יום שישי נוב׳ ד, י עד הווה
United Kingdom, U.S., Germany, France, Worldwide
קרני רנטגן, או קרינת רנטגן, הן צורה חודרנית של קרינה אלקטרומגנטית בעלת אנרגיה גבוהה. לרוב קרני הרנטגן יש אורך גל הנע בין 10 פיקומטר ל-10 ננומטר, התואם לתדרים בטווח שבין 30 פטה-הרץ ל-30 אקסה-הרץ (3×10^15 הרץ עד 3×10^18 הרץ) ואנרגיות בטווח שבין 124 אלקטרון-וולט ל-124 קילו-אלקטרון-וולט.
הנסיין המוקדם ביותר שנחשב כמי שייצר (בלי לדעת) קרני רנטגן היה האקטואר ויליאם מורגן. בשנת 1785 הוא הציג מאמר בפני החברה המלכותית של לונדון המתאר את ההשפעות של העברת זרמים חשמליים דרך שפופרת זכוכית מרוקנת חלקית, מה שיצר זוהר שנוצר על ידי קרני רנטגן. עבודה זו נחקרה בהמשך על ידי המפרי דייווי ועוזרו מייקל פאראדיי.
לפני גילוין בשנת 1895, קרני רנטגן היו רק סוג של קרינה לא מזוהה שנפלטה משפופרות פריקה ניסיוניות. הן הובחנו על ידי מדענים שחקרו קרני קתודיות שנוצרו על ידי שפופרות כאלה, שהן אלומות אלקטרונים אנרגטיות שנצפו לראשונה בשנת 1869.
רבות משפופרות קרוקס המוקדמות (שהומצאו בסביבות 1875) ללא ספק פלטו קרני רנטגן, מכיוון שחוקרים מוקדמים הבחינו בהשפעות שניתן לייחס להן; מתח האיץ את האלקטרונים שהגיעו מהקתודה למהירות גבוהה מספיק כדי ליצור קרני רנטגן כאשר פגעו באנודה או בדופן הזכוכית של השפופרת.
הרמן פון הלמהולץ ניסח משוואות מתמטיות עבור קרני רנטגן. הוא הציע תיאוריית פיזור לפני שרנטגן ביצע את גילויו והכריז עליו. היא גובשה על בסיס התיאוריה האלקטרומגנטית של האור. עם זאת, הוא לא עבד עם קרני רנטגן בפועל.
החל משנת 1888, פיליפ לנארד ערך ניסויים כדי לראות אם קרני קתודיות יכולות לעבור משפופרת קרוקס אל האוויר. הוא בנה שפופרת קרוקס עם "חלון" בקצה העשוי מאלומיניום דק, הפונה לקתודה כך שקרני הקתודיות יפגעו בו (שנקראה מאוחר יותר "שפופרת לנארד"). הוא גילה שמשהו עבר דרכו, שיכול לחשוף לוחות צילום ולגרום לפלואורסצנציה. הוא מדד את כושר החדירה של קרניים אלו דרך חומרים שונים. הוצע כי לפחות חלק מ"קרני לנארד" אלו היו למעשה קרני רנטגן.
בשנת 1889, איוואן פולוי יליד אוקראינה, מרצה לפיזיקה ניסיונית בפוליטכניון של פראג, שמאז 1877 בנה עיצובים שונים של שפופרות מלאות גז כדי לחקור את תכונותיהן, פרסם מאמר על האופן שבו לוחות צילום אטומים הפכו לכהים כאשר נחשפו לפליטות מהשפופרות.
ב-8 בנובמבר 1895, פרופסור לפיזיקה גרמני וילהלם רנטגן נתקל בקרני רנטגן בזמן שערך ניסויים בשפופרות לנארד ושפופרות קרוקס והחל לחקור אותן.
ב-28 בדצמבר 1895 הגיש אותו לכתב העת של האגודה הפיזיקלית-רפואית של וירצבורג. זה היה המאמר הראשון שנכתב על קרני רנטגן. רנטגן התייחס לקרינה כ-"X", כדי לציין שמדובר בסוג לא ידוע של קרינה. השם נדבק, אם כי (למרות התנגדויותיו העזות של רנטגן) רבים מעמיתיו הציעו לקרוא להן קרני רנטגן.
