X線撮影の歴史
X線は1895年にヴィルヘルムコンラッドによって発見されましたドイツのヴュルツブルク大学の教授であったレントゲン(1845-1923)。レントゲンは彼の研究室でブラウン管を使って作業し、彼の管の近くのテーブルで結晶の蛍光灯を観察しました。レントゲンが使用していたチューブは、正と負の電極がカプセル化されたガラスエンベロープ(電球)で構成されていました。チューブ内の空気を抜いて、高電圧を印加すると、チューブが蛍光を発しました。レントゲンは重い黒い紙でチューブを保護し、チューブから数フィート離れた場所にある物質によって生成された緑色の蛍光灯を発見しました。
彼は、新しいタイプの光線がチューブから放出されていると結論付けました。この光線は、重い紙を覆い、室内の蓄光材を励起することができました。彼は、新しい光線が固体物体の影を落とすほとんどの物質を通過できることを発見しました。レントゲンはまた、光線が人間の組織を通過できるが、骨や金属物体は通過できないことを発見しました。 1895年後半のレントゲンの最初の実験の1つは、妻のベルタの手のフィルムでした。レントゲンがX線写真を作成したため、X線が最初に使用されたのは産業用(医療用ではない)でした。同僚に見せるための箱に入った重りのセット。
レントゲンの発見は科学的な爆弾であり、科学者と素人の両方から非常に興味深く受け取られました。 。ブラウン管はこの時期に非常によく知られていたため、世界中の科学者が彼の実験を再現することができました。多くの科学者は、神秘的な光線を追求するために他の研究ラインを落としました。その日の新聞や雑誌は、新たに発見された光線の特性について、多くの物語を一般の人々に提供しました。
公共の空想は、固形物を通過する能力を備えたこの透明光線によって捉えられ、写真乾板と組み合わせて、骨や体内の部分の写真を提供します。科学的な空想は、光よりも短い波長のデモンストレーションによって捉えられました。これは、物理学と物質の構造を調査するための新しい可能性を生み出しました。医学や外科手術の補助としての光線の潜在的な用途について、多くの熱意が生まれました。発見の発表から1か月以内に、ヨーロッパと米国でいくつかの医療用X線写真が作成され、外科医が作業のガイドとして使用しました。レントゲンが発見を発表してからわずか6か月後の1896年6月、戦場の医師は負傷した兵士の弾丸を見つけるためにX線を使用していました。
1912年以前は、金属のX線写真がいくつか作成されていましたが、X線は医学や歯科の領域外ではほとんど使用されていませんでした。この日付以前にX線が工業用途で使用されなかった理由は、X線管(X線源)が工業目的で十分な透過力の光線を生成するために必要な電圧で故障したためです。しかし、クーリッジが設計した高真空X線管が利用可能になった1913年にそれは変わりました。高真空管は、最大100,000ボルトのエネルギーで動作する強力で信頼性の高いX線源でした。
1922年、工業用X線撮影は、200,000ボルトのX線管の出現によりさらに一歩前進しました。これにより、厚い鋼部品のX線写真を妥当な時間で作成することができました。 1931年、General Electric Companyは1,000,000ボルトのX線発生器を開発し、工業用X線撮影に効果的なツールを提供しました。その同じ年、アメリカ機械学会(ASME)は、融接圧力容器のX線承認を許可し、産業の受け入れと使用への扉をさらに開きました。
2番目の放射線源
X線が発見された直後に、別の形態の透過光線が発見されました。 1896年、フランスの科学者アンリベクレルは自然放射能を発見しました。当時の多くの科学者は陰極線を扱っていました、そして他の科学者は原子が細分化されることができるという理論に関する証拠を集めていました。新しい研究のいくつかは、特定の種類の原子がそれ自体で崩壊することを示しました。蛍光鉱物の性質を調べながらこの現象を発見したのはアンリ・ベクレルでした。ベクレルは、特定の鉱物が日光にさらされると光る(蛍光を発する)蛍光の原理を研究していました。彼はこの蛍光を記録するために写真乾板を利用しました。
