Radiografihistorie
Røntgenbilleder blev opdaget i 1895 af Wilhelm Conrad Roentgen (1845-1923), der var professor ved Wuerzburg Universitet i Tyskland. Arbejdet med et katodestrålerør i sit laboratorium observerede Roentgen en fluorescerende glød af krystaller på et bord nær hans rør. Røret, som Roentgen arbejdede med, bestod af en glaskuvert (pære) med positive og negative elektroder indkapslet i den. Luften i røret blev evakueret, og når der blev påført en højspænding, producerede røret en fluorescerende glød. Roentgen afskærmede røret med tungt sort papir og opdagede et grønfarvet lysstofrør frembragt af et materiale, der ligger et par meter væk fra røret.
Han konkluderede, at en ny type stråle blev udsendt fra røret. Denne stråle var i stand til at passere gennem den tunge papiroverdækning og spændte de phosphorescerende materialer i rummet. Han fandt ud af, at den nye stråle kunne passere gennem de fleste stoffer, der kaster skygger af faste genstande. Roentgen opdagede også, at strålen kunne passere gennem menneskets væv, men ikke knogler og metalgenstande. Et af Roentgens første eksperimenter sent i 1895 var en film af hans kone, Bertha. Det er interessant, at den første anvendelse af røntgenstråler var til en industriel (ikke medicinsk) anvendelse, da Roentgen producerede et røntgenbillede af en sæt vægte i en kasse for at vise sine kolleger.
Roentgens opdagelse var en videnskabelig bombe og blev modtaget med ekstraordinær interesse af både videnskabsmand og lægfolk . Forskere overalt kunne duplikere hans eksperiment, fordi katoderøret var meget kendt i denne periode. Mange forskere droppede andre forskningslinjer for at forfølge de mystiske stråler. Dagens aviser og magasiner forsynede offentligheden adskillige historier, nogle sande, andre fantasifulde, om egenskaberne ved de nyopdagede stråler.
Offentlig fantasi blev fanget af denne usynlige stråle med evnen til at passere gennem fast stof og giver sammen med en fotografisk plade et billede af knogler og indre kropsdele. Videnskabelig fantasi blev fanget af demonstrationen af en bølgelængde kortere end lys. Dette skabte nye muligheder i fysik og til at undersøge materiens struktur. Meget entusiasme blev genereret over potentielle anvendelser af stråler som hjælp til medicin og kirurgi. Inden for en måned efter meddelelsen om opdagelsen var der foretaget adskillige medicinske røntgenbilleder i Europa og USA, som blev brugt af kirurger til at guide dem i deres arbejde. I juni 1896, kun 6 måneder efter, at Roentgen meddelte sin opdagelse, blev røntgenstråler brugt af slagmarkens læger til at lokalisere kugler i sårede soldater.
Før 1912 blev røntgenstråler brugt lidt uden for medicin og tandpleje, selvom der blev produceret røntgenbilleder af metaller. Årsagen til, at røntgenstråler ikke blev brugt i industriel anvendelse før denne dato, var, at røntgenrørene (kilden til røntgenstrålerne) brød sammen under de spændinger, der kræves for at producere stråler med tilfredsstillende gennemtrængende effekt til industrielle formål. Det ændrede sig imidlertid i 1913, da røntgenrør med højt vakuum designet af Coolidge blev tilgængelige. Højvakuumrørene var en intens og pålidelig røntgenkilde, der fungerede ved energier op til 100.000 volt.
I 1922 tog industriel radiografi endnu et skridt fremad med fremkomsten af røntgenrøret på 200.000 volt der gjorde det muligt at producere røntgenbilleder af tykke ståldele på en rimelig tid. I 1931 udviklede General Electric Company 1.000.000 volt røntgengeneratorer, hvilket gav et effektivt værktøj til industriel radiografi. Samme år tillod American Society of Mechanical Engineers (ASME) røntgengodkendelse af fusionssvejste trykbeholdere, der yderligere åbnede døren til industriel accept og brug.
En anden kilde til stråling
Kort efter opdagelsen af røntgenstråler blev en anden form for gennemtrængende stråler opdaget. I 1896 opdagede den franske videnskabsmand Henri Becquerel naturlig radioaktivitet. Mange forskere i perioden arbejdede med katodestråler, og andre forskere indsamlede beviser for teorien om, at atomet kunne opdeles. Nogle af de nye undersøgelser viste, at visse typer atomer opløses af sig selv. Det var Henri Becquerel, der opdagede dette fænomen, mens han undersøgte egenskaberne ved fluorescerende mineraler. Becquerel undersøgte principperne for fluorescens, hvor visse mineraler lyser (fluorescerer), når de udsættes for sollys. Han brugte fotografiske plader til at registrere denne fluorescens.