רנטגן הבחין מיד שלקרני רנטגן יכולות להיות יישומים רפואיים. יחד עם הגשתו לאגודה הפיזיקלית-רפואית ב-28 בדצמבר, הוא שלח מכתב לרופאים שהכיר ברחבי אירופה (1 בינואר 1896).
מהנדס החשמל הסקוטי אלן ארצ'יבלד קמפבל-סווינטון הוא הראשון אחרי רנטגן שיצר צילום רנטגן (של יד). במהלך פברואר היו 46 נסיינים שאימצו את הטכניקה בצפון אמריקה בלבד.
השימוש הראשון בקרני רנטגן בתנאים קליניים נעשה על ידי ג'ון הול-אדוארדס בבירמינגהם, אנגליה, ב-11 בינואר 1896, כאשר צילם מחט שנתקעה בידו של עמית.
צילום הרנטגן הרפואי הראשון שבוצע בארצות הברית הושג באמצעות שפופרת פריקה בעיצובו של פולוי. בינואר 1896, עם קריאת הגילוי של רנטגן, פרנק אוסטין ממכללת דארטמות' בדק את כל שפופרות הפריקה במעבדת הפיזיקה ומצא שרק שפופרת פולוי הפיקה קרני רנטגן.
בתחילת 1896, מספר שבועות לאחר גילויו של רנטגן, איוואן רומנוביץ' טרחאנוב הקרין צפרדעים וחרקים בקרני רנטגן, והגיע למסקנה שהקרניים "לא רק מצלמות, אלא גם משפיעות על התפקוד החי".
ב-3 בפברואר 1896 גילמן פרוסט, פרופסור לרפואה במכללה, ואחיו אדווין פרוסט, פרופסור לפיזיקה, חשפו את שורש כף היד של אדי מקארתי, שגילמן טיפל בו שבועות קודם לכן בשל שבר, לקרני רנטגן ואספו את התמונה שהתקבלה של העצם השבורה על לוחות צילום ג'לטין שהתקבלו מהווארד לנגיל, צלם מקומי שהתעניין גם הוא בעבודתו של רנטגן.
ב-5 בפברואר 1896 פותחו מכשירי הדמיה חיים על ידי המדען האיטלקי אנריקו סלוויוני ("קריפטוסקופ" שלו) ופרופסור מגי מאוניברסיטת פרינסטון ("סקיאסקופ" שלו), שניהם השתמשו בבריום פלטינוציאניד.
ב-14 בפברואר 1896, הול-אדוארדס היה גם הראשון שהשתמש בקרני רנטגן בניתוח כירורגי.
הממציא האמריקאי תומאס אדיסון החל במחקר זמן קצר לאחר גילויו של רנטגן וחקרה את יכולתם של חומרים להפיק פלואורסצנציה כאשר הם נחשפים לקרני רנטגן, ומצא שסידן טונגסטאט הוא החומר היעיל ביותר. במאי 1896 הוא פיתח את מכשיר ההדמיה החי בייצור המוני הראשון, ה-"ויטסקופ" שלו, שנקרא מאוחר יותר פלואורוסקופ, שהפך לסטנדרט לבדיקות רנטגן רפואיות.
באוגוסט 1896 ד"ר ה.ד. הוקס, בוגר מכללת קולומביה, סבל מכוויות קשות בידו ובחזה מהדגמת קרני רנטגן. הדבר דווח ב-Electrical Review והוביל לדיווחים רבים אחרים על בעיות הקשורות לקרני רנטגן שנשלחו לפרסום.
רופאים רבים טענו כי אין כל השפעות לחשיפה לקרני רנטגן. ב-3 באוגוסט 1905 בסן פרנסיסקו, קליפורניה, אליזבת פליישמן, חלוצת רנטגן אמריקאית, מתה מסיבוכים כתוצאה מעבודתה עם קרני רנטגן.