ベクレルが使用した鉱物の1つは、ウラン化合物でした。曇りすぎてサンプルを直射日光にさらすことができなかった日、ベクレルは写真乾板と一緒に化合物の一部を引き出しに保管しました。後でこれらのプレートを開発したとき、彼はそれらが曇っていることを発見しました(光への露出を示しました)。 Becquerelは、何がこの曇りを引き起こしたのか疑問に思いました。彼はそれらを使用する前にプレートをしっかりと包んだことを知っていたので、曇りは迷光によるものではありませんでした。さらに、彼は、ウラン化合物が入った引き出しの中にあったプレートだけが曇っていることに気づきました。ベクレルは、ウラン化合物が重い紙を透過して写真フィルムを露光する可能性のあるタイプの放射線を放出したと結論付けました。 Becquerelは、ウラン化合物のサンプルのテストを続け、放射源がウラン元素であると判断しました。 Bacquerelの発見は、X線の発見とは異なり、素人や科学者にはほとんど気づかれていませんでした。Becquerelの発見に興味を持った科学者は比較的少数でした。放射能への関心が広まったのは、2年後のキュリーズによるラジウムの発見まででした。
ベクレルの発見時にフランスで働いていたポーランドの科学者マリー・キュリーは、彼の仕事に非常に興味を持ち、ピッチブレンデと呼ばれるウラン鉱石に他の放射性元素が含まれているのではないかと疑っていました。マリーと彼女の夫、フランスの科学者ピエール・キュリーは、これらの他の要素を探し始めました。1898年、キュリーズはピッチブレンドで別の放射性元素を発見し、マリー・キュリーの故郷に敬意を表して「ポロニウム」と名付けました。その年の後半に、キュリーズは彼らがラジウム、または輝く要素と名付けた別の放射性要素を発見しました。ポロニウムとラジウムはどちらもウランよりも放射性が高かった。これらの発見以来、他の多くの放射性元素が発見または生成されてきました。
ラジウムは最初の工業用ガンマ線源になりました。この材料により、最大10〜12インチの厚さの鋳物をX線撮影することができました。第二次世界大戦中、海軍の造船プログラムの一環として産業用ラジオグラフィーが飛躍的に成長しました。1946年に、コバルトやイリジウムなどの人工ガンマ線源が利用可能になりました。これらの新しい線源はラジウムよりもはるかに強力で、はるかに安価でした。人工光源がラジウムに急速に取って代わり、ガンマ線の使用は産業用ラジオグラフィーで急速に成長しました。
健康上の懸念
放射線防護の科学、またはより適切な「健康物理学」と呼ばれる、19世紀の終わりの年にX線と放射能の並行発見から成長しました。実験者、医師、素人、そして物理学者は同様にX線生成装置を設置し、懸念のない彼らの労働を進めました潜在的な危険性このような懸念の欠如は非常に理解できます。これまでの経験では、X線が何らかの形で危険であることを示唆するものはなかったためです。実際、次のような光線が疑われる場合は逆でした。軽いが見えない、感じられない、または感覚によって検出できないことは、人に損害を与えるでしょうか? X線が体に有益である可能性が高い、またはそう思われる人もいます。
必然的に、X線の広範囲にわたる無制限の使用は、重傷をもたらしました。多くの場合、怪我はX線への曝露に起因するものではありませんでした。これは、症状の発症が遅いことと、X線を原因として疑う理由がまったくなかったことが原因の1つです。初期の実験者の中には、X線照射と皮膚のやけどを結びつけた人もいました。 X線の悪影響の可能性についての最初の警告は、X線と蛍光物質の実験による眼の炎症をそれぞれ報告したThomas Edison、William J. Morton、およびNikolaTeslaからのものでした。
今日、放射線は最も徹底的に調査された病気の原因の1つにランクされていると言えます。まだ多くのことを学ぶ必要がありますが、分子、細胞、器官系の放射線損傷のメカニズムについては、他のほとんどの健康ストレス剤で知られているよりも多くのことが知られています。確かに、健康物理学者が放射線レベルを指定することを可能にするのは、まさにこの膨大な量の用量反応データの蓄積であり、放射線の医学的、科学的、および工業的使用が、レベル以下のリスクレベルで継続できるようにします。他の技術に関連するリスクの。
X線とガンマ線は、光とまったく同じ性質の電磁放射ですが、波長ははるかに短くなります。可視光の波長は6000オングストロームのオーダーですが、X線の波長は1オングストロームの範囲にあり、ガンマ線の波長は0.0001オングストロームです。この非常に短い波長は、X線とガンマ線に光ができない材料を透過する力を与えるものです。これらの電磁波はエネルギーレベルが高く、浸透する材料の化学結合を破壊する可能性があります。照射された物質が生体組織である場合、化学結合の破壊は、細胞の構造の変化または機能の変化をもたらす可能性があります。放射線への早期の曝露は、手足の喪失、さらには生命の喪失をもたらしました。男性と女性の研究者は、放射線と人体の相互作用に関する情報を収集して文書化しました。 この初期の情報は、電磁放射が生体組織とどのように相互作用するかを科学が理解するのに役立ちました。 残念ながら、この情報の多くは多大な個人的費用で収集されました。