Verminderung der Strahlenabsorption gewölbt ausgebildet ist. q.. Strahlenaustrittsfenster nach Anspruch i und folgenden; dadurch ge@kennze:.chnet, daß die äußere Begrenzungsläche des Stützkörpers nach außen gewölbt ist. -5. Strahlenaustrittsfenster nach Anspruch 3 oder q., dadurch gekennzeichnet, daß die Folie an ihrem Rand nach der Vakuumseite hin umgebogen und mit der Gefäßwand verlötet ist. Zur Abgrenzung des Anmeldungsgegenstandes vom Stand der Technik sind im Erteilungsverfahren folgende Druckschriften in Betracht gezogen worden deutsche Patentschrift ...... Nr. 618 987; österreichische Patentschrift - 125917. 3. Strahlawstrittsfensfier according to claim i or 2, characterized in that the inner Begnenzurngsfläche the support body is curved to reduce the radiation absorption. q .. radiation exit window according to claim i and the following; thereby ge @ mark:. calculated that the outer boundary surface of the support body is curved outwards. -5. Radiation exit window according to claim 3 or q., Characterized in that the edge of the film is bent over towards the vacuum side and is soldered to the vessel wall. To distinguish the subject matter of the application from the state of the art, the following publications were taken into account in the granting procedure: German patent specification ...... No. 618 987; Austrian patent specification - 125917.