В начале XX века еще не было известно о последствиях бесконтрольного применения Х-лучей. Вдохновившись идеями Рентгена, другой известный физик Томас Эдисон пытается сконструировать флюороскоп – аппарат для рентгенографии внутренних органов человека. Однако эксперименты приводят к гибели ассистента физика: за четыре года он получает слишком большую дозу облучения, испытывая на себе действие рентгеновских трубок. У человека развилась злокачественная опухоль, и спасти его не удалось.
Происходят и курьезные случаи. Однажды Рентген получает письмо от матроса с просьбой прислать ему в конверте немного чудодейственных лучей. Участвуя в сражениях, он получил пулевое ранение в грудь, но врачи не могут извлечь пулю, не зная точное ее местонахождение.
А владельцы одного из магазинов модной обуви закупили флюороскоп, чтобы по рентгеновским снимкам ног клиенток было удобнее подбирать туфли. Использование лучей непрофессионалами приводит к тому, что покупатели получают огромную дозу облучения, поражения кожи.
В Англии выходит реклама одежды, якобы предохраняющего от рентгеновского облучения, а в США даже издают закон, воспрещающий использовать рентгеновские лучи в театральных биноклях.
Научная карьера и жизнь
В 1870 году, он вместе с Августом Кундтом, по совету которого Рентген решил изучать физику, отправился в Вюрцбург в качестве ассистента «Физического кабинета» в здании старого университета на Домершульштрассе. В Вюрцбурге он опубликовал свою первую работу в качестве ученого в журнале «Анналы физики и химии». В июле 1870 года он присоединился к Физико-медицинскому обществу в Вюрцбурге. 19 января 1872 года в Апельдорне он женился на Анне Берте Людвиг (1839-1919), дочери трактирщика из Цюриха.
1 апреля 1872 года он вместе с Кундтом перешел в Университет кайзера Вильгельма в Страсбурге. Рентген хабилитировался в Страсбурге в 1874 году и первоначально поселился там в качестве частного лектора 13 марта 1874 года. Ранее Вюрцбургский университет отказал ему в абилитации, поскольку он не сдал экзамен на аттестат зрелости. С 1 апреля 1875 года он работал доцентом физики и математики в сельскохозяйственной академии Хоэнхайм под Штутгартом. По просьбе своего бывшего академического учителя и покровителя Кундта, Рентген получил должность доцента физики в Страсбурге с 1 октября 1876 года.
Его назначение на должность полного профессора в Гиссене 1 апреля 1879 года впервые в его научной карьере дало Рентгену фиксированную зарплату. В 1887 году Рентгены взяли в свой дом шестилетнюю Жозефину Берту (1881-1972), дочь брата Анны Рентген — Ганса Людвига, родившуюся в Цюрихе 21 декабря 1881 года. Позже они усыновили ребенка, которого назвали Жозефина Берта Донгес-Рентген после свадьбы в Мюнхене 6 марта 1909 года.
Принц-регент Луитпольд назначил Рентгена преемником Фридриха Кольрауша в Вюрцбурге 31 августа 1888 года. Там Рентген 1 октября 1888 года занял должность полного профессора Вюрцбургского университета.
Рентген отклонил вызовы в Йене и Утрехте. В 1893 и 1894 годах он был избран ректором университета в Вюрцбурге. В 1895 году, еще до своего знаменитого открытия, он отказался от предложения перейти во Фрайбургский университет, а четыре года спустя — от предложения стать преемником Густава Генриха Видеманна в Лейпциге.
В Вюрцбурге, 8 ноября 1895 года, Рентген совершил свой величайший научный подвиг: открытие того, что он назвал «рентгеновскими лучами», которые получили название «Röntgenstrahlen» на немецком языке, в то время как в английском их продолжали называть рентгеновскими лучами. 22 декабря 1895 года он использовал их, чтобы сделать снимок руки своей жены, на котором четко видны кости и обручальное кольцо.
