Nikola Tesla und die Entdeckung von Röntgenstrahlen

Einführung

Jeder Radiologe ist sich der Forschung von Nikola Tesla auf dem Gebiet des Elektromagnetismus bewusst. Die Einheit der Magnetflussdichte des Internationalen Systems (SI), der Teslacon-Magnetresonanz-Imager (Technicare, Solon, Ohio) und das Teslascan-Mangan-Kontrastmittel (GE Healthcare, Waukesha, Wis) wurden nach ihm benannt. Ohne seine anderen Erfindungen wie Wechselstromversorgung, Tesla-Knott-Generator und Leuchtstofflampen in Sichtboxen ist ein Arbeitstag in einer modernen Radiologieabteilung nicht einmal vorstellbar (, 1). Wenn jedoch die Entdeckung von Röntgenstrahlen erwähnt wird, assoziieren sie nur wenige Radiologen mit Teslas Namen.

Frühe Tage

Nikola Tesla (, Abb. 1) ) wurde 1856 in dem kleinen Dorf Smiljan in Kroatien geboren. Nach dem Abitur in Kroatien setzte er seine Ingenieurausbildung in Graz (Österreich) bis 1878 fort. Vier Jahre später zog er nach Paris (Frankreich) und begann bei der Continental Edison Company zu arbeiten. 1884 wanderte er in die USA aus, wo er zunächst mit Thomas Edison zusammenarbeitete, aber bald darauf seine eigene Tesla Corporation als Konkurrenz zu Edisons Firma gründete. Er patentierte weltweit rund 300 Erfindungen, von denen viele bis heute berühmt sind. Teslas Experimente mit „Schattengraphen“ und seine Beobachtungen der biologischen Wirkungen von Röntgenstrahlen sind jedoch selbst unter Radiologen nicht gut bekannt.

Eine mysteriöse Entdeckung

Abbildung 2. Die Zeichnung zeigt Teslas unipolare Vakuumröhre, die aus einem Glas besteht Lampe (b), eine einzelne Elektrode (e) und ein Einführungsleiter (c). Die Röhre kann zur Verwendung mit zwei Elektroden angepasst werden, indem die zweite Elektrode auf den durch die gepunkteten Linien angegebenen Niveaus platziert wird. Veröffentlicht in Electrical Review, New, 1. April 1896. (Nachdruck aus Lit., 3.)

Erste Röntgenbilder

Es scheint auch, dass er das erste Röntgenbild in den USA erstellt hat, als er versuchte, mit der Vakuumröhre ein Bild von Mark Twain zu erhalten. Anstatt Twain zu zeigen, zeigte das resultierende Bild überraschenderweise die Schraube zum Einstellen des Kameraobjektivs (, 7). Später gelang es Tesla, Bilder des menschlichen Körpers zu erhalten, die er Schattengraphen nannte (, Abb. 3). Tesla schickte seine Bilder an Wilhelm Conrad Roentgen, kurz nachdem Roentgen seine Entdeckung am 8. November 1895 veröffentlicht hatte. Obwohl Tesla Roentgen die volle Anerkennung für den Befund zollte, gratulierte Roentgen Tesla zu seinen anspruchsvollen Bildern und fragte sich, wie er solch beeindruckende Ergebnisse erzielt hatte (Abb. 4) ) (, 7). Darüber hinaus beschrieb Tesla einige klinische Vorteile von Röntgenstrahlen – zum Beispiel die Bestimmung der Fremdkörperposition und die Erkennung von Lungenerkrankungen (, 8) – und stellte fest, dass dichtere Körper für die Strahlen undurchsichtiger waren (, 9).

Abbildung 3. Schattenaufnahme eines menschlichen Fußes in einem Schuh. Tesla erhielt das Bild 1896 mit Röntgenstrahlen, die von seiner eigenen Vakuumröhre, ähnlich wie Lenards Röhre, in einer Entfernung von 8 Fuß erzeugt wurden. (Mit freundlicher Genehmigung des Tesla-Museums, Belgrad, Serbien; Dokument Nr. MNT, VI / II, 122.)

Abbildung 4. Röntgenbrief an Tesla vom 20. Juli 1901. Der Brief lautet: „Sehr geehrter Herr! Sie haben mich sehr überrascht die schönen Fotos von wunderbaren Entladungen und ich sage Ihnen, vielen Dank dafür.Wenn ich nur wüsste, wie du solche Dinge machst! Mit dem Ausdruck besonderen Respekts bleibe ich Ihnen ergeben, W. C. Roentgen. “ (Mit freundlicher Genehmigung des Tesla-Museums, Belgrad, Serbien; Dokument Nr. MNT, CXLIV, 152.)

Weitere Röntgenuntersuchungen

Tesla experimentierte auch mit reflektierten Röntgenstrahlen, wobei verschiedene Materialien als reflektierende Oberflächen verwendet wurden und Merkmale von durchgelassenen und reflektierten Strahlen beschrieben wurden (, 3 ,, 5 ,, 10). . Er glaubte, dass der praktische Zweck der reflektierten Röntgenstrahlen darin bestand, die Qualität des Schattengraphen zu verbessern, indem der Objekt-Film-Abstand vergrößert und die Belichtungszeit verkürzt wurde. Er war enttäuscht, als er feststellte, dass Linsen keine Röntgenbrechung verursachten (, 3). Später stellte sich heraus, dass Röntgenstrahlen aufgrund ihrer hohen Frequenz nicht durch optische Linsen gebrochen werden können. Max von Laue gelang es jedoch 1912, Röntgenstrahlen mit Kristalllinsen abzulenken (, 11). Tesla erklärte, dass Änderungen der Röntgencharakteristika durch Variationen der Röntgenröhren und der elektrischen Generatoren verursacht wurden (, 12). Er hat richtig erkannt, dass starke Schatten nur bei großen Objekt-Film-Abständen und kurzen Belichtungszeiten erzeugt werden können (, 5). Darüber hinaus stellte er fest, dass Glühbirnen mit dicken Wänden Strahlen mit größerer Durchdringungskraft erzeugten (, 8), was später durch die längere Verzögerung der Elektronen auf der dickeren Barriere erklärt wurde.

Tesla war auch einer der ersten, der dies kommentierte über die biologischen Gefahren bei der Arbeit mit unipolaren Röntgenröhren, wobei die schädlichen Auswirkungen auf die Haut eher auf das Ozon und die durch die Strahlen erzeugte salpetrige Säure als auf die ionisierenden Auswirkungen der Strahlung zurückzuführen sind (, 8 ,, 13). Er beschrieb akute Hautveränderungen wie Rötung, Schmerzen und Schwellungen sowie späte Folgen wie Haarausfall und neues Nagelwachstum. Er verglich plötzliche Schmerzen und Reizungen der Augen während der Arbeit mit Röntgenstrahlen mit der Erfahrung, aus einem dunklen Raum in helles Sonnenlicht zu treten (, 5 ,, 8). Dieser Schmerz und diese Reizung wurden als Folge der Überanstrengung der Augen aufgrund der lang anhaltenden Beobachtung des fluoreszierenden Bildschirms bei Dunkelheit angesehen. Tesla verstand die drei Hauptelemente des Strahlenschutzes: Entfernung, Zeit und Abschirmung. Er entdeckte, dass ein ausreichender Abstand von der Röntgenquelle ein nützlicher Sicherheitsfaktor war. Anstatt die plötzliche Abnahme der schädlichen Auswirkungen von Strahlung auf der Grundlage des inversen Quadratgesetzes zu erklären, führte er dies jedoch auf niedrigere Ozonkonzentrationen zurück (, 14). Tesla riet Personen, die in sehr kurzen Abständen von der Röhre arbeiten (z. B. Chirurgen), die Expositionszeit auf maximal 2 bis 3 Minuten zu verkürzen (, 15). Er versuchte auch, einen Schutzschild aus Aluminiumdrähten zu konstruieren, die mit dem Boden verbunden waren.

Eine unglückliche Wende

Der Hauptgrund, warum Teslas Beitrag zur Entdeckung Von Röntgenstrahlen ist nicht besser bekannt geworden, dass ein Großteil seiner Arbeit verloren ging, als sein Labor in New York am 13. März 1895 niederbrannte (, 16). Dennoch gibt es viele Zeugnisse, die sein Erbe der Erfindung der Röntgenstrahlen bestätigen. Ab dem 11. März 1896 (, 12) veröffentlichte Tesla in Electrical Review, New York, eine Reihe von Artikeln zum Thema Röntgenstrahlen und ihre biologischen Gefahren. Wenige Geheimnisse wurden enthüllt, als er 1897 vor der New Yorker Akademie der Wissenschaften einen Vortrag hielt (, 2), in dem er seinen Vorrang in der Röntgenforschung bis zu einem gewissen Grad bestätigte. Er bestätigte öffentlich, dass er seit 1894 unabhängige Forschungen zu diesem Thema durchgeführt hatte, die leider durch das Feuer in seinem Labor unterbrochen worden waren. Er bedauerte auch, zu spät erkannt zu haben, dass er, obwohl er von seinem „Leitgeist“ veranlasst wurde, seine mysteriösen Zeichen nicht verstanden hatte …

Nikola Tesla starb 1943 in New York. Wir werden es nie tun Ich weiß, wer den Nobelpreis für die Entdeckung von Röntgenstrahlen erhalten hätte, wenn Teslas Arbeit nicht zusammen mit seinem New Yorker Labor verloren gegangen wäre. Das Mindeste, was wir tun können, ist, Teslas Pionierarbeit bei der Erfindung und Anwendung von Röntgenstrahlen zu würdigen.

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