|
Zum strahlenerzeugenden System rechnet man den Röntgenstrahler, der die Röntgenrohre enthält, und den Röntgengenerator, der die Spannungen und Ströme zum Betrieb des Rontgenstrahlers liefert, und an dem u. a. die Belichtungsdaten eingestellt werden. Außerdem gehören Filter, Primärstrahlenblende und Streustrahlenraster dazu, da sie sich im Strahlengang befinden.
Röntgenröhre
Die Röntgenröhre ist das evakuierte Glas- oder Glas-Metall-Gefäß, mit den beiden Elektroden Kathode und Anode, in dem die Röntgenstrahlung erzeugt wird. Das Vakuum der Röntgenröhre ist ein Hochvakuum in dem ein Luftdruck von nur 10^-5 mbar herrscht.
Kathode
Die Kathode ist die Quelle der Elektronen. Diese werden vom G1ühfaden emittiert. Zur Fokussierung der Elektronen, d.h. zur Bildung eines scharf begrenzen Brennnflecks auf der Anode, enthält die Kathode die Wehnel-Elektrode (auch: Wehnelt-Zylinder).
Die Heizspannung für die G1ühwendel liefert ein Heiztransformator, der im Hochspan-nungserzeuger eingebaut ist. Die Zuleitung zum Strahler erfolgt mit dem kathodenseitigen Hochspannungskabel. Bei Einkesselgeneratoren entfallen die Hochspannungskabel; die elektrischen Leitungen zwischen Hochspannungserzeuger und Röhre sind dann von außen nicht sichtbar.
Die G1ühwendel glüht wie die Wendel einer G1ühlampe und emittiert dabei Elektronen und zwar um so mehr, je höher ihre Temperatur ist. Die Elektronen bilden den Röhrenstrom der Röntgenröhre. Die Heizleistung bestimmt also die Größe des Röhrenstroms und damit die Quantität (Dosisleistung) der Röntgenstrahlung.
Anode
Wenn zwischen Kathode (negativ) und Anode (positiv) Hochspannung anliegt, werden die Elektronen in Richtung auf die Anode beschleunigt und treffen dort mit hoher Ge-schwindigkeit (etwa 150000 km/s !) auf. Die Stelle, wo sie auftreffen, wird als (elektrischer) Brennfleck oder Fokus bezeichnet. (Als Fokus wird manchmal auch nur der Mittelpunkt des flächenförmigen Brennflecks bezeichnet.)
Im Brennfleck wird etwa 1 % der Elektronenenergie in Röntgenstrahlung und der Rest von 99 % in Wärme umgesetzt. Infolge dieses schlechten Wirkungsgrades entstehen Temperaturen bis etwa 2500°C. Im Routinebetrieb wird häufig die ganze Anode rotglühend. Das Anodenmaterial muß deshalb einen hohen Schmelzpunkt haben. Auch ist eine hohe Ordnungszahl günstig, da der Wirkungsgrad der Röntgenstrahlerzeugung mit höheren Ordnungszahlen ansteigt.
Das beste Anodenmaterial ist Wolfram. Es hat den höchsten Schmelzpunkt (3370°C) aller Metalle und eine hohe Ordnungszahl Z=74. Häufig werden Wolframlegierungen mit Rhenium verwendet; sie enthalten etwa 1O% Rhenium, sind dadurch elastischer als reines Wolfram und neigen bei den hohen thermischen (und infolge der Wärmeausdehnung auch mechanischen) Beanspruchungen weniger zur Rissebildung an der Anodenoberfläche. Dies ist wichtig, denn Aufrauhungen der Anode reduzieren die Dosisausbeute.
Die Forderungen nach kürzeren Aufnahmezeiten (kleine Bewegungsunschärfe!) und
nach kleineren Brennflecken (kleine geometrische Unschärfe!) führten zur Entwicklung der Drehanodenröhren. Durch die Rotation der Anode wird die Erwärmung auf eine größere Fläche verteilt als bei Festanodenröhren.
|
