Strahlungsquelle und Verfahren zum Erzeugen von Röntgenstrahlung

Die Erfindung betrifft eine Strahlungsquelle zum Erzeugen von Röntgenstrahlung. Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Erzeugen von Röntgenstrahlung.

Bei der zerstörungsfreien Prüfung von Objekten mittels Röntgencomputer- tomographie ist der Einsatz von hochenergetischen Röntgenstrahlungsquellen erforderlich, um auch Objekte mit hohen Durchstrahlungslängen oder hohen Dichten prüfen zu können. Bei bekannten Röntgenstrahlungsquellen wird als Röntgentarget ein Festkörper eingesetzt, der durch den Beschuss mit einem Elektronenstrahl in der als Brennfleck bezeichneten Wechselwirkungszone stark erhitzt und thermisch belastet wird. Die im Brennfleck entstehende Wärme kann nur schwierig aus dem Festkörper abgeführt wer- den. Die thermische Belastung des Röntgentargets begrenzt somit die erzielbare Ausgangsleistung der Röntgenstrahlung. Insbesondere zur Erzielung einer guten Bildqualität bei einer kurzen Belichtungszeit sind jedoch Röntgenstrahlungsquellen mit einer hohen Ausgangsleistung der Röntgenstrahlung erforderlich.

Aus der WO 02/1 1 499 Al ist eine Röntgenstrahlungsquelle bekannt, bei der als Röntgentarget ein Flüssigkeitsstrahl eingesetzt wird. Der Flüssigkeitsstrahl wird mittels einer Düse erzeugt und von einem Absaugrohr wieder aufgefangen. Zwischen der Düse und dem Absaugrohr bewegt sich der Flüssigkeitsstrahl frei in einer evakuierten Kammer. Der Flüssigkeitsstrahl wird zum Erzeugen von Röntgenstrahlung mit einem Elektronenstrahl beschossen. Dadurch, dass das Röntgentarget als Flüssigkeitsstrahl ausgebildet ist, kann die im Brennfleck entstehende Wärme im Vergleich zu einem Festkörper besser abgeführt werden. Die erzielbare Ausgangsleistung der

Röntgenstrahlung ist im Vergleich zu Röntgenstrahlungsquellen mit einem Festkörper als Röntgentarget höher. Nachteilig ist, dass bei einer zu starken Erwärmung des Flüssigkeitsstrahls der Dampfdruck des Flüssigkeitsstrahls so weit ansteigen kann, dass dieser nicht mehr vollständig abgesaugt wird, sondern ein Teil des Flüssigkeitsstrahls verdampft und sich an den Innenwänden der evakuierten Kammer ablagert. Die Funktion und die Zuverlässigkeit der Röntgenstrahlungsquelle wird hierdurch beeinträchtigt.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Strahlungsquelle zum Erzeugen von hochenergetischer Röntgenstrahlung zu schaffen, die in hohem Maße einen Wärmeabtransport aus der Wechselwirkungszone ermöglicht und gleichzeitig eine uneingeschränkte Funktion sowie eine hohe Zuverlässigkeit der Strahlungsquelle gewährleistet.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Strahlungsquelle zum Erzeugen von Röntgenstrahlung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Dadurch, dass die als Röntgentarget wirkende Flüssigkeit von der Flüssigkeitsleitung in Richtung der evakuierbaren Kammer vollständig umgeben ist, ist die Flüssigkeit von der Kammer vollständig abgetrennt, so dass aus der Flüssigkeitsleitung keine Flüssigkeit entweichen und sich in der Kammer ablagern kann. Der Wärmeabtransport aufgrund des Flüssigkeitsstroms aus der Wechselwirkungszone wird durch die Flüssigkeitsleitung nicht beeinträchtigt. Damit die Elektronen des Elektronenstrahls beim Eintritt in die Flüssigkeitsleitung möglichst wenig ihrer kinetischen Ener- gie verlieren, ist zumindest der Teil der Flüssigkeitsleitung, durch den die Elektronen in die Flüssigkeitsleitung eintreten, für den Elektronenstrahl im Wesentlichen durchlässig bzw. transparent ausgebildet. Durch die durchlässige Ausbildung wirken die Elektronen nicht mit der Flüssigkeitsleitung zusammen, so dass der Elektronenstrahl mit der Flüssigkeit ohne einen

