Durchgriff (Röntgentechnik)
Definition
Der Durchgriff bezeichnet in der Röntgentechnik den Einfluss der Röhrenspannung auf den Röhrenstrom einer Röntgenröhre. Er beschreibt damit den funktionellen Zusammenhang zwischen der Beschleunigungsspannung der Elektronen und der Stärke des Elektronenstroms zwischen Kathode und Anode.
Hintergrund
In der Röntgenröhre werden Elektronen durch Thermoemission aus der Kathode freigesetzt. Diese Elektronen bilden zunächst eine Raumladung in der Umgebung der Kathode. Bei niedriger Röhrenspannung ist das elektrische Feld zwischen Kathode und Anode relativ schwach. Ein Teil der emittierten Elektronen bleibt in der Raumladungswolke oder wird zur Kathode zurückgedrängt. In diesem Bereich hängt der Röhrenstrom stark von der Röhrenspannung ab. Mit steigender Röhrenspannung wird das elektrische Feld stärker, sodass mehr Elektronen aus der Raumladung zur Anode beschleunigt werden. Der Röhrenstrom nimmt daher zunächst mit zunehmender Röhrenspannung zu. Erreicht die Spannung einen ausreichend hohen Wert, gelangen nahezu alle emittierten Elektronen zur Anode. Dieser Zustand wird als Sättigungsspannung bezeichnet. Oberhalb dieser Spannung wird der Röhrenstrom nicht mehr durch die Röhrenspannung, sondern nur noch durch die Elektronenemission der Kathode bestimmt.
Der Durchgriff wird häufig durch eine Kennlinie des Röhrenstroms in Abhängigkeit von der Röhrenspannung dargestellt. Man unterscheidet zwei Bereiche:
- raumladungsbegrenzter Bereich: Röhrenstrom steigt mit zunehmender Röhrenspannung
- Sättigungsbereich: Röhrenstrom bleibt trotz steigender Röhrenspannung konstant
Der Übergang zwischen beiden Bereichen wird durch die Sättigungsspannung bestimmt.
Bedeutung in der Röntgentechnik
Der Durchgriff ist ein wichtiges Konzept für das Verständnis der elektrischen Eigenschaften der Röntgenröhre. Er erklärt, warum Änderungen der Röhrenspannung unter bestimmten Bedingungen auch den Röhrenstrom beeinflussen können. In der praktischen Röntgentechnik werden Röhrenspannung und Röhrenstrom jedoch in der Regel durch den Generator unabhängig voneinander geregelt, sodass stabile Betriebsbedingungen der Röntgenröhre gewährleistet sind.