Wilhem Röntgen descubrió los rayos X en 1895 (por lo que fue galardonado con el Premio Nobel en 1901) y con ello abrió una amplia ventana de posibilidades al mundo. El 16 de enero de 1896, el New York Times publicó una radiografía de la mano de la señora Röntgen. Poco tiempo después todo el mundo estaba maravillado de las fotografías que mostraban la estructura ósea humana.

Ya en febrero de 1896 se utilizaron rayos X en medicina para observar los huesos rotos: la primera observación de este tipo, una fractura en el brazo de un paciente, se llevó a cabo por dos médicos en el Dartmouth College en los EE.UU. Muy pronto, se encontraron otras aplicaciones, incluyendo el escáner de equipajes por los funcionarios de aduanas.

Los rayos X atrajeron la atención de muchos médicos que luego los emplearon para diagnosticar fracturas y cuerpos extraños dentro de los tejidos. Al final del siglo XIX, la medicina presta especial atención a la patología de los órganos individuales. Las continuas mejoras de la técnica permitieron a los médicos tomar fotografías de rayos X de todos los órganos internos a través de "medios de contraste" -sustancias opacas que se veían en las radiografías. Los rayos X también se utilizaron para terapia, por ejemplo en el tratamiento de enfermedades de la piel. Sin embargo, pronto se supo de que se requería radiación de mayor energía para esos fines.

Los rayos X cobraron realmente prestigio durante la Primera Guerra Mundial. Marie Curie, junto con su hija Irene, estableció una red de centros médicos radiológicos para ayudar a mejorar el diagnóstico de fracturas y enfermedades pulmonares entre los soldados. Además, había muchos vehículos especializados con aparatos de rayos X (llamadas "Les Petites Curie") cubriendo los campos de batalla. Marie Curie escribió un libro sobre esto: "Radiología en la guerra" (1921).

Los rayos X son un tipo de radiación electromagnética. Se producen artificialmente en un tubo de rayos catódicos, donde un cátodo caliente emite electrones que luego son acelerados por una diferencia de potencial hasta golpear un blanco de metal a altas velocidades, y producir algunos "rayos invisibles".

Estos rayos provienen en parte de la fluorescencia excitada en los átomos del metal, y en parte del llamado efecto de la radiación Bremsstrahlung. Éste último efecto aparece como el resultado de los rápidos cambios de dirección de los electrones en las proximidades de los núcleos atómicos del metal.
Otra forma en la que los rayos X se pueden producir es mediante la interacción del electrón inicial de alta energía con un electrón de una capa más interna del átomo, dejándola libre. Uno de los electrones de energía más alta decae en el hueco dejado por el primero emitiendo el exceso de energía en forma de rayos X.

En un tubo de rayos X, los electrones se aceleran a energías de 30 a 150 keV y golpean un blanco de wolframio produciendo rayos X con energías de 1 eV a 150 keV con un espectro continuo de intensidad máxima en el centro y dos picos a 59 y 67 keV (éstas son las transiciones electrónicas en los átomos de wolframio). Para aplicaciones médicas, se utilizan rayos X de energías bajas por razones de seguridad. Para visualizar tejidos blandos, la energía típica de rayos X es de unos 20 keV (por ejemplo, mamografías) mientras que las energías más altas (alrededor de 150 keV) se utilizan para tejidos duros, por ejemplo hueso.

A menudo existe preocupación por la exposición a la radiación durante los exámenes médicos con rayos X. Sin embargo, todo el mundo está expuesto a fuentes de radiación natural a lo largo de su vida, desde los rayos cósmicos, el radón en la atmósfera, el suelo y las rocas, e incluso de los alimentos y el agua.

Vale la pena comparar estas contribuciones:

Fuente	Dosis equivalente
Radiografía de tórax	100 μSv
Vivir en un edificio de piedra, ladrillo u hormigón durante un año	70 μSv
Volar de Londres a Nueva York	40 μSv
Dosis natural de fondo, media diaria	5 μSv
Radiografía dental	5 μSv
Comer un plátano	0,1 μSv

Como se puede ver, incluso comer un plátano nos expone a una cierta dosis de radiación. La fuente principal de esto es el potasio, que en la naturaleza contiene 0,0117% del isótopo inestable ⁴⁰K.

Cada forma de radiación electromagnética se caracteriza por una longitud de onda (λ) o de forma equivalente por una energía (E = hc/λ, donde h es la constante de Planck (h = 6,626×10^-27 erg/s) y c la velocidad de la luz en el vacío (c = 2,9979·10¹⁰ cm/s).

El rango de longitud de onda de los rayos X está entre 0,01 nm y 10 nm, que corresponde a un intervalo de energías de aproximadamente 1 keV a 150 keV. Compárese esto con las longitudes de onda de la luz solar visible que se extienden desde 400 nm a 750 nm.

La única radiación electromagnética con más energía que los rayos X son los gamma (γ). Los rayos gamma con energías entre 60 y 510 keV se utilizan en medicina nuclear.
El espectro electromagnético, desde las ondas de radio hasta los rayos γ, con las diferentes escalas asociadas: edificios, seres humanos, insectos, granos de arena, células humanas, protozoos, moléculas, átomos, núcleos atómicos y partículas subatómicas. (Créditos de imagen: ESA).