Wilhelm Conrad Röntgen

Röntgen életrajza

Wilhelm Conrad (Konrád) Röntgen 1845. március 27.-én született a Poroszországi Lennep-ben (ma Remscheid, Németország, Düsseldorf mellett). Nobel-díjas fizikus, gépészmérnök, a röntgensugárzás felfedezője. 1923. február 10.-én, 77 éves korában halt meg München-ben. Halálát bélrák okozta, ami valószínűleg összefüggésben volt a kísérleteivel  mert röntgen védőruhát (pl. ólomkötény, ólomköpeny) még évtizedekig nem alkalmaztak. Édesapja, Friedrich Conrad Röntgen posztógyáros volt. 1848-ban a családfő a gyárát áttelepítette Appeldoorn-ba (Hollandia). A fiatal Röntgen itt végezte el elemi iskoláját, majd Utrechtben a Polgári Iskolába járt. 1863-ban, érettségi előtt három hónappal kizárták az iskolából "tiszteletlenség" miatt. A történet szerint egy diáktársa az egyik tanár karikatúráját rajzolta a táblára, amin Röntgen jót nevetett, de a "művészt" nem árulta el. Azt végül megengedték, hogy magánúton szerezze meg az érettségit, ez azonban nem sikerült, mert görögből és latinból elégtelent kapott.

1865-ben Zürich-ben beiratkozott a Műszaki Főiskolára, mert német nyelvterületen ez volt az egyetlen főiskola, ahol érettségi nélkül folytathatta tanulmányait. Gépészetet kezdett tanulni, 1868-ban gépészmérnöki diplomát szerzett. Tanulmányai alatt hallgatta Robert Clausius (Rudolf Julius Emanuel Clausius, német fizikus, 1822-1888) kinetikus gázelméletről szóló előadásait, érdeklődése ekkor fordult a fizika felé. Itt figyelt fel Röntgen képességeire August Kundt (1839-1894, német fizikus), akinek 1869-től asszisztense lett. A főiskola elvégzése után Röntgen a gázelmélettel foglalkozó értekezésével doktori címet (PhD) szerzett.

Mivel Kundt kifejezett kérése ellenére Röntgent nem nevezték ki (tanárnak), azzal az indokkal, hogy nincs érettségije, Kundt 1872-ben elhagyta az egyetemet és Strasbourgba ment, ahová Röntgen is követte.

1872.01.19-én, háromévi jegyesség után feleségül vette Anna Bertha Ludwig-ot, egy zürichi vendéglős lányát. Az esküvő Apeldoornban volt. 1887-ben örökbe fogadták az akkor hatéves Josephine Bertha Ludwig-ot, aki felesége bátyjának lánya volt.

Röntgen 1874 március 14-én doktori címet szerzett és magántanár lett, majd 1875-től a Hohenheimi Mezőgazdasági Akadémia rendes tanára lett. A professzori címet is itt szerezte meg fizika és matematika területen. Mivel az egyetemnek nem volt fizikai laboratóriuma, így 1876-tól visszament Strasbourgba, mint a fizika professzora, az elméleti fizika magántanáraként, ahol folytathatta kísérleteit Kundttal. 1881-től a Gießen-i Egyetemre kerül a fizika tanszék vezetőjeként. Kísérleteit az elektromágnesség és a fénytan területén végezte.

1888-ban kimutatta, hogy az elektromosan polarizált dielektrikum mozgásának az elektromos áramhoz hasonló hatása van. Ezt a hatást felfedezve igazolódott J.C.Maxwell elmélete. H.A.Lorentz nyomán ezt az áramot Röntgen áramnak nevezték el. 1888-ban a Würzburgi Egyetem professzora lett. 1889-ben elvállalta a würzburgi egyetem Fizikai Intézetének a vezetését, 1894-től pedig rektorrá választották. 1900-ban München-ben az egyetem Fizikai Intézetének igazgatójává nevezték ki.

1901-ben őt érte az a megtiszteltetés, hogy a világ első tudósaként munkáját Nobel díjjal jutalmazták "a róla elnevezett sugárzás felfedezésével szerzett rendkívüli érdemeiért". A kapott díjjal járó összeget a würzburgi egyetemnek ajánlotta fel. 1904-től visszavonult a közélettől és Münchentől 60 km-re Weilheim-be költözött. 1920-ban hozta nyilvánosságra a kristályok fizikájával kapcsolatos munkáját.1923-ban Münchenben halt meg.