Energieverlust innerhalb der Flüssigkeitsleitung zusammenwirken kann und die Wechselwirkungszone ausbilden kann. Die erfindungsgemäße Strahlungsquelle ermöglicht somit aufgrund der als Röntgentarget wirkenden Flüssigkeit einen guten Wärmeabtransport aus der Wechselwirkungs- zone, wobei gleichzeitig der Austritt von Flüssigkeit aus der Flüssigkeitsleitung verhindert und somit eine Beeinträchtigung der Funktion und der Zuverlässigkeit der Strahlungsquelle vermieden wird. Die Elektronenstrah- lerzeugungseinheit kann bei Bedarf mit einer hohen Beschleunigungsspannung betrieben werden, insbesondere mit mehr als 500 kV, insbesondere mit mehr als 1 MV und insbesondere mit mehr als 3 MV, so dass eine entsprechend hochenergetische Röntgenstrahlung erzeugt wird, die vorzugsweise in der Elektronenstrahlrichtung abgestrahlt wird. Als Flüssigkeiten können flüssige Metalle, wie beispielsweise Quecksilber, oder Flüssigkeiten mit metallischen Mikropartikeln verwendet werden.

Eine Ausbildung der Targeteinheit nach Anspruch 2 ermöglicht eine einfache Bereitstellung von hochenergetischer Röntgenstrahlung. Die mittels der Targeteinheit bereitgestellte Flüssigkeit dient als sogenanntes Trans- missionsröntgentarget. Die erzeugte Röntgenstrahlung wird im Wesentli- chen in der Elektronenstrahlrichtung emittiert. Die Flüssigkeitsleitung ist hierzu an der Seite, die dem für den Elektronenstrahl durchlässigen Teil gegenüberliegt, für die Röntgenstrahlung durchlässig bzw. transparent ausgebildet, so dass diese in der Elektronenstrahlrichtung aus der Flüssigkeitsleitung im Wesentlichen ohne Energieverlust austreten kann. Mit zuneh- mender Beschleunigungsspannung bzw. Energie der Elektronen nimmt das Intensitätsverhältnis von Röntgenstrahlung, die in der Elektronenstrahlrichtung erzeugt wird, gegenüber Röntgenstrahlung, die gegen die Elektronenstrahlrichtung erzeugt wird, zu. Bei hohen Beschleunigungsspannungen ab ca. 1 MV bzw. hohen Energien der Elektronen ab ca. 1 MeV wird die

Röntgenstrahlung im Wesentlichen in der Elektronenstrahlrichtung erzeugt, was bei der Targeteinheit genutzt wird. Die in der Flüssigkeitsleitung angeordnete Flüssigkeit bildet somit ein Transmissionsröntgentarget aus. Die Effizienz bei der Erzeugung von hochenergetischer Röntgenstrahlung ist bei dem erfindungsgemäßen Transmissionsröntgentarget wesentlich höher als bei einem Reflexionsröntgentarget, bei dem die Röntgenstrahlung im Wesentlichen entgegen der Elektronenstrahlrichtung erzeugt wird. Die Elektronenstrahlerzeugungseinheit ist dementsprechend mit einer Beschleunigungsspannung von mindestens 500 kV, insbesondere von mindes- tens 1 MV, und insbesondere von mindestens 3 MV betreibbar.

Eine Flüssigkeitsleitung nach Anspruch 3 ist für die Elektronen des Elektronenstrahls weitestgehend durchlässig. Die Durchlässigkeit steigt mit abnehmender Ordnungszahl der chemischen Elemente des Materials. Als Ma- terialien können beispielsweise Verbindungen aus Berrylium, Kohlenstoff, Sauerstoff, Aluminium und/oder Silizium verwendet werden. Als Material kann beispielsweise Kohlenstoff in Form von Graphit oder Diamant verwendet werden. Weiterhin können glasartige Verbindungen aus Kohlenstoffverwendet werden, die beispielsweise unter der Markenbezeichnung Sigradur erhältlich sind. Die Materialien können Keramiken sein. Entscheidend für eine hohe Durchlässigkeit bzw. Transparenz ist, dass alle chemischen Elemente des Materials eine Ordnungszahl von höchstens 14 aufweisen.

Ein Material nach Anspruch 4 ist sowohl durchlässig als auch stabil.