Читайте также:
На лекции перед кайзером Вильгельмом II 12 января 1896 года Рентген публично представил свое открытие, а 23 января, по случаю заседания Вюрцбургского физико-медицинского общества, он прочитал лекцию для восторженной аудитории из всех кругов науки и общества в переполненном лекционном зале Физического института. После лекции анатом Альберт Кёлликер предложил переименовать «рентгеновские лучи» в «Röntgen»s sche Strahlen» (или «рентгеновские лучи»), что было быстро принято собранием под председательством Карла Бернхарда Лемана.
С 1 апреля 1900 года Рентген был полным профессором физики в Мюнхенском университете. Там он возглавил Физический институт университетского города, а также стал консерватором Физико-метрономического института государства. Среди его учеников по Мюнхену был Петер Прингсхайм, который впоследствии стал профессором физики в Берлине.
Вильгельм Конрад Рентген был награжден медалью Барнарда в 1900 году. В 1901 году он стал первым лауреатом Нобелевской премии по физике «в знак признания выдающихся заслуг, которые он приобрел благодаря открытию лучей, названных в его честь».
В сентябре 1914 года Гехаймрат Рентген был одним из подписантов Манифеста 93 интеллектуалов «К миру культуры!», о чем впоследствии сожалел. Он также пожертвовал награжденную им английскую медаль Румфорда в качестве поддержки военных усилий Германии.
В 1919 году жена Рентгена умерла после долгой и тяжелой болезни. В том же году он был назначен почетным членом Немецкого физического общества. 1 апреля 1920 года он ушел в отставку с должности профессора Мюнхенского университета.
Человек удивительной скромности
После своего открытия сам ученый остается очень скромным человеком, отнюдь не купающимся в лучах всеобщей славы. Он занимается иными научными вопросами и до глубокой старости работает в Вюрцебском университете. Живет с семьей уединенно и скромно.
Он даже отказывается от дворянского титула, который был пожалован ему принцем Баварии за научные достижения. Также Рентген категорически отказывается патентовать своё изобретение, считая, что оно должно принадлежать и приносить пользу всему человечеству. По этой же причине он отказывается продать право на использование х-лучей Берлинскому электрическому обществу.
В 1901 году ученый становится лауреатом Нобелевской премии, но не приезжает в Стокгольм на вручение заслуженной награды, объясняя это загруженностью работой. А в годы первой мировой войны, когда страна остро нуждается в деньгах на вооружение и армию, он отдает свою премию на нужды фронта.
После смерти жены он чувствует себя одиноким и беспомощным, голодает, худеет. За ним ухаживает один из его учеников. В 1923 году Рентген страдает от серьезного заболевания и ему самому приходится воспользоваться преимуществами собственного изобретения для быстрой диагностики заболевания кишечника. Парадоксально, но в очереди на рентгеноскопию изобретателю х-лучей пришлось провести более десяти дней. Вильгельм Рентген умер в 1923 году от онкологического заболевания.
Первый памятный знак в честь ученого появился еще при его жизни в Петрограде, в 1920 году. А в 1928 году перед ЦНИИ рентгено-радиологического института установлен бронзовый памятник изобретателю х-лучей.
Применение изобретения в наше время
Сейчас мы чаще пишем фамилию ученого-физика с маленькой буквы, ведь давно уже это слово стало нарицательным для обозначения аппарата, лучей и самого метода диагностики, широко применяемого в медицине. От его фамилии образовались такие слова, как рентгеноскопия, рентгенограмма, рентгенология, рентгеновский и многие другие.
И спектр применения открытых в конце двадцатого века удивительных лучей теперь не исчерпывается только медициной. Их используют и в создании сверхточных микроскопов и телескопов, позволяющих как разглядеть атомы, так и исследовать неведомые пространства космоса. Рентгеноструктурный и рентгеноспектральный анализ дает возможность изучать строение кристаллов и структуру вещества. Дефектоскопия, выявляющая скрытые пустоты в огромных по объему отлитых деталях, также использует технологии рентген-излучения.
Так открытие, сделанное более 120 лет назад, продолжает активно использоваться в науке и технике, приносить пользу людям.
