DE3220212A1

DE3220212A1 - Method for operating an X-ray source

Info

Publication number: DE3220212A1
Application number: DE19823220212
Authority: DE
Inventors: Ernst Dr Ing Geldner
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1982-05-28
Filing date: 1982-05-28
Publication date: 1983-12-01

Abstract

The invention relates to a method for operating an X-ray source with a rotating anode X-ray tube whose anode is cooled by liquid metal. In this case, the metal is inserted into the hollow anode body and is intended to solidify without any unbalance on completion of the generation of the rays, that is to say on cooling. To this end, the invention provides that the anode is kept moving after generating X-rays at least until its temperature has fallen below the melting temperature of the coolant. Rotating-anode X-ray tubes of this type are especially suitable for use in medical X-ray diagnostics.

Description

Verfahren zum Betrieb einer RöntgenstrahlenquelleMethod of operating an X-ray source

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb einer Röntgenstrahlenquelle nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Ein bekanntes derartiges Verfahren ist z.B. in der US-PS 37 19 847 beschrieben.The invention relates to a method for operating an X-ray source according to the preamble of claim 1. A known method of this type is for example, in U.S. Patent 3,719,847.

Bekanntlich wird bei der Herstellung von Röntgenstrahlen bei der Abbremsung von Elektronen an elnemBrennfleck sehr viel Wärme erhalten, die zum Schutz der Anode abgeleitet werden muß. Zur Verbesserung dieser Ableitung wurden Hohlkörper aus schwerschmelzbarem Metall, wie Wolfram, Molybdän oder deren Legierungen, verwendet und mit einem thermisch günstigeren Material, wie etwa einem leicht schmelzbaren Metall, wie Natrium oder Lithium, gefüllt. Diese Materialien schmelzen bei der Erzeugung von Röntgenstrahlen, so daß die Anode nach der elektrischen Belastung immer in eine unwuchtneutrale Lage gebracht wird, damit das beim Abkühlen erstarrende Material gleichmäßig verteilt bleibt und ein erneuter Start der Anode gefahrlos für die Röhre möglich ist. Bei der AbkEhlung hat sich als günstig eine Lage erwiesen, bei der das flüssige Medium sich gleichmäßig auf der inneren Seite der Brennfleckbahn kondensiert (direkt hinter der Brennfleckbahn, weil bei erneuter Belastung der Temperaturanstieg zeitlich hinter der Brennfleckbahn zuerst erfolgt, bevor andere Anodenbereiche durch Wärmeleitung einen Temperaturanstieg erfahren.It is known that in the production of X-rays when decelerating from electrons at a focal point receive a great deal of heat, which is used to protect the anode must be derived. To improve this derivation, hollow bodies made of refractory material were used Metal, such as tungsten, molybdenum or their alloys, is used and with a thermal cheaper material, such as an easily fusible metal such as sodium or Lithium, filled. These materials melt when generating X-rays, so that the anode is always in an imbalance-neutral position after the electrical load is brought so that the material, which solidifies on cooling, is evenly distributed remains and restarting the anode is safe for the tube. at For cooling, a position in which the liquid medium condenses evenly on the inner side of the focal point path (directly behind the focal point path, because when the load is renewed, the temperature rise lags behind the focal point path takes place first before other anode areas by thermal conduction experience a rise in temperature.

Durch die vorgenannten Maßnahmen wird zu erreichen versucht: 1. Möglichst geringe Unwucht der Anode zu erhalten, nachdem das in den hohlen Anodenkörper eingefüllte Kühlmaterial erstarrt ist und daß 2. bei erneuter elektrischer Belastung das flüssige Metall an der inneren Oberfläche der durch die abzubremsende Elektronenenergie aufgeheizten Stellen der Anode liegt.The above measures try to achieve: 1. If possible to get little unbalance of the anode after the filled into the hollow anode body Cooling material has solidified and that 2. when the electrical load is renewed, the liquid Metal on the inner surface heated by the electron energy to be decelerated Place the anode lies.

Zur Verbesserung wurde bei einer flüssig gekühlten Röntgenröhrenanode nach der US-PS 37 19 847 in der hohlen Anode an den Stellen, an denen außen die Brennfleckbahn liegt, ein Metallnetz angelegt. Dadurch will man eine Erhärtung des Materials in einem Klumpen vermeiden, der dann beim Wiederanlassen der Anode erst in einer dem eigentlichen Betrieb vorgeschalteten Aufwärmperiode geschmolzen werden muß.A liquid-cooled X-ray tube anode was used to improve this according to US-PS 37 19 847 in the hollow anode at the points where the outside Focal point path lies, a metal net is put in place. Thereby one wants a hardening of the Avoid material in a lump that only occurs when the anode is restarted be melted in a warm-up period preceding the actual operation got to.