Eine Ausbildung der Flüssigkeitsleitung nach Anspruch 5 erhöht die Durchlässigkeit für den Elektronenstrahl. Je geringer die Abmessung in der Elektronenstrahlrichtung ist, desto größer ist die Durchlässigkeit. Gleich-

zeitig weist der durchlässige Teil der Flüssigkeitsleitung eine ausreichende Stabilität auf, um die Kräfte aufgrund der Druckdifferenz zwischen den Drücken innerhalb und außerhalb der Flüssigkeitsleitung aufzunehmen. Da die Stabilität mit abnehmender Abmessung in der Elektronenstrahlrichtung ebenfalls abnimmt, muss die Abmessung derart gewählt werden, dass gleichzeitig eine ausreichende Durchlässigkeit und Stabilität des durchlässigen Teils gegeben ist.

Eine Ausbildung der Flüssigkeitsleitung nach Anspruch 6 erhöht die Stabi- lität des durchlässigen Teils. Je geringer die Abmessung des durchlässigen Teils quer zu der Elektronenstrahlrichtung ist, desto höher ist dessen Stabilität. Vorzugsweise ist die Abmessung des durchlässigen Teils quer zu der Elektronenstrahlrichtung maximal so groß, wie der Querschnitt des Elektronenstrahls ist. Insbesondere wenn die Targeteinheit so ausgebildet ist, dass die Röntgenstrahlung in der Elektronenstrahlrichtung erzeugt wird und die Flüssigkeit als Transmissionsröntgentarget wirkt, ist eine geringe Abmessung quer zu der Elektronenstrahlrichtung möglich, da die erzeugte Röntgenstrahlung die Flüssigkeitsleitung nicht wieder durch den durchlässigen Teil verlassen muss.

Ein Eintrittsfenster nach Anspruch 7 ermöglicht in einfacher Weise einen Teil der Flüssigkeitsleitung durchlässig auszubilden. Insbesondere können das Eintrittsfenster und die restliche Leitungswand der Flüssigkeitsleitung aus unterschiedlichen Materialien hergestellt werden. Das Eintrittsfenster und/oder die Leitungswand bestehen vorzugsweise aus einem wärme- und korrosionsbeständigen Metall. Die Leitungswand weist vorzugsweise eine Wanddicke im Bereich von 0,5 mm bis 50 mm, insbesondere im Bereich von 1,0 mm bis 20 mm, und insbesondere im Bereich von 2 mm bis 10 mm auf. Die Leitungswand ist an der dem Eintrittsfenster gegenüberliegenden

Seite vorzugsweise derart ausgebildet, dass die erzeugte Röntgenstrahlung aus der Flüssigkeitsleitung im Wesentlichen ungeschwächt austreten kann.

Eine Ausbildung der Flüssigkeitsleitung nach Anspruch 8 minimiert die Druckdifferenz zwischen der evakuierten Kammer und der Flüssigkeit am Ort des durchlässigen Teils der Flüssigkeitsleitung bzw. des Eintrittsfensters. Durch die Verkleinerung der Innenquerschnittsfläche im Auftreffabschnitt erhöht sich die Geschwindigkeit der durch diesen strömenden Flüssigkeit, wodurch sich nach der Gleichung von Bernoulli der statische Druck verringert. Der übergangsabschnitt zwischen dem Zuführabschnitt und dem Auftreffabschnitt kann sich prinzipiell beliebig verjüngen. Die Verjüngung kann beispielsweise symmetrisch in alle Richtungen erfolgen oder unsymmetrisch in mindestens einer ausgewählten Richtung.

Ein übergangsabschnitt nach Anspruch 9 verhindert das Ausbilden einer turbulenten Strömung.

Durch eine Ausbildung der Flüssigkeitsleitung nach Anspruch 10 kann die Größe der als Brennfläche bezeichneten Wechselwirkungszone klein gehal- ten werden. Je kleiner die Innenabmessung des Auftreffabschnitts ist, desto kleiner ist auch der Brennfleck. Je kleiner der Brennfleck ist, desto höher ist die erzielbare Bildqualität.

Eine Flüssigkeitspumpe nach Anspruch 11 verbessert den Wärmeabtrans- port aus der Wechselwirkungszone. Der Druck und die Geschwindigkeit der Flüssigkeit in der Flüssigkeitsleitung sind mittels der Flüssigkeitspumpe einstellbar.

