pt. lis 8, 1895 do Teraz
United Kingdom, U.S., Germany, France, Worldwide
Promieniowanie rentgenowskie (promieniowanie X) to przenikliwa forma wysokoenergetycznego promieniowania elektromagnetycznego. Większość promieni X ma długość fali od 10 pikometrów do 10 nanometrów, co odpowiada częstotliwościom w zakresie od 30 petahertzów do 30 eksahertzów (3×10^15 Hz do 3×10^18 Hz) oraz energiom w zakresie od 124 eV do 124 keV.
Uważa się, że najwcześniejszym eksperymentatorem, który (nieświadomie) wytworzył promienie X, był aktuariusz William Morgan. W 1785 roku przedstawił on Towarzystwu Królewskiemu w Londynie pracę opisującą efekty przepuszczania prądu elektrycznego przez częściowo opróżnioną szklaną rurkę, co powodowało poświatę wywołaną promieniami X. Prace te były dalej badane przez Humphry'ego Davy'ego i jego asystenta Michaela Faradaya.
Przed ich odkryciem w 1895 roku, promienie X były jedynie rodzajem niezidentyfikowanego promieniowania wydobywającego się z eksperymentalnych rur wyładowczych. Zauważyli je naukowcy badający promienie katodowe wytwarzane przez takie rury, które są energetycznymi wiązkami elektronów, zaobserwowanymi po raz pierwszy w 1869 roku.
Wiele wczesnych rur Crookesa (wynalezionych około 1875 roku) bez wątpienia emitowało promienie X, ponieważ wczesni badacze zauważyli efekty, które można było im przypisać; napięcie przyspieszało elektrony pochodzące z katody do prędkości wystarczająco wysokiej, aby wytworzyły one promienie X po uderzeniu w anodę lub szklaną ściankę rurki.
Hermann von Helmholtz sformułował równania matematyczne dla promieni X. Postulował teorię dyspersji, zanim Röntgen dokonał swojego odkrycia i ogłoszenia. Została ona sformułowana na podstawie elektromagnetycznej teorii światła. Nie pracował jednak z rzeczywistymi promieniami X.
Począwszy od 1888 roku, Philipp Lenard prowadził eksperymenty, aby sprawdzić, czy promienie katodowe mogą wydostać się z rury Crookesa do powietrza. Zbudował rurę Crookesa z „okienkiem” na końcu wykonanym z cienkiego aluminium, skierowanym w stronę katody, tak aby promienie katodowe w nie uderzały (później nazwaną „rurą Lenarda”). Odkrył, że coś przenika przez nie, co naświetlało klisze fotograficzne i powodowało fluorescencję. Zmierzył siłę przenikania tych promieni przez różne materiały. Sugerowano, że przynajmniej niektóre z tych „promieni Lenarda” były w rzeczywistości promieniami X.
W 1889 roku urodzony na Ukrainie Iwan Puluj, wykładowca fizyki doświadczalnej na Politechnice Praskiej, który od 1877 roku konstruował różne typy rur gazowych w celu badania ich właściwości, opublikował pracę na temat tego, jak zamknięte klisze fotograficzne ciemniały pod wpływem emanacji z tych rur.
8 listopada 1895 roku niemiecki profesor fizyki Wilhelm Röntgen natknął się na promienie X podczas eksperymentów z rurami Lenarda i Crookesa i zaczął je badać.
28 grudnia 1895 roku złożył ją w czasopiśmie Towarzystwa Fizyczno-Medycznego w Würzburgu. Była to pierwsza praca napisana na temat promieni X. Röntgen nazwał promieniowanie „X”, aby wskazać, że jest to nieznany rodzaj promieniowania. Nazwa się przyjęła, chociaż (pomimo wielkich sprzeciwów Röntgena) wielu jego kolegów sugerowało nazywanie ich promieniami Röntgena.
Röntgen natychmiast zauważył, że promienie X mogą mieć zastosowania medyczne. Wraz ze swoim zgłoszeniem do Towarzystwa Fizyczno-Medycznego z 28 grudnia wysłał list do znanych mu lekarzy w całej Europie (1 stycznia 1896 r.).
Szkocki inżynier elektryk Alan Archibald Campbell-Swinton był pierwszą osobą po Röntgenie, która stworzyła zdjęcie rentgenowskie (dłoni). W lutym w samej Ameryce Północnej 46 eksperymentatorów podjęło się tej techniki.
Pierwszego użycia promieni X w warunkach klinicznych dokonał John Hall-Edwards w Birmingham w Anglii 11 stycznia 1896 roku, kiedy to prześwietlił igłę tkwiącą w dłoni współpracownika.
Pierwsze zdjęcie rentgenowskie w celach medycznych w Stanach Zjednoczonych uzyskano przy użyciu rury wyładowczej projektu Pulua. W styczniu 1896 roku, po przeczytaniu o odkryciu Röntgena, Frank Austin z Dartmouth College przetestował wszystkie rury wyładowcze w laboratorium fizycznym i odkrył, że tylko rura Pulua wytwarza promienie X.
Na początku 1896 roku, kilka tygodni po odkryciu Röntgena, Iwan Romanowicz Tarchanow naświetlał żaby i owady promieniami X, dochodząc do wniosku, że promienie te „nie tylko fotografują, ale także wpływają na funkcje życiowe”.
3 lutego 1896 roku Gilman Frost, profesor medycyny w college'u, oraz jego brat Edwin Frost, profesor fizyki, wystawili nadgarstek Eddiego McCarthy'ego, którego Gilman leczył kilka tygodni wcześniej z powodu złamania, na działanie promieni X i zebrali wynikowy obraz złamanej kości na żelatynowych płytach fotograficznych uzyskanych od Howarda Langilla, lokalnego fotografa również zainteresowanego pracą Röntgena.
