Historisch
Die Entdeckung der Röntgenstrahlung durch Wilhelm Conrad Röntgen war ein Meilenstein für die Medizin – und wie so oft in der Geschichte der Wissenschaft haben wir sie einem Zufall zu verdanken. Eigentlich erforscht der deutsche Physiker in seinem Würzburger Labor gerade sogenannte Kathodenstrahlen, als er am 8. November 1895 etwas Merkwürdiges bemerkt: eine Leuchterscheinung im abgedunkelten Raum.
Leuchtphänomene im Labor
Röntgen registriert Lichtschimmer auf einem speziellen Leuchtschirm und auch einige Kristalle, die in der Nähe seines Experimentiertisches liegen, beginnen zu fluoreszieren. Dieses Phänomen kann nur von der Gasentladungsröhre herrühren, mit der der Forscher die Kathodenstrahlen untersucht – darin werden Elektronen durch eine hohe Spannung stark beschleunigt.
Gleichzeitig darf es dieses Licht nach damaligem Kenntnisstand nicht geben. Denn die Kathodenstrahlen sind viel zu schwach, um für dieses Phänomen verantwortlich zu sein. Um mehr herauszufinden, umhüllt Röntgen die Röhre mit schwarzem Papier. Der Leuchteffekt aber bleibt.
Eine mysteriöse Strahlung "X"
Der Physiker schlussfolgert: Das Leuchten muss durch eine bisher unbekannte Strahlung "X" zustande kommen, die nicht nur bestimmte Stoffe zum Fluoreszieren bringt. Diese Strahlung durchdringt offenbar auch Glas und sogar dunkles Papier. Kann sie womöglich auch andere Materialien passieren? Bei seinen Experimenten stellt Röntgen fest, dass die mysteriösen Strahlen Materialien abhängig von deren Dichte unterschiedlich gut durchdringen. Nur Blei scheint die X-Strahlen ganz abhalten zu können.
Als begeisterter Hobbyfotograf kommt er schließlich auch auf die Idee, die Strahlung auf Fotoplatten zu lenken – und so das Innere der durchleuchteten Materie zu fotografieren. Je nachdem, wie viel Strahlung durch die jeweiligen Strukturen dringt, werden die entsprechenden Bereiche auf der Fotoplatte heller oder dunkler gefärbt.
Gemeinfrei
Die ersten Röntgenbilder
Auf diese Weise entstehen die ersten Röntgenbilder der Welt: unter anderem von einer Labortür, einem Jagdgewehr und der Hand von Röntgens Frau. Sie liefern einen sichtbaren Beweis für die Existenz der unsichtbaren Strahlen. Es sind Bilder, die die Wissenschaftswelt und Öffentlichkeit in helle Aufregung versetzen.
Schnell wird klar, dass die Eigenschaften der X-Strahlen, die später in Röntgenstrahlen umbenannt werden, für spannende Anwendungen genutzt werden können. Ihre Eigenschaften ermöglichen es erstmals, Organe und Knochen zu untersuchen, ohne den Körper aufschneiden zu müssen.
Hinode JAXA/NASA/PPARC
Mehr Durchblick – von der Medizin bis zur Astronomie
Heute werden nach Berechnungen des Bundesamts für Strahlenschutz allein in Deutschland jedes Jahr rund 140 Millionen Röntgenuntersuchungen in Arztpraxen und Krankenhäusern durchgeführt. Doch die durch hochenergetische Elektronenprozesse entstehenden Röntgenstrahlen kommen auch in anderen Bereichen als der Medizin zum Einsatz.
In der Industrie spielen die elektromagnetischen Wellen zum Beispiel eine wichtige Rolle, um Produkte und Materialien auf Herz und Nieren zu prüfen. Archäologen ergründen mit der Hilfe der Strahlung die Geheimnisse von Mumien, Kunstexperten durchleuchten mit ihr Bilder, um Originale von Fälschungen zu unterscheiden, und Astronomen erforschen damit Phänomene des Weltalls. Denn bei vielen energiereichen Prozessen im Kosmos wird Röntgenstrahlung frei.
Lokilech / CC BY-SA 3.0
Unerkanntes Risiko
Röntgen erhält für seine Entdeckung den ersten Nobelpreis für Physik der Geschichte. Doch was der Forscher damals nicht weiß: Die von ihm entdeckten Strahlen können auch Schaden anrichten, denn sie wirken zellschädigend. Heute gibt es deshalb strenge Regeln zum Strahlenschutz. Zu Röntgens Zeiten aber werden noch völlig ohne Bedenken beispielsweise Kinderschuhe durchleuchtet, um den richtigen Sitz der Treter zu kontrollieren. Und sogar auf Jahrmärkten ist das Röntgen eine beliebte Attraktion zur Belustigung der Leute.