Eine Kühleinheit nach Anspruch 12 gewährleistet, dass die Temperatur der Flüssigkeit dauerhaft konstant gehalten werden kann. Die Flüssigkeit wird vorzugsweise nach dem Beschuss mit dem Elektronenstrahl durch einen als Kühleinheit dienenden Wärmetauscher gepumpt.

Eine Flüssigkeit nach Anspruch 13 gewährleistet ein gutes Verhältnis von der Erzeugung von Röntgenstrahlung zu der Erzeugung von Wärme. Dieses Verhältnis verbessert sich mit steigender Ordnungszahl der chemischen Elemente der Flüssigkeit. Quecksilber als Flüssigkeit hat sich in der Praxis zur Erzeugung von Röntgenstrahlung bewährt.

Ein Röntgencomputertomograph nach Anspruch 14 ermöglicht die Untersuchung von Objekten mit hohen Durchstrahlungslängen und/oder hohen Dichten bei gleichzeitig guter Bildqualität.

Der Erfindung liegt ferner die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Erzeugen von hochenergetischer Röntgenstrahlung zu schaffen, das in hohem Maße einen Wärmeabtransport aus der Wechselwirkungszone ermöglicht und gleichzeitig ein uneingeschränktes und zuverlässiges Erzeugen von Röntgenstrahlung gewährleistet.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren zum Erzeugen von Röntgenstrahlung mit den Merkmalen des Anspruchs 15 gelöst. Die Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens entsprechen den bereits be- schriebenen Vorteilen der erfindungsgemäßen Strahlungsquelle.

Weitere Vorteile, Einzelheiten und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels anhand der Zeichnung. Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Strahlungsquelle zum Erzeugen von Röntgenstrahlung mit einer in einer Flüssigkeitsleitung angeordneten und als Röntgentarget wirkenden Flüssigkeit, und

Fig. 2 eine schematische Darstellung der Flüssigkeitsleitung im Bereich eines Eintrittsfensters für einen Elektronenstrahl.

Eine Strahlungsquelle 1 weist zum Erzeugen von hochenergetischer Rönt- genstrahlung 2 eine evakuierte Kammer 3 auf. An einem ersten Ende 4 der evakuierten Kammer 3 ist eine Elektronenstrahlerzeugungseinheit 5 angeordnet. Die Elektronenstrahlerzeugungseinheit 5 dient zum Erzeugen eines Elektronenstrahls 6, der in einer Elektronenstrahlrichtung 7 in der Kammer 3 verläuft. Die Elektronenstrahlerzeugungseinheit 5 ist zum Beschleunigen der den Elektronenstrahl 6 bildenden Elektronen mit einer maximalen Beschleunigungsspannung U _B von 160 kV bis 24 MV, insbesondere von 500 kV bis 24 MV, insbesondere von 1 MV bis 24 MV, und insbesondere von 3 MV bis 24 MV betreibbar. Alternativ kann die Obergrenze für die Beschleunigungsspannung 18 MV betragen. Die Elektronenstrahlerzeugungs- einheit 5 ist als Linearbeschleuniger (LINAC) ausgebildet, bei dem die Elektronen über Glühemission erzeugbar und in mehreren Stufen in einer evakuierten Röhre, der sogenannten Waveguide, beschleunigbar sind. Bei kleineren Beschleunigungsspannungen U _B kann die Elektronenstrahlerzeu- gungseinheit 5 alternativ auch als Röntgenröhre ausgebildet sein.

Die Strahlungsquelle 1 weist eine Targeteinheit 8 auf, die zum Bereitstellen eines Röntgentargets 9 dient. Das Röntgentarget 9 ist als Flüssigkeit ausgebildet und wird nachfolgend als Flüssigkeit 9 bezeichnet.

Die Flüssigkeit 9 ist in einer geschlossenen Flüssigkeitsleitung 10 angeordnet, die an einem zweiten Ende 11 der Kammer 3 quer zu der Elektronen- strahlrichtung 7 verläuft und die Kammer 3 abschließt. Die Flüssigkeit 9 ist somit von der Flüssigkeitsleitung 10 in Richtung der Kammer 3 vollständig umgeben.

