Nikola Tesla ja röntgensäteiden löytäminen

Johdanto

Jokainen radiologi on tietoinen Nikola Teslan tutkimuksesta sähkömagneettisuuden alalla. Kansainvälisen järjestelmän (SI) magneettivuon tiheysyksikkö, Teslacon-magneettikuvauskamera (Technicare, Solon, Ohio) ja Teslascan-mangaanikontrastiaine (GE Healthcare, Waukesha, Wis) nimettiin kaikki hänen mukaansa. Ilman hänen muita keksintöjään, kuten vaihtovirtalähde, Tesla-Knott-generaattori ja loisteputket valolaatikoissa, on mahdotonta edes kuvitella työpäivää nykyaikaisessa radiologian osastossa (, 1). Mutta jos röntgensäteiden löytö mainitaan, vain harvat radiologit yhdistävät sen Teslan nimeen.

Early Days

Nikola Tesla (, kuva 1) ) syntyi vuonna 1856 pienessä Smiljanin kylässä Kroatiassa. Valmistuttuaan lukiosta Kroatiassa hän jatkoi insinöörikoulutusta Grazissa Itävallassa vuoteen 1878. Neljä vuotta myöhemmin hän muutti Pariisiin, Ranskaan, ja aloitti työn Continental Edison Companyssä. Vuonna 1884 hän muutti Yhdysvaltoihin, missä hän aloitti ensin työskentelyn Thomas Edisonin kanssa, mutta pian sen jälkeen perusti oman Tesla Corporationinsa kilpailuksi Edisonin yritykselle. Hän patentoi noin 300 keksintöä maailmanlaajuisesti, joista monet ovat yhä tunnettuja. Teslan kokeita ”varjokuvioilla” ja hänen havaintojaan röntgensäteiden biologisista vaikutuksista ei kuitenkaan tunneta edes radiologien keskuudessa.

Salaperäinen löytö

Tesla kertoi, että laboratorionsa valokuvalevyjen salaperäisten vaurioiden havaitsemisen johdosta hän aloitti röntgensäteiden (tuolloin vielä tuntemattomien ja nimeämättömien) tutkimukset vuonna 1894 (, 2). putki, hän keksi oman tyhjiöputken (, kuva 2), joka oli erityinen unipolaarinen röntgenlamppu. Se koostui yhdestä elektrodista, joka lähetti elektroneja. Kohde-elektrodia ei ollut; siksi elektroneja kiihdytettiin sähköisten piikkien avulla Silloinkin Tesla huomasi, että röntgensäteiden lähde oli ”katodisen virran” ensimmäinen vaikutus polttimon sisällä (, 4), joka oli joko kaksisuuntainen putki tai hänen keksimänsä yksipolaarisen putken lasiseinä. Nykyään tämä säteilymuoto tunnetaan nimellä Bremsstrahlung tai jarrutussäteily. Samassa artikkelissa hän totesi, että katodivirta koostui hyvin pienistä hiukkasista (ts. Elektronista). Hänen ajatuksensa siitä, että tuotetut säteet olivat pienhiukkasia (, 5), ei ollut lainkaan väärä; monta vuotta myöhemmin fyysikot kuvasivat fotoneiksi kutsutun sähkömagneettisen säteilykvantin hiukkasten ominaisuuksia. Tesla suunnitteli röntgenpolttimon lasiseinän kuumenemisen ja sulamisen välttämiseksi jäähdytysjärjestelmän, joka perustuu kylmään ilmanpuhallukseen putkea pitkin sekä putken ympärillä olevaan nykyään yleisesti hyväksyttyyn öljyhauteeseen (, 6). / p>

Kuva 2. Piirustus kuvaa Teslan unipolaarista tyhjöputkea, joka koostuu lasista polttimo (b), yksi elektrodi (e) ja johdin (c). Putki voidaan sovittaa käytettäväksi kahden elektrodin kanssa asettamalla toinen elektrodi pisteviivojen osoittamalle tasolle. Julkaistu julkaisussa Electrical Review, uusi, 1. huhtikuuta 1896. (Painettu uudelleen viitteestä, 3.)

