Röntgenové žiarenie

Röntgenové žiarenie (iné názvy: röntgenové lúče, röntgenová radiácia, RTG žiarenie/lúče/radiácia, rtg žiarenie/lúče/radiácia, lúče/žiarenie X, X-lúče/žiarenie; ako vlnenie: röntgenové vlnenie/vlny, RTG vlnenie/vlny, rtg vlnenie/vlny; ako časť elektromagnetického spektra: röntgenové/RTG/rtg spektrum, röntgenové/RTG/rtg pásmo) je elektromagnetické žiarenie v rozsahu vlnových dĺžok od 10 nanometrov do 100 pikometrov. Vzniká prudkým zabrzdením urýchlených elektrónov (brzdné žiarenie) alebo prechodom elektrónov na nižšie energetické hladiny v atóme (charakteristické žiarenie). 
Jeho prirodzeným zdrojom sú najmä hviezdy, umelo sa dá získať v röntgenovej trubici (röntgenke) dopadom zrýchlených elektrónov na anódu (kladne nabitú elektródu). Jeho ďalšími zdrojmi sú niektoré rádionuklidy, z umelých napríklad urýchľovač. V rádiológii používané spektrum má vlnovú dĺžku 1-50 nm. Okrem medicíny sa využíva pri štrukturálnej a spektrálnej analýze látok, v radiačnej chémii, v defektoskopii. Patrí do skupiny tzv. ionizačného žiarenia, ktoré má negatívne účinky na ľudský organizmus.
Jeho objaviteľom bol 8. novembra 1895 Wilhelm Conrad Röntgen, nemecký fyzik, pôsobiaci na univerzite vo Würzburg, pri pokusoch katódovým žiarením v sklenenej trubici.  Úplne zamedzil prístup svetla k sklenenej trubici a generoval výboje. Vždy keď v trubici nastal vývoj, papier pokrytý fluorescenčnou látkou ležiaci neďaleko, začal svetielkovať. Po starostlivom pátraní a overovaní vysvetlil Röntgen tento jav ako vyžarovanie prenikavého neviditeľného žiarenia, ktoré vyvoláva fluorescenciu a preniká cez tenkú stenu krabice, v ktorej bola umiestnená sklenená trubica aby mala zabezpečenú úplnú tmu. Pri ďalších experimentoch zistil, že objekty s rôznou hrúbkou majú pre tieto lúče rôznu priepustnosť. Ešte pred koncom roku 1895 zverejnil predbežné výsledky svojho objavu, ktorý nazval „X lúče“. O rok neskôr dostalo žiarenie pomenovanie po ňom.
Nie je vylúčené, že pred W. C. Rontgenom lúče X pozoroval Nikola Tesla.

Vlastnosti

RTG žiarenie má veľkú prenikavosť a silnejšie ionizačné účinky ako ultrafialové žiarenie. Nakoľko má vlnovú podstatu (podobne ako ultrafialové a gama žiarenie), nemá elektrický náboj a teda nemôže príslušnými elektrickými silami priamo ionizovať atómy. Môže však urýchľovať elektróny či spôsobiť excitáciu jadra. Pohlcovanie a prienik röntgenového žiarenia sú závislé od protónového čísla atómov prostredia, závisia aj od hrúbky látky, vzdialenosti od zdroja žiarenia, ako aj od frekvencie samotného žiarenia. Žiarenie s vyššou energiou (kratšími vlnovými dĺžkami) má vyššiu prenikavosť ako žiarenie s nižšou energiou. Jeho najsilnejším prirodzeným zdrojom pre Zem je Slnko, ale aj iné kozmické objekty (napr. jadro Galaxie, niektoré dvojhviezdy, pulzary a pod.). Má asi 10 000-krát menšiu vlnovú dĺžku ako viditeľné svetlo a úmerne k tomu aj väčšiu energiu.

Použitie

Diagnostické a terapeutické využitie žiarenia spôsobili vznik nového, vysoko špecializovaného a klinicky významného samostatného medicínskeho odboru: rádiológie. Ten sa čoskoro rozdelil na dva odbory: rádiodiagnostiku a rádioterapiu. Používa sa tiež pre výpočet molekulových hmotností, pretože vďaka jeho malej vlnovej dĺžke (0,1 nm) dostaneme oveľa vyššiu rozlišovaciu schopnosť ako pri použití viditeľného svetla. Výhodné vlnové dĺžky ponúka tiež ultrafialové žiarenie, tam je ale problém s tým, že v látke dochádza k jeho absorpcii a následne fluorescencii. 
Röntgenové žiarenie sa používa aj na štúdium štruktúry biopolymérov. Keďže toto žiarenie sa rozptyľuje na elektrónových obaloch atómov, interferenciou vĺn rozptýlených skúmanou látkou možno vytvoriť difrakčný obraz. Z týchto obrazov sa priamo určujú molekulové charakteristiky študovaných látok. Meraním intenzity rozptýlených röntgenových lúčov pri malých uhloch sa získavajú cenné informácie o štruktúre biomakromolekúl, o stupni ich agregácie a orientácii. Difrakciu pozorujeme len vtedy, keď sa rozptýlené lúče nachádzajú vo fáze.