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DD230110A1 - BREAKFAST ROGENGENOE EXTRACTION WINDOW - Google Patents

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Publication number
DD230110A1
DD230110A1 DD27125184A DD27125184A DD230110A1 DD 230110 A1 DD230110 A1 DD 230110A1 DD 27125184 A DD27125184 A DD 27125184A DD 27125184 A DD27125184 A DD 27125184A DD 230110 A1 DD230110 A1 DD 230110A1
Authority
DD
German Democratic Republic
Prior art keywords
ray tube
tube
disc
rogengenoe
breakfast
Prior art date
Application number
DD27125184A
Other languages
German (de)
Inventor
Lothar Michalowsky
Horst Saalmann
Hans-Henning Reis
Rainer Pohl
Kerstin Kuemmel
Original Assignee
Hermsdorf Keramik Veb
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hermsdorf Keramik Veb filed Critical Hermsdorf Keramik Veb
Priority to DD27125184A priority Critical patent/DD230110A1/en
Publication of DD230110A1 publication Critical patent/DD230110A1/en

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  • X-Ray Techniques (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Roentgenroehrenaustrittsfenster, das die Folgen einer Havarie bei Roentgenroehren, deren Anode mit sehr hoher Drehzahl rotieren muss, mildern soll. Erfindungsgemaess geschieht das durch eine Anordnung, bei der eine geschlossene kegelstumpffoermige Kunststoffdichtung der Roehre zugewandt und eine schwindungsgesteuert gesinterte, hochdichte, beidseitig plastbeschichtete Scheibe aus Aluminiumoxid der Roehre abgewandt eingesetzt sind.The invention relates to a Roentgenroehrenaustrittsfenster, which should mitigate the consequences of an accident in Roentgenroehren whose anode has to rotate at very high speed. According to the invention this is done by an arrangement in which a closed frustoconical plastic seal facing the tube and a shrink-sintered, high-density, double-sided plastic coated disc of aluminum oxide of the tube are used facing away from the tube.

Description

Prof.Br.se.not. L. MicJaalowsky P 1065Prof.Br.se.not. L. MicJaalowsky P 1065

Dr.rer.nat. H. Saalmann IPE: H 01 J, 35/18Dr. rer. H. Saalmann IPE: H 01 J, 35/18

He-H. Seis . 23.8.84H e -H. Seis. 23/8/84

Bi Pohl K. Kümmel Bi Pohl K. Caraway

Titel der Brf indungTitle of the brewery

Bruchfestes RöntgenröhrenaustrittsfensterBreak-proof X-ray tube exit window

Anwendungsgebiet der ErfindungField of application of the invention

Die Erfindung betrifft die Konstruktion eines bruchfesten Röntgenröhrenaüstrittsfensters für Röntgenröhren hoher Lei· stung.The invention relates to the construction of a break - proof x - ray tube exit window for high power x - ray tubes.

der bekannten" te'chn-isehen^ Losunken - Be-trieb* von· Röntgenschnelläuf erröhren: mit; Ölkühlung, a? JrMf lösung^, und. ent sprechendem Kontrast erf or de rt* häu-.^ fig« das Arbeiten mit Beschleunigerspannungen bis 150 kV, Die Anode ·λird dabei entweder aus Wolfram: oder aus Wölfram-Rhenium mit Molybdänträger hergestellt. Die genannten Beschleunigerspannungen erfordern: The well-known "technical" sunken operation of X-ray rapid-action can be understood as follows: with oil-cooling, oil-solution, and with corresponding contrast it is necessary to work with accelerator voltages to 150 kV, the anode · λird either of tungsten: or Wölfram rhenium prepared with molybdenum carrier accelerator require voltages above.:

- den Yakuümbetrieb bei Drücken unter 10 J Pa und- the Yakuümbetrieb at pressures below 10 J Pa and

—1-1

- ·- das Rotieren der Anode mit bis zu 10 000 min ,- · - rotating the anode up to 10 000 min,