A katódsugárzás

Röntgen 1894-ben kezdte meg a legnagyobb jelentőségű, a katódsugarakkal kapcsolatos kutatásait, melyhez kezdetben a Lénárd*-féle kisülési csövet használt. A katódsugárzást Julius Plücker fizikus 1859-ben fedezte fel. A katódsugárzás a csaknem légüresre szivattyúzott, ún. Geissler-csőben jön létre, ha a csőben elhelyezett két elektródra feszültséget kapcsolunk. A negatív potenciálra kapcsolt elektródot katódnak, a pozitív potenciálra kapcsoltat pedig anódnak szokás nevezni. A csőben - a benne maradt gáz nyomásától függően - érdekes jelenségek játszódnak le. Ha a csőben maradt gáz nyomása alacsony, a csőben kisülés indul el, és ennek hatására a csőben lévő gáz világítani kezd (a mai fénycsövekben is hasonló jelenség okozza a fénykibocsátást). A gáz nyomását tovább csökkentve a fény lassan elhalványul (hiszen nincs már a csőben gáz, ami fényt bocsátana ki), de a csőnek a katóddal szemben lévő üvegfala zölden fluoreszkálni kezd. Ma már tudjuk, hogy a katódsugarak tulajdonképpen a katód anyagából kilépett, és az elektródokra kapcsolt feszültség hatására felgyorsult, nagysebességű elektronok ból állnak. Ezek az elektronok a katóddal szemben lévő üvegfalba ütközve késztetik fénykibocsátásra az ott lévő atomokat. Ha a katóddal szemben helyezzük el a másik elektródát (az anódot), akkor az elektronok abba csapódnak be.

Lénárd Fülöp (németül: Philipp Eduard Anton von Lenard (sz: Pozsony, 1862. június 7. - meghalt Messelhausen, 1947. május 20.) Nobel-díjas fizikus, egyetemi tanár, a Magyar Tudományos Akadémia tagja. A bécsi, majd a budapesti egyetemen fizikát és kémiát, Heidelbergben és Berlinben ezenkívül matematikát hallgatott. Doktorátusát 1886-ban szerezte meg a Heidelbergi Egyetem-en. Eötvös Loránd engedélyével rövid ideig a budapesti egyetemen, később Németországban dolgozott. 1905-ben fizikai Nobel-díjat kapott. A Magyar Tudományos Akadémiával élete végéig fenntartotta a kapcsolatot.

A röntgensugárzás (1895)

1895. november elején Röntgen felfigyelt arra a jelenségre, hogy azokon a fényképezőlemezeken, amelyek az üzemeltetett kisülési cső mellett voltak, és fekete kartonpapírba voltak csomagolva, nem megmagyarázható feketedések mutatkoztak az előhívás után. Ez elgondolkodtatta, és vizsgálta ennek okát. 1895. november 8: a kilencedikére virradó éjszaka Röntgen a Lénárd Fülöp és H.Hertz kísérleteit megismételve -szinte véletlenül- fedezte fel a röntgensugárzást. Teljesen átlátszatlan fekete papírba burkolta be a kisülési csövet, hogy a katódsugarak által a csőben keltett gyenge fluoreszkáló fény se juthasson ki a csőből. Feltűnt viszont, hogy a közelben elhelyezett fluoreszkáló só élénken világít, annak ellenére, hogy semmiféle látható fény közvetlenül nem érte. A világítást annyiszor tapasztalta, ahányszor bekapcsolta a kisülési csövet. Ebből - nagyon helyesen - arra következtetett, hogy a csőből olyan, szemmel nem látható sugárzás indul ki, amely át tud hatolni még a fekete papírburkolaton is. Hamarosan arra is rájött, hogy ezek a különleges sugarak (Röntgen X-sugár -nak nevezete) nemcsak egy vékony fekete papíron hatolnak át, hanem sokkal vastagabb, szilárd anyagon - pl. emberi testrészen - is. Mikor a cső a világító papírlemez közé deszkát, jegyzetfüzetet helyezett, akkor is világított, csak haloványabban. Még jobban megdöbbent azon, amikor a kézfejét helyezte a cső és papírlemez közé, mert a lemezen a kézcsontjainak árnyképe tűnt elő. A fényforrás megszűnt akkor, amikor a kisülési csőről a feszültséget lekapcsolta.

Felfedezése véletlenszerűnek is tekinthető, mivel a fluoreszkáló sót egy másik kísérlet miatt készítette oda. A sugárzás miatt 1,5-2 méter távolságból fénylett az ernyő, tehát nem lehet katódsugárzás, mert az már néhány cm-nyi levegőben elnyelődik.

Kimutatta, hogy a cső egy meghatározott részéből egyenes vonalban lép ki a sugárzás. A fentiekből Röntgen azt a következtetést vonta le, hogy ez egy új sugár, az X-sugár hatása, amely áthatol az anyagokon, eltérő mértékben nyelődik el, a fényhez hasonlóan egyenesen áramlik és fényképfelvételeken rögzíthető. A következő napokban és hetekben Röntgen éjjel-nappal a laboratóriumban tartózkodott és vizsgálta az új sugár tulajdonságait. Mintegy 20 perces expozíciós idővel készítette el első felvételét felesége kezéről.

