Computed Tomography (CT) scanner in hospital

Glas 8245 für Röntgenquellen

Glas 8245 für Röntgenröhren wird in einer Vielzahl von medizinischen Röntgengeräten eingesetzt und sorgt nicht nur zuverlässig für das erforderliche Hochvakuum, sondern bildet auch eine stabile Verbindung zum Metall und isoliert Anoden von Kathoden, auch bei Hochspannung.

Verknüpft durch Standort und Technologie

Nur 40 km Entfernung trennen die Heimat der SCHOTT AG in Jena, Thüringen, vom Siemens Healthineers Werk in Rudolstadt. Beide Technologieunternehmen blicken auf mehr als 100 Jahre Geschichte zurück und sind heute durch eine enge technologische Zusammenarbeit miteinander verbunden. Siemens Healthineers verwendet Glas 8245 zur Herstellung von Vakuumkomponenten, Röntgenröhren und Röntgenstrahlen sowie Detektoren für Diagnosegeräte wie Computertomographie-Scanner (CT). Das Glas bildet eine gasdichte Verbindung und Isolierung zwischen Anode und Kathode der Röntgenröhre.

Logo Siemens Healthineers

Aufgabe

In einer Röntgenröhre beschleunigt eine Spannung von 25 bis mehreren hundert Kilovolt (kV) in einem Hochvakuum die Elektronen von der Kathode zur Anode, wo sie abrupt abgebremst werden und die charakteristischen Röntgenstrahlen entstehen. Glas ist ideal als Barriere auch am Übergang zum eingeschmolzenen Metall, da es das Eindringen von Luftmolekülen verhindert, die die Erzeugung von Röntgenstrahlung unterbinden würden. Der hohe ohmsche Widerstand des Borosilikatglases SCHOTT 8245 (107,4 bis 105,9 Ω.cm) trennt auch bei Temperaturen von 250 °C bis 350 °C Kathoden und Anoden elektrisch.

Die Lösung

Siemens Healthineers erwirbt das Glas als Zylinder in verschiedenen Durchmessern, zum Beispiel 75,5 mm. Zur weiteren Verarbeitung gehört, dass an beiden Enden Verbindungsringe aus der Nickel-Eisen-Kobalt-Legierung Kovar angeschmolzen werden, so dass später der Röntgenkolben zusammengesetzt werden kann. Die Ringe werden zunächst aufgeraut, durch Sandstrahlen gereinigt und anschließend geglüht. Anschließend wird das Glas erhitzt, in Form gebracht und mit den Metallringen verschmolzen, wodurch eine vakuumdichte Glas-Metall-Verbindung entsteht.
    Four clear tubes of SCHOTT Glass 8245
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    Aufgrund seiner elektrischen Eigenschaften ist das Borosilikatglas SCHOTT 8245 ideal für Röntgenröhren geeignet.
    A glass tube being heated to be widened
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    Im ersten Schritt wird das Glasrohr erhitzt und gegebenenfalls in die gewünschte Form gebracht.
    A sealing ring being fused to a glass tube
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    Anschließend wird das Glas mit den Dichtringen zu einem vakuumdichten Glas-Metall-Anschluss verschmolzen.
    Siemens Heathineers: Glasrohr wird gegen eine Form aufgeblasen, um die gewünschte Kontur zu erstellen
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    Zuletzt wird das Glasrohr in eine Form geblasen, um die gewünschte Form zu erhalten.
    Glass X-ray flask with angled rings
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    Das Endprodukt wird für einige der technisch fortschrittlichsten Röntgengeräte in der Medizin verwendet

    Hohe Stabilität und Zuverlässigkeit

    Die stabile vakuumdichte Verbindung ist besonders wichtig für die langfristige Funktion von Röntgenröhren. Dies liegt daran, dass hohe mechanische Kräfte um die Glasröhre und die Glas-Metall-Dichtung auftreten können, wenn die Röntgenquelle in der Computertomographie um den Patienten oder das untersuchte Objekt herum bewegt wird. Darüber hinaus treten unvermeidbare Vibrationen auf. „Wir brauchen ein Glas von sehr hoher Qualität, ohne Blasen oder andere Verunreinigungen“, erklärt Daniel Kutschbach, Verfahrenstechniker bei Siemens Healthineers in Rudolstadt, der für die Röntgenröhren- und Glasverarbeitung verantwortlich ist. „Wir stellen dies sicher, indem wir jeden Verarbeitungsschritt genau überwachen.“
    Daniel Kutschbach, Verfahrenstechniker/Produktionsmanagement Vakuumkomponenten, Siemens Healthineers
    Die hohe Qualität des Glases entspricht bereits unseren Anforderungen. Dennoch haben wir kürzlich mit SCHOTT zusammengearbeitet, um die Ausbeute in unseren Produktionsprozessen zu verbessern und Ressourcen und Kosten zu sparen.
    Breiter Glas-Röntgenkolben mit abgewinkelten Ringen

