Wilhelm Konrad Röntgen—uitvinder van X-strale
Die verstommende uitvindsel van Wilhelm Konrad Röntgen
'n Kyk in die onsienlike
REGS: In November 1895 het die Duitse fisikus Wilhelm Konrad Röntgen die heel eerste X-straalfoto van 'n deel van die menslike liggaam geneem—'n wasige foto van sy vrou, Anna Bertha Röntgen, se hand. Onduidelik soos dit was, was haar trouring en die beendere in haar hand nogtans duidelik sigbaar.
LINKS: 'n Betreklik onlangse X-straalfoto van 'n hand. Röntgen se tegnologie is steeds met ons.
Meer as 110 jaar gelede is die eerste X-straalbeeld van 'n deel van die menslike liggaam gemaak. Hierdie verbasende manier van binne-in die liggaam kyk, was 'n revolusionêre tree vorentoe in die diagnose van siektes. Sedertdien het hoogs gesofistikeerde X-straaltegnieke die dokters se "siening" van hul pasiënte heeltemal verander. Vandag is die ontleedmes baie minder nodig om vas te stel wat skort...
Die meeste van die grafika kom van GSFC / NASA. Die historiese foto's
kan as openbare besit ("public domain") beskou word omdat
die kopiereg weens ouderdom verval het
I N 'n donker, volgepropte laboratorium aan die oewer van die Mainrivier was die Duitse fisikus Wilhelm Konrad Röntgen verdiep in 'n proefneming met 'n Crookes-buis—'n deels lugleë glasfles waardeur 'n elektriese stroom gestuur word.
Eenkant het 'n fotosensitiewe plaat gelê, reg om in 'n later stadium van die eksperiment gebruik te word.
Röntgen het die glasfles met 'n stuk swart karton bedek en die krag aangeskakel. Tot sy verbasing het 'n afdruk op die fotosensitiewe plaat langs hom verskyn.
Röntgen het aangeneem dat die Crookes-buis onsigbare strale produseer, maar omdat hy nie geweet het wat die strale was nie, het hy hulle X-strale genoem (X is die wetenskaplike simbool wat gebruik word vir 'n onbekende faktor). X-strale is later ook Röntgenstrale genoem, ter ere van hom.
REGS: 'n Crookes-buis.
Foto deur Y. Trottier, wat die gebruik daarvan vergun in die Engelse weergawe van die Wikipedia-ensiklopedie op die wêreldwye web ingevolge die GNU Free Documentation License, weergawe 1.2 of enige latere weergawe, soos deur die Free Software Foundation gepubliseer.
Geboei deur sy ontdekking, het Röntgen die proefneming met verskeie stowwe herhaal. Hy het opgemerk dat die strale maklik deur sekere stowwe dring, maar deur ander geabsorbeer word.
Die fiskikus, wat 'n professor aan die Universiteit van Würzburg was, het hom in die volgende sewe weke in sy laboratorium afgesonder en probeer begryp presies wat dit is wat hy ontdek het. Hy het selfs in die vertrek geslaap en gelas dat al sy maaltye vir hom soontoe gestuur moes word.
REGS: Röntgen se laboratorium.
Toe, een aand, vra hy sy vrou, Anna Bertha Röntgen, om binne te kom en haar hand op 'n fotosensitiewe plaat te plaas. Hy het die krag aangeskakel en, ná 'n beligtingstyd van vyftien minute, is die heel eerste X-straalbeeld van 'n deel van die menslike liggaam gemaak—'n wasige foto van mev. Röntgen se hand. Dit was November in die jaar 1895.
Kort ná Kersfees het Röntgen sy bevindings gepubliseer. Die beskeie professor het geweier om sy tegnieke te patenteer omdat, soos hy dit gestel het, "die werk van 'n universiteitsnavorser almal moet bevoordeel, sonder dat daar aan wins gedink word".
LINKS: Anna Bertha Röntgen,
wat self haar naam in die
annale van die wetenskap
verewig het vanweë haar hand
onder die X-strale.
Röntgen se ontdekking het groot opspraak gewek, nie net in mediese kringe nie, maar ook by die publiek.
In die eerste week van Januarie het hy meer as duisend gelukwensingsbriewe ontvang. Die pers het ook te kere gegaan met rare en wonderlike stories oor wat die nuwe "deurskyn"-tegniek vir die mensdom kan beteken.
Omdat Crookes-buise vrylik beskikbaar was, het X-straal-"winkels" oral hul verskyning gemaak. Elkeen op straat wou 'n foto van sy of haar geraamte hê.
Maar van groter belang was die feit dat dokters nou hierdie wonderstrale in die geneeskunde kon aanwend. Van 1896 af kon hulle gebreekte beendere en inwendige groeisels ondersoek sonder om die liggaam oop te sny.
In 1901 is Röntgen met die eerste Nobelprys vir fisika vereer vir sy uitmuntende bydrae tot die mediese wetenskap. Hy het die kontantprys aan sy universiteit geskenk.
Ander wetenskaplikes en uitvinders het spoedig Röntgen se buis begin verfyn. In 1896 het die Amerikaanse uitvinder Thomas Edison byvoorbeeld verbeterings aangebring aan die fluoroskoop—'n toestel waarmee organe deurlig kan word soos hulle funksioneer. En in 1913 het die Amerikaanse fisikus William Coolidge met 'n doeltreffender X-straalbuis vorendag gekom. Moderne buise is gegrond op Coolidge se apparaat.