בסביבות שנת 1906, הפיזיקאי צ'ארלס ברקלה גילה שניתן לפזר קרני רנטגן על ידי גזים, ושלכל יסוד יש ספקטרום רנטגן אופייני. הוא זכה בפרס נובל לפיזיקה לשנת 1917 על תגלית זו.
בשנת 1912, מקס פון לאואה, פאול קניפינג וולטר פרידריך צפו לראשונה בעקיפה של קרני רנטגן על ידי גבישים. תגלית זו, יחד עם עבודתם המוקדמת של פאול פטר אוולד, ויליאם הנרי בראג וויליאם לורנס בראג, הולידה את תחום הקריסטלוגרפיה בקרני רנטגן.
בשנת 1913, הנרי מוזלי ביצע ניסויי קריסטלוגרפיה עם קרני רנטגן שנפלטו ממתכות שונות וניסח את חוק מוזלי, המקשר בין תדירות קרני הרנטגן לבין המספר האטומי של המתכת.
שפופרת הרנטגן של קולידג' הומצאה על ידי ויליאם ד. קולידג'. היא אפשרה פליטה רציפה של קרני רנטגן. שפופרות רנטגן מודרניות מבוססות על תכנון זה, ולעיתים קרובות משתמשות במטרות מסתובבות המאפשרות פיזור חום משמעותי יותר מאשר מטרות סטטיות, מה שמאפשר פלט קרני רנטגן בכמות גבוהה יותר לשימוש ביישומים בעלי עוצמה גבוהה כגון סורקי CT סיבוביים.
בשנת 1914 פיתחה מארי קירי מכוניות רדיולוגיות כדי לסייע לחיילים שנפצעו במלחמת העולם הראשונה. המכוניות אפשרו הדמיית רנטגן מהירה של חיילים פצועים כדי שמנתחי שדה יוכלו לנתח במהירות ובדיוק רב יותר.
בשנת 1904, ג'ון אמברוז פלמינג המציא את הדיודה התרמיונית, הסוג הראשון של שפופרת ריק. היא השתמשה בקתודה חמה שגרמה לזרם חשמלי לזרום בוואקום. רעיון זה יושם במהירות על שפופרות רנטגן, ולכן שפופרות רנטגן עם קתודה מחוממת, הנקראות "שפופרות קולידג'", החליפו לחלוטין את שפופרות הקתודה הקרה הבעייתיות עד שנת 1920 לערך.
משנות ה-20 ועד שנות ה-50, פותחו מכשירי רנטגן כדי לסייע בהתאמת נעליים ונמכרו לחנויות נעליים מסחריות.
מכשיר לייזר רנטגן הוצע כחלק מיוזמת ההגנה האסטרטגית של ממשל רייגן בשנות ה-80, אך הניסוי היחיד במכשיר (סוג של "בלאסטר" לייזר או קרן מוות, המופעל על ידי פיצוץ תרמו-גרעיני) הניב תוצאות לא חד-משמעיות. מסיבות טכניות ופוליטיות, הפרויקט הכולל (כולל לייזר הרנטגן) בוטל (אם כי מאוחר יותר הוחיה על ידי ממשל בוש השני כהגנה מפני טילים לאומית תוך שימוש בטכנולוגיות שונות).
מצפה הכוכבים צ'נדרה, ששוגר ב-23 ביולי 1999, מאפשר לחקור את התהליכים האלימים ביותר ביקום המייצרים קרני רנטגן. בניגוד לאור נראה, המעניק מבט יציב יחסית על היקום, יקום הרנטגן אינו יציב. הוא כולל כוכבים שנקרעים לגזרים על ידי חורים שחורים, התנגשויות גלקטיות, נובות, וכוכבי נייטרונים שצוברים שכבות של פלזמה שמתפוצצות לאחר מכן לחלל.
ההערכה היא ש-0.4% ממקרי הסרטן הנוכחיים בארצות הברית נובעים מטומוגרפיה ממוחשבת (סריקות CT) שבוצעו בעבר, וכי נתון זה עשוי לעלות עד ל-1.5-2% עם שיעורי השימוש ב-CT בשנת 2007.
