Wilhelm Conrad Röntgen

Vynikající německý fyzik, který svým objevem zachránil obrovské množství životů. Sám však na svůj objev bohužel doplatil smrtí. Narodil se roku 27. 3. 1845 a zemřel na leukémii 10. 2. 1923. Působil jako profesor na univerzitě ve Strasburku, Giessenu, Würzburgu a v Mnichově, kde se zabýval se studiem kapalin, plynů a elektromagnetických jevů (mimo jiné objevil i přítomnost magnetického pole v pohybujícím se dielektriku). V roce 1895 při pokusech s katodovými paprsky objevil nový druh záření, paprsky X (později nazvány rentgenovými paprsky) a zkoumal jejich vlastnosti. Zhotovil první rentgenové snímky kovových předmětů a snímky kostí ruky (své manželky). V roce 1901 mu za objev rentgenových paprsků byla udělena Nobelova cena. Na rozdíl od řady jiných objevů byl objev rentgenového záření prakticky okamžitě využit v praxi. Večer 8. listopadu 1895 experimentoval s elektrickými výboji ve vakuových trubicích, když si povšiml, že kus papíru natřený tetrakyanoplatnatanem barnatým v blízkosti trubice začíná zářit. Zdánlivě zcela bez příčiny.

Röntgen zkusil zakrýt výbojku kusem kartonu, ale papír opět zářil. Tušil, že objevil neviditelný paprsek, který má schopnost pronikat předměty (dnes víme, že se jedná o druh elektromagnetického záření o vlnové délce řádově 0,001 mm). Při dalších pokusech zjistil, že intenzita světla na papíru (stínítku) je úměrná tloušťce materiálu vloženého mezi trubici a stínítko, neboť paprsky jsou materiálem částečně pohlcovány (v závislosti na tloušťce a druhu materiálu). Překvapující bylo, když do cesty paprskům vložil vlastní ruku: na stínítku se objevily její kosti... Genialita W. C. Röntgena tkví v okamžitém rozpoznání možného významu pro medicínu. Již v prosinci 1896 přednášel o svém objevu ve Würzburgu. Práci nabídl k otištění 28.12. 1895. Již 8.1. 1896 reagovala Berlínská společnost vnitřního lékařství. V přednášce bylo výslovně řečeno, že X-paprsky jsou vhodné k využití v lékařství, ke sledování in vivo. 13.1. 1896 vyšel první článek v Berliner Klinisches Wochenschrift. Známý rentgenogram - ruka anatoma Dr.Köllikera - byl zhotoven 23.1. 1896. V březnu téhož roku vyšla publikace ve Würzburgu knižně (1). Ještě v roce 1896 bylo ve světě publikováno více než tisíc prací zabývajících se objeveným zářením. Téhož roku již Broba popsal rentgenovou dermatitidu. V následujícím roce již byly paprsky využity v medicíně i v Čechách a na Slovensku. Počátky lékařského použití rentgenových paprsků jsou spojeny se jmény Rudolfa Jedličky v Čechách a Bély Alexandra na Slovensku. Kežmarský rodák B. Alexander byl dokonce prvním profesorem rentgenologie v Rakousku-Uhersku.

Thomas Hunt (americký embryolog a genetik; jeden ze zakladatelů moderní genetiky), v té době známý britský lékař, nazval už za pouhý měsíc jeho objev "pravděpodobně největším mezníkem v dějinách diagnostiky". Tyto paprsky se původně nazývaly "paprsky X". Teprve později, na počest svého objevitele, byly nazvány Röntgenovými paprsky. Nedlouho po Röntgenově objevu se rentgenologie stala uznávaným a využívaným oborem medicíny. Rentgenový paprsek na jedné straně a fotografická deska na druhé straně lidského těla umožňují pořídit rentgenový snímek kostí a vnitřních orgánů a kostry, a tím usnadňují zjišťování různých nemocí a poranění. Dnes se rentgenové záření používá i v průmyslu, a to na kontrolu vnitřních trhlin a necelistvostí materiálu (v tzv. defektoskopii).

Difrakce RTG paprsků

Myšlenka využít RTG paprsků ke studiu struktury krystalu byla poprvé formulovaná Maxem von Lauem v roce 1912. Jím navržený experiment geniálně řešil dva problémy tehdejší doby. První byl neznámý charakter Rentgenového záření, objeveno v roce 1896. Do té doby nebylo jednoznačně prokázáno, zda RTG záření je vlnění, nebo zda je to proud částic. Druhý problém byl stavba krystalu, i když hypotézu, že krystaly jsou tvořeny částicemi uspořádanými do pravidelné prostorové mřížky, zastávala většina vědců, nebyla vyvrácena ani hypotéza, že pravidelné uspořádání existuje jen na vnějších stranách krystalu a uvnitř jsou částice umístěny jako v kapalinách. Z teoretických výpočtů byla pro případ, že RTG je vlnění, navržena v roce 1911 Sommergeldem jeho vlnová délka 0,1 nm, odhady atomového rozměru pak vedly k předpokladu, že perioda mříže krystalu je řádově 0,1 nm. M. von Laue navrhl experiment, při němž by krystalem procházelo RTG záření. Pokud jsou představy o periodicitě krystalu a vlnové délce správné, musí při tom docházet k ohybu a interferenci záření obdobně, jako při průchodu viditelného světla optickými mřížkami, neboť podmínkou pro vznik těchto jevů je blízkost vlnové délky záření a periody mříže. Již druhý pokus byl úspěšný, při průchodu RTG záření destičkou síranu mědnatého byla na filmu za krystalem patrná soustava pravidelně uspořádaných tmavých skvrn, odpovídajících difraktovaným paprskům. Jak vlnová povaha záření, tak mřížová stavba krystalu byla potvrzena a od té doby začíná cesta k interpretaci difrakčních obrazů. Na počátku byly studovány jednoduché sloučeniny anorganických látek, dnes pak rozvoj metody, experimentálních přístrojů a výpočetní techniky umožňuje stanovit krystalovou strukturu i molekul bílkovin o stovkách atomů. RTG difrakce se tak pro pevné látky stala základní metodou pro určení rozmístění atomů v prostoru.

Hlavní mezníky ve využití objevu rentgenového záření

1895 - Wilhelm Conrad Röntgen: Objev X-paprsků při pokusech s katodovou trubicí

1896 - L.Freund: Zkoumání biologických účinků rentgenového záření V.Despeignes: Radiologická léčba zhoubných nádorů G.Destot a L.Bérard: Rtg vyšetřování cév Walter: Vodou chlazené rentgenky

1897 - G. Abrams: RTG vyšetřování srdce; Rich Seifert: první továrně vyráběný rentgen

1898 - M.Curie a P.Curie: objev radioaktivity - polonia a radia

1901 - W. Röntgen: Nobelova cena za fyziku, za objev RTG záření

1902 - Otec a syn Bragové: změření vlnové délky RTG záření

1906 - B. Alexander: plastické rentgenové snímky

1908 - Groedel a Horn: zesilovací fólie; Zemp a Koch: transformátor k získání vysokého napětí

1910 - M.Curie: teorie radioaktivity

1912 - Groedel: film s oboustrannou emulzí

1913 - Coolidge: vakuová rentgenka s wolframovým žhavícím vláknem

1914 - Pohl: rentgenka s rotační anodou

1918 - Goetze: čárové ohnisko rentgenky

1921 - C.H.F. Müller: vzduchové chlazení rentgenky

1923 - Wilhelm Conrad Röntgen: úmrtí

1928 - C.H.F. Müller: ochranný kryt rentgenky; Siemens: první třífázový generátor; definovaná jednotka rentgenového záření

1930 - Vallebona: tomografie

1948 - Coltmann: zesilovač rentgenového obrazu

1962 - Machlett Co.: zavedení první rotační anodové trubice s mřížkovou kontrolou

1963 - A.M. Cormack: teorie počítačové tomografie

1964 - D. Growfootová-Hodgkinová: Nobelova cena za chemii při zjišťování struktury látek pomocí rentgenových paprsků

1979 - A. MacLeod Cormack, G.N. Hounsfield: Nobelova cena za lékařství, za objev počítačové tomografie