Ongelukkig het die mense destyds nie die potensiële gevaar van X-strale besef nie. Wanneer 'n plant, dier of mens te veel bestraal word, kan sy weefsels beskadig of selfs vernietig word. Baie mense sou siek word of selfs sterf voordat 'n veilige metode gevind is om met X-strale te werk.
X-STRALE is 'n vorm van elektromagnetiese straling. Voorbeelde van ander soorte is radiogolwe, sigbare lig en mikrogolwe.
X-strale beweeg in reguit lyne met die snelheid van lig—299.792 km per sekonde. Hulle verskil van ligstrale deurdat hul golflengte—die afstand tussen die kruine van twee aanliggende golwe—aansienlik korter is. Dit veroorsaak dat X-strale diep in ondeursigtige stowwe kan indring.
X-strale word vrygestel deur sterre, waaronder die son, pulsars en ander hemelliggame. Die atmosfeer keer dat die meeste van hierdie strale die aarde bereik.
Hoe word X-strale gebruik?
X-STRALE word veral in nywerhede, wetenskaplike navorsing en die geneeskunde aangewend.
In industrieë kan hulle gebruik word om artikels van metaal vir foute te toets en om die gehalte te bepaal van elektroniese toestelle wat in massa gepoduseer word. Hulle kan ook aangewend word om vervalste edelstene en smokkelartikels by doeanepunte op te spoor. Lughawens gebruik lae-energie-X-strale om bagasie vir gevaarlike voorwerpe na te gaan.
Sekere soorte plastiekstowwe word aan X-strale blootgestel. Dit veroorsaak chemiese veranderings in die stowwe, wat hulle versterk.
X-strale is ook al gebruik om mutasies in die selstrukture van sekere gesaaides te veroorsaak. Dit sorg vir nuwe variëteite, wat soms in grond kan oorleef waarin die onbestraalde gesaaides nie kan groei nie.
Ook in die bestudering van die interne strukture van kristalle word X-strale aangewend. Wanneer die strale deur 'n kristal gestuur word, word patrone op 'n fotografiese plaat gelaat, wat verraai hoe die atome gerangskik is.
Sterrekundiges ondersoek die X-strale wat deur hemelliggame vrygestel word deur ontleedinstrumente die ruimte in te stuur om sodoende 'n beeld van die heelal saam te stel.
X-strale is voorts van groot nut vir argeoloë, wat daarmee byvoorbeeld mummies kan bestudeer sonder om hulle uitmekaar te haal. Ook oorspronklike skilderye is al met X-strale ontdek onder dié wat bo-oor geskilder is.
Dokters kan X-strale gebruik om kwale te diagnoseer deur X-straalfoto's van die binnekant van die liggaam te neem. Tandartse kan op dieselfde wyse die tande ondersoek om gate en ander probleme op te spoor.
X-straalfoto's word geneem deur X-strale deur die liggaam te stuur na 'n fotografiese plaat agter die pasiënt.
Die hoeveelheid strale wat deur die verskillende weefsels geabsorbeer word, hang van hul digtheid af. Die sagte dele laat die meeste strale deur, wat die fotografiese plaat donker maak. Beendere, wat baie digter is, absorbeer baie van die strale, met die gevolg dat die plaat daaragter wit is.
In sekere gevalle kan 'n duideliker foto verkry word deur 'n X-straal-absorberende stof in die bloedvate in te spuit om sekere organe beter te laat uitstaan. Probleme soos verstopte slagare kan hiermee ondersoek word.
Die neiging van X-strale om weefsel te vernietig, kan ook selfs nuttig aangewend word—om kankerselle te vernietig. Deur 'n gewas op 'n beheerde wyse te bestraal, word die kankerselle dikwels vernietig sonder om die gesonde selle te veel te beskadig. Hierdie behandeling word radioterapie genoem.
Maar die grootste omwenteling in die aanwending van X-strale is die ontwikkeling van die sogenaamde CT-skandeerder (CT
staan vir "computerised tomography", oftewel gerekenariseerde tomografie). Hierdie masjien maak gebruik van X-strale om beelde van dwarssneë, of "skywe", van die liggaam te produseer, wat dokters in staat stel om bloedklonte, gewasse en ander probleme raak te sien wat 'n gewone X-straalfoto nie sou wys nie.
Die pasiënt word binne-in die CT-skandeerder geplaas en duisende swak X-strale word vanuit 'n X-straalbron in die skandeerder deur die liggaam gestuur. Die bron roteer om die liggaam, sodat die X-strale uit verskillende hoeke kom.
Rekenaars meet dan die aantal strale wat deur die verskillende weefsels geabsorbeer word en vertoon die resultate op 'n TV-monitor. Die voordeel van die CT-skandeerder is dat dit enige deel van die binnekant van die liggaam in merkwaardige besonderhede wys.
BO: 'n Pasiënt word in 'n CT-skandeerder ingestoot vir 'n skanderingsresultaat wat miskien sal lyk soos dié op die ingelaste illustrasie LINKS BO.
Verskeie ander tegnieke is al ontwikkel om binne-in die liggaam te "kyk" sonder om dit oop te sny, waaronder MRI ("magnetic resonance imaging") en ultraklank, maar dit was Röntgen se "toevallige" ontdekking wat heel eerste die vensters na die liggaam oopgemaak het.