Открытие рентгеновских лучей: поворотный момент в истории медицины

8 ноября 1895 года произошло открытие, которое навсегда изменило медицину и спасло миллионы жизней. Рентгеновские лучи позволили заглянуть внутрь человека без хирургического вмешательства. Узнайте удивительную историю сенсационного открытия и его влияния на развитие науки и практической медицины.

Как Рентген открыл X-лучи

Открытие рентгеновских лучей произошло 8 ноября 1895 года в лаборатории Физического института Вюрцбургского университета. 50-летний профессор Вильгельм Конрад Рентген экспериментировал с вакуумной катодной трубкой, известной как трубка Крукса. Этот прибор состоит из стеклянной колбы, в которой создан вакуум, с положительным и отрицательным электродами. Когда Рентген включил ток, трубка начала испускать поток электронов, так называемые катодные лучи. Ученый решил изучить это явление и закрыл трубку непрозрачным черным картоном. И в этот момент рядом лежащие кристаллы соли бария стали испускать зеленоватое свечение.

После того как Рентген выключил ток, свечение кристаллов прекратилось, а при повторной подаче напряжения опять возобновилось. После новых экспериментов выяснилось, что икс-лучи возникают в месте, где катодные лучи сталкиваются с преградой внутри катодной трубки.

Рентген сделал вывод, что свечение вызывается неким новым видом излучения. Он назвал эти лучи икс-лучами или X-страхлен. В отличие от катодных лучей, это излучение могло беспрепятственно проходить сквозь различные материалы и вызывать флуоресценцию веществ на своем пути.

Первые эксперименты Рентгена с X-лучами

Рентген начал активно экспериментировать с новым видом излучения. Он обнаружил, что X-лучи:

не отклоняются магнитным и электрическим полями;
проходят сквозь различные материалы и ткани;
частично поглощаются при прохождении через вещество;
делают флуоресцирующие материалы светящимися;
вызывают ионизацию газов;
засвечивают фотопластинки.

Самым удивительным было открытие способности лучей проходить сквозь плотные объекты, но при этом частично задерживаться. Благодаря этому на пленке можно было получить изображение внутренней структуры объекта. Именно это свойство позволило Рентгену сделать снимок кисти руки своей жены с кольцом на пальце - первый в истории рентгеновский снимок. А 22 декабря 1895 года ученый выступил с докладом об открытии нового излучения.

Так Рентген открыл удивительное свойство X-лучей проникать сквозь непрозрачные объекты. Это открытие потрясло научный мир и вскоре нашло применение в медицине для получения изображений костей и внутренних органов пациентов.

Свойства и природа рентгеновского излучения

Рентгеновские лучи обладают уникальным комплексом свойств, который позволяет использовать их в самых разных областях науки и техники. Давайте подробнее разберемся, что из себя представляют X-лучи.

Основные характеристики рентгеновского излучения

К основным характеристикам X-лучей относятся:

Высокая проникающая способность
Ионизирующее действие на вещество
Способность вызывать флуоресценцию
Широкий диапазон длин волн (от 0,01 до 10 нм)
Высокая частота колебаний (3·1016–3·1019 Гц)

Благодаря этим свойствам рентгеновские лучи нашли применение в медицинской визуализации, радиографии материалов, лучевой терапии и других областях.

Отличия рентгеновского излучения от других видов излучения

X-лучи существенно отличаются от уже известных в конце XIX века видов излучения:

В отличие от света, рентгеновские лучи невидимы для человеческого глаза
В отличие от катодных лучей, они не отклоняются электрическим и магнитным полями
X-лучи обладают намного бо́льшей проникающей способностью по сравнению с альфа- и бета-излучением

Природа рентгеновского излучения

Современная наука объясняет природу рентгеновских лучей как электромагнитное излучение с очень малой длиной волны, которое возникает при взаимодействии ускоренных электронов с веществом мишени в рентгеновской трубке. Кванты X-излучения называются фотонами.

Источники рентгеновского излучения

Помимо рентгеновских трубок, источниками X-лучей в природе являются:

Космические объекты (пульсары, черные дыры и др.)
Естественные радиоактивные минералы
Молнии в грозовых облаках

Риски облучения и средства защиты

Несмотря на пользу, рентгеновское излучение несет потенциальную опасность для здоровья при чрезмерном облучении. Для защиты используются свинцовые фартуки, очки, ширмы и другие средства коллективной и индивидуальной защиты.

Применение рентгеновских лучей в медицине

Уникальные свойства X-излучения позволили применить его в медицинской визуализации. Рентгенография дает изображение костей и некоторых мягких тканей. Она используется для диагностики переломов, воспалений, новообразований.

Рентгеноскопия и флюорография

При рентгеноскопии изображение со специального экрана наблюдают непосредственно во время облучения. Флюорография подобна рентгенографии, но дает меньшую дозу облучения.

Компьютерная и магнитно-резонансная томография

Эти методы отличаются от обычной рентгенографии тем, что дают изображение внутренних органов и мягких тканей в различных срезах с высоким разрешением.

Радионуклидная диагностика

Основана на введении в организм радиофармпрепарата и регистрации излучения от него гамма-камерой. Используется для исследования функций органов.

Лучевая терапия в онкологии

Высокоэнергетическое рентгеновское и гамма-излучение применяется для лечения раковых опухолей. Позволяет прицельно воздействовать на патологические ткани с минимальным повреждением здоровых.

Екатерина Андреева 5 января, 2024