1895. december 28-án adta át a helyi Fizikai-Orvosi Társulatnak a felfedezéséről szóló, "Über eine neue Art von Strahlen - újfajta sugarak" közleményét, ami nyomtatásban 1896 elején jelent meg, a világ minden pontján hatalmas feltűnést keltve. Eredményeit 1896. jan. 20-án a párizsi Akadémián H. Poincaré jelentette be, felmutatva a Röntgen által készített fényképeket.

1896. január 23-án a würzburgi intézetben a Fizikai-Orvosi Társulat előtt számolt be felfedezéséről. Az X-sugarakról szóló első közleményében a hét hétig tartó intenzív kutatás eredményeit 17 pontban írta le.Az előadáson felvételt készített a Rudolf von Kölliker neves anatómus kezéről, demonstrálva az X sugarat. Az előadás után a lelkes Kölliker javasolta, hogy az X-sugárt nevezzék el Röntgenről.

Ezek után több előadást tartott a sugarakról, közte a császár meghívására is. Különböző kitüntetéseket kapott, közte Bajorország kitűntetését, mely nemesi rangra jogosította volna. Nem élt vele. Nem adta el szabadalmát sem. Röntgen tovább folytatta az X-sugár kutatását. Második megfigyelés-sorozatát 1896 márciusában tette közzé, (a levegő és a többi gázok a sugarak hatására ionizálódnak, elektromos vezetővé válnak). Ebben a második közzétételben szereplő demonstrációs eszköz ismertetése alapján konstruálták meg később a röntgencsöveket. Az X-sugarakra vonatkozó harmadik és egyben utolsó értekezése 1897 májusában jelent meg, melyben rögzítette, hogy a csőből kijövő sugarak tulajdonsága erősen függ a csőre kapcsolt feszültségtől. Korszakalkotó felfedezés miatt elsőként, 1901-ben kapta a fizikai Nobel-díjat.

Röntgensugárzás alkalmazása a gyógyászatban

A röntgensugarak nagy áthatolóképességét kihasználva, már 1896-ban az orvosi gyakorlatban alkalmazták. Az első, röntgensugaras mellkas átvilágítás 1896 körül történt. A röntgensugarakat a gyógyászatban először a tüdőbaj megállapítására alkalmazták. Egy eltört kar csontjait 1896-ban röntgensugár segítségével illesztették össze.

A röntgensugarak mind a mai napig nemcsak az orvosi diagnosztikában, hanem az ipari alkalmazásokban, a roncsolás-mentes anyagvizsgálatban (NDT - Non-Destructive Testing), valamint az anyag szerkezetének kutatásában is fontos szerepet töltenek be.

Sugárvédelmi eszköz hiánya

Mellkasröntgen a századelőn (1903): az orvos fluoreszkáló ernyőn át nézte a páciens mellkasát, akinek háta mögött található a röntgencső (másképpen: roentgen, rontgen, röngen, rtg, néhol rögöny).  Mindketten, de leginkább az orvos a védőruha hiánya (pl ólomkötény v.köpeny) miatt, veszélyes mértékű sugárzásnak vannak kitéve, amelyet hamar felismertek. Élettani hatása a radioaktív gamma-sugárzással azonos.

A röntgensugárzás első ismert áldozata az amerikai Grubbe volt, aki egy Crookes- csövet gyártó üzemet működtetett. Ő 1896 elején szorult orvosi kezelésre, mert bal kezén a sugárzás következtében kihullt a szőr, a bőre kiszáradt és berepedezett, a körmök elsatnyultak. A sugárzás okozta bőrgyulladás a század első éveiben világszerte az orvosok gyakori betegsége lett. Sugárvédelmi eszközök hiányában az orvosok (vagy segítőik) ugyanis ekkoriban még rendszeresen benyúltak a sugár útjába a felvételek készítése során. A "röntgenkéz" néven ismert tünet-együttesnek gyakran volt súlyosabb következménye. A bőr alatti erek károsodása és a minduntalan kifekélyesedés következtében gyakran vált szükségessé az ujjak amputálása is. Sokszor alakult ki bőrrák. A sugárzás által kiváltott bőrrákot Frieben német orvos 1902-ben írta le először.

Kapcsolódó cikkek

Epilógus

Több mint 400 röntgenorvosról tudunk, akinek halálát a sugárzás okozta bőrráknak tulajdonítható. Emlékükre a hamburgi Szent György Kórház parkjában emlékművet állítottak fel. Az emlékművön 18 magyar orvos neve is olvasható. Röntgen nevét viseli a besugárzási dózis alapegysége:(1R=0,000258 C/Kg)

Bal alsó kép: orvosok tüdőgümőkórt diagnosztizálnak 1900 körül. A sugár felfedezését követő egy éven belül megnyílt a világ első radiológiai osztálya a Glasgow-i Királyi Kórházban.