История открытия
Изобрел данные лучи 1895 году немецкий ученый Рентген: во время работы с катодолучевой трубкой он обнаружил эффект флуоресценции платино-цианистого бария. Тогда и произошло описание таких лучей и их удивительной способности проникать сквозь ткани организма. Лучи стали называться икс-лучами (х-лучи). Позже в России их стали именовать рентгеновскими.
Лучи способны проникать сквозь мягкие ткани, но задерживаются, длина их определяется препятствием твердой поверхности. Мягкие ткани в человеческом организме — это кожа, а твердые — это кости. В 1901 году ученому присудили Нобелевскую премию.
Однако еще до открытия Вильгельма Конрада Рентгена подобной темой были заинтересованы и другие ученые. В 1853 году французский физик Антуан-Филибер Масон изучал высоковольтный разряд между электродами в стеклянной трубке. Содержащийся в ней газ при низком давлении начал выпускать красноватое свечение. Откачивание лишнего газа из трубки привело к распаду свечения на сложную последовательность отдельных светящихся слоев, оттенок которых зависел от количества газа.
В 1878 году Уильям Крукс (английский физик) высказал предположение о том, что флуоресценция возникает вследствие ударения лучей о стеклянную поверхность трубки. Но все эти исследования не были нигде опубликованы, поэтому Рентген не догадывался о подобных открытиях. После опубликования своих открытий в 1895 году в научном журнале, где ученый писал о том, что все тела прозрачны для этих лучей, хотя и в весьма различной степени, подобными экспериментами заинтересовались и другие ученые. Они подтвердили изобретение Рентгена, и в дальнейшем начались разработки и усовершенствование икс-лучей.
Сам Вильгельм Рентген опубликовал еще две научные работы по теме икс-лучей в 1896 и 1897 годах, после чего занялся другой деятельностью. Таким образом, изобрели рентгеновское излучение несколько ученых, но именно Рентген опубликовал научные труды по этому поводу.
-
Читайте также:
Музей и мемориалы
В Леннепе, где после смерти Рентгена был установлен памятник, с 1930 года действует Немецкий музей Рентгена. Дом, в котором родился Вильгельм Конрад Рентген, до сих пор находится в нескольких минутах ходьбы от Немецкого музея Рентгена. В 2011 году его приобрело Немецкое Рентгеновское общество, чтобы провести профессиональную реконструкцию и сделать его доступным для общественности.
Мемориал Рентгена был создан в 1985 году на месте открытия рентгеновских лучей, в бывшем Физическом институте Вюрцбургского университета на Плейхер-ринг (позднее Рентгенринг). Она дает представление об экспериментальной физике конца XIX века и показывает, помимо аппарата для открытия, эксперимент с катодными лучами — который стал основой для открытия рентгеновских лучей, — а также эксперимент по рентгеновской рентгеноскопии и исторический лекционный зал Рентгена. Мемориал находится в ведении Кураториума Рентгена в Вюрцбурге (Röntgen-Kuratorium Würzburg e. V.).
Весной 1905 года на здании Института физики была установлена мемориальная доска с надписью «В этом доме В. К. Рентген открыл лучи, названные в его честь в 1895 году». Мемориальная доска была установлена по заказу его знаменитых коллег Людвига Больцмана, Фердинанда Брауна, Пауля Друде, Германа Эберта, Лео Гретца, Фридриха Кольрауша, Хендрика Антония Лоренца, Макса Планка, Эдуарда Рике, Эмиля Варбурга, Вильгельма Вина, Отто Винера и Людвига Цендера.
27 июля 1928 года в атриуме Мюнхенского университета был торжественно открыт бюст, созданный Георгием. С 1959 года в Вальхалле под Регенсбургом установлен бюст Рентгена. На Рентгенвеге в Понтрезине и в загородном доме Рентгена в Вайльхайме были установлены мемориальные доски.
С 1898 по 1942 год на Потсдамской улице в Берлине стоял памятник рентгену, созданный Райнхольдом Фельдерхоффом. В 1962 году в Гиссене был установлен памятник Рентгену, изображающий стилизованные рентгеновские лучи. Другие памятники Рентгену находятся в Берлине и Ремшайд-Леннепе.
