Tia X là gì và nó đã được phát triển như thế nào?

Nửa cuối của năm 1895, khi chồng của bà Anna Bertha Roentgen bỏ ra nhiều tuần liền ngồi nghiên cứu trong phòng thí nghiệm của mình, bà đã tận tụy phục vụ người chồng của mình. Bà âm thầm mang tới từng bữa ăn cho ông mỗi khi chồng mình bỏ bữa, còn lại là bà để cho chồng tập trung nghiên cứu. Mỗi khi cồng cần giúp một tay, bà cũng sẵn sàng đáp lời. Thực tế thì, bà giúp chồng một tay, đúng nghĩa đen luôn.

Đó cũng chính là nội dung bức ảnh nổi tiếng nhất của nhà nghiên cứu Wilhelm Conrad Roentgen mang tên "Hand mit Ringen". Nó đã giúp ông có được giải Nobel Vật lý năm 1901.

Bức ảnh khác với bất kì tấm hình nào được chụp trước đó: nó có một bàn tay trông hơi "ma quái", với những đốt xương ngón tay dài và một khối đen lớn, chính là chiếc nhẫn cưới của bà Roentgen. Đó chính là tấm đầu tiên trong lịch sử nhân loại được chụp bằng tia X (chứ không phải bằng ánh sáng như ảnh bình thường).

Đây chính là bằng chứng cho thấy tồn tại một loại tia vô hình có thể nhìn xuyên qua một lớp chắn sáng, nhìn được bộ phận bên trong của con người. Nó đã khiến cái tên Wilhelm Roentgen nổi tiếng thế giới.

Ông Wilhelm nhận thấy những ánh sáng lại phát ra khi đang ngồi "nghịch" ống Crookes – Crookes tube, một ống kính mà bên trong là chân không, thứ thiết bị khoa học rất nổi tiếng hồi cuối những năm 1800. Các nhà nghiên cứu cho chạy một dòng điện qua hai cực, tạo ra một dòng ánh sáng có tên ánh sáng tia âm cực, được cấu tạo từ cách electron.

Khóa mình trong phòng thí nghiệm, ông Wilhelm nghiên cứu một trong những hiện tượng lạ mà đồng nghiệp của mình phát hiện ra: với một chút nhôm, họ có thể chuyển tia âm cực lên một màn hình huỳnh quang đặt cạnh ống, khi đó màn hình sẽ sáng lên.

Đầu tháng Mười một, ông liên tục thực hiện thí nghiệm trong một phòng thí nghiệm tối tại Đại học Würzburg, Đức. Rồi ông nhận ra được một sự lạ xuất hiện ở một điểm cách xa những cái ống Crookes kia: có một màn hình được phủ barium platinocyanide – thứ vật liệu huỳnh quang hay được dùng trong phim ảnh cứ sáng lên mỗi lần có dòng điện đi qua ống Crookes.

Ông không rõ rằng hiện tượng kì lạ này là gì, và cố gắng lý giải nó bằng vô số các thử nghiệm cũng như ghi lại chi tiết từng lần thử một, ông gọi thứ tia kì lạ này là "tia X - tia Ẩn số", vì chữ "X" tượng trưng cho điều chưa biết. Ông lấy tia X soi lên nhiều loại vậy liệu khác nhau, nhận thấy rằng với những vật liệu nhất định, tia X sẽ đi xuyên qua chúng.

Ít ngày trước Giáng Sinh, ông gọi vợ xuống "giúp một tay". Bà Roentgen giơ tay trước thứ tia X kì lạ 15 phút. Truyền thuyết kể rằng bà đã kinh sợ hô lớn "Tôi đã nhìn thấy cái chết của mình!" và không bao giờ dám bước vào phòng thí nghiệm của chồng mình nữa. Cũng đúng, tự nhiên thấy xương tay mình hiện trên tường, ai vào thời đó cũng sẽ nghĩ thế thôi.

Vợ ông không thích thú lắm với hình ảnh đáng sợ này, nhưng những nhà nghiên cứu khoa học khác thì có. Ông Roentgen gửi hình mẫu cho nhiều nhà vật lý học khắp Châu Âu, kèm theo báo cáo khoa học nêu chi tiết về khám phá của mình.

Trong số người nhận có Arthur Schuster tại Đại học Manchester, chuyên gia nghiên cứu nhiều lĩnh vực khác nhau của vật lý như từ tính, quang phổ học và thiên văn học. Khi ông nhận được báo cáo nghiên cứu này hồi năm 1896, ông đã tái dựng thí nghiệm này ngay trong khu vực nghiên cứu của mình.

Ông Schuster chụp lại vô vàn những bức hình khác nhau bằng tia X: những con cóc, những khớp xương, thậm chí là bàn chân của đứa con 6 tuổi của mình. Ông ngay lập tức nhận ra được những lợi ích quý giá về mặt y học của thứ tia kỳ lạ này, và cũng nhận ra rằng nó cũng là một loại tia sáng thôi, có điều là nó có rất nhiều năng lượng do bước sóng của những tia này rất ngắn.

Bởi vì những ứng dụng y học vô giá mà tia X mang lại, nhà nghiên cứu Wilhelm Roentgen đã không đăng ký xin cấp bằng sáng chế cho tia X. Thế là công nghệ này nhanh chóng được áp dụng vào cả y học lẫn trong đời sống hàng ngày. Ai ai cũng có thể sử dụng tia X để sử dụng cho mục đích cá nhân. Có anh chồng mẫn cán đã dành ra 10 tiếng để chụp lại hình X-quang xương hông bị rạn của vợ mình.

Thời ấy, người ta vẫn chưa biết tới những ảnh hưởng của tia X lên sức khỏe. Chúng vô hình, nhưng tác động của tia X lại hiễn rất rõ. Người phụ nữ rạn xương hông kể trên, sau 10 tiếng đồng hồ đứng trước tia X đã bị bỏng, nhiều người bị rụng tóc hay rộp da ở nhiều mức độ. Clarence Dally, một kỹ sư X-quang trong phóng thí nghiệm của Thomas Edison, đã bị phơi nhiễm phóng xạ nặng đến mức ông đã phải chặt bỏ hai cánh tay của mình, và qua đời ở tuổi 39 do ung dư da.

Tuy nhiên, bạn đừng quá lo lắng bởi ta đã qua thời đó lâu lắm rồi. Phiên bản hiện đại của tia X gần như vô hại.

Qua nhiều thử nghiệm, các nhà khoa học đã đo được mức phóng xạ một người nhận vào khi đứng trước tia X. Lúc ấy, cái tên Wilhelm Roentgen trở nên nổi tiếng và thông dụng – người ta thường gọi tia X là tia rơn-gen, có lẽ bạn đã nghe thấy cái tên này rồi.

Rồi những tên ấy cũng dần bỏ, chỉ còn lại là tia X, X-quang cho ngắn gọn. Tuy vậy cụm từ "Roentgen" vẫn còn được sử dụng làm đơn vị đo mức bức xạ, và trong tiếng Đức, tia X vẫn còn được biết tới là tia Roentgen – tia rơn-gen.

Theo Tri Thức Trẻ