X線の歴史

（知らずに）X線を生成した最初の実験者と考えられているのは、保険数理士のウィリアム・モーガンである。1785年、彼はロンドン王立協会に論文を提出し、部分的に真空にしたガラス管に電流を流した際に生じる、X線によって引き起こされた光の効果について記述した。この研究は、後にハンフリー・デービーとその助手のマイケル・ファラデーによってさらに探求された。

William Morgan

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1895年の発見以前、X線は実験用の放電管から放出される正体不明の放射線の一種に過ぎなかった。これらは、1869年に初めて観測された高エネルギー電子ビームである陰極線を研究していた科学者たちによって注目された。

初期のクルックス管（1875年頃発明）の多くは、間違いなくX線を放射していた。初期の研究者たちがX線に起因する現象に気づいていたからである。電圧によって陰極から放出された電子が十分に加速され、陽極や管のガラス壁に衝突した際にX線が発生していた。

ヘルマン・フォン・ヘルムホルツは、X線の数学的方程式を定式化した。彼はレントゲンが発見と発表を行う前に分散理論を提唱していた。これは光の電磁気学説に基づいて形成されたものだった。しかし、彼は実際のX線を用いた研究は行わなかった。

Hermann von Helmholtz

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1888年から、フィリップ・レナルトは陰極線がクルックス管から空気中へ通り抜けられるかどうかを調べる実験を行った。彼は陰極と向き合う端に薄いアルミニウム製の「窓」を持つクルックス管を製作した（後に「レナルト管」と呼ばれる）。彼は何かが通り抜け、それが写真乾板を感光させ、蛍光を引き起こすことを発見した。彼はこれらの放射線が様々な物質を透過する力を測定した。これらの「レナルト線」の少なくとも一部は、実際にはX線であったことが示唆されている。

Phillipp Lenard

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1889年、プラハ工科大学の実験物理学講師であったウクライナ出身のイヴァン・プルーイは、1877年以来、気体充填管の特性を調べるために様々な設計の管を製作しており、管からの放射線にさらされると密閉された写真乾板が黒くなる仕組みについての論文を発表した。

Ivan Puluj

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1895年11月8日、ドイツの物理学教授ヴィルヘルム・レントゲンは、レナルト管やクルックス管を用いた実験中に偶然X線を発見し、その研究を開始した。

Wilhelm Röntgen

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1895年12月28日、ヴュルツブルク物理医学会誌に論文が提出された。これがX線について書かれた最初の論文である。レントゲンは、それが未知の種類の放射線であることを示すために「X」と呼んだ。レントゲン本人の強い反対にもかかわらず、多くの同僚が「レントゲン線」と呼ぶことを提案したものの、この名称が定着した。

レントゲンは直ちにX線が医療に応用できる可能性があることに気づいた。12月28日の物理医学会への提出と同時に、彼はヨーロッパ各地の知人の医師たちに手紙を送った（1896年1月1日）。

First medical X-ray

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スコットランドの電気技師アラン・アーチボルド・キャンベル＝スウィントンは、レントゲンに次いでX線写真（手）を撮影した最初の人物である。2月中には、北米だけでも46人の実験者がこの技術を取り入れていた。

臨床条件下でX線が最初に使用されたのは、1896年1月11日、イギリスのバーミンガムでジョン・ホール＝エドワーズによって行われた。彼は同僚の手の中に刺さった針をX線撮影した。

Taking an X-ray image with early Crookes tube

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米国で撮影された最初の医療用X線写真は、プルーイの設計による放電管を使用して得られた。1896年1月、レントゲンの発見を知ったダートマス大学のフランク・オースティンは、物理学実験室にあるすべての放電管をテストし、プルーイ管だけがX線を生成することを発見した。

レントゲンの発見から数週間後の1896年初頭、イヴァン・ロマノヴィッチ・タルハノフはカエルや昆虫にX線を照射し、これらの放射線は「写真を撮るだけでなく、生命機能にも影響を与える」と結論付けた。

Ivan Romanovich Tarkhanov

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1896年2月3日、同大学の医学教授ギルマン・フロストと物理学教授である弟のエドウィン・フロストは、数週間前に骨折の治療をしたエディ・マッカーシーの手首にX線を照射し、レントゲンの研究に関心を持っていた地元の写真家ハワード・ランギルから入手したゼラチン写真乾板に、骨折した骨の画像を記録した。

1896年2月5日、イタリアの科学者エンリコ・サルヴィオーニ（「クリプトスコープ」）とプリンストン大学のマギー教授（「スキアスコープ」）の両名によって、プラチノシアン化バリウムを使用したライブ画像装置が開発された。

1896年2月14日、ホール＝エドワーズは手術においてX線を使用した最初の人物ともなった。

Surgical removal of a bullet whose location was diagnosed with X-rays in 1897Surgical removal of a bullet whose location was diagnosed with X-rays in 1897Surgical removal of a bullet whose location was diagnosed with X-rays in 1897

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アメリカの発明家トーマス・エジソンは、レントゲンの発見直後に研究を開始し、X線にさらされた際の物質の蛍光能力を調査した結果、タングステン酸カルシウムが最も効果的な物質であることを発見した。1896年5月、彼は最初の量産型ライブ画像装置「バイタスコープ」（後に蛍光透視鏡と呼ばれる）を開発し、これが医療用X線検査の標準となった。

Thomas Edison

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1896年8月、コロンビア大学の卒業生であるH.D.ホークス博士が、X線のデモンストレーション中に手と胸に重度の火傷を負った。これは『エレクトリカル・レビュー』誌で報告され、X線に関連する問題の報告が同誌に多数寄せられるきっかけとなった。

多くの医師は、X線被曝による影響は全くないと主張していました。1905年8月3日、カリフォルニア州サンフランシスコにて、アメリカのX線パイオニアであるエリザベス・フライシュマンが、X線研究の仕事に起因する合併症により亡くなりました。

Elizabeth Fleischman

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1906年頃、物理学者のチャールズ・バークラは、X線が気体によって散乱されること、そして各元素には固有のX線スペクトルがあることを発見しました。彼はこの発見により、1917年にノーベル物理学賞を受賞しました。

Charles Barkla

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1912年、マックス・フォン・ラウエ、パウル・クニッピング、ヴァルター・フリードリヒが、結晶によるX線の回折を初めて観測しました。この発見は、パウル・ペーター・エヴァルト、ウィリアム・ヘンリー・ブラッグ、ウィリアム・ローレンス・ブラッグらの初期の研究とともに、X線結晶構造解析という分野を誕生させました。

1913年、ヘンリー・モーズリーは様々な金属から放出されるX線を用いて結晶構造解析の実験を行い、X線の振動数と金属の原子番号を関連付ける「モーズリーの法則」を定式化しました。

Henry Moseley

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クーリッジX線管は、ウィリアム・D・クーリッジによって発明されました。これにより、X線の連続的な放出が可能になりました。現代のX線管はこの設計に基づいており、回転ターゲットを使用することで静止ターゲットよりも大幅に高い放熱性を実現し、回転式CTスキャナーのような高出力用途において、より大量のX線出力を可能にしています。

1914年、マリ・キュリーは第一次世界大戦で負傷した兵士を支援するために放射線車を開発しました。この車により、負傷した兵士の迅速なX線撮影が可能となり、戦場の外科医はより迅速かつ正確に手術を行うことができるようになりました。

Curie in a mobile X-ray vehicle c. 1915

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1904年、ジョン・アンブローズ・フレミングは、最初の真空管である熱電子ダイオードを発明しました。これは、熱陰極を使用して真空中に電流を流すものでした。このアイデアはすぐにX線管に応用され、その結果、「クーリッジ管」と呼ばれる熱陰極X線管が、1920年頃までに扱いにくい冷陰極管に完全に取って代わりました。

John Ambrose Fleming

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1920年代から1950年代にかけて、靴のフィッティングを支援するためのX線装置が開発され、民間の靴店で販売されていました。

X線レーザー装置は、1980年代のレーガン政権による戦略防衛構想の一部として提案されましたが、その唯一の試験（熱核爆発を動力源とする一種のレーザー「ブラスター」またはデスレイ）は、決定的な結果を得られませんでした。技術的および政治的な理由から、プロジェクト全体（X線レーザーを含む）は資金打ち切りとなりました（ただし、後にブッシュ政権下で、異なる技術を用いた国家ミサイル防衛として復活しました）。

1999年7月23日に打ち上げられたチャンドラX線観測衛星は、宇宙でX線を発生させる非常に激しいプロセスの探査を可能にしました。宇宙の比較的安定した姿を見せる可視光とは異なり、X線で見る宇宙は不安定です。そこには、ブラックホールによって引き裂かれる星、銀河の衝突、新星、そしてプラズマの層を蓄積して宇宙空間に爆発する中性子星などが存在します。

The Chandra X-ray Observator

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米国における現在のがんの0.4%は過去に受けたコンピュータ断層撮影（CTスキャン）が原因であると推定されており、2007年のCT利用率に基づくと、この数値は1.5〜2%まで上昇する可能性があるとされています。