Das Einhalten der bei den bekannten Röhren erforderlichen Bedingungen ist aber in der Praxis umständlich, weil z.B. bei Aufnahmepositionen, in denen die Röhre nicht senkrecht hängt, nach der elektrischen Belastung der: Strahler unter Anodenrotation in senkrecht nach unten hängende Anodenposition gebracht werden muß,damit das noch flüssige Kühlmedium eine unwuchtfreie Lage auf der inneren Brennfleckbahn-Rückseite annehmen kann.Compliance with the conditions required for the known tubes is, however, cumbersome in practice, because, for example, in shooting positions in which the Tube does not hang vertically, according to the electrical load of the: radiator below Anode rotation must be brought into vertically hanging down anode position so that the still liquid cooling medium has an unbalance-free layer on the back of the inner focal point path can accept.

Außerdem ist die Anodenauslaufzeit wegen des langsam erfolgenden Erstarrungsvorganges nur dann zeitaufwendig und zum Teil nur dann möglich, wenn trotz kurzer Auslaufzeiten (bis zur Erstarrung des Kühlmediums) die Kugellager der Anode - die größtem Verschleiß auch bei gebremster Anode unterliegen - speziell geschmiert sind.In addition, the anode drain time is due to the slow solidification process only time-consuming and sometimes only possible if despite short run-out times (until the cooling medium solidifies) the ball bearings of the anode - the greatest wear even with a braked anode are subject to - are specially lubricated.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einem Verfahren nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 eine sichere Funktion der Anode bei einfachem konstruktivem Aufbau und beliebiger Stellung der Anode zu erreichen.The invention is based on the object of a method according to the preamble of claim 1 a safe function of the anode with simple construction Structure and any position of the anode to be achieved.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im kennzeichnenden Teil dieses Anspruchs angegebenen Maßnahmen gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstände der Unteransprüche.This object is achieved according to the invention by the in the characterizing part this claim specified measures resolved. Advantageous further training and Refinements of the invention are the subject matter of the subclaims.

Dadurch, daß die Anode nach der Erzeugung von Röntgenstrahlen wenigstens so lange in. Bewegung gehalten wird, bis ihre Erwärmung die Verflüssigungstemperatur des Kühlmittels unterschritten hat, kann keine Unwucht entstehen, weil wegen der Zentrifugalkräfte eine gleichmäßige Verteilung des Kühlmittels gewährleistet ist.In that the anode after the generation of X-rays at least kept in motion until its heating reaches the condensing temperature the coolant has fallen below, no imbalance can arise because of the Centrifugal forces ensure an even distribution of the coolant.

Als besonders vorteilhaft hat es sich dabei erwiesen, die Anode magnetisch zu lagern, um den beim Abkühlvorgang immer noch zu erwartenden Verschleiß der Lager zu vermeiden. Wegen der erfindungsgemäß erzielbaren gleichmäßigen Verteilung des Kühlmittels ist sowohl die Einhaltung einer Aufwärmeperiode als auch diejenige einer unwuchtneutralen Lage und die'exakte Anbringung eines Netzes bei sonst einfacher konstruktiver und vc-rfahrenstechnischer Lösung vermieden.It has proven to be particularly advantageous to make the anode magnetic to be stored in order to avoid the wear of the bearings that is still to be expected during the cooling process to avoid. Because of the uniform distribution of the achievable according to the invention Coolant is both compliance with a warm-up period and that of a unbalance-neutral position and the exact attachment of a net with otherwise easier constructive and VC process engineering solution avoided.

-- Figuren 4 Patentansprüche- Figures 4 claims

Claims

Claims method for operating an X-ray source with a rotating anode X-ray tube, the anode of which is one at the operating temperature the anode liquid metal as a coolant except for a space that allows evaporation this means allows a filled hollow body, d u r c h g e k e n n n z e i c h n e t that the anode at least as long after the generation of X-rays kept moving until its temperature is the liquefaction temperature of the Has fallen short of coolant.

2. X-ray source according to claim 1, d a -by g e k e n n z e i c h n e t that the anode is mounted magnetically.

3. X-ray source according to claim 1, d a -d u r c h g e k e n It is not noted that sodium or lithium or alloys thereof are used as coolants are used.

4. X-ray source according to claim 1, d a -d u r c h g e k e n nz e i c h n e t that the cavity of the anode is so filled with tuhlmedium that at least the area lying on the inside of the focal point path through the cooling medium is covered (this can e.g. be 60%).