ven nov 8, 1895 verso Presente
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I raggi X, o radiazione X, sono una forma penetrante di radiazione elettromagnetica ad alta energia. La maggior parte dei raggi X ha una lunghezza d'onda compresa tra 10 picometri e 10 nanometri, corrispondente a frequenze nell'intervallo da 30 petahertz a 30 exahertz (da 3×1015 Hz a 3×1018 Hz) ed energie nell'intervallo da 124 eV a 124 keV.
Il primo sperimentatore che si pensa abbia (inconsapevolmente) prodotto raggi X fu l'attuario William Morgan. Nel 1785 presentò un documento alla Royal Society di Londra descrivendo gli effetti del passaggio di correnti elettriche attraverso un tubo di vetro parzialmente evacuato, producendo un bagliore creato dai raggi X. Questo lavoro fu ulteriormente esplorato da Humphry Davy e dal suo assistente Michael Faraday.
Prima della loro scoperta nel 1895, i raggi X erano solo un tipo di radiazione non identificata che emanava dai tubi a scarica sperimentali. Furono notati dagli scienziati che studiavano i raggi catodici prodotti da tali tubi, che sono fasci di elettroni energetici osservati per la prima volta nel 1869.
Molti dei primi tubi di Crookes (inventati intorno al 1875) irradiavano indubbiamente raggi X, poiché i primi ricercatori notarono effetti che erano loro attribuibili; la tensione accelerava gli elettroni provenienti dal catodo a una velocità sufficientemente elevata da creare raggi X quando colpivano l'anodo o la parete di vetro del tubo.
Hermann von Helmholtz formulò equazioni matematiche per i raggi X. Postulò una teoria della dispersione prima che Röntgen facesse la sua scoperta e il suo annuncio. Fu formata sulla base della teoria elettromagnetica della luce. Tuttavia, non lavorò con raggi X reali.
A partire dal 1888, Philipp Lenard condusse esperimenti per vedere se i raggi catodici potessero uscire dal tubo di Crookes nell'aria. Costruì un tubo di Crookes con una "finestra" all'estremità fatta di alluminio sottile, rivolta verso il catodo in modo che i raggi catodici la colpissero (in seguito chiamato "tubo di Lenard"). Scoprì che qualcosa passava attraverso, in grado di impressionare lastre fotografiche e causare fluorescenza. Misurò il potere penetrante di questi raggi attraverso vari materiali. È stato suggerito che almeno alcuni di questi "raggi di Lenard" fossero in realtà raggi X.
Nel 1889 Ivan Puluj, nato in Ucraina, docente di fisica sperimentale al Politecnico di Praga che dal 1877 costruiva vari modelli di tubi a gas per indagarne le proprietà, pubblicò un articolo su come le lastre fotografiche sigillate diventassero scure se esposte alle emanazioni dei tubi.
L'8 novembre 1895, il professore di fisica tedesco Wilhelm Röntgen si imbatté nei raggi X mentre sperimentava con tubi di Lenard e tubi di Crookes e iniziò a studiarli.
Il 28 dicembre 1895 lo presentò alla rivista della Società Fisico-Medica di Würzburg. Questo fu il primo articolo scritto sui raggi X. Röntgen si riferì alla radiazione come "X", per indicare che si trattava di un tipo di radiazione sconosciuto. Il nome rimase, sebbene (nonostante le grandi obiezioni di Röntgen) molti dei suoi colleghi suggerissero di chiamarli raggi Röntgen.
Röntgen notò immediatamente che i raggi X potevano avere applicazioni mediche. Insieme alla sua presentazione del 28 dicembre alla Società Fisico-Medica, inviò una lettera ai medici che conosceva in tutta Europa (1° gennaio 1896).
L'ingegnere elettrico scozzese Alan Archibald Campbell-Swinton è il primo dopo Röntgen a creare una radiografia (di una mano). Durante il mese di febbraio, solo in Nord America, 46 sperimentatori adottarono la tecnica.
Il primo utilizzo dei raggi X in condizioni cliniche fu opera di John Hall-Edwards a Birmingham, in Inghilterra, l'11 gennaio 1896, quando radiografò un ago conficcato nella mano di un collega.
La prima radiografia medica effettuata negli Stati Uniti fu ottenuta utilizzando un tubo a scarica del design di Pului. Nel gennaio 1896, leggendo della scoperta di Röntgen, Frank Austin del Dartmouth College testò tutti i tubi a scarica nel laboratorio di fisica e scoprì che solo il tubo di Pului produceva raggi X.
All'inizio del 1896, diverse settimane dopo la scoperta di Röntgen, Ivan Romanovich Tarkhanov irradiò rane e insetti con raggi X, concludendo che i raggi "non solo fotografano, ma influenzano anche la funzione vitale".
Il 3 febbraio 1896 Gilman Frost, professore di medicina al college, e suo fratello Edwin Frost, professore di fisica, esposero il polso di Eddie McCarthy, che Gilman aveva curato alcune settimane prima per una frattura, ai raggi X e raccolsero l'immagine risultante dell'osso rotto su lastre fotografiche alla gelatina ottenute da Howard Langill, un fotografo locale anch'egli interessato al lavoro di Röntgen.
