Wilhelm Röntgen 1895-ben fedezte fel a röntgensugárzást (ezt 1901-ben ismerték el Nobel-díjjal), amivel új ablakot nyitott a világra. A New York Times 1896. január 6-án közölte Röntgen feleségének kezéről készült röntgenképet. Hamarosan az emberek a csontszerkezetünk képeinek a csodájára jártak.

Már 1896 februárjában megtörtént a röntgensugarak első orvosi alkalmazása: az egyesült államokbeli Dartmouth College-ban két orvos készített röntgenképet egy páciens törött karjáról. Nemsokára más felhasználási módok is napvilágra kerültek, például a csomagok határon történő átvilágítása.

Képek: balra - 1896 februárjában G. és E. Frost orvosok (a képen láthatók), akik elsőként alkalmaztak röntgensugárzást klinikai célokra, törésről készítenek röntgenképet, és jobbra - francia vámhivatalnokok csomagokról készítenek röntgenképet, 1897.

A röntgensugarak sok orvos figyelmét felkeltették, akik töréseket és a testben lévő idegen tárgyakat tártak fel a segítségével. A 19. század végén az orvostudományt leginkább az egyedi szervek kórtana érdekelte. A folyamatos fejlesztések révén az orvosok a belső szervekről is képesek voltak röntgenfelvételeket készíteni úgynevezett kontrasztanyagok (a röntgensugarak számára nem teljesen átlátszó anyagok) segítségével. A röntgensugarakat terápiás céllal is használták, például bőrbetegségek esetén. Azonban arra is hamar rájöttek, hogy terápiás célokra sokkal nagyobb energiára van szükség.

Az első világháború idejére a röntgensugárzás orvosi használata igen elterjedt. Marie Curie és lánya Irene Curie radiológia központok láncolatát hozta létre, hogy ezzel segítse a katonák töréseit és tüdőproblémáit azonosítani. Sőt számos röntgenberendezéssel felszerelt járművet küldött a csataterekre is, amelyeket franciául "Les Petites Curies"-nek hívtak. Marie Curie még könyvet is írt "Radiológia a háborúban" (1921) címmel.

A röntgensugárzás az elektromágneses sugárzás egyik fajtája. Mesterségesen, egy katódcsőben hozzuk létre őket úgy, hogy egy forró katód által kibocsátott elektronokat nagyfeszültséggel felgyorsítunk és egy fémdarabnak ütköztetünk, aminek során "láthatatlan sugarak" keletkeznek.

Ez a sugárzás egyrészt a gerjesztett fématomok fluoreszcenciájából, másrészt pedig az úgynevezett fékezési sugárzásból származik. Az utóbbi akkor jelenik meg, amikor az elektronok pályája a fémet alkotó atomok magjának terében gyorsan megváltozik.
A fluoreszcencia során a nagy energiájú elektronok a fématomok belső elektronhéjain lévő elektronokat kiütik. A külső héjon elhelyezkedő elektronok pedig ezeket a lyukakat betöltik, miközben a felszabaduló energia röntgensugarak formájában kisugárzódik.

Egy röntgencsőben az elektronokat 30-150keV-es energiára gyorsítjuk, hogy egy wolframból készült céltárgyba csapódva 1eV és150 keV közötti energiájú röntgensugárzást hozzunk létre, amelynek a maximális intenzitása 56keV és 67keV között jelenik meg (ezek a elektronos átmenetek a wolframatomokban). Orvosi alkalmazások esetén alacsonyabb röntgenenergiákkal dolgoznak biztonsági okok miatt. Szövetek (pl. mellvizsgálat) átvilágításakor a tipikus energia 20keV körüli, míg a keményebb testrészek (csontok) esetén nagyobb, nagyjából 150keV energiákat használnak.

Sokakban felmerül a kérdés, vajon az orvosi röntgenfelvételek során használt sugárzás ártalmas-e. Ilyenkor érdemes figyelembe venni, hogy egész életünkben mindannyian ki vagyunk téve a természetes sugárzásnak, amelynek eredete lehet kozmikus, vagy a légköri, talajban, kőzetekben lévő radon, de akár az étellel és itallal is magunkhoz vesszük.

Hasonlítsuk össze ezeket a forrásokat!

Forrás	Ekvivalens dózis
Mellkasröntgen	100 μSv
Egy év kőből, téglából vagy betonból készült épületben	70 μSv
London és New York közötti repülőút	40 μSv
Átlagos napi háttérsugárzás	10 μSv
Fogröntgen	5 μSv
Egy banán elfogyasztása	0.1 μSv

Ahogyan láthatjuk, még egy banán elfogyasztása során is kapunk valamekkora sugárzási dózist. Ennek a dózisnak a legfőbb forrása a kálium, amely a természetben 0,0117%-ban a ⁴⁰K instabil izotópot is tartalmazza.

Minden elektromágneses sugárzást a hullámhossza (λ), vagyis ezzel egyenértékű módon az energiája (E = hc/2λπ, ahol h a Planck-konstans, értéke h = 6,626×10^-27erg/s és c a vákuumbeli fénysebesség, értéke c = 2,9979·10¹⁰cm/s) jellemez.

A röntgensugarak hullámhossza 0,01nm és 10nm közötti, amely 1keV (103eV) - 150keV energiatartománynak felel meg. Összehasonlításként a látható napfény hullámhossza 400nm-től 750nm-ig terjed.

A röntgensugárzás energiájánál egy másik fajta elektromágneses sugárzás, a gamma(γ)-sugarak nagyobb energiával rendelkeznek. Az orvosi alkalmazások során a szakemberek 60keV-150keV energiájú γ-sugarakkal dolgoznak.

Az elektromágneses spektrum a rádióhullámoktól a γ-sugárzásig (Image credits: ESA).