Page 26 - IFM_201306_vA 150 dpi

vol. 2 6/2013 Inżynier i Fizyk Medyczny 306
radiologia \ radiology artykuł naukowy \ scientific paper
świecenia i pozostawiała „cień” w kształcie anody (w lampie Cro-
okesa anoda miała kształt krzyża maltańskiego).
Jako ciekawostkę można przytoczyć fakt, że Crookes kładł cza-
sami drewniane kasety z nienaświetlonymi kliszami fotograficzny-
mi na stole, na którym znajdowała się rurka. Kiedy wykorzystał je
do eksperymentów, po wywołaniu zauważył na nich dziwne cienie.
Nie przyszło mu do głowy, że klisze, chronione przed widzialnym
światłem w drewnianym pojemniku, mogły zostać prześwietlone
niewidzialnymi promieniami, zdolnymi przeniknąć przez drewnia-
ną osłonę. Wysłał nawet do wytwórcy pismo z zażaleniem, że ten
dostarczył mu uszkodzone klisze. W ten sposób stracił szansę, aby
zostać odkrywcą nowego promieniowania na wiele lat przed Roen-
tgenem [4].
Urządzenie skonstruowane przez Crookesa wykorzystywa-
li w swoich doświadczeniach liczni fizycy niemieccy, tacy jak:
Johann Hittorf (1824-1914), Julius Plücker (1801-1868), Eugen
Goldstein (1850-1930), Heinrich Hertz (1857-1894) czy Philipp
Lenard (1862-1947) [5].
Stwierdzono, że w chwili, gdy ciśnienie gazu w szklanej rurze
zmniejsza się, szklana bańka rurki emituje światło w okolicy ka-
tody. W 1869 roku Hittorf nazwał to promieniowanie Glimmstra-
hlen (promienie świecące). W 1876 roku Goldstein przekonany,
że katoda jest źródłem obserwowanego promieniowania, nadał
promieniom inną nazwę – Kathodenstrahlen (promienie katodo-
we) [5].
W drugiej połowie XIX wieku powstały dwa modele opisują-
ce promienie katodowe – korpuskularny i falowy. W celu zdo-
bycia dowodów przemawiających za jednym bądź drugim po-
glądem, badacze przeprowadzili wiele eksperymentów, dzięki
którym poznano nowe właściwości badanych promieni. Osta-
tecznie charakter korpuskularny promieni katodowych określił
w 1897 roku angielski fizyk Joseph John Thomson (1856-1940).
Stwierdził on, że promienie te są strumieniem cząstek o ładunku
ujemnym emitowanych przez katodę, a powstających podczas
wyładowań elektrycznych w rozrzedzonych gazach [1]. Cząstki
te nazwano później elektronami, a nazwę tę wprowadził irlandz-
ki fizyk George Johnstone Stoney (1826-1911) w 1891 roku. Od-
krycie Thompsona dodatkowo przyczyniło się do odstąpienia od
koncepcji niepodzielności atomu [1].
Jednym z badaczy, który prowadził intensywnie badania
promieni katodowych, był niemiecki fizyk Wilhelm Konrad Ro-
entgen (1845-1923) [1, 6]. Badając ich właściwości, postanowił
sprawdzić, czy przechodzą również przez zwykłą szklaną ścian-
kę. W tym celu rozpoczął doświadczenie z rurką Crookesa.
Owinął ją czarnym papierem, a następnie, aby wyeliminować
inne źródła światła, pozasłaniał wszystkie okna w laboratorium,
chcąc przeprowadzić doświadczenie w zupełnej ciemności. Na-
stępnie włączył induktor, generując napięcie w zakresie 40 do
60 tysięcy woltów. Strumień elektronów zaczął emitować pro-
mieniowanie w rurce. W tym momencie ustawiony w pobliżu –
przez przypadek –kartonowy ekran fluorescencyjny (powleczo-
ny platynocyjankiem baru) rozjaśnił się samoistnie zielonkawym
blaskiem. Nie mogły tego spowodować promienie katodowe,
ponieważ już wtedy wiedziano, że zatrzymuje je warstwa po-
wietrza grubości zaledwie kilkunastu centymetrów. W tym przy-
padku fluoryzujący ekran znajdował się co najmniej w odległości
metra od rurki Crookesa. Nie było to też światło widzialne, bo
papierowa osłona zatrzymywała je. Aby ustalić źródło powodu-
jące świecenie ekranu, Roentgen wziął go do ręki i przybliżył do
rurki. Świecenie się nasiliło i nagle zobaczył na tle ekranu obraz
kości własnej ręki. W ten sposób 8 listopada 1895 roku nastąpiło
odkrycie promieni przenikających ludzkie ciało. Nowy rodzaj nie-
widzialnych promieni odkrywca nazwał promieniami X [4].
Pierwsze w historii zdjęcie rentgenowskie człowieka zostało
wykonane 22 grudnia 1895 roku osobiście przez Roentgena.
Przedstawiono na nim lewą rękę z pierścieniem Berthy Roen-
tgen – żony uczonego (Rys. 2). Zdjęcie to uzyskano przez sze-
ściominutowe naświetlanie płyty fotograficznej promieniami
emitowanymi z lampy Crookesa [4].
Eksperyment Roentgena powtarzano na całym świecie –
w ten sposób powstała nowa dyscyplina medycyny – radiolo-
gia. Najczęściej jako źródło promieni X stosowana była lampa
Crookesa. Jakość jej działania zależała w dużej mierze od stop-
nia uzyskanej w niej próżni. Używano do tego celu rozmaitych
pomp, które jednak nie zawsze ją zapewniały (Rys. 3).
Wytwarzanie promieniowania rentgenowskiego było zatem
wysoce nieprzewidywalne. Często, wskutek ekspozycji o nad-
miernej dawce, pacjenci doznali oparzeń.
Najlepiej obrazowała tę sytuację wypowiedź H. Hulsta z 1902
roku:
Lampy próżniowe wydają się kapryśne dla elektroradiologa. On
o nie dba, pieści je, ale i karci czy rozbija, tak jak fetyszysta swe
bożki. Uczy się ich imion, rozpoznaje po temperamencie i możliwo-
ściach. Ma ich mnóstwo – im więcej, tym lepiej. Posiada lampy kwa-
lifikowane, lampy do sztuczek i eksperymentów, lampy pełne energii
Rys. 1 Rurka Crookesa