- 2 - P 1065- 2 - P 1065

Die Herstellung der Drehanodenteller erfolgt nach pulvermetallurgiscben 7erfahren. Sinterwerkstoffe gehören im allgemeinen zu den Sprödwerkstoffen, deren Festigkeit durch die chemische Zusammensetzung, die Kristallstruktur und den Gefügeaufbau bestimmt wird. Unter Berücksichtigung neuester Erkenntnisse der Bruchausbildung, der Temperaturschockbeständigkeit und der Versagenswahrscheinlichkeit können katastrophale Brüche beim D^ehanodenbetrieb von Schnellläuferröhren nicht völlig ausgeschlossen werden. Der Versagensbruch wird dabei entweder durch thermische Überlastung beim Kaltstart der Röhre oder durch Rißlösung über die Wärmedehnung bzw. die Fliehkraft verursacht.The production of the rotary anode plate takes place after powder metallurgical 7erfahren. Sintered materials are generally among the brittle materials whose strength is determined by the chemical composition, the crystal structure and the structure of the structure. Taking into account the latest findings of fracture formation, thermal shock resistance and the probability of failure, catastrophic fractures in the high-frequency operation of high-speed tubes can not be completely ruled out. The failure failure is caused either by thermal overload during cold start of the tube or by crack solution on the thermal expansion or centrifugal force.

Dabei gewähren die herkömmlichen Strahlenaustrittsfenster keinen ausreichenden Schutz der Patienten oder Prüflinge vor Gefährdungen.durch mechanischen Durchschlag oder Austritt heißen Öls,The conventional beam exit windows do not provide sufficient protection for patients or DUTs from hazards. Due to mechanical breakdown or escape of hot oil,

Es ist bekannt, bei Röntgenröhren hoher Leistung das Strahlenaustrittsfenster aus zwei Scheiben, einer aus einem Metall niederen Atomgewichts wie Aluminium öder Beryllium und einer aus Kunstharz, auszuführen, zwischen denen Kühlflüssigkeit zirkuliert (DE 28 33 093). Wenn auch der Hauptzweck dieser Konstruktion die schnelle und schadlose Abführung der thermischen Verlustleistung ist, so kann man doch von ihr auch ein Energieaufnähmevermögen im Falle einer Zerstörung des Drehanodentellers erwarten. Pur den oben detailliert geschilderten Einsatzfall ist es aber nachteilig, daß die auf die Atommasse pro Flächeneinheit also auf Röntgenstrahlendurchlässigkeit bezogene Bruchenergie der genannten Metalle noch immer zu gering ist.It is known in X-ray tubes of high power, the beam exit window of two panes, one of a metal of low atomic weight such as aluminum bar beryllium and one of synthetic resin to perform between which circulates cooling fluid (DE 28 33 093). Although the main purpose of this design is the rapid and harmless dissipation of the thermal power loss, one can expect from her also an energy absorbing capacity in case of destruction of the rotary anode plate. However, it is disadvantageous for the application described in detail above that the fracture energy of said metals, which is based on the atomic mass per unit area, ie, X-ray permeability, is still too low.

Weiter ist die Verwendung von Aluminiumozidkeramik für Röntgenröhrenaustrittsfenster bekannt (GB 2.023.921). Sie wird im Zusammenhang der geannten Veröffentlichung durch die relativ gute Durchlässigkeit für weiche Röntgenstrahlung bestimmt, vermag also dem Konstrukteur keineFurther, the use of aluminum zirconia for X-ray tube exit window is known (GB 2,023,921). It is determined in the context of geannten publication by the relatively good transmission for soft X-ray radiation, so can not the designer

- 3 - ' P 1065- 3 - 'P 1065

Anregungen für die Steigerung der Beständigkeit im Havariefall zu geben.To give suggestions for the increase of the resistance in the case of an accident.

Ziel der ErfindungObject of the invention

Ziel der Erfindung ist die merkliche Herabsetzung der Schadenswahrscheinlichkeit im Havariefall sehne Häufender Rontgenröhreiidrehanoden.The aim of the invention is the noticeable reduction in the probability of damage in the event of an accident involving a large number of X-ray tube rotary anodes.