Краеведческий музей в Штутцербахе и музей стекла в Гельберге предоставляют информацию о ранней истории технического развития первых рентгеновских трубок и об участии в них самого Рентгена.
От катодных трубок к томографам
Рентген-диагностика развивалась стремительно. Уже в 1919 году аргентинский врач Карлос Хьюсер впервые провел рентгенологическое исследование кровеносных сосудов. Для того чтобы увидеть сосуды, Хьюсер внутривенно ввел контрастное вещество — йодид калия.
В 1927 году португальский специалист Эгаз Мониз предложил методику исследования сосудов головного мозга с помощью рентгена. Исследования Мониза и Хьюсера положили начало рентгеновской ангиографии, которая широко используется и в настоящее время.
Одновременно с распространением диагностики развивалась и рентгенотерапия. В 50‑х годах XX века хирурги предложили проводить операции с использованием рентгеновского излучения.
Активно исследовались и методы защиты. Были определены допустимые дозы излучения и разработаны правила работы. Врачей и лаборантов, занимавшихся рентгенодиагностикой, обязали носить защитные свинцовые фартуки.
Новый этап в использовании излучения для диагностики наступил в 1972 году, когда американский физик Аллан Кормак и британский инженер Годфри Хаунсфилд предложили метод компьютерной томографии. Они смогли измерить степень ослабления рентгеновского излучения различными по плотности органами и тканями организма.
Томография стала возможной благодаря компьютерным технологиям, которые позволили анализировать большие объемы данных. Первые томографы использовались только для исследования головного мозга, но вскоре появились аппараты, «сканировавшие» весь организм. За открытие Хаунсфилд и Кормак получили в 1979 году Нобелевскую премию по физиологии и медицине.
Развитие и боевые потери
Рентгеновское излучение как нельзя лучше пригодилось для диагностики, например, для выявления переломов, — врачи из Дортмунда (США) впервые диагностировали с помощью Х-лучей перелом руки в 1986 году.Но в то время свойства нового излучения были еще не до конца изучены, техника безопасности не соблюдалась, что приводило к появлению множества травм, главным образом лучевых, и даже гибели тех, кто подвергался действию облучения.
Итальянский исследователь Энрико Сальвиони стал одним из разработчиков первого флюороскопа — прибора для диагностики с использованием рентгеновского излучения. Структура прибора, предложенная Сальвиони, используется и в наши дни.Об открытии Рентгена стало известно за океаном. Знаменитый Томас Эдисон заменил платиносинеродистый барий на вольфрамат кальция, что позволило делать более четкие снимки.
Рентген подвергся критике со стороны другого немецкого исследователя, Филипа Ленарта, создателя одного из видов катодных трубок. Ленарту было досадно, что не он первым обнаружил Х-лучи, и теперь он пытался обесценить открытие коллеги. Даже после того, как всё мировое научное сообщество стало называть излучение рентгеновским, Ленарт упорно продолжал говорить об «излучении высокой частоты».
Тестирование и демонстрацию нового прибора мэтр поручил своему помощнику, Кларенсу Делли. Через несколько лет ассистенту пришлось ампутировать руку, которая серьезно пострадала из‑за лучевых ожогов, а вскоре Делли скончался от рака средостения. Все это привело к тому, что Эдисон прекратил исследования рентгеновских лучей.
Тем не менее, развитие рентгенодиагностики продолжалось. В 1904 году немецкий ученый Герман Ридер предложил новый стандарт для исследования желудка человека. С диагностикой желудка обнаружилась проблема — рентгеновские лучи проходили сквозь желудок, в итоге снимки получались неинформативными. Ридер предложил пациентам выпивать перед обследованием сернокислый барий. Бариевый раствор частично задерживал лучи, что позволило врачам увидеть на снимке долгожданные очертания желудка.
