Rayos X

Llamados así por su naturaleza misteriosa, fueron descubiertos por casualidad en el año 1895 por Wilhelm Röntgen, profesor de la universidad de Würzburg Alemania, mientras efectuaba investigaciones sobre la descarga de gases (similares a las descarga de tubos de neón). Estos extraños rayos, que se producían cuando electrones con mucha energía chocaban contra un objeto sólido, no eran desviados por los campos magnéticos o eléctricos y eran capaces de atravesar materiales sólidos como metales y madera. Para hacer una prueba, la esposa de Röntgen colocó su mano sobre una placa fotográfica y al ser irradiada por los rayos X se tomó la primera radiografía. Dos meses más tarde ya los médicos estaban empleando esta técnica para obtener imágenes de los huesos quebrados. Desafortunadamente en esos momento aún no se conocían los peligrosos efectos que la exposición a los rayos X producía sobre las personas, y que tanto Röntgen como sus colaboradores sufrieron. Röntger fue el primer galardonado de la historia con el premio Nóbel debido a su descubrimiento. Más tarde en su honor se le dio el nombre de Röntgen, a la unidad de medida de la intensidad de las radiaciones de alta frecuencia, rayos X y rayos gamma.

Mano de Frau Roëtgen sin carne

El señor Roëtgen con carne

La primera radiografía tomada en Argentina se hizo en diciembre de 1896 y fue realizada por el Dr. Tomás Varzi, médico rosarino, en el Hospital de Bahía Blanca. Tres meses después de haber aparecido la noticia del hallazgo de los rayos X, Varzi recibió de Alemania, un equipo generador de rayos X, gracias a la mediación del Cónsul alemán Diego Meyer. Con este equipo, el Dr. Varzi obtuvo una radiografía de mano que debió realizar en tres tiempos, porque según su relato el anticátodo se enrojecía a los 20 minutos y temía que se fundiese. Además realizó también radioscopias de su propia mano y de tórax en personas delgadas.

Archivo:EquipoRayosX.jpg Un equipo convencional de Rayos X

Los rayos X son ondas electromagnéticas de muy corta longitud de onda. Esto fue demostrado en 1912 cuando siguiendo un método desarrollado por Max Von Laue ( quien recibió el premio Nóbel de Fisica en 1914 por este aporte) Friedrich y Camping consiguieron hacer difractar un haz de rayos X al pasar a través de un cristal. ) Max Von Laue

Como se sabe los cristales tienen estructuras muy ordenadas, ya que los planos que contienen los átomos están espaciados regularmente. Al pasar el haz de rayos X entre esos planos se vio que era desviado dando lugar a una figura de difracción.

Esto solo podía ocurrir si la longitud de onda de los rayos X era del orden del espaciado   

entre los planos atómicos. Estos experimentos dieron unos valores para la longitud de onda de los rayos X empleados de 0,01 a 0.05 nm. Con los equipos modernos se consiguen valores de 1 a 0,001 nm. Fueron los físicos británicos W. Bragg padre y W. Bragg hijo, quienes proporcionaron una técnica

muy poderosa para la exploración de la materia, la difracción de rayos X, formulando la famosa ley 
conocida como Ley de Bragg.  Ambos fueron galardonados con el premio Nóbel de Física en 1915 por
sus trabajos sobre la determinación de la estructura cristalina del diamante, del NaCl y del ZnS  

empleando dicha técnica.

W. Bragg W. Bragg

Un notable aporte para el diagnóstico mediante imágenes fue proporcionado por el desarrollo de la técnica conocida como Tomografía Axial Computarizada (TAC) que permite mediante el uso de un dispositivo de rayos X y una computadora generar una imagen tridimensional a partir de componer una serie de radiografías planas (bidimensionales). Archivo:Tomografia1.jpg Archivo:Tomografia2.jpg

El aporte de las investigaciones en cristalografía de rayos X permitieron confirmar la hipótesis de la estructura de la molécula de ADN , con su famosa forma de hélice, formulada por Watson y Crick. Fue gracias al aporte de una investigadora en cristalografía del King´s College de Londres, Rosalind Franklin, quien había logrado fotografiar

mediante rayos X ADN cristalino que se pudo confirmar el modelo. Abajo se muestra la foto obtenida por Rosalind donde se puede ver claramente la estructura cruzada.

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Holografía con rayos X

Desde fines de los años 80 los rayos X también se emplean para realizar hologramas. Los principios teóricos de la holografía fueron desarrollados por Dennis Gabor en 1947, pero recién se pudieron obtener los primeros hologramas con el desarrollo del laser en los años 60. Esta técnica permite obtener imágenes fotográficas tridimensionales sin lente alguna. Mediante la interferencia de dos haces de rayos X se obtiene la imagen tridimensional de un objeto, lo cual permite estudiar con gran detalle estructuras cristalinas complejas o proteinas, como la de figura. Se muestra el holograma de una estructura cristalina donde los átomos de cobalto se hallan separados por una distancia de 0,01 nm