/////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
Ontdek het Belle Époque
Home » Uitvindingen » Apparaten » Röntgenapparaat

Uitvinding röntgenapparaat

De ontdekking van een wonderbaarlijk soort straling

Van alle negentiende-eeuwse  uitvindingen was die van het röntgenapparaat zonder twijfel de meest futuristische.  Voor medici was het een wonder om opeens in het menselijk lichaam te kunnen kijken. Voor de gewone mens was het apparaat iets van een andere planeet.  Natuurkundige Conrad Röntgen zou door de spectaculaire ontdekking van röntgenstralen zijn naam als wetenschapper en uitvinder ondubbelzinnig vestigen, hoewel hij nooit een patent aanvroeg.


 

germany-in-xxi-century-criminal-police.large.jpg

'Duitsland in het jaar 2000. Criminele politie' 1899-1901 Toekomstvisie waarbij de politie röntgenstralen gebruikt bij het opsporen van criminelen. Dat is uitgekomen, zij het op een iets andere manier dan gesuggereerd op deze tekening.

 

Conrad Röntgen

Wilhelm Conrad Röntgen (1845-1923) had een Duitse vader en Nederlandse moeder. Hij werd in Duitsland geboren, maar zou in Nederland opgroeien en hier het eerste deel van zijn opleiding krijgen. In Utrecht werd hij echter van een school gestuurd, omdat hij niet wilde zeggen welke medeleerling verantwoordelijk was voor een karikaturale tekening van een leraar. Onbaatzuchtig zou hij zijn hele leven blijven, maar zijn tijd in Nederland was door dit voorval voorbij.

Hij kwam terecht op een technische hogeschool in Zürich waar hij afstudeerde als werktuigbouwkundig ingenieur. Hierna deed hij een vervolgopleiding natuurkunde. In juni 1869 promoveerde hij op een proefschrift over gassen.

Hierna werd hij hoogleraar op diverse Duitse universiteiten. Aanvankelijk bleef hij zich vooral interesseren voor gassen, maar ook voor de elektrische eigenschappen van kwarts, de elektrodynamica en de thermodynamica.

Later ging hij tevens onderzoek doen naar straling. Zo deed hij in 1895 experimenten met 'kathodestralen'. Dat zijn stralen van elektronen die zich ontladen in een 'kathodestraalbuis', een vacuümbuis die van binnen onder hoogspanning staat.

 

wilhel-1.large.jpg

Wilhelm Conrad Röntgen

 

De ontdekking van een nieuw type straling

Op de avond van 8 november 1895 gebeurde er tijdens die experimenten iets vreemds. In zijn laboratorium had Röntgen een scherm staan dat was bewerkt met bariumplatinocyanide, een stof die werd gebruikt om ultraviolet licht mee waar te nemen. Toen hij een kathodestraalbuis die was omhuld met zwart papier op het scherm richtte, lichtte dit op en veroorzaakte fluorescentie. Volgens de natuurkundige inzichten van die tijd was dat onmogelijk.

Röntgen besefte dat het ook niet de kathodestralen zelf waren die dit effect veroorzaakten, maar een ander soort, onzichtbare, straling. Later deed hij nieuwe experimenten en ontdekte dat de onbekende straling donkere vlekken achterliet op fotografische platen. Vervolgens bleek dat voorwerpen die tussen de buis en de fotografische plaat in werden geplaatst een afdruk achterlieten, waarbij stoffen met een grote dichtheid beter zichtbaar waren dan lichtere stoffen.

Hierna kreeg Röntgen een nieuw idee. Hij vroeg zijn vrouw Anna Bertha om haar hand tussen de buis en de fotografische plaat te houden. Toen hij de plaat had ontwikkeld, was het binnenste van haar hand te zien. De botten en haar trouwring waren duidelijk zichtbaar, terwijl haar vlees maar een vage omlijning daaromheen gaf. Bij het aangezicht van haar hand riep Anna Bertha verschrikt: 'Ik heb mijn overlijden gezien!'

De straling, zo was nu wel duidelijk, drong in materie en produceerde vervolgens een fotografisch beeld van het inwendige. Röntgen gaf het nieuwe type straling de letter X mee, 'X-stralen' dus.  De bescheiden wetenschapper wilde absoluut niet dat de stralen naar hem vernoemd zouden worden. In het Engels zou de benaming altijd 'X-rays' blijven, net als in veel andere talen. Maar in andere talen, zoals het Nederlands, zou de wens van Röntgen niet worden ingewilligd en spreekt men toch van 'röntgenstralen'.

 

first-1.large.jpg

De hand van Anna Bertha Röntgen

 

Wereldkundig

Conrad Röntgen had een spectaculaire en revolutionaire ontdekking gedaan. Eentje die het artsen mogelijk maakte om in het lichaam van hun patiënten te kijken zonder ook maar één snee te hoeven maken. De medische wetenschap zou een enorme sprong vooruit doen en nooit meer hetzelfde zijn.