    SCHOTT bietet Glasrohre in verschiedenen Abmessungen an, um die Anforderungen jedes Kunden zu erfüllen.

    Ansicht vom Kontrollraum eines CT-Scanners in einem Krankenhaus

    Röntgenröhren aus SCHOTT Glas sind für die Diagnose in medizinischen Zentren und Krankenhäusern unerlässlich.

    Verwendete Materialien

    Die dauerhafte Verschmelzung des Borosilikatglases SCHOTT 8245 mit einer Metalllegierung ist nur möglich, weil beide Materialien den gleichen Wärmeausdehnungskoeffizienten aufweisen, wenn sie im Betrieb auf 400 °C erhitzt werden. Wenn sich Glas und Metall unterschiedlich schnell ausdehnen, können mechanische Spannungen auftreten und schließlich zum Bruch führen.

    Im Gegensatz zu vielen anderen Anwendungen sind die optischen Spezifikationen des Glases irrelevant, da die Strahlung durch ein röntgenstrahlendurchlässiges Titanfenster aus den Röhren austritt. Während einer typischen dreijährigen Betriebsdauer wird das Glas sogar braun, was seine Funktionalität jedoch nicht beeinträchtigt.

      Verschmelzungsglas­rohre für Kovar
      Verschmelzungsglas­rohre für Kovar
      Glastypen für das Direktverschmelzen auf Kovar

      SCHOTT 8250

      Dieses Borosilikatglas ist ideal für das Verschmelzen auf Kovar und Molybdän und bietet eine hervorragende elektrische Isolierung. Häufig vorkommende Anwendungen für dieses Glas sind Röntgen- und Senderröhren, Bildverstärkerröhren, Hüllrohre für optische Fasern, Ozongeneratoren und Heliumneon-Lasersysteme (He-Ne).

      SCHOTT 8245

      SCHOTT 8245 ist ein Borosilikatglas, das sich auf Kovar, Metalle und Molybdän verschmelzen lässt. SCHOTT 8245 eignet sich durch niedriges Hintergrundrauschen bestens für Sensoren und bietet eine minimale Röntgenabsorption ähnlich wie SCHOTT 8250. Zu häufigen Anwendungen zählen Röntgenröhren und Röhren in Fotovervielfachern.

      SCHOTT 8800R

      Dieses chemisch hoch beständige Glas ist für den Einsatz im Freien unter Umgebungsbedingungen geeignet, wie sie zum Beispiel in Solarkraftwerken anzutreffen sind.
       

      Glastypen für den Übergang von DURAN® auf Kovar

      SCHOTT 8447

      Dieses Zwischenglas ist ein Verschmelzungspartner für SCHOTT 8449 und die Legierung Kovar. Es eignet sich für den Einsatz in Sender- und Röntgenröhren sowie anderen elektronischen Systemen.

      SCHOTT 8448

      SCHOTT 8448 ist ein Glas für die Zwischenverschmelzung, das effektiv mit DURAN® Borosilikatglasrohren, SCHOTT 8449 und Wolfram verbunden werden kann. Es eignet sich für den Einsatz in Sender- und Röntgenröhren sowie anderen elektronischen Systemen.

      SCHOTT 8449

      Dieses Zwischenglas ermöglicht eine Glas-Glas-Verschmelzung mit SCHOTT 8447 und 8448, wodurch es in ähnlichen Anwendungen wie diese als klassifizierte Verschmelzung mit allen drei Glastypen eingesetzt werden kann.

      Zum Produkt

      Ein erfolgreiches gemeinsames Team

      Glas hergestellt von
       SCHOTT

      Installiert von
      Siemens Healthineers

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      Man in glasses in business office on phone while working on laptop