Raggi X

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Radiografia della mano di sua moglie, eseguita da Röntgen

È nota come raggi X quella porzione dello spettro elettromagnetico con una lunghezza d'onda compresa approssimativamente tra 10 nanometri (nm) e 1/1000 di nanometro.

Raggi X con una lunghezza d'onda superiore a 0,1 nm sono chiamati raggi X molli. A lunghezze minori, sono chiamati raggi X duri. I raggi X duri si sovrappongono con i raggi gamma meno energetici, ma vengono distinti da essi a seconda della loro origine: i fotoni X sono prodotti da elettroni energetici, mentre quelli gamma da transizioni all'interno di un nucleo atomico.

I raggi X sono usati principalmente per fini medici (attraverso le radiografie), nell'analisi chimica con la spettrofotometria XRF e nell'analisi della struttura dei materiali con la cristallografia a raggi X e con la spettroscopia di assorbimento dei raggi X. Le ricerche puntano a visualizzare strutture in vivo sempre più minute e in laboratorio si riesce a raggiungere risoluzioni di 62 nanometri.^[1]

[modifica] Storia

William Crookes investigò gli effetti di scariche di energia in gas rari. Costruì quello che adesso è chiamato un tubo di Crookes. È un cilindro di vetro al cui interno è fatto il vuoto, contenente degli elettrodi per produrre correnti ad alta tensione. Trovò che, disponendo delle pellicole fotografiche vicino al tubo, alcune venivano esposte, ma non investigò questo aspetto.

Schema della produzione di raggi X con macchina catodica

Nel 1892, Heinrich Hertz dimostrò che i raggi catodici potevano passare attraverso fogli di metallo molto sottile (come l'alluminio). Philip Lenard, uno studente di Hertz, continuò ad investigare. Sviluppò una nuova versione del tubo catodico e studiò la penetrazione dei raggi X attraverso vari metalli. Leonard, però, non si rese conto che stava producendo raggi X.

Nell'Aprile 1887, Nikola Tesla iniziò a studiare i raggi X usando sia i propri apparecchi che i tubi di Crookes. Dai suoi resoconti tecnici, si vede che inventò e realizzò uno speciale tubo a raggi X con un singolo elettrodo. I tubi di Tesla differivano dagli altri per non avere un elettrodo di target. Spiegò tutto questo nella sua lezione sui raggi X del 1897, all'Accademia delle Scienze di New York. Il termine moderno per questo processo è bremsstrahlung, dove un'emissione secondaria di raggi X energetici viene prodotta quando particelle cariche (per esempio elettroni) passano attraverso la materia. Nel 1892 Tesla aveva compiuto numerosi esperimenti in tal senso, ma non rese pubblici i suoi risultati. I suoi esperimenti successivi lo portarono ad avvertire la comunità scientifica per primo dei rischi biologici connessi all'espozione ai raggi X.

Hermann von Helmholtz formulò una descrizione matematica dei raggi X. Ipotizzò una teoria della dispersione prima che Röntgen facesse le sue scoperte ed annunci. La sua formula era basata sulla teoria elettromagnetica della luce (Wiedmann's Annalen, Vol. XLVIII).

L'8 novembre 1895 Wilhelm Röntgen, uno scienziato tedesco, iniziò ad osservare raggi X mentre sperimentava con i tubi a vuoto. Röntgen scrisse il 28 dicembre 1895 un rapporto preliminare "Su un nuovo tipo di raggi: una comunicazione preliminare". Lo spedì alla rivista della Würzburg's Physical-Medical Society. Fu il primo annuncio formale e pubblico dei raggi X. Röntgen chiamò la radiazione "X", per indicare che era ancora di tipo sconosciuto. Il nome rimase, anche se molti dei suoi colleghi suggerirono di chiamarli "raggi di Röntgen" (Röntgen stesso si oppose a questa denominazione). In alcune nazioni, quest'ultimo nome è ancora usato. Röntgen ricevette, nel 1901, il primo Premio Nobel per la fisica grazie a questa scoperta.

L'uso dei raggi X per scopi medici fu iniziato da John Hall-Edwards a Birmingham, Inghilterra. Nel 1908 dovette farsi amputare il braccio sinistro a causa di una dermatite causata dai raggi X.

Verso la metà degli anni ’80, vista la crescente domanda di applicazioni nell’ambito del controllo qualità, un team di progettisti torinesi , sviluppa il primo sistema al mondo di ispezione di prodotti alimentari con l’impiego di raggi-X. Il prototipo viene progettato insieme ad un grande gruppo alimentare tedesco, che collabora alla sperimentazione e alla realizzazione del macchinario. Il primo sistema di ispezione a raggi-x, applicato all’ispezione di conserve alimentari, viene installato in Germania nel giugno del 1986.

[modifica] Note

1. ^ Articolo sull'utilizzo dei raggi X per la visualizzazione di strutture vive di dimensioni nanometriche

[modifica] Voci correlate

• Tubo radiogeno
• Cristallografia a raggi x
• Astronomia a raggi X
• Spettrofotometria XRF
• Bioimmagine
• Radiologia
• Radioterapia

[modifica] Altri progetti

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