Gdje su otkrivene rendgenske zrake i ko ih je otkrio?
Njemački fizičar Wilhelm Conrad Röntgen otkrio je rendgenske zrake 8. 11. 1895. na Institutu za fiziku Univerziteta u Würzburgu. Istraživao je provođenje električne struje kroz gasove. Zračenje koje je uočio moglo je prolaziti kroz materijale koji zaustavljaju vidljivu svjetlost. Nazvao ga je X-zrakama.
Ako otkriće povezujete s čuvenim snimkom šake, krenite ipak od laboratorije. Otkriće se dogodilo u novembru. Snimak lijeve šake Anne Berthe Röntgen nastao je kasnije, 22. 12. 1895., prema datiranju Muzeja nauke. Prvo opažanje i poznati snimak pripadaju različitim trenucima.
Röntgen je svoj prvi rad o novoj vrsti zraka objavio 28. 12. 1895. Bečki list Die Presse izvijestio je o otkriću 5. 1. 1896. Ovi datumi pokazuju kako su rendgenske zrake od laboratorijskog opažanja stigle do naučnog rada i novinskih izvještaja.
Šta je omogućilo snimanje rendgenskim zrakama?
Rendgenske zrake su elektromagnetno zračenje, kao i vidljiva svjetlost. Njihova veća energija omogućava im prolazak kroz mnoge predmete, uključujući ljudsko tijelo. Röntgen je uočio zračenje koje prodire kroz supstance neprozirne za vidljivu svjetlost. Ta sposobnost postala je osnova medicinskog rendgenskog snimanja.
Nastanak slike zavisi od razlika u apsorpciji. Kalcij u kostima apsorbira više rendgenskih zraka nego mnoga okolna meka tkiva. Zato kosti na standardnim rendgenskim snimcima izgledaju bjelje. Ako ste vidjeli rendgenski snimak zuba, susreli ste se sa svakodnevnom primjenom istog zračenja: radiografija može otkriti neke probleme sa zubima.
Medicinska radiografija pomaže i u otkrivanju prijeloma kostiju, upale pluća i stranih tijela u organizmu. Ove primjene povezuju Röntgenovo otkriće s praktičnim pitanjima o povredama i bolestima.
Snimak šake i naziv Röntgenove zrake
Čuveni rani rendgenski snimak prikazuje lijevu šaku Anne Berthe Röntgen s prstenom. Muzej nauke datira njegov nastanak na 22. 12. 1895. Kosti i prsten čine ovaj snimak konkretnim zapisom mogućnosti snimanja novootkrivenim zračenjem.
Još jedna šaka postala je dio javnog predstavljanja otkrića. Na skupu Fizikalno-medicinskog društva u Würzburgu 23. 1. 1896. anatom Albert von Kölliker dao je snimiti svoju šaku. Predložio je da se zračenje nazove Röntgenovim zrakama. Taj prijedlog neposredno je povezao zrake s njihovim otkrivačem.
Röntgen je za svoje otkriće 10. 12. 1901. dobio prvu Nobelovu nagradu za fiziku. Nagrada je uslijedila nakon laboratorijskog opažanja, prvog rada, novinskih izvještaja i predstavljanja u Würzburgu. Zajedno, ti događaji pokazuju kako je otkriće steklo naučno priznanje.
Kako rendgenski aparat proizvodi zračenje?
Rendgenska cijev je vakuumska cijev. Elektroni napuštaju zagrijanu katodu i pod visokim naponom ubrzavaju prema metalnoj meti na anodi. Njihov sudar s metom proizvodi rendgenske zrake. Tako možete povezati električni rad aparata sa zračenjem koje služi za snimanje.
Jedan proces nastanka naziva se bremsstrahlung, odnosno zakočno zračenje. Elektroni koji udaraju u metu, naprimjer od volframa, usporavaju. Dok gube energiju, dio nje oslobađaju kao rendgensko zračenje. Naziv opisuje usporavanje elektrona na meti.
Drugi proces proizvodi karakteristično rendgensko zračenje. Prazno mjesto u unutrašnjoj elektronskoj ljusci atoma popunjava drugi elektron. Pri tom prijelazu oslobađa se foton određene energije. I ovaj proces i zakočno zračenje objašnjavaju kako međudjelovanja koja uključuju elektrone mogu proizvesti rendgenske zrake.
Napon cijevi ograničava energiju proizvedenih fotona. Cijev koja radi na 80 kilovolti ne može proizvesti fotone energije veće od 80 kiloelektronvolti. Kasnija prekretnica u razvoju cijevi bio je rad Williama Davida Coolidgea, objavljen u časopisu Physical Review 1. 12. 1913.
Od laboratorije do bolničke medicine
Do 1930-ih godina većina bolnica u Ujedinjenom Kraljevstvu imala je posebne rendgenske odjele i opremu. Zračenje otkriveno u Würzburgu postalo je dio organizirane bolničke njege. Posebni odjeli omogućili su rendgenske preglede u prostorima samih bolnica.