Il 5 febbraio 1896 furono sviluppati dispositivi di imaging dal vivo sia dallo scienziato italiano Enrico Salvioni (il suo "criptoscopio") che dal professor McGie dell'Università di Princeton (il suo "Skiascope"), entrambi utilizzando platinocianuro di bario.
Il 14 febbraio 1896, Hall-Edwards fu anche il primo a utilizzare i raggi X in un'operazione chirurgica.
L'inventore americano Thomas Edison iniziò la ricerca subito dopo la scoperta di Röntgen e studiò la capacità dei materiali di diventare fluorescenti se esposti ai raggi X, scoprendo che il tungstato di calcio era la sostanza più efficace. Nel maggio 1896 sviluppò il primo dispositivo di imaging dal vivo prodotto in serie, il suo "Vitascope", in seguito chiamato fluoroscopio, che divenne lo standard per gli esami radiografici medici.
Nell'agosto 1896 il Dr. HD. Hawks, laureato al Columbia College, subì gravi ustioni alla mano e al torace a causa di una dimostrazione con raggi X. La notizia fu riportata sull'Electrical Review e portò all'invio alla pubblicazione di molte altre segnalazioni di problemi associati ai raggi X.
Molti medici sostenevano che l'esposizione ai raggi X non avesse alcun effetto. Il 3 agosto 1905 a San Francisco, in California, Elizabeth Fleischman, pioniera americana dei raggi X, morì per complicazioni derivanti dal suo lavoro con i raggi X.
Intorno al 1906, il fisico Charles Barkla scoprì che i raggi X potevano essere diffusi dai gas e che ogni elemento possedeva uno spettro di raggi X caratteristico. Per questa scoperta vinse il Premio Nobel per la Fisica nel 1917.
Nel 1912, Max von Laue, Paul Knipping e Walter Friedrich osservarono per la prima volta la diffrazione dei raggi X attraverso i cristalli. Questa scoperta, insieme al lavoro iniziale di Paul Peter Ewald, William Henry Bragg e William Lawrence Bragg, diede vita al campo della cristallografia a raggi X.
Nel 1913, Henry Moseley condusse esperimenti di cristallografia con raggi X emanati da vari metalli e formulò la legge di Moseley, che mette in relazione la frequenza dei raggi X con il numero atomico del metallo.
Il tubo a raggi X di Coolidge fu inventato da William D. Coolidge. Rese possibile l'emissione continua di raggi X. I moderni tubi a raggi X si basano su questo design, impiegando spesso l'uso di bersagli rotanti che consentono una dissipazione del calore significativamente maggiore rispetto ai bersagli statici, permettendo inoltre una maggiore quantità di emissione di raggi X per l'uso in applicazioni ad alta potenza come gli scanner TC rotanti.
Nel 1914 Marie Curie sviluppò auto radiologiche per supportare i soldati feriti nella Prima Guerra Mondiale. Le auto avrebbero consentito una rapida diagnostica per immagini a raggi X dei soldati feriti, in modo che i chirurghi sul campo di battaglia potessero operare in modo rapido e più accurato.
Nel 1904, John Ambrose Fleming inventò il diodo termoionico, il primo tipo di tubo a vuoto. Questo utilizzava un catodo caldo che faceva fluire una corrente elettrica nel vuoto. Questa idea fu rapidamente applicata ai tubi a raggi X, e quindi i tubi a raggi X a catodo riscaldato, chiamati "tubi di Coolidge", sostituirono completamente i problematici tubi a catodo freddo intorno al 1920.
Dagli anni '20 agli anni '50, furono sviluppate macchine a raggi X per assistere nella prova delle scarpe e furono vendute ai negozi di calzature commerciali.
Un dispositivo laser a raggi X fu proposto come parte della Strategic Defense Initiative dell'amministrazione Reagan negli anni '80, ma l'unico test del dispositivo (una sorta di "blaster" laser o raggio della morte, alimentato da un'esplosione termonucleare) diede risultati inconcludenti. Per ragioni tecniche e politiche, il progetto complessivo (incluso il laser a raggi X) fu privato dei fondi (sebbene sia stato successivamente ripreso dalla seconda amministrazione Bush come National Missile Defense utilizzando tecnologie diverse).
L'Osservatorio a raggi X Chandra, lanciato il 23 luglio 1999, ha permesso l'esplorazione dei processi molto violenti nell'universo che producono raggi X. A differenza della luce visibile, che offre una visione relativamente stabile dell'universo, l'universo a raggi X è instabile. Presenta stelle fatte a pezzi da buchi neri, collisioni galattiche e novae, e stelle di neutroni che accumulano strati di plasma che poi esplodono nello spazio.
Si stima che lo 0,4% degli attuali tumori negli Stati Uniti sia dovuto alla tomografia computerizzata (TC) eseguita in passato e che questa percentuale possa aumentare fino all'1,5-2% con i tassi di utilizzo della TC del 2007.