Et af de mineraler, Becquerel arbejdede med, var en uranforbindelse. På en dag, hvor det var for overskyet til at udsætte hans prøver for direkte sollys, lagrede Becquerel noget af stoffet i en skuffe med sine fotografiske plader.Senere, da han udviklede disse plader, opdagede han, at de var tåge (udstillet for lys). Becquerel stillede spørgsmålstegn ved, hvad der ville have forårsaget denne tåge. Han vidste, at han havde pakket pladerne tæt, før han brugte dem, så tåget skyldtes ikke vildfarligt lys. Derudover bemærkede han, at kun pladerne, der var i skuffen med uranforbindelsen, var tåge. Becquerel konkluderede, at uranforbindelsen afgav en type stråling, der kunne trænge igennem tungt papir og udsætte fotografisk film. Becquerel fortsatte med at teste prøver af uranforbindelser og fastslog, at strålingskilden var grundstoffet uran. Bacquerels opdagelse var, i modsætning til røntgenstrålerne, næsten ubemærket af både lægmænd og forskere. Relativt få forskere var interesserede i Becquerel’s fund. Det var først, da Curies opdagede radium to år senere, at interessen for radioaktivitet blev udbredt.
Mens hun arbejdede i Frankrig på tidspunktet for Becquerels opdagelse, blev den polske videnskabsmand Marie Curie meget interesseret i hans arbejde. Hun mistænkte, at en uranmalm kendt som pitchblende indeholdt andre radioaktive elementer. Marie og hendes mand, Den franske videnskabsmand Pierre Curie begyndte at lede efter disse andre elementer. I 1898 opdagede Curies et andet radioaktivt element i pitchblende og kaldte det “polonium” til ære for Marie Curies hjemland. Senere samme år opdagede Curies et andet radioaktivt element, som de kaldte radium eller skinnende element. Både polonium og radium var mere radioaktive end uran. Siden disse opdagelser er mange andre radioaktive elementer blevet opdaget eller produceret.
Radium blev den første industrielle gammastrålekilde. Materialet tillod røntgenbillede af støbte op til 10 til 12 tommer tykke. Under Anden Verdenskrig voksede industriel radiografi enormt som en del af flådens skibsbygningsprogram. I 1946 blev menneskeskabte gammastrålekilder som kobolt og iridium tilgængelige. Disse nye kilder var langt stærkere end radium og var meget billigere. De menneskeskabte kilder erstattede hurtigt radium, og brugen af gammastråler voksede hurtigt i industriel radiografi.
Sundhedsmæssige bekymringer
Videnskaben om strålingsbeskyttelse eller “sundhedsfysik”, da det er mere korrekt kaldet, voksede ud af de parallelle opdagelser af røntgenstråler og radioaktivitet i de sidste år af det 19. århundrede. Eksperimenter, læger, lægfolk og fysikere oprettede røntgengenererende apparater og fortsatte deres arbejde med en manglende bekymring med hensyn potentielle farer. En sådan mangel på bekymring er ganske forståelig, for der var intet fra tidligere erfaringer, der tyder på, at røntgenstråler på nogen måde ville være farlige. Faktisk var det modsatte tilfældet, for hvem ville have mistanke om, at en stråle svarende til let men uset, ufølsom eller på anden måde ikke kan detekteres af sanserne ville skade en person? Mere sandsynligt, eller sådan syntes det for nogle, at røntgenstråler kunne være gavnlige for kroppen.
Uundgåeligt førte den udbredte og ubegrænsede brug af røntgen til alvorlige kvæstelser. Ofte blev skader ikke tilskrevet røntgeneksponering, dels på grund af langsom debut af symptomer, og fordi der simpelthen ikke var grund til at mistanke om røntgenstråler som årsag. Nogle tidlige eksperimenter bandt røntgeneksponering og hudforbrændinger sammen. Den første advarsel om mulige bivirkninger af røntgenstråler kom fra Thomas Edison, William J. Morton og Nikola Tesla, som hver rapporterede øjenirritationer fra eksperimentering med røntgenstråler og fluorescerende stoffer.
I dag kan det siges, at stråling hører til de mest grundigt undersøgte sygdomsårsager. Selvom der stadig er meget, der stadig skal læres, er der mere kendt om mekanismerne til strålingsskader på det molekylære, cellulære og organsystem, end der er kendt for de fleste andre sundhedsstressende stoffer. Det er netop denne enorme ophobning af kvantitative dosisresponsdata, der gør det muligt for sundhedsfysikere at specificere strålingsniveauer, så medicinsk, videnskabelig og industriel anvendelse af stråling kan fortsætte med et risikoniveau, der ikke er større end og ofte mindre end niveauerne risiko forbundet med anden teknologi.
Røntgenstråler og gammastråler er elektromagnetisk stråling af nøjagtig samme natur som lys, men med meget kortere bølgelængde. Bølgelængden for synligt lys er i størrelsesordenen 6000 Ångstrøm, mens bølgelængden af røntgenstråler er i området for en Ångstrøm, og gammastrålerne er 0,0001 Ångstrøm. Denne meget korte bølgelængde er det, der giver røntgenstråler og gammastråler deres evne til at trænge ind i materialer, som lys ikke kan. Disse elektromagnetiske bølger har et højt energiniveau og kan bryde kemiske bindinger i materialer, de trænger igennem. Hvis det bestrålede stof er levende væv, kan brud på kemiske bindinger resultere i ændret struktur eller en ændring i cellernes funktion. Tidlig eksponering for stråling resulterede i tab af lemmer og endda liv.Mænd og kvinder forskere indsamlede og dokumenterede information om interaktionen mellem stråling og menneskekroppen. Denne tidlige information hjalp videnskaben med at forstå, hvordan elektromagnetisk stråling interagerer med levende væv. Desværre blev meget af disse oplysninger indsamlet til store personlige omkostninger.