Scoperti casualmente da Wilhelm Roentgen nel corso del 1895, hanno rivoluzionato la scienza e la medicina.
I raggi X sono radiazioni elettromagnetiche che si propagano in linea retta, possono attraversare gli oggetti ed impressionare quella che viene chiamata lastra fotografica. Vengono assorbiti in maniera diversa dai diversi materiali e, proprio per questo motivo, possono essere usati per indagare anche quelli più densi, come ossa e metalli. La loro scoperta si deve al fisico Wilhelm Roentgen che, in maniera fortuita, ne dedusse l’esistenza durante uno dei suoi esperimenti.
Wilhelm Conrad Roentgen
Roentgen nacque il 27 marzo del 1845 a Lennep (ora Remscheid) in Prussia, prima della sua annessione alla Germania. La sua casa natale, per i più curiosi, è ancora lì ed è visitabile.
Figlio di un commerciante, si trasferì con la famiglia in Olanda all’età di tre anni. Lì frequentò le scuole primarie per poi iscriversi ad una scuola tecnica. Venne però espulso da quest'ultima perché ingiustamente accusato di aver disegnato la caricatura di un suo insegnante, in realtà opera di un suo compagno.
La sua prima intenzione, una volta raggiunta la maggiore età, era quella di iscriversi all’Università di Uthrect per frequentare il corso di Fisica. Sfortunatamente, però, l’esaminatore del test di ingresso all'università (sostenuto in forma orale) non era altri che il suo insegnante della scuola tecnica, che aveva accusato il giovane di aver realizzato una sua caricatura...potete quindi ben immaginare l’esito del colloquio.
Per fortuna, proprio in quello stesso periodo, venne a conoscenza della possibilità di frequentare il corso di ingegneria meccanica presso il Politecnico di Zurigo, pur non essendo in possesso di un diploma tecnico.
Incoraggiato dai suoi genitori, partì e si iscrisse all’università nel 1865, per poi laurearsi quattro anni dopo, nel 1868, con il massimo dei voti. Lo stesso giorno della laurea chiese la mano di Anna Bertha Ludwig, conosciuta pochi anni prima a Zurigo nel caffè dove era solito svagarsi e che divenne sua moglie nel 1872.
Nel 1869 divenne assistente del professor Kundt a Zurigo, suo mentore durante gli anni di studio al Politecnico, che seguì poi successivamente, prima a Würzburg e poi a Strasburgo, dove infine decise di stabilirsi. La sua carriera universitaria nel frattempo procedeva con successo: nel 1874 divenne Lettore presso l’Università di Strasburgo e nel 1876 professore ordinario di fisica.
Era molto richiesto e, dopo aver rifiutato diverse offerte, decise di accettare quella propostagli nel 1888 dall’Università di Würzburg, dove compì i suoi studi più importanti e dove fece la sua più grande scoperta.
La scoperta
Non sappiamo realmente come andarono le cose l’8 novembre del 1895. Roentgen infatti, nel suo testamento, chiese che tutta la sua produzione scientifica venisse bruciata dopo la sua morte, per cui le informazioni che abbiamo sono in realtà frutto di accurate ricostruzioni.
Nel 1895 Roentgen stava approfondendo i suoi studi sul passaggio di corrente elettrica (scariche ad alta tensione) attraverso tubi a vuoto contententi dei gas rarefatti (gli antenati del neon), seguendo gli esperimenti già avanzati da Heinrich Hertz, Johann Hittorf, William Crookes, Nikola Tesla e Philipp von Lenard.
Agli inizi di novembre si stava dedicando ad uno dei tanti esperimenti con il tubo di Lenard, al quale aveva aggiunto una sottile finestra di alluminio per consentire ai raggi catodici di uscire dal tubo. Aveva anche deciso di ricoprirlo con un rivestimento di cartone nero sia per proteggere l’alluminio dai danni causati dal campo elettrostatico, sia per impedire alla luce di fuoriuscire dal tubo.
Roentgen notò però che i raggi catodici, invisibili all’occhio umano, causavano una piccola fluorescenza su di uno schermo di cartone dipinto con platinocianuro di bario. Il fenomeno lo incuriosì e decise quindi di ripetere l’esperimento con il tubo di Hittorf-Crookes, che era molto più grande e spesso, cosa che gli avrebbe consentito un'sservazione più accurata del fenomeno.
La sera dell’8 novembre 1895 costruì con estrema cura un nuovo rivestimento di cartone nero da applicare al tubo di Hittfort e oscurò la stanza per verificare che la copertura non lasciasse passare la luce che si propagava da dentro al tubo. Fu allora che, voltandosi, notò con la coda dell’occhio che uno schermo cosparso di platinocianuro di bario, appoggiato a poca distanza dal tubo, stava brillando. Notò anche che la luce era visibile solo con la coda dell’occhio, mentre se si tentava di guardare direttamente lo schermo non si riusciva a vedere nulla.
Fu in quel momento che pensò che ciò che stava osservando poteva essere un nuovo tipo di raggio.
Eccitato da questa scoperta continuò a ripetere i suoi esperimenti nei giorni successivi. Visse nel laboratorio per settimane, senza mai uscire, aiutato solo da sua moglie.
Decise di chiamare, temporaneamente, i nuovi raggi con la lettera “X”, per indicare la loro natura completamente nuova e sconosciuta. Non avrebbe immaginato che questo nome momentaneo sarebbe entrato per sempre nella storia.
Ad un certo punto, mentre cercava di bloccare il misterioso raggio utilizzando materiali diversi, Roentgen portò in posizione (davanti al tubo) un piccolo pezzo di piombo, proprio mentre si stava verificando una scarica, e vide così la prima immagine radiografica della storia: il suo scheletro tremolante sullo schermo di platinocianuro di bario (in seguito riferì che fu in quel momento che decise di continuare i suoi esperimenti in totale segreto, temendo per la sua reputazione professionale, convinto che le sue deduzioni fossero errate).
Quasi due settimane dopo la sua scoperta invitò la moglie al laboratorio, sostituì lo schermo di platinocianuro di bario con una lastra fotografica e scattò così la prima “fotografia di uno scheletro", sottoponendo ai raggi "X" la mano sinistra della moglie Anna. Ci vollero circa quindici minuti e nella radiografia venne impresso anche l’anello che portava al dito. Una volta impressionata la lastra, la leggenda vuole che Anna esclamò: "Ho visto la mia morte!”. Era il 27 dicembre del 1895.
Roentgen pubblicò i risultati della scoperta il giorno successivo, il 28 dicembre, nell’articolo intitolato “On A New Kind Of Rays" ("Über eine neue Art von Strahlen"), ma dato che la lettura in pubblico sarebbe stata solo dopo circa due settimane, intorno alla metà di gennaio, decise anche di inviare la bozza dell'articolo a tutte le università d'Europa e a diversi colleghi, tra i quali Arthur Schuster dell’Università di Manchester, che sbalordito dalla scoperta, compì numerosi esperimenti sulle rane e su diverse parti del corpo degli esseri umani, fra le quali anche un piede di suo figlio.
Grazie alla sua scoperta, l’Università di Würzburg gli conferì la Laurea ad Honorem in Medicina e Chirurgia.
Roentegen continuò a lavorare sui raggi "X" anche negli anni successivi, pubblicando altri tre articoli tra il 1895 ed i 1897 e, ancora oggi, è considerato il padre fondatore della diagnostica per immagini. Il successo fu tale che ricevette il premio Nobel nel 1901.
I benefici che la scienza e la medicina ricavarono dai raggi "X" furono enormi e possibili anche perché Roentgen decise di non brevettare la sua scoperta rifiutando, inoltre, di darle il suo nome, com’era invece stato proposto dalla comunità scientifica internazionale (nome che viene usato in tedesco - Röntgenstrahlen - anche se contro la sua volonta).
Già a partire dalla fine del 1896 i raggi "X" iniziarono ad essere utilizzati diffusamente in medicina per indagare la morfologia del corpo umano e individuare le fratture ossee. Fu compilato anche un breve manuale dal titolo "The Roentgen rays in medicine and surgery as an aid in diagnosis and as a therapeutic agent : designed for the use of practitioners and students" nel 1901, con varie illustrazioni e tecniche per poter approciare questo nuovo strumento diagnostico.
Tuttavia, la scoperta non fu esente da problemi. All’epoca non si conoscevano ancora gli effetti nocivi dei raggi "X", soprattuto se in dosi molto elevate. La curiosità data dalla novità era molta e gli esperimenti furono tra i più svariati: una donna venne esposta per più di 10 ore ai raggi "X" e sviluppò diverse ustioni ed enormi vesciche; Clarence Dally, un tecnico di raggi "X" nel laboratorio di Thomas Edison, fu così colpito che gli vennero amputate entrambe le mani e morì di cancro a 39 anni; diversi furono poi gli scienziati che svilupparono tumori a causa di sovraesposizioni.
Oggi, comunque, l’impiego dei raggi "X" è assolutamente sicuro. Sappiamo infatti che la pericolosità è correlata alla dose ed al tempo di esposizione e che non tutti i tessuti ne risentono in egual misura (il midollo osseo e la pelle, ad esempio, ne risentono maggiormente). Questa tecnologia è impiegata ormai in innumerevoli campi, sia interni, sia esterni alla scienza medica.
Wilhelm Conrad Roentgen morì a 78 anni, nel 1923, in seguito a un carcinoma che si pensa possa essersi sviluppato a causa dell’esposizione continuativa alle radiazioni dovute ai suoi esperimenti.
Donò il premio in denaro del Nobel alla propria università come contributo per la ricerca scientifica e per far capire al mondo la sua importanza.
Emanuele Zola
Fonti:
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