Toch bleef hij zelf aanvankelijk vertwijfeld en voorzichtig. Hij was nogal benauwd dat hij zich had vergist. Op 28 december publiceerde hij echter toch een eerste wetenschappelijk artikel over zijn bevindingen. In januari 1896 pikten verschillende Europese kranten het nieuws op. Hierna waren de zaken niet meer te remmen. De wereld in het algemeen en de medische wereld in het bijzonder stonden op hun kop.

 

Het Röntgenapparaat

Het was niet moeilijk om een apparaat te bouwen dat werkte met de nieuwe straling, want het principe op basis waarvan zo’n machine moest werken was duidelijk. Hij moest op systematische basis röntgenfoto’s kunnen maken van alle delen van het menselijk lichaam. Er werd daarom een faciliteit gevraagd, waarin mensen tussen de kathodestraalbuis en de fotografische plaat in konden plaatsnemen.

Röntgen besloot zelf geen patent aan te vragen op zo’n apparaat. Hij wilde namelijk dat iedere arts of onderzoeker ongehinderd gebruik kon maken van het nieuwe wonder. Iedereen was dus vrij een machine te bouwen, wat al vanaf januari 1896 volop werd gedaan. Het gevolg was een keur aan verschillende machines, maar toch ook niet wezenlijk verschillend.

 

Een twijfelachtige eer

Voor de moderne patiënt was een bezoekje aan een 'röntgenmachine' of het 'doorlichtingslaboratorium' nog lange tijd een onwerkelijke toestand.  De apparaten zagen er buitenaards uit en werkte volgens totaal onbegrepen principes. Lichtschijnsels kwam van de gasontlading in de straalbuis en van vonken die van de hoogspanningsgenerator spatten en werden begeleid door een knetterend geluid. Het geheel veroorzaakte een spookachtige sfeer. Daar diende men niet minder dan anderhalf uur in te verblijven, want zoveel tijd had de belichting van de fotografische plaat wel nodig (tegenwoordig is dat 21 milliseconden).

Als je dat had gehad, kwam er een foto van hoe jij er van binnen uitzag. Dat maakte bij veel mensen dezelfde, wat duistere, gedachte los als bij Anna Bertha Röntgen.  Rond de eeuwwisseling maakten men dergelijke staaltjes van moderne tovenarij wel vaker mee, maar dit was toch wel het toppunt .

 

dc0b0211cd510242c486ed97edcaefea-orig.large.jpg

Het nemen van röntgenfoto's rond 1900

 

Niettemin eindigde het wonder voor velen niet zo best. De hoeveelheid straling die men nodig had voor een röntgenapparaat lag vele malen hoger dan tegenwoordig. Bij de opname van een hand gebruikte men al gauw een 1500 keer hogere dosis. Het moge duidelijk zijn dat het verkrijgen van zoveel straling gedurende anderhalf uur tijd slecht kon uitpakken. Patiënten kregen klachten als brandwonden, haaruitval en oogaandoeningen. Bedienend personeel kreeg schade aan hun handen, soms zo erg dat amputatie nodig was, en kwam vaak te overlijden aan kanker.

Opmerkelijk genoeg was Röntgen zich wel bewust van het gevaar van straling en beschermde hij zichzelf met lood. Andere onderzoekers waren desondanks veel nonchalanter met alle gevolgen van dien.

 

Toepassingen

Door de tijd heen kwamen er steeds meer toepassingen en zouden er verschillende soorten röntgenapparaten worden ontwikkeld. Met name de volgende gebieden hadden er profijt van:

  • De medische wetenschap was er om goede redenen razendsnel bij om röntgen te gebruiken.
  • Röntgenstralen bleken ook zeer goed te gebruiken bij het technisch testen van materialen. Zo kon men bijvoorbeeld controleren of verbindingsnaden van metalen delen perfect waren gesoldeerd of niet.
  • In latere tijden ging men het principe ook gebruiken op luchthavens om de bagage van passagiers te controleren op wapens of andere verboden voorwerpen.  Tenslotte ging men ook de passagiers zelf controleren.

 

Nobelprijs natuurkunde

Doordat hij geen patent had aangevraagd zou Conrad Röntgen nooit rijk worden. Behalve eeuwige roem verwierf hij wel de nodige onderscheidingen.

In 1901 won hij de allereerste Nobelprijs voor de natuurkunde. Op dat moment was hij op het toppunt van zijn roem en was het onderzoek naar X-stralen een ongekend populair wetenschappelijk onderwerp geworden.  Zoals gebruikelijk nam hij de eer in ontvangst, maar het geld niet. Dat gaf hij aan de universiteit van München, waar hij op dat moment doceerde.

 

 

Bronnen

  • Meidenbauer J. (red.) - 'Het grote boek van uitvindingen en ontdekkingen.' Lisse 2004
  • Blom Ph. - 'De duizelingwekkende jaren. Europa 1900-1914.' Amsterdam 2010
  • Science guide (www.scienceguide.nl) - 'Antieke Röntgen werkt nog prima.'
  • Wikipedia (nl.wikipedia.org) - 'Wilhelm Conrad Röntgen'.