Conrad Röntgen revolutionierte die Medizin mit den Röntgenstrahlen, die ihn zum ersten Nobelpreisträger der Welt machten. Und dabei war seine Entdeckung nur ein Zufallsprodukt!
Anfänge, Ausbildung und akademische Laufbahn
Wilhelm Conrad Röntgen wurde am 27. März 1845 in Lennep, dem heutigen Remscheid, geboren. Sein Vater war ein vermögender deutscher Stoffhändler und seine Mutter stammte aus den Niederlanden. Er wuchs als Einzelkind im niederländischen Apeldoorn auf, in das seine Familie 1848 übersiedelte.
Seine Ausbildung begann er 1861, aber musste diese aufgrund eines Missverständnisses frühzeitig abbrechen. Anschließend besuchte er naturwissenschaftliche Vorlesungen an der Universität Utrecht und wurde trotz fehlendem Abitur 1865 zu einem Maschinenbaustudium an der ETH Zürich zugelassen. Nach seinem Diplom als Ingenieur 1868 schloss er ein Aufbaustudium in Physik an und promovierte 1869 zum Thema „Studien über Gase“.
Während seiner Doktorandenzeit wurde Röntgen von August Kundt betreut, der unter anderem die Dispersion von Gasen entdeckte und in den Bereichen Optik und Akustik forschte. Nach seiner Promotion wurde Conrad Röntgen Kundts Assistent und veröffentlichte während dieser Zeit seine erste Arbeit in den „Annalen der Physik und Chemie“.
Er habilitierte 1874 im französischen Straßburg, weil er in Deutschland aufgrund des fehlenden Abiturs nicht habilitieren durfte. Während seiner akademischen Laufbahn arbeitete er an verschiedenen Hochschulen in Deutschland und Straßburg als Physik-Professor und wurde 1894 Rektor der Universität Würzburg.
Die Entdeckung der Röntgenstrahlen
Anfangs befasste sich Röntgen intensiv mit dem Mineral Quarz und mit der Dichte von Flüssigkeiten, aber seinen Durchbruch erzielte er im Jahre 1895 auf einem ganz anderen Gebiet. Durch Zufall entdeckte er im Rahmen von Kathodenstrahlversuchen eine neue Strahlung. Als er mit elektrischen Entladungen in einer Gasröhre experimentierte, die mit schwarzem Karton umhüllt war, hielt er zufällig seine Hand in das dabei entstandene Licht.
Seine Fingerknochen waren deutlich zu sehen!
Mit dem Durchleuchten der Hand seiner Frau konnte er bestätigen, dass man mit dieser Strahlung, die er zunächst „X-Strahlen“ nannte, die Knochen darstellen konnte. Die ersten Röntgenbilder entstanden. Die Ergebnisse präsentierte er unter dem Titel „Eine neue Art von Strahlen“ am 28. Dezember 1895 in Würzburg vor der Physikalisch-Medizinischen Gesellschaft.
1896 wurde das erste Röntgenbild in der Wiener Klinischen Wochenschrift gedruckt und anschließend international veröffentlicht. Dies führte dazu, dass sich viele Forscher mit der Weiterentwicklung der Röntgenologie beschäftigten.
1900 zog Röntgen mit seiner Familie nach München und leitete dort bis zu seiner Emeritierung im Jahr 1920 das Physikalische Institut an der LMU München.
Der erste Nobelpreisträger der Welt
Wilhelm Conrad Röntgen erhielt für die Entdeckung der Röntgenstrahlen 1901 als erster den Nobelpreis für Physik! (Siehe hierzu auch unseren Blog-Beitrag Alfred Nobel: vom Dynamit zum Nobelpreis)
Am 10. Februar 1923 starb Röntgen an den Folgen eines Darmkrebsleidens in München und wurde im Familiengrab seiner Eltern in Gießen beerdigt.
Wie entstehen Röntgenstahlen?
Röntgenstrahlen sind wie auch Licht elektromagnetische Wellen. Mit unseren Augen können wir Licht sehen, das Wellenlängen zwischen 390 und 780 Nanometer besitzt. Elektromagnetische Wellen außerhalb dieses Bereichs können wir nicht mit unseren Augen wahrnehmen, beispielsweise Röntgenstrahlen, da diese eine Wellenlänge zwischen 10 Nanometer und 10 Pikometer aufweisen.
Röntgenstrahlen entstehen beim plötzlichen Ausbremsen schneller Elektronen oder als charakteristisches Spektrum durch hochenergetische Übergänge in der Elektronenhülle von Atomen. Durch das Erhitzen eines Glühdrahtes (Kathode), werden die Elektronen aus diesem heraus gelöst. Eine gegenüberliegende Anode mit angelegter Spannung sorgt dafür, dass die Elektronen stark beschleunigt werden. Beim Auftreffen auf das Anodenmaterial werden die Elektronen schlagartig abgebremst, wodurch sie Energie abgeben und zwar in Form elektromagnetischer Wellen – die Röntgenstrahlen.
Das Prinzip des Röntgens
Je nach Dichte des Körpergewebes können Röntgenstrahlen das Gewebe mehr oder weniger gut durchdringen. Da Knochen im Gegensatz zu beispielsweise Muskelgewebe und Organen eine hohe Dichte aufweisen, können diese von den Röntgenstrahlen weniger gut durchdrungen werden. Die Knochen werden auf Röntgenbildern somit als helle Strukturen dargestellt, während leicht zu durchdringendes Gewebe dunkel erscheint.
Röntgenstrahlung ist vielfältig einsetzbar!
Wie wir heute wissen, ist die Röntgenstrahlung nicht ganz ungefährlich, weil sie Gewebezellen nicht nur durchdringen, sondern auch schädigen können, denn es handelt sich um sogenannte ionisierende Strahlung. Dennoch ist die Röntgendiagnostik nach wie vor eine häufig eingesetzte Methode in der Medizin und mittlerweile auch in anderen Bereichen etabliert.
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