Parlegung des Wesens der ErfindungParsing the essence of the invention

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Konstruktion für ein Röntgenröhrenaustrittsfenster zu schaffen, das sich durch hohes Aufnahmevermögen für kinetische Energie im Havariefalle bei vorgegebenen RöntgenstrahlendurGhlässigkeitsparametern auszeichnet.The invention has for its object to provide a construction for an X-ray tube exit window, which is characterized by high capacity for kinetic energy in the accident case with given X-ray final coefficient of goodness.

Bei einem Röntgenröhrenaustrittsfenster mit einer Aluminiumoxid-Scheibe und einer im Abstand zu dieser angeordneten Kunststoffdichtung wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die Scheibe aus schwindungsgesteuert gesintertem, hochdichtem, beidseitig plastbeschichtetem Aluminiumoxid auf der der Röntgenröhre abgewandten Seite und die KunststoffdichtungIn an X-ray tube exit window with an aluminum oxide disc and a plastic seal arranged at a distance therefrom, this object is achieved in that the disc of shrink-controlled, sintered, high-density, plastified aluminum-coated aluminum oxide on the side facing away from the X-ray tube and the plastic seal

j · j ·

mit einem Luftpolster zwischen beiden als geschlossener, der Röntgenröhre zugewandter Kegelstumpf angeordnet ist.is arranged with an air cushion between the two as a closed, the X-ray tube facing truncated cone.

Die' Energie dissipation b:zwfe Abbremsung;- von Tellerbruehstücken.wird:von der, Scheibe·-aü^iAlüminiümOÄid:überno!mmene Die- Belastung/erf ölgfrCdabei^ i^j^eseiitlichen:als; Drucke wobei das^verwendete hochfe ste. Aluminiumoxid Druckfestigkeiten von 2000 ... 4000 MPa erreicht„The 'energy dissipation b : two slowing down; - of plate breakers.will be: of the, disc · -aü ^ iAlüminiümOÄid: übero ! mmen eseiitlichen erf ölgfrCdabei ^ i ^ j ^ e DIE load /: as; Prints where the highest used. Aluminum oxide compressive strengths of 2000 ... 4000 MPa achieved "

Wenn die Zerstörung der Kunststoffdichtung durch Tellerbruchstücke bereits eingeleitet ist, kommt das Luftzwischenpolster zur Wirkung, so daß nicht zwangsläufig auch die Keramik-Scheibe zu Bruch geht: a W e nn the destruction of the plastic seal is already initiated by plate fragments, the intermediate air cushion comes into effect, so that is not necessarily the ceramic disc is broken : a

- 4 - P 1065- 4 - P 1065

Ausführungsbeispielembodiment

Die Erfindung wird anhand der beigefügten Zeichnung näher erläutert. Im Röhrerischutzgehäuse 3 sind der Röntgenröhre zugewandt eine geschlossen kegelstumpfförmige Kunststoffdichtung 5 aus halbhartem Silikonkautschuk, eine Blende 4·' aus einem Metall hohen Atomgewichts wie bspe» Kupfer und eine beideseitig mit Epoxidharz beschichtete Scheibe 1 aus Aluminiumoxid durch einen Befestigungsring 2 luftdicht miteinander verspannt.The invention will be explained in more detail with reference to the accompanying drawings. In Röhrerischutzgehäuse 3 the X-ray tube facing a closed frusto-conical plastic seal 5 made of semi-rigid silicone rubber, a diaphragm 4 · made of a metal high atomic weight bspe copper and a both sides coated with epoxy disc 1 made of alumina through a mounting ring 2 airtight clamped together.