Ensimmäiset röntgenkuvat

Näyttää myös siltä, että hän tuotti ensimmäisen röntgenkuvan Yhdysvalloissa, kun hän yritti saada kuvan Mark Twainista tyhjiöputkella. Yllättäen Twainin näyttämisen sijaan tuloksena olevassa kuvassa oli ruuvi kameran linssin säätämiseksi (, 7). Myöhemmin Tesla onnistui saamaan kuvia ihmiskehosta, joita hän kutsui varjostuskuviksi (kuva 3). Tesla lähetti kuvansa Wilhelm Conrad Roentgenille pian sen jälkeen, kun Roentgen julkaisi löytönsä 8. marraskuuta 1895. Vaikka Tesla antoi Roentgenille täyden tunnustuksen löydöksestä, Roentgen onnitteli Teslaa hienostuneista kuvistaan ihmettelen, kuinka hän oli saavuttanut niin vaikuttavia tuloksia (kuva 4 ) (, 7). Lisäksi Tesla kuvasi joitain röntgenkuvien kliinisiä etuja – esimerkiksi vieraiden ruumiinasennojen määrittämistä ja keuhkosairauksien havaitsemista (, 8) – huomaten, että tiheämmät kappaleet olivat läpinäkymättömiä säteille (, 9).

Kuva 3. Ihmisen jalan varjokuvio kengässä. Tesla sai kuvan vuonna 1896 röntgensäteillä, jotka hänen oma tyhjiöputki, samanlainen kuin Lenardin putki, oli 8 jalan etäisyydellä. (Tesla-museo, Belgrad, Serbia; asiakirjanumero MNT, VI / II, 122.)

Kuva 4. Roentgenin kirje Teslalle 20. heinäkuuta 1901. Kirjeessä lukee: ”Arvoisa herra! Olet yllättänyt minua valtavasti kauniit valokuvat upeista päästöistä ja kiitän teitä siitä paljon.Jos vain tiedän, miten teet sellaisia asioita! Erityisen kunnioituksen ilmaisemisella pysyn sinun omistautuneena, W. C. Roentgen. ” (Tesla-museo, Belgrad, Serbia; asiakirjanumero MNT, CXLIV, 152.)

Lisää röntgentutkimuksia

Tesla kokeili myös heijastuneita röntgensäteitä, käyttäen erilaisia materiaaleja heijastavina pintoina ja kuvaamalla lähetettyjen ja heijastuneiden säteiden ominaisuuksia (, 3, 5, 10) . Hän ajatteli, että heijastuneiden röntgenkuvien käytännön tarkoitus oli parantaa varjokuvaajan laatua lisäämällä objekti-kalvo-etäisyyttä ja lyhentämällä valotusaikaa. Hän oli pettynyt havaittuaan, että linssit eivät aiheuttaneet röntgensäteiden taittumista (, 3). Myöhemmin ymmärrettiin, että röntgensäteitä ei voida taittaa optisilla linsseillä niiden korkean taajuuden vuoksi. Max von Laue onnistui kuitenkin poikkeamaan röntgensäteistä kristallilinsseillä vuonna 1912 (, 11). Tesla selitti röntgenominaisuuksien muutosten johtuvan röntgenputkien ja sähkögeneraattoreiden vaihteluista (, 12). Hän tajusi oikein, että voimakkaita varjoja voidaan tuottaa vain suurilla kohde-elokuva-etäisyyksillä ja lyhyillä valotusajoilla (, 5). Lisäksi hän havaitsi, että paksujen seinien sipulit tuottivat säteitä, joilla oli suurempi tunkeutumisteho (, 8), mikä selitettiin myöhemmin elektronien pidemmällä hidastumisella paksummalla esteellä.

Tesla kommentoi myös ensimmäisten joukossa. unipolaaristen röntgenputkien kanssa työskentelemisen biologisista vaaroista, johtuen ihon haitallisista vaikutuksista säteilyn tuottamaan otsoniin ja typpihappoon pikemminkin kuin säteilyn ionisoiviin vaikutuksiin (, 8, 13). Hän kuvasi akuutteja ihomuutoksia, kuten punoitusta, kipua ja turvotusta, sekä myöhäisiä seurauksia, kuten hiustenlähtöä ja uusien kynsien kasvua. Hän vertasi äkillistä kipua ja silmien ärsytystä työskennellessään röntgensäteiden kanssa kokemukseen astumisesta pimeästä huoneesta kirkkaaseen auringonvaloon (, 5, 8). Tämän kivun ja ärsytyksen katsottiin johtuvan silmien rasituksesta johtuen fluoresoivan näytön pitkäaikaisesta havainnoinnista pimeydessä. Tesla ymmärsi säteilysuojelun kolme pääelementtiä: etäisyyden, ajan ja suojauksen. Hän huomasi, että riittävä etäisyys röntgenlähteestä oli hyödyllinen turvallisuustekijä. Sen sijaan, että selittäisi säteilyn haitallisten vaikutusten äkillistä vähenemistä käänteisen neliölainsäädännön perusteella, hän katsoi sen kuitenkin alemmiksi otsonipitoisuuksiksi (, 14). Tesla neuvoi ihmisiä, jotka työskentelevät hyvin lyhyillä etäisyyksillä putkesta (esim. Kirurgit), lyhentämään valotusaikaa korkeintaan 2-3 minuuttiin (, 15). Hän yritti myös rakentaa suojakilven, joka oli tehty maahan kytketyistä alumiinilangoista.

Onneton käänne

Tärkein syy Teslan panokseen löytöön röntgensäteistä ei ole tullut tunnetuksi, että suuri osa hänen työstään menetettiin, kun hänen laboratorionsa New Yorkissa paloi 13. maaliskuuta 1895 (, 16). Siitä huolimatta on monia todistuksia, jotka vahvistavat hänen perintönsä röntgenkuvien keksimisestä. 11. maaliskuuta 1896 (, 12) alkaen Tesla julkaisi sarjan artikkeleita röntgensäteistä ja niiden biologisista vaaroista New Yorkin sähkökatsauksessa. Harvat salaisuudet paljastettiin, kun hän piti luennon New Yorkin tiedeakatemiassa vuonna 1897 (, 2), jossa hän vahvisti jossain määrin röntgentutkimuksen ensisijaisuuden. Hän vahvisti julkisesti, että hän oli tehnyt itsenäistä tutkimusta tästä aiheesta vuodesta 1894 lähtien, jonka valitettavasti keskeytti hänen laboratorionsa tulipalo. Hän ilmaisi myös pahoillaan siitä, että tajusi liian myöhään, että huolimatta hänen ”ohjaavan henkensä” kannustuksesta hän ei ollut ymmärtänyt sen salaperäisiä merkkejä …

Nikola Tesla kuoli 1943 New Yorkissa. Emme koskaan tiedä kuka olisi saanut Nobel-palkinnon röntgensäteiden löytämisestä, ellei Teslan työtä olisi menetetty yhdessä hänen New Yorkin laboratorionsa kanssa. Vähiten mitä voimme tehdä, on kiittää Teslan pioneerityötä röntgenkuvien keksimisessä ja soveltamisessa.

  • 1 HurwitzR. Kohtauksia menneisyydestä: Nikola Teslan perintö nykyaikaiseen kuvantamiseen. RadioGraphics2000; 20 (4): 1020-1022. Linkki, Google Scholar
  • 2 . Luento ennen New Yorkin tiedeakatemiaa. New York, NY: Twenty-First Century Books, 1994. Google Scholar
  • 3 TeslaN. Röntgensäteilyn mielenkiintoinen piirre. Electrical Review New York1896; 29 (2): 13–14. Google Scholar
  • 4 TeslaN. Viimeisimmät tulokset. Electrical Review New York1896; 28 (12): 147. Google Scholar
  • 5 TeslaN. Uusin Roentgen-säde tutkia ons. Electrical Review New York 1896; 28 (17): 206–207 211. Google Scholar
  • 6 CheneyM. Arviointivirhe. Julkaisussa: Cheney M. Tesla: mies myöhässä. New York, NY: Touchstone Books, 2001; 130–141. Google Scholar
  • 7 TeslaN. Heijastuneilla Roentgen-säteillä. Electrical Review New York1896; 28 (14): 171, 174. Google Scholar
  • 8 TeslaN. Roentgen-puroissa. Electrical Review New York 1896; 29 (23): 277. Google Scholar
  • 9 TeslaN. Roentgen-säde tai purot.Electrical Review New York1896; 29 (7): 79, 83. Google Scholar
  • 10 TeslaN. Roentgen-säteilyt. Electrical Review New York 1896; 28 (15): 183, 186. Google Scholar
  • 11 PaarV. Nikola Tesla: 2000-luvun visionääri. Julkaisussa: Filipovic Z, toim. Nikola Tesla: ja siellä oli valoa! Zagreb-Sarajevo: Zoro, 2006; 161–179. Google Scholar
  • 12 TeslaN. Roentgen-säteillä. Electrical Review New York 1896; 28 (11): 131 134–135. Google Scholar
  • 13 DiSantisDJ. Varhainen amerikkalