pá lis 8, 1895 do Přítomnost
United Kingdom, U.S., Germany, France, Worldwide
Rentgenové záření, nebo také X-záření, je pronikavá forma vysokoenergetického elektromagnetického záření. Většina rentgenového záření má vlnovou délku v rozmezí od 10 pikometrů do 10 nanometrů, což odpovídá frekvencím v rozsahu 30 petahertzů až 30 exahertzů (3×10^15 Hz až 3×10^18 Hz) a energiím v rozsahu 124 eV až 124 keV.
Nejstarším experimentátorem, o kterém se předpokládá, že (nevědomky) vytvořil rentgenové záření, byl pojistný matematik William Morgan. V roce 1785 předložil Královské společnosti v Londýně práci popisující účinky průchodu elektrického proudu částečně vyčerpanou skleněnou trubicí, což vytvářelo záři způsobenou rentgenovým zářením. Tuto práci dále zkoumali Humphry Davy a jeho asistent Michael Faraday.
Před svým objevem v roce 1895 bylo rentgenové záření pouze typem neidentifikovaného záření vycházejícího z experimentálních výbojových trubic. Všimli si ho vědci zkoumající katodové paprsky produkované těmito trubicemi, což jsou energetické svazky elektronů, které byly poprvé pozorovány v roce 1869.
Mnoho raných Crookesových trubic (vynalezených kolem roku 1875) nepochybně vyzařovalo rentgenové záření, protože raní výzkumníci zaznamenali účinky, které jim bylo možné připsat; napětí urychlilo elektrony přicházející z katody na dostatečně vysokou rychlost, že při nárazu na anodu nebo skleněnou stěnu trubice vytvářely rentgenové záření.
Hermann von Helmholtz formuloval matematické rovnice pro rentgenové záření. Ještě předtím, než Röntgen učinil svůj objev a oznámení, postuloval teorii disperze. Byla vytvořena na základě elektromagnetické teorie světla. S reálným rentgenovým zářením však nepracoval.
Od roku 1888 prováděl Philipp Lenard experimenty, aby zjistil, zda mohou katodové paprsky projít z Crookesovy trubice do vzduchu. Sestrojil Crookesovu trubici s „okénkem“ na konci vyrobeným z tenkého hliníku, směřujícím ke katodě, aby na něj katodové paprsky dopadaly (později nazývanou „Lenardova trubice“). Zjistil, že něco prochází skrz, co by exponovalo fotografické desky a způsobovalo fluorescenci. Měřil pronikavost těchto paprsků různými materiály. Bylo naznačeno, že alespoň některé z těchto „Lenardových paprsků“ byly ve skutečnosti rentgenové záření.
V roce 1889 ukrajinský rodák Ivan Puluj, lektor experimentální fyziky na pražské polytechnice, který od roku 1877 konstruoval různé typy plynových výbojových trubic za účelem zkoumání jejich vlastností, publikoval článek o tom, jak uzavřené fotografické desky ztmavly, když byly vystaveny emanacím z těchto trubic.
8. listopadu 1895 německý profesor fyziky Wilhelm Röntgen narazil na rentgenové záření při experimentování s Lenardovými a Crookesovými trubicemi a začal je studovat.
28. prosince 1895 jej předložil časopisu Fyzikálně-lékařské společnosti ve Würzburgu. Byl to první článek napsaný o rentgenovém záření. Röntgen označil záření jako „X“, aby naznačil, že jde o neznámý typ záření. Název se ujal, ačkoliv (navzdory velkým námitkám Röntgena) mnozí z jeho kolegů navrhovali nazývat je Röntgenovými paprsky.
Röntgen si okamžitě všiml, že rentgenové záření může mít lékařské využití. Spolu se svým podáním pro Fyzikálně-lékařskou společnost z 28. prosince poslal dopis lékařům, které znal po celé Evropě (1. ledna 1896).
Skotský elektroinženýr Alan Archibald Campbell-Swinton je prvním po Röntgenovi, kdo vytvořil rentgenový snímek (ruky). Během února se v samotné Severní Americe touto technikou zabývalo 46 experimentátorů.
První použití rentgenového záření v klinických podmínkách provedl John Hall-Edwards v Birminghamu v Anglii 11. ledna 1896, kdy rentgenoval jehlu uvízlou v ruce spolupracovníka.
První lékařský rentgenový snímek pořízený ve Spojených státech byl získán pomocí výbojové trubice Pulujova designu. V lednu 1896, po přečtení o Röntgenově objevu, Frank Austin z Dartmouth College otestoval všechny výbojové trubice ve fyzikální laboratoři a zjistil, že pouze Pulujova trubice produkuje rentgenové záření.
Začátkem roku 1896, několik týdnů po Röntgenově objevu, Ivan Romanovič Tarchanov ozařoval žáby a hmyz rentgenovými paprsky a došel k závěru, že paprsky „nejen fotografují, ale také ovlivňují živé funkce“.
3. února 1896 Gilman Frost, profesor medicíny na vysoké škole, a jeho bratr Edwin Frost, profesor fyziky, vystavili zápěstí Eddieho McCarthyho, kterého Gilman před několika týdny léčil se zlomeninou, rentgenovému záření a získali výsledný snímek zlomené kosti na želatinových fotografických deskách získaných od Howarda Langilla, místního fotografa, který se také zajímal o Röntgenovu práci.
5. února 1896 byla vyvinuta zařízení pro živé zobrazování italským vědcem Enricem Salvionim (jeho „kryptoskop“) a profesorem McGiem z Princetonské univerzity (jeho „Skiascope“), oba využívající platinokyanid barnatý.
14. února 1896 byl Hall-Edwards také prvním, kdo použil rentgenové záření při chirurgické operaci.
Americký vynálezce Thomas Edison zahájil výzkum brzy po Röntgenově objevu a zkoumal schopnost materiálů fluoreskovat při vystavení rentgenovému záření, přičemž zjistil, že wolframan vápenatý je nejúčinnější látkou. V květnu 1896 vyvinul první sériově vyráběné zařízení pro živé zobrazování, svůj „Vitascope“, později nazývaný fluoroskop, který se stal standardem pro lékařská rentgenová vyšetření.
V srpnu 1896 utrpěl Dr. HD. Hawks, absolvent Columbia College, vážné popáleniny ruky a hrudníku při rentgenové demonstraci. Bylo to oznámeno v Electrical Review a vedlo to k mnoha dalším zprávám o problémech spojených s rentgenovým zářením zasílaným do této publikace.
Mnoho lékařů tvrdilo, že vystavení rentgenovému záření nemá vůbec žádné účinky. Dne 3. srpna 1905 v San Franciscu v Kalifornii zemřela Elizabeth Fleischman, americká průkopnice rentgenologie, na komplikace způsobené její prací s rentgenovými paprsky.
Kolem roku 1906 fyzik Charles Barkla objevil, že rentgenové záření může být rozptylováno plyny a že každý prvek má charakteristické rentgenové spektrum. Za tento objev získal v roce 1917 Nobelovu cenu za fyziku.
V roce 1912 Max von Laue, Paul Knipping a Walter Friedrich poprvé pozorovali difrakci rentgenových paprsků na krystalech. Tento objev spolu s ranou prací Paula Petera Ewalda, Williama Henryho Bragga a Williama Lawrence Bragga dal vzniknout oboru rentgenové krystalografie.
V roce 1913 Henry Moseley prováděl krystalografické experimenty s rentgenovým zářením vycházejícím z různých kovů a formuloval Moseleyho zákon, který dává do souvislosti frekvenci rentgenového záření s atomovým číslem kovu.
Coolidgeova rentgenka byla vynalezena Williamem D. Coolidgem. Umožnila kontinuální emise rentgenového záření. Moderní rentgenky vycházejí z této konstrukce a často využívají rotující anody, které umožňují výrazně vyšší odvod tepla než statické anody, což dále umožňuje vyšší intenzitu rentgenového záření pro použití ve vysoce výkonných aplikacích, jako jsou rotační CT skenery.
V roce 1914 Marie Curie vyvinula radiologické vozy na podporu vojáků zraněných v první světové válce. Vozy umožňovaly rychlé rentgenové snímkování zraněných vojáků, aby polní chirurgové mohli rychleji a přesněji operovat.
V roce 1904 vynalezl John Ambrose Fleming termionickou diodu, první druh vakuové elektronky. Ta využívala horkou katodu, která způsobovala průtok elektrického proudu ve vakuu. Tato myšlenka byla rychle aplikována na rentgenky, a proto rentgenky s vyhřívanou katodou, nazývané „Coolidgeovy trubice“, kolem roku 1920 zcela nahradily problematické trubice se studenou katodou.
Od 20. do 50. let 20. století byly vyvíjeny rentgenové přístroje, které měly pomáhat při zkoušení obuvi a byly prodávány do komerčních obchodů s obuví.
Zařízení na bázi rentgenového laseru bylo navrženo jako součást Strategické obranné iniciativy Reaganovy administrativy v 80. letech, ale jediný test tohoto zařízení (druh laserového „blasteru“ nebo paprsku smrti poháněného termonukleárním výbuchem) přinesl neprůkazné výsledky. Z technických a politických důvodů byl celý projekt (včetně rentgenového laseru) zbaven financování (i když byl později oživen druhou Bushovou administrativou jako Národní protiraketová obrana s využitím odlišných technologií).
Rentgenová observatoř Chandra, vypuštěná 23. července 1999, umožňuje zkoumání velmi násilných procesů ve vesmíru, které produkují rentgenové záření. Na rozdíl od viditelného světla, které poskytuje relativně stabilní pohled na vesmír, je rentgenový vesmír nestabilní. Vyznačuje se hvězdami trhanými černými dírami, galaktickými srážkami, novami a neutronovými hvězdami, které vytvářejí vrstvy plazmatu, jež následně explodují do vesmíru.
Odhaduje se, že 0,4 % současných případů rakoviny ve Spojených státech je způsobeno výpočetní tomografií (CT vyšetřením) provedenou v minulosti a že toto číslo může při míře využívání CT v roce 2007 vzrůst až na 1,5–2 %.
