Röntgenröhre

Der Röntgenstrahler ist eine technischer Apperat zum erzeugen von Röntgenstrahlen. Er besteht aus einer Röntgenröhre und einem Schutzgehäuse, deren Aufbau in der DIN 4816 Blatt 6 festgelegt sind.

Röntgenröhre

Aufbau

Eine Röntgenröhre besteht in ihrer einfachsten Form aus einer Kathode und einer Anode, die in einem Vakuum innerhalb eines abgedichdeten Glasköper sitzen. Im Laufe der Zeit wurden auch bei Röntgenröhren technische Verbesserungen vorgenommen, die allerdings am eigentlichen Prinzip der Erzeugung von Röntgenstrahlen nichts ändern.

Funktion

Elektronen wandern von der Kathode zur Anode und treffen dort auf. Die Elektronen dringen in das Anodenmaterial und werden dort abgebremst und erzeugen die Röntgenstrahlen (Bremsstrahlung).

Kathodenarten

Kaltkathoden
Meist in Ionenröhren verwendet. Die Elektronen werden aus Ionen herausgeschlagen, die von der Kathode angezogen werden.

Glühkathoden
Die Kathode ist eine Glühdrahtwendel die normalerweise aus Wolfram besteht und auf 2000°C aufgeheizt wird. Um die Glühdrahtwendel entsteht eine Elektronenwolke, die dann zur Anode beschleunigt werden.

Anodenarten

Fest- oder Stehanode
Feste Anode, bei der die Elektronen sehr lokal auf eine Fläche trifft. Es entsteht ein elektronischer Brennpunkt in dessen Bereich die Abnutzung des Anodenmaterials sehr hoch ist.

Drehanoden
Die Anode ist ein Teller der mit Hilfe einer Achse an einem Rotor befestigt ist. Außerhalb der Röntgenröhre befindet sich der Stator zum Antrieb des Rotors. Die Elektronen treffen auf den Rand des Tellers auf, durch die Drehung des Tellers wird der elektronische Brennfleck auf dem Tellerrand verteilt, dies führt zu einer längeren Lebenszeit der Anode. Die Umdrehungszahlen solcher Drehanoden liegen bei zirka 8500 - 9000 pro Minute.

Schutzgehäuse

Das Schutzgehäuse eines Röntgenstrahlers hat drei Funktionen. Es schützt die Röntgenröhre vor mechanischer Belastung, es enthält Öl zur Kühlung der Röhre und es dient zum Schutz vor der unkontrolierten Ausbreitung der Röntgenstrahlung. Um die Umgebung vor den Röntgenstrahlen zu schützen, wird das Schutzgehäuse, welches aus Metall besteht, innen mit Blei ausgegleitet. Die benötigten Röntgenstrahlung, wird durch ein Strahlenaustrittsfenster aus Glas nach außen geleitet.
Natürlich ist es notwendig, dass auch das Schutzgehäuse abgedichtet ist, ansonsten ist eine vollwertige Funktion (z.B. Drehung um 360° beim Computertomograph) durch herauslaufendes Öl nicht möglich.