Zum Erzeugen einer Strömung der Flüssigkeit 9 in einer Strömungsrichtung 12 weist die Targeteinheit 8 eine Flüssigkeitspumpe 13 auf. Ausgehend von der Flüssigkeitspumpe 13 ist die Flüssigkeitsleitung 10 in einen Zufuhrabschnitt 14, einen sich trichterförmig verjüngenden ersten übergangsabschnitt 15, einen Auftreffabschnitt 16, einen sich trichterförmig erweiternden zweiten übergangsabschnitt 17 und einen Abführabschnitt 18 unterteilt. Der Auftreffabschnitt 16 ist an dem zweiten Ende 11 der Kammer 3 mittig zu dieser angeordnet, so dass der Elektronenstrahl 6 in dem Auftreffabschnitt 16 auf die Flüssigkeitsleitung 10 trifft. Zum Kühlen der Flüssigkeit 9 ist in dem Zufuhrabschnitt 14 eine als Wärmetauscher ausgebildete Kühleinheit 19 in der Flüssigkeitsleitung 10 angeordnet.

In dem Auftreffabschnitt 16 ist ein Teil 20 der Flüssigkeitsleitung 10 für den Elektronenstrahl 6 derart durchlässig bzw. transparent ausgebildet, dass dieser durch den durchlässigen Teil 20 im Wesentlichen ohne den Verlust von kinetischer Energie in die Flüssigkeitsleitung 10 eintreten kann. Der durchlässige Teil 20 der Flüssigkeitsleitung 10 ist als separates Eintrittsfenster ausgebildet, das in einer Aussparung 21 einer die Flüssig- keitsleitung 10 bildenden Leitungswand 22 dicht angeordnet ist. Durch Zusammenwirken des Elektronenstrahls 6 und der Flüssigkeit 9 ist somit innerhalb der Flüssigkeitsleitung 10 eine als Brennfleck bezeichnete Wechselwirkungszone 23 zum Erzeugen der Röntgenstrahlung 2 erzeugbar. Der

durchlässige Teil der Flüssigkeitsleitung 10 wird nachfolgend als Eintrittsfenster 20 bezeichnet.

Das Eintrittsfenster 20 besteht aus einem Material aus einem oder mehre- ren chemischen Elementen, die jeweils eine Ordnungszahl von höchstens 14 aufweisen. Vorzugweise ist das Material des Eintrittsfensters 20 Beryllium, Diamant oder Aluminium. Diese Materialien weisen für den Elektronenstrahl 6 aufgrund ihrer Ordnungszahlen eine hohe Durchlässigkeit auf. Die Leitungswand 22 kann prinzipiell aus einem beliebigen Material beste- hen und braucht insbesondere nicht für den Elektronenstrahl 6 durchlässig ausgebildet zu sein.

Das Eintrittsfenster 20 weist in der Elektronenstrahlrichtung 7 eine Abmessung D von höchstens 1000 μm, insbesondere von höchstens 100 μm, und insbesondere von höchstens 10 μm, auf. Je kleiner die Dicken- Abmessung D ist, desto größer ist die Transparenz des Eintrittsfensters 20 für den Elektronenstrahl 6. Beträgt die Abmessung D des Eintrittsfensters 20 höchstens 1000 μm, so liegt diese vorzugsweise im Bereich von 10 μm bis 1000 μm, insbesondere im Bereich von 20 μm bis 800 μm, und insbeson- dere im Bereich von 50 μm bis 500 μm. Hierdurch wird gleichzeitig eine hohe Stabilität des Eintrittsfensters 20 gewährleistet.

Quer zu der Elektronenstrahlrichtung 7 weist das Eintrittsfenster 20 eine Abmessung H von höchstens 2000 μm, insbesondere von höchstens 1000 μm, und insbesondere von höchstens 500 μm, auf. Das Eintrittsfenster 20 kann kreisförmig oder quadratisch ausgebildet sein. Bei einer kreisförmigen Ausbildung bezeichnet die Abmessung H den Durchmesser. Bei einer quadratischen Ausbildung bezeichnet die Abmessung H die Seitenlänge.

Vorzugsweise entspricht die Abmessung H dem Durchmesser des Elektronenstrahls 6.

In dem Zuführabschnitt 14 sowie in dem Abfuhrabschnitt 18 weist die Flüssigkeitsleitung 10 eine erste Innenquerschnittsfläche Aj auf. Entsprechend weist die Flüssigkeitsleitung 10 in dem das Eintrittsfenster 20 umfassenden Auftreffabschnitt 16 eine zweite Innenquerschnittsfläche A ₂ auf. Die Innenquerschnittsflächen Ai und A ₂ sind in Fig. 2 angedeutet. Das Eintrittsfenster 20 ist zu einer Innenseite der Flüssigkeitsleitung 10 hin bündig mit der Leitungswand 22 ausgebildet, so dass die zweite Innenquerschnittsfläche A ₂ im gesamten Auftreffabschnitt 16 konstant ist. Das Verhältnis Aj/A ₂ von der ersten Innenquerschnittsfläche Ai zu der zweiten Innenquerschnittsfläche A ₂ ist größer als 1, insbesondere größer als 10, und insbesondere größer als 100. Je größer das Verhältnis Ai/A ₂ ist, desto geringer ist nach der Gleichung von Bernoulli der statische Druck der Flüssigkeit 9 auf das Eintrittsfenster 20 radial nach außen. Der Auftreffabschnitt 16 weist entlang der Elektronenstrahlrichtung 7 eine Innenabmessung B von höchstens 5000 μm, insbesondere von höchstens 1000 μm, und insbesondere von höchstens 100 μm, auf. Je kleiner die Innenabmessung B ist, desto kleiner ist die Wechselwirkungszone 23, wodurch die Bildqualität der mittels der Röntgenstrahlung 2 erzeugbaren Röntgenbilder verbessert wird.

Zur Erzielung einer hohen Effizienz von der Erzeugung von Röntgenstrahlung 2 gegenüber der Erzeugung von Wärme besteht die Flüssigkeit 9 aus einem Material mit mindestens einem chemischen Element, wobei das mindestens eine chemische Element eine Ordnungszahl von mindestens 50 aufweist. Besteht die Flüssigkeit 9 aus einem Material mit mehreren chemischen Elementen, so weist jedes chemische Element eine Ordnungszahl von mindestens 50 auf. Vorzugsweise ist das Material der Flüssigkeit 9

Quecksilber. Die Effizienz von der Erzeugung von Röntgenstrahlung 2 gegenüber der Erzeugung von Wärme steigt linear mit der Ordnungszahl des Materials der Flüssigkeit 9.

Die Strahlungsquelle 1 ist von einer - in Fig. 1 nur angedeuteten - Bleiabschirmung 24 umgeben. Die Bleiabschirmung 24 weist im Bereich des Auftreffabschnitts 16 ein Austrittsfenster 25 für die erzeugte Röntgenstrahlung 2 auf. Die Strahlungsquelle 1 ist beispielsweise Teil eines Röntgen- computertomographen zur zerstörungsfreien Prüfung von industriellen Ob- jekten.

Nachfolgend wird das Erzeugen von Röntgenstrahlung 2 mittels der Strahlungsquelle 1 beschrieben. Mittels der Elektronenstrahlerzeugungseinheit 5 werden durch Glühemission Elektronen erzeugt, die durch die Beschleuni- gungsspannung U _B beschleunigt werden und den Elektronenstrahl 6 bilden. Der Elektronenstrahl 6 verläuft in der Elektronenstrahlrichtung 7 durch die Kammer 3 und trifft in dem Auftreffabschnitt 16 auf die Flüssigkeitsleitung 10. Dadurch, dass das Eintrittsfenster 20 im Wesentlichen durchlässig für die Elektronen des Elektronenstrahls 6 ist, kann der Elektronenstrahl 6 durch die Flüssigkeitsleitung 10 in die Flüssigkeit 9 eintreten. In der Wechselwirkungszone 23 wirken der Elektronenstrahl 6 und die Flüssigkeit 9 in bekannter Weise zusammen, so dass Röntgenstrahlung 2 erzeugt wird, die im Wesentlichen in der Elektronenstrahlrichtung 7 emittiert wird und durch das Austrittsfenster 25 die Strahlungsquelle 1 verlässt. Da das Eintrittsfens- ter 20 durchlässig ausgebildet ist und eine geringe Abmessung D in der Elektronenstrahlrichtung 7 aufweist, verlieren die Elektronen des Elektronenstrahls 6 beim Eintritt in die Flüssigkeitsleitung 9 kaum kinetische E- nergie. Dadurch, dass die zweite Innenquerschnittsfläche A ₂ deutlich kleiner als die erste Innenquerschnittsfläche A ₁ ist, wird die Druckdifferenz

zwischen der Flüssigkeit 9 und der Kammer 3 am Ort des Eintrittsfensters 20 minimiert. Darüber hinaus wird eine hohe Stabilität der Flüssigkeitsleitung 10 in dem Auftreffabschnitt 16 dadurch gewährleistet, dass das Eintrittsfenster 20 maximal so groß wie der Durchmesser des Elektronen- Strahls 6 ist.

Die Flüssigkeit 9 wird mittels der Flüssigkeitspumpe 13 ständig durch die Flüssigkeitsleitung 10 gepumpt, so dass die in der Wechselwirkungszone 23 entstehende Wärme durch einen Austausch der Flüssigkeit 9 in der Wechselwirkungszone 23 abgeführt wird. Die in der Wechselwirkungszone 23 erwärmte Flüssigkeit 9 wird mittels der Flüssigkeitspumpe 13 durch die Kühleinheit 19 gepumpt, wodurch die zugeführte Wärme wieder abgeführt wird und die Flüssigkeit 9 beim erneuten Durchströmen der Wechselwirkungszone 23 keine erhöhte Temperatur aufweist. Dadurch, dass die Flüs- sigkeit 9 zu der Kammer 3 hin von der Flüssigkeitsleitung 10 vollständig umgeben ist, kann keine Flüssigkeit 9 in der Wechselwirkungszone 23 verdampfen und die Flüssigkeitsleitung 10 verlassen. Dies gewährleistet eine uneingeschränkte Funktion und eine hohe Zuverlässigkeit der Strahlungsquelle 1. Der Druck der Flüssigkeit 9 sowie die Strömungsgeschwindigkeit der Flüssigkeit 9 kann mittels der Flüssigkeitspumpe 13 eingestellt werden. Dadurch, dass sich der erste übergangsabschnitt 15 in der Strömungsrichtung 12 trichterförmig verjüngt, ist eine laminare Strömung beim übergang zwischen dem Zuführabschnitt 14 und dem Auftreffabschnitt 16 gewährleistet.

Dadurch, dass die Flüssigkeit 9 in der Wechselwirkungszone 23 ständig ausgewechselt wird und in der Flüssigkeitsleitung 10 zirkuliert, ist eine thermische Zerstörung der als Röntgentarget wirkenden Flüssigkeit 9 nicht möglich. Die Wärmeabfuhr aus der Wechselwirkungszone 23 ist im Ver-

gleich zu Festkörpern verbessert, wodurch eine erhöhte Ausgangsleistung der Röntgenstrahlung 2 möglich ist. Darüber hinaus kann durch eine entsprechende Wahl der Abmessung H des Eintrittsfensters 20 und der Innenabmessung B des Auftreffabschnitts 16 die Größe der Wechselwirkungs- zone 23, d. h die Größe des Brennflecks, beeinflusst werden. Dementsprechend kann eine geringe Größe des Brennflecks erzielt werden, wodurch eine hohe Bildqualität der mittels der Röntgenstrahlung 2 erzeugten Röntgenbilder ermöglicht wird. Insbesondere können hierdurch typische Probleme bei der Prüfung von Objekten mit hohen Durchstrahlungslängen und/oder aus stark absorbierenden Materialien wie beispielsweise Kantenunschärfe, schlechte Detailerkennbarkeit und große Fehlernachweisgrenzen von Einschlüssen, vermieden werden.

Aufgrund der hohen Beschleunigungsspannung U _B wirkt die Flüssigkeit 9 als Transmissionsröntgentarget, so dass die erzeugte Röntgenstrahlung 2 im Wesentlichen in der Elektronenstrahlrichtung 7 emittiert wird. Dies ist äußerst effizient, da mit zunehmender Beschleunigungsspannung U _B das Intensitätsverhältnis von Röntgenstrahlung 2, die in der Elektronenstrahlrichtung 7 erzeugt wird, gegenüber Röntgenstrahlung 2, die gegen die Elektronenstrahlrichtung 7 erzeugt wird, zunimmt. Bei Beschleunigungsspannungen U _ß ab ca. 1 MV wird im Wesentlichen die gesamte Röntgenstrahlung 2 in der Elektronenstrahlrichtung 7 erzeugt. Die Leitungswand 22 ist zumindest an der dem Eintrittsfenster 20 gegenüberliegenden Seite, also beispielsweise im gesamten Auftreffabschnitt 16, derart ausgebildet, dass die erzeugte Röntgenstrahlung 2 im Wesentlichen ungeschwächt in der Elektronenstrahlrichtung 7 aus der Flüssigkeitsleitung 9 austreten kann.