Besondere Aufmerksamkeit erfordert die Herstellung der hoch dichten und hochfesten Scheibe 1 aus Aluminiumoxid, auf die aus Gründen der Nacharbeitbarkeit nachfolgend besonders aus 'führlich eingegangen wird:Particular attention needs to be paid to the production of the high-density and high-strength alumina disc 1, which will be discussed in detail below for reasons of reworkability:

Die Herstellung der Scheiben erfolgt nach keramischer Tg logie, wobei zur Erreichung maximaler Bruchfestigkeiten ein definierter Gefügeaufbau zu realisieren ist (Korndurchmesser 5 β·. 10 /um, Porosität unter 2 %, Feinporenanteil mit Schwerpunkt unter.0,2 /um). Dieser Gefügeaufbau gestattet bei Anwendung eines entsprechenden Sinterregimes Biegebruchfestigkeiten zwischen 300 und 600 MPa einzustellen. Dem Herstellungsprozeß liegt folgendes Schema zugrunde:The disks are produced by ceramic Tg, wherein to achieve maximum fracture strengths a defined structure structure is to be realized (particle diameter 5 β · 10 / um, porosity below 2%, fine pore content with a focus below 0,2 / um). This structure allows to set bending fracture strengths between 300 and 600 MPa when using an appropriate sintering regime. The manufacturing process is based on the following scheme:

- Auswahl eines Tonerderohstoffes mit der Korngröße d™ = 0,5 ··. 1»0 /um entsprechend einer spezifischen Oberfläche der Größenordnung10 ... 10 mg.- Selection of a clay raw material with grain size d ™ = 0,5 ··. 1 »0 / um corresponding to a specific surface of the order of 10 ... 10 mg.

- Zumischen.von Sinterhilfen, wie MgO.- Zumesen.von sintering aids, such as MgO.

- Granulieren- granulate

- Pressen der Scheiben- pressing the discs

- schwindungsgesteuertes Sintern, d.h. Einhaltung einer Aufheizgeschwindigkeit von 3 K/min im Bereich der stärksten Schwindung zwischen 1500 und 1800 0C,shrinkage controlled sintering, ie maintaining a heating rate of 3 K / min in the region of the strongest shrinkage between 1500 and 1800 0 C,

Claims (1)

P 1065P 1065 Erfindungsanspzuch . - Invention application . - Bruchfestes Söntgenröhrenaustrittsfenster mit einer Aluminiumoxid-Scheibe und einer im Abstand zu dieser angeordneten Kunststoffdichtung, gekennzeichnet dadurch, daß die Scheibe (1) aus schwindungsgesteuert gesintertem, hochdichtem, beidseitig plastbeschichtetem Aluminiumoxid auf der der Röntgenröhre (6) abgewandten Seite und die Kunststoffdichtung (5) mit einem Luftpolster zwischen beiden als geschlossener, der Röntgenröhre (6) zugewandter Kegelstumpf ange ο r dne t ist.Shatter-proof X-ray tube exit window with an aluminum oxide disc and a spaced plastic seal, characterized in that the disc (1) of shrink-sintered, high-density, double-sided plastbeschichtetem alumina on the x-ray tube (6) facing away from the plastic seal (5) an air cushion between the two as a closed, the X-ray tube (6) facing truncated cone is on dne t. Hierzu 1 Blatt ZeichnungFor this 1 sheet drawing
DD27125184A 1984-12-20 1984-12-20 BREAKFAST ROGENGENOE EXTRACTION WINDOW DD230110A1 (en)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10313863A1 (en) * 2003-03-21 2004-10-21 Siemens Ag X-ray beam window for vacuum tubes, has ceramic radiation-transmissive plate held in window frame made of metal having expansion rate suited to ceramic
DE10325463A1 (en) * 2003-06-05 2005-01-05 Siemens Ag Rotary tube for an X-ray source

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10313863A1 (en) * 2003-03-21 2004-10-21 Siemens Ag X-ray beam window for vacuum tubes, has ceramic radiation-transmissive plate held in window frame made of metal having expansion rate suited to ceramic
DE10313863B4 (en) * 2003-03-21 2006-01-19 Siemens Ag X-ray exit window, in particular for megalix tubes
DE10325463A1 (en) * 2003-06-05 2005-01-05 Siemens Ag Rotary tube for an X-ray source

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