Первая компьютерная томография
Одним из ограничений рентгеновских снимков является то, что на снимке появляется всё, что находится между рентгеновской трубкой и самим снимком. В итоге всякие патологии, такие как опухоли, могут быть скрыты тканями, органами и костями, находящимися выше или ниже.
В 1930-х годах начался расцвет томографии. Это был рентген определённых уровней тела, а всё, что находилось выше или ниже необходимой плоскости, на снимке выглядело размытым. Делалось это путём перемещения рентгеновской трубки в ходе съёмки. Трубка могла перемещаться в трёх плоскостях человеческого тела: саггитальной (слева направо), корональной (спереди назад), и осевой, она же плоскость поперечного сечения (от ног к голове).
А в 1967-м году учёный из EMI по имени Годфри Хаунсфилд изобрёл осевой томограф. EMI также является звукозаписывающей компанией, которая продала 200 млн записей группы «The Beatles», так что она использовала свои средства для того, чтобы финансировать Хаунсфилда в течение четырёх лет. Именно столько ему потребовалось для того, чтобы создать прототип аппарата. В его сканере вместо плёнки использовались датчики, а пациент просто проезжал между трубок и сенсоров с заданной скоростью. После чего компьютер реконструировал анатомическое строение пациента. Сегодня это называется просто: компьютерная томография. 1 октября 1971-го года Хаунсфилд впервые использовал собственное изобретение для обнаружения опухоли в мозгу женщины.
Таинственное свечение
Поздним вечером 8 ноября 1895 года немецкий исследователь Вильгельм Рентген неожиданно для себя самого совершил открытие, которому мог бы позавидовать любой ученый.
Рентген изучал электрические разряды в стеклянных вакуумных трубках. В тот день он, как обычно, задержался в лаборатории допоздна — время шло к полуночи. Наконец, ученый погасил свет и собирался уже отправиться домой, как вдруг заметил странное свечение на рабочем столе.
Оказалось, что светился экран, покрытый платиносинеродистым барием (BaPt (CN)4 • 4Н20).Слабое бледно-зеленое свечение экрана появлялось только тогда, когда катодная трубка работала. Ее выключение приводило к исчезновению таинственного света. Перемещая экран по лаборатории, физик понял, что удивительные лучи распространяются на несколько метров, легко преодолевая преграды из непрозрачных материалов — алюминиевые листы, толстые книги, колоду игральных карт, деревянный ящик лабораторного стола… А случайно подставив под чудо-излучение руку, ученый узрел на экране жутковатую картину — скелет собственной кисти!
Тут Рентген вспомнил, как пару дней назад он обнаружил, что лежащая на его рабочем столе фотопластина оказалась таинственным образом засвечена, хотя и была завернута в светонепроницаемую упаковку. Теперь он догадался, что причиной этого явления стали только что обнаруженные загадочные лучи.
Палеобиологи с помощью рентгена смогли обнаружить остатки пигмента в окаменевших останках, что позволило выяснить, как были окрашены динозавры. Оказалось, что окраска этих гигантов была довольно невзрачной — в основном преобладали черный и коричневый цвета.
Как работает рентген и где применяется
- В медицине. Рентгенодиагностика применяется для просвечивания живых тканей с целью выявления некоторых нарушений внутри организма. Рентгенотерапия проводится для устранения опухолевых образований.
- В науке. Выявляется строение веществ и природа рентгеновских лучей. Этими вопросами занимаются такие науки, как химия, биохимия, кристаллография.
- В промышленности. Для выявления нарушений в металлических изделиях.
- Для безопасности населения. Рентгенологические лучи установлены в аэропортах и других общественных местах с целью просвечивания багажа.
Медицинское использование рентгенологического излучения. В медицине и стоматологии широко применяются рентгеновские лучи в следующих целях:
- Для диагностирования болезней.
- Для мониторинга метаболических процессов.
- Для лечения многих заболеваний.
Гиперфонография
Одним из недостатков рентгеновской технологии является то, что она позволяет увидеть только образы плотных анатомических структур, таких, как кости или инородные тела (например, пули). Другим недостатком является то, что излучение опасно, и оно вполне может убить ребёнка в утробе матери. Так что медицинскому миру был необходим безопасный способ отображения менее плотных структур тела. Решение пришло после крушения «Титаника» в 1912-м году.
Чтобы лучше обнаруживать айсберги, Реджинальд Фессенден запатентовал устройство, испускающее направленные звуковые волны и фиксирующее их эхо, отражённое от различных удалённых объектов. Его сонар был способен обнаруживать айсберги на расстоянии в двух километров.
В то же самое время разразилась Первая мировая война, и немецкие подводные лодки начали угрожать транспортным судам союзников. Физик Поль Ланжевен разработал гидрофон, который также использовал звуковые волны для обнаружения немецких субмарин. 23 апреля 1916-го года была потоплена немецкая лодка US-3. Это была первая лодка, обнаруженная с помощью гидрофона. После войны технология гидрофона использовалась для обнаружения дефектов в металлах.
В конце 1930-х годов немецкий невропатолог и психиатр Карл Дуссик считал, что с помощью звука можно заглянуть в мозг и посмотреть на другие части тела, которые не видны в рентгеновских лучах. Дуссик первым начал использовать звук в целях диагностики. Большую часть своей работы он проделал в Австрии. Позднее он расширил и дополнил свои исследования, и тогда мир впервые услышал слово «гиперфонография».
А через десять лет врач-акушер из Шотландии по имени Ян Дональд позаимствовал промышленный ультразвуковой аппарат и использовал его для изучения различных опухолей. Вскоре Дональд начал успешно использовать эту машину для обнаружения злокачественных опухолей и для контроля состояния плода в утробе матери.
Скромный гений
Рентген не был сторонником популяризации своего открытия, тем не менее известие об обнаружении лучей очень скоро просочилось в прессу. Журналисты многих изданий опубликовали сообщение о «сенсационном открытии», сопровождая статьи фотографиями Рентгена. Особый акцент журналисты делали на том, что рентгеновские лучи открывают новые возможности в фотографии.
Не обошлось и без курьезов. Одна фирма организовала выпуск специального белья, которое, как гласила реклама, было способно защитить от Х-лучей, а другая объявила о появлении кошельков с тем же свойством.
Рентгену начали поступать предложения о покупке прав на использование Х-лучей, однако исследователь отказался патентовать результаты экспериментов. Именно это позволило множеству ученых во всем мире продолжать изучение свойств рентгеновских лучей и поиск их практического применения.
Х-лучам Вильгельм Рентген посвятил чуть более года работы. Полученные результаты он опубликовал в трех статьях. Более десяти лет физики не могли дополнить результаты Рентгена какой‑либо новой информацией.
Сам же автор довольно быстро потерял интерес к Х-лучам, а шумиху вокруг открытия считал необоснованной. В архивных записях сохранилось письмо Рентгена своему помощнику, в котором он жалуется, что ажиотаж, поднятый учеными и журналистами, лишь мешает ему работать.
В 1901 году Вильгельм Рентген получил Нобелевскую премию по физике, став одним из первых ее лауреатов.
Специальные рентгеновские аппараты позволяют археологам обнаруживать и изучать предметы под толщей земли или грудой камней. Компьютерная программа создает трехмерное изображение находки, что существенно упрощает работу археологов.
Физические свойства икс-излучения
Благодаря исследованиям Рентгена были зафиксированы особые свойства икс-излучения. Так стало ясно, что оно способно проникать сквозь различные непрозрачные материалы, не отражаясь и не преломляясь при этом. Кроме того, излучение невозможно поляризовать, и оно не поддается дифракции. Отдельного внимания заслуживает то, что рентгеновские лучи вредны для человеческого организма. Ученый этого не знал, поэтому, скорее всего, его здоровье надломилось вследствие длительного воздействия открытого им излучения. Современная аппаратура позволяет эффективно защитить обследуемого от пагубного влияния рентгеновских лучей, но, тем не менее, рентгенографическое обследование не рекомендуется проходить чаще, чем 1 раз в год.
Загрузка...
