Die Röntgenröhre

Stand: 01.09.2026

Wo die Strahlung entsteht: Aufbau der Röhre, wie das Spektrum zustande kommt, und was die beiden wichtigsten Stellschrauben kV und mAs am Bild und an der Dosis verändern.

Die Röntgenröhre ist die Quelle der Strahlung in jeder konventionellen Aufnahme, jeder Durchleuchtung und jeder CT. Wer versteht, wie sie arbeitet, versteht auch, warum zwei Knöpfe am Gerät, kV und mAs, das Bild und die Dosis so stark beeinflussen. Genau das macht die Röhre zum Schlüssel für Bildqualität und Strahlenschutz.

Aufbau und Funktionsweise

In einem luftleeren Gehäuse wird ein Glühdraht (die Kathode) erhitzt und gibt Elektronen ab. Eine hohe Spannung beschleunigt diese Elektronen auf eine Metallscheibe (die Anode). Beim Aufprall wird der grösste Teil ihrer Energie in Wärme umgesetzt, und nur ein kleiner Teil in Röntgenstrahlung. Dabei entstehen zwei Arten von Strahlung:

• Bremsstrahlung: Die Elektronen werden im Anodenmaterial abgebremst und geben dabei Strahlung mit einem kontinuierlichen Energiespektrum ab. Das ist der Hauptanteil.
• Charakteristische Strahlung: Trifft ein Elektron einen Atomkern-nahen Platz im Anodenmaterial, entstehen scharfe Energie-Linien, typisch für das Material (meist Wolfram).

kV: Durchdringung und Kontrast

Die Röhrenspannung (kV) bestimmt, wie energiereich und damit wie durchdringend die Strahlung ist. Hohe kV durchdringen dickere Körperregionen, liefern aber kontrastärmere Bilder. Niedrige kV geben kontrastreichere Bilder, kommen aber durch dickes Gewebe schlechter hindurch und erhöhen die Hautdosis. Die kV-Wahl ist also immer ein Abwägen zwischen Kontrast, Durchdringung und Dosis.

mAs: Strahlenmenge und Rauschen

Das Röhrenstrom-Zeit-Produkt (mAs) bestimmt, wie viele Photonen erzeugt werden, also die Menge der Strahlung. Mehr mAs bedeutet ein glatteres, rauschärmeres Bild, aber auch proportional mehr Dosis. Zu wenig mAs führt zu einem körnigen Bild. Anders als bei der kV verändert die mAs den Kontrast nicht, nur das Rauschen und die Dosis.

Filterung und Kollimation

Der weiche, niederenergetische Anteil des Spektrums trägt kaum zum Bild bei, wird aber vollständig in der Haut absorbiert und erhöht so nur die Dosis. Eine Vorfilterung (meist Aluminium, bei CT zusätzlich Kupfer) schneidet diesen Anteil heraus und härtet das Spektrum auf. Quantifiziert wird das über den Aluminiumgleichwert. Die Kollimation (Einblendung) begrenzt das Strahlenfeld auf die tatsächlich benötigte Region und ist eine der einfachsten und wirksamsten Dosismassnahmen überhaupt.

Brennfleck und Wärme

Der Punkt, an dem die Elektronen auftreffen, heisst Brennfleck. Ein kleiner Brennfleck liefert schärfere Bilder, konzentriert aber die Wärme auf eine winzige Fläche. Da über 99 Prozent der Energie zu Wärme werden, ist die Kühlung der Anode die eigentliche Belastungsgrenze der Röhre: Sie bestimmt, wie viele Aufnahmen in welchem Takt möglich sind.

Merke: kV steuert Härte und Kontrast, mAs steuert Menge und Rauschen. Filterung und Kollimation senken die Dosis, ohne dem Bild zu schaden. Die Röhre ist im Kern ein sehr ineffizienter Wärmeerzeuger, der nebenbei Röntgenstrahlung abgibt.