5 lutego 1896 roku urządzenia do obrazowania na żywo zostały opracowane zarówno przez włoskiego naukowca Enrico Salvioniego (jego „kryptoskop”), jak i profesora McGie z Uniwersytetu Princeton (jego „Skiascope”), oba wykorzystujące platynocyjanek baru.
14 lutego 1896 roku Hall-Edwards był również pierwszą osobą, która użyła promieni X podczas operacji chirurgicznej.
Amerykański wynalazca Thomas Edison rozpoczął badania wkrótce po odkryciu Röntgena i badał zdolność materiałów do fluorescencji pod wpływem promieni X, odkrywając, że wolframian wapnia jest najskuteczniejszą substancją. W maju 1896 roku opracował pierwsze masowo produkowane urządzenie do obrazowania na żywo, swój „Vitascope”, później nazwany fluoroskopem, który stał się standardem w medycznych badaniach rentgenowskich.
W sierpniu 1896 roku dr H.D. Hawks, absolwent Columbia College, doznał poważnych oparzeń dłoni i klatki piersiowej podczas demonstracji promieni X. Zostało to opisane w Electrical Review i doprowadziło do wielu innych doniesień o problemach związanych z promieniami X przesyłanych do publikacji.
Wielu lekarzy twierdziło, że ekspozycja na promieniowanie rentgenowskie nie wywołuje żadnych skutków. 3 sierpnia 1905 roku w San Francisco w Kalifornii Elizabeth Fleischman, amerykańska pionierka promieni rentgenowskich, zmarła z powodu powikłań wynikających z pracy z promieniami X.
Około 1906 roku fizyk Charles Barkla odkrył, że promienie rentgenowskie mogą być rozpraszane przez gazy i że każdy pierwiastek ma charakterystyczne widmo promieniowania rentgenowskiego. Za to odkrycie otrzymał w 1917 roku Nagrodę Nobla w dziedzinie fizyki.
W 1912 roku Max von Laue, Paul Knipping i Walter Friedrich po raz pierwszy zaobserwowali dyfrakcję promieni rentgenowskich na kryształach. Odkrycie to, wraz z wczesnymi pracami Paula Petera Ewalda, Williama Henry'ego Bragga i Williama Lawrence'a Bragga, dało początek dziedzinie krystalografii rentgenowskiej.
W 1913 roku Henry Moseley przeprowadził eksperymenty krystalograficzne z wykorzystaniem promieni rentgenowskich emitowanych przez różne metale i sformułował prawo Moseleya, które wiąże częstotliwość promieni rentgenowskich z liczbą atomową metalu.
Lampa rentgenowska Coolidge'a została wynaleziona przez Williama D. Coolidge'a. Umożliwiła ona ciągłą emisję promieni rentgenowskich. Nowoczesne lampy rentgenowskie opierają się na tej konstrukcji, często wykorzystując obracające się anody, które pozwalają na znacznie lepsze odprowadzanie ciepła niż anody statyczne, co z kolei pozwala na uzyskanie większego natężenia promieniowania rentgenowskiego do zastosowań w urządzeniach o dużej mocy, takich jak tomografy komputerowe.
W 1914 roku Maria Skłodowska-Curie opracowała samochody radiologiczne, aby wspierać żołnierzy rannych podczas I wojny światowej. Samochody te umożliwiały szybkie wykonywanie zdjęć rentgenowskich rannych żołnierzy, dzięki czemu chirurdzy polowi mogli szybciej i dokładniej przeprowadzać operacje.
W 1904 roku John Ambrose Fleming wynalazł diodę próżniową, pierwszy rodzaj lampy próżniowej. Wykorzystywała ona gorącą katodę, która powodowała przepływ prądu elektrycznego w próżni. Pomysł ten szybko zastosowano w lampach rentgenowskich, dzięki czemu lampy rentgenowskie z żarzoną katodą, zwane „lampami Coolidge'a”, do około 1920 roku całkowicie wyparły kłopotliwe lampy z zimną katodą.
Od lat 20. do 50. XX wieku opracowywano aparaty rentgenowskie wspomagające dobór obuwia, które sprzedawano do komercyjnych sklepów obuwniczych.
Urządzenie laserowe emitujące promieniowanie rentgenowskie zostało zaproponowane w latach 80. XX wieku jako część Inicjatywy Obrony Strategicznej administracji Reagana, jednak jedyny test tego urządzenia (rodzaj laserowego „blastera” lub promienia śmierci, zasilanego wybuchem termojądrowym) dał niejednoznaczne wyniki. Z powodów technicznych i politycznych cały projekt (w tym laser rentgenowski) został pozbawiony finansowania (choć później został wznowiony przez drugą administrację Busha jako Narodowa Obrona Przeciwrakietowa z wykorzystaniem innych technologii).
Obserwatorium rentgenowskie Chandra, wystrzelone 23 lipca 1999 roku, umożliwiło badanie bardzo gwałtownych procesów we wszechświecie, które wytwarzają promieniowanie rentgenowskie. W przeciwieństwie do światła widzialnego, które daje stosunkowo stabilny obraz wszechświata, wszechświat rentgenowski jest niestabilny. Charakteryzuje się gwiazdami rozrywanymi przez czarne dziury, kolizjami galaktyk, nowymi oraz gwiazdami neutronowymi, które gromadzą warstwy plazmy, a następnie eksplodują w przestrzeń kosmiczną.
Szacuje się, że 0,4% obecnych przypadków nowotworów w Stanach Zjednoczonych wynika z tomografii komputerowej (skanów TK) wykonanej w przeszłości i że odsetek ten może wzrosnąć nawet do 1,5-2% przy uwzględnieniu wskaźników wykorzystania TK z 2007 roku.
