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Die ältesten Röntgenröhren arbeiteten nach dem Prinzip der Gasentladungsröhren
und wurden nach ihrem Wirkungsprinzip auch Ionenröhren genannt. Sie besaßen
zwei Elektroden, eine nicht geheizte Kathode und eine Anode, beide anfänglich meist
aus Aluminium, die mit einem eingeschmolzenen Platindraht leitend verbunden
waren (BIENEK,1994).
Das Prinzip der Gasentladung beruht darauf, dass nach der Evakuierung noch
Restgase in der Röhre vorhanden sind, die neben neutralen Molekülen immer einige
wenige Ionen enthalten. Legt man an die Kathode und Anode eine hohe
Gleichspannung, werden die positiven Ionen durch das entstehende elektrische Feld
zur negativen Kathode hin mit so großer Energie beschleunigt, dass sie aus der
Metalloberfläche der Kathode Elektronen herausschlagen. Diese Elektronen, die
wegen ihrer geringen Masse rasch hohe Geschwindigkeit und damit hohe kinetische
Energie erhalten, bewegen sich im elektrischen Feld zur positiven Anode. Auf dem
Weg dorthin stoßen sie mit anderen Gasmolekülen und -atomen zusammen, die sie
entweder zur Fluoreszenz anregen oder bei ausreichender kinetischer Energie
ionisieren können. Durch die Ionisation entstehen neue positive Ionen, die wieder
Elektronen freisetzen. Diesen lawinenartigen Prozess nennt man Stoßionisation.
Die durch die Stoßionisation freigesetzten Elektronen werden zusammen mit den
schnellen Elektronen aus der Kathode an der Anode, Glaswand oder später an einer
zwischengeschalteten dritten Elektrode (Antikathode) abgebremst. Dadurch entsteht,
wie eingangs erwähnt, neben Wärmeenergie Röntgenbremsstrahlung, deren
Quantität und Qualität vom ionisationsfähigen Gasgehalt der Röhre abhängen.
Dieser wiederum wird durch den vom Auspumpvorgang abhängigen Luft- oder
Gasdruck bestimmt.
Ein Nachteil der Ionenröhren ist, dass sich schon nach kurzer Betriebszeit der
Gasgehalt und damit auch das Vakuum ändert, sodass die Dosisleistung nicht
konstant und die Lebensdauer sehr begrenzt ist.
War die Röhre nämlich einige Zeit in Verwendung, wurde sie infolge Gasmangels
„härter“, d.h. die Röntgenstrahlen wurden kurzwelliger und daher energiereicher.
Der Grund dafür liegt in der allmählichen Zerstäubung des Metalls der
Anodenoberfläche durch die hohe Temperatur, wodurch die freiwerdenden