Medicinsko rendgensko snimanje danas obuhvata konvencionalnu radiografiju, kompjuteriziranu tomografiju, fluoroskopiju i mamografiju. Sve ove metode koriste ionizirajuće rendgensko zračenje za stvaranje slika. Nazivi označavaju različite metode snimanja, ali svaka pripada medicinskoj primjeni zračenja koje je Röntgen otkrio.
Rendgenske zrake imaju i terapijsku ulogu. Radioterapija ih koristi za ciljano djelovanje na ćelije raka. Ova primjena postoji uz dijagnostičko snimanje: ista vrsta zračenja može pomoći u stvaranju slike ili se koristiti za liječenje raka.
Rendgenski tehničari i snimanje u ratu
Tokom Prvog svjetskog rata Marie Curie koristila je donirane automobile kako bi pomogla uspostavljanju mobilnih rendgenskih službi. Njena mreža obuhvatala je 20 mobilnih i 200 stacionarnih stanica.
Irène Joliot-Curie rukovala je rendgenskom opremom na belgijskom frontu sa 18 godina. Podučavala je i medicinske sestre kako da je koriste. Njen rad pokazuje da je ratna radiologija uključivala i rukovanje aparatima i prenošenje praktičnih vještina drugim medicinskim radnicima.
Ratne stanice i posebni bolnički odjeli iz 1930-ih pokazuju različite uslove rada s rendgenskim zrakama. Mreža Marie Curie spajala je mobilnu i stacionarnu opremu. Britanske bolnice kasnije su imale vlastite odjele. U oba slučaja medicinsko snimanje zavisilo je od opreme i ljudi osposobljenih da njome rukuju.
Šta je rendgenska kristalografija?
Rendgenske zrake postale su i sredstvo za proučavanje kristala. Rad Maxa von Lauea o difrakciji rendgenskih zraka u kristalima objavljen je 1912. godine. Potvrdio je elektromagnetnu prirodu zraka. Laue je za otkriće njihove difrakcije na kristalima dobio Nobelovu nagradu za fiziku za 1914. godinu.
William Henry Bragg i njegov sin William Lawrence Bragg podijelili su Nobelovu nagradu za fiziku za 1915. godinu. Priznanje su dobili za doprinos analizi kristalnih struktura pomoću rendgenskih zraka. Zračenje koje je moglo otkriti strukture unutar šake omogućilo je i istraživanje strukture kristala.
Zašto je važna zaštita od zračenja?
Rendgenske zrake su ionizirajuće zračenje i mogu oštetiti DNK. Ta oštećenja mogu doprinijeti genetskim promjenama koje dovode do raka. Njihova medicinska vrijednost zato zahtijeva procjenu izloženosti tokom pregleda.
FDA navodi dva osnovna principa zaštite. Očekivana korist za pacijenta treba biti veća od štete. Pregled također treba obaviti uz najnižu dozu koja daje sliku dovoljno dobru za dijagnozu. Kada povezujete savremeno snimanje s Röntgenovim otkrićem, i ovi principi pripadaju toj historiji, zajedno sa snimcima i aparatima.
Hronologija
- 8. 11. 1895.: Röntgen otkriva rendgenske zrake u svojoj laboratoriji u Würzburgu.
- 22. 12. 1895.: Nastaje čuveni rendgenski snimak šake Anne Berthe Röntgen, prema datiranju Muzeja nauke.
- 28. 12. 1895.: Röntgen objavljuje prvi rad u kojem predstavlja otkriće.
- 5. 1. 1896.: Die Presse izvještava o otkriću.
- 23. 1. 1896.: Kölliker na predstavljanju u Würzburgu predlaže naziv Röntgenove zrake.
- 10. 12. 1901.: Röntgen dobija prvu Nobelovu nagradu za fiziku.
- 1912.: Objavljen je Laueov rad o difrakciji rendgenskih zraka u kristalima.
- 1. 12. 1913.: U časopisu Physical Review izlazi Coolidgeov rad koji opisuje njegovu rendgensku cijev.
- 1914.: Laue dobija Nobelovu nagradu za fiziku.
- Prvi svjetski rat: Marie Curie uspostavlja mrežu mobilnih i stacionarnih rendgenskih stanica; Irène rukuje rendgenskom opremom i podučava medicinske sestre njenoj upotrebi.
- 1915.: William Henry Bragg i William Lawrence Bragg dijele Nobelovu nagradu za fiziku.
- 1930-e: Većina britanskih bolnica ima posebne rendgenske odjele.
- 1962.: Raketni eksperiment otkriva Scorpius X-1.
Detalji koje nećete naći u vodičima
Poznati snimak šake iz Muzeja nauke fotografska je kopija. U zapisu muzejske zbirke navedeno je da se originalni rendgenski snimak nalazi u Njemačkom muzeju u Minhenu. Kada pogledate ovaj muzejski zapis, važna je razlika između originalnog snimka i njegove kasnije kopije.
Röntgen je novčani dio Nobelove nagrade, 50.000 kruna, donirao Univerzitetu u Würzburgu. Nije podnio prijavu za patentiranje otkrića. Također nije održao Nobelovo predavanje. Ovi detalji dopunjuju poznatije podatke o njegovoj nagradi iz 1901. godine.
Od medicinskih snimaka do rendgenske astronomije
Zemljina atmosfera apsorbira većinu rendgenskih zraka koje dolaze iz svemira. Zato astronomski detektori moraju biti podignuti iznad atmosfere. Posmatranje tih zraka zahtijeva drugačije uslove od bolničkog pregleda, pri kojem cijev proizvodi zračenje za stvaranje slike.
Raketni eksperiment Riccarda Giacconija i njegovih kolega otkrio je Scorpius X-1 1962. godine. Priznat je kao prvi otkriveni izvor rendgenskog zračenja izvan Sunčevog sistema. Rendgenske zrake postale su sredstvo za istraživanje i struktura na Zemlji i izvora u svemiru.
Često postavljana pitanja
Ko je otkrio rendgenske zrake?
Wilhelm Conrad Röntgen otkrio ih je 8. 11. 1895. na Institutu za fiziku Univerziteta u Würzburgu. Istraživao je provođenje električne struje kroz gasove.
Čija je šaka na čuvenom rendgenskom snimku?
To je lijeva šaka Anne Berthe Röntgen, prikazana s prstenom. Muzej nauke datira snimak na 22. 12. 1895.
Zašto su kosti bijele na rendgenskom snimku?
Kalcij u kostima apsorbira više rendgenskih zraka nego mnoga okolna meka tkiva. Zbog toga kosti na standardnim rendgenskim snimcima izgledaju bjelje.
Jesu li rendgenske zrake promijenile samo medicinsko snimanje?
Omogućile su i analizu kristalnih struktura i astronomska posmatranja. Rendgenske zrake koriste se i u radioterapiji za ciljano djelovanje na ćelije raka.
Izvori
- Arhiv Univerziteta u Würzburgu — Wilhelm Conrad Röntgen uni-wuerzburg.de
- Röntgenovo memorijalno mjesto u Würzburgu — Wilhelm Röntgen wilhelmconradroentgen.de
- Grupacija Muzeja nauke — Rendgenski snimak šake Röntgenove supruge collection.sciencemuseumgroup.org.uk
- NIH–NIBIB — Rendgenske zrake nibib.nih.gov
- Wikipedia — Rendgenske zrake en.wikipedia.org
- ARPANSA — Rendgenske zrake arpansa.gov.au
- Physical Review — Snažna rendgenska cijev s čistim elektronskim pražnjenjem journals.aps.org
- FDA — Medicinsko rendgensko snimanje fda.gov
- Američki institut za fiziku — Marie Curie: Pomoć ranjenicima history.aip.org
- NobelPrize.org — Irène Joliot-Curie nobelprize.org
- Međunarodna unija za kristalografiju — Nobelova nagrada za fiziku za 1914. godinu iucr.org
- NobelPrize.org — William Bragg: Činjenice nobelprize.org
- Nacionalni institut za rak — Zračenje cancer.gov
FAQ
Gdje su otkrivene rendgenske zrake i ko ih je otkrio?
Njemački fizičar Wilhelm Conrad Röntgen otkrio je rendgenske zrake 8. 11. 1895. na Institutu za fiziku Univerziteta u Würzburgu, istražujući provođenje električne struje kroz gasove.
Čija je šaka na čuvenom ranom rendgenskom snimku?
Na snimku je lijeva šaka Anne Berthe Röntgen s prstenom. Muzej nauke datira rendgenski snimak na 22. 12. 1895.
Zašto kosti izgledaju bijelo na rendgenskom snimku?
Kalcij u kostima apsorbira više rendgenskih zraka nego mnoga okolna meka tkiva. Zato kosti na standardnim rendgenskim snimcima izgledaju bjelje.
Kako su rendgenske zrake dovele do kristalografije?
Rad Maxa von Lauea o difrakciji na kristalima, objavljen 1912. godine, potvrdio je elektromagnetnu prirodu rendgenskih zraka. William Henry Bragg i William Lawrence Bragg kasnije su podijelili Nobelovu nagradu za fiziku za 1915. godinu za doprinos analizi kristalnih struktura pomoću rendgenskih zraka.
Image: First medical X-ray by Wilhelm Röntgen of his wife Anna Bertha Ludwig's hand – 18951222.jpg — Wilhelm Röntgen, Public domain
