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Röntgenröhre

 
     
  Gerät zur Erzeugung von Röntgenstrahlen (Röntgenstrahlung). In einem evakuierten, geschlossenen Glaskolben werden mit Hilfe einer Glühkathode Elektronen erzeugt und unter einer Spannung von einigen zehn Kilovolt auf eine Anode beschleunigt. Je nach Anwendung wird der Elektronenstrahl fokussiert, so dass auf der Anode ein besonders geformter Brennfleck entsteht. Für röntgenographische Untersuchungen von Kristallstrukturen verwendet man häufig sog. Feinfokusröhren (Abb. 1) mit einem Brennfleck von 8 mm×0,4 mm. Die spektrale Verteilung der Strahlung einer Röntgenröhre (Abb. 2) besteht aus dem Spektrum der Bremsstrahlung und der charakteristischen Röntgenstrahlung. Die charakteristischen Emissionslinien werden durch das verwendete Anodenmaterial bestimmt. Das Spektrum der Bremsstrahlung dagegen hängt im wesentlichen nur von der Beschleunigungsspannung und nicht vom Anodenmaterial ab. Die Röntgenstrahlung tritt durch seitlich angeordnete Fenster aus, die zur Verminderung der Absorptionsverluste aus einem möglichst leichten Material, z.B. Beryllium oder Aluminium, bestehen.


Die maximale elektrische Leistung geschlossener Röntgenröhren beträgt rund 2 kW bei einer maximalen Leistungsdichte auf der Anode von rund 500 W/mm2. Nur ca. 2% der elektrischen Leistung wird in Röntgenstrahlung umgewandelt, der Rest führt zur Erwärmung der Anode, die deshalb ausreichend gekühlt werden muss. Der begrenzende Faktor für eine höhere Leistung liegt in der Ableitung der erzeugten Wärme. Die Leistungsdichte eines Drehanodengenerators dagegen kann rund 20 mal vergrössert werden.

RöntgenröhreRöntgenröhre 1 : schematischer Schnitt durch eine Feinfokusröntgenröhre.

RöntgenröhreRöntgenröhre 2: Spektrum der Röntgenstrahlung einer Röntgenröhre für eine Molybdän-Anode bei 50 kV und eine Kupfer-Anode bei 35 kV. Die maximale Intensität der charakteristischen Kα-Linie ist rund zweieinhalb Grössenordnungen, die der Kβ-Linie um den Faktor 25 höher als das Maximum der Bremsstrahlung. Die Feistrukturaufspaltung der charakteristischen Linien ist nicht aufgelöst.
 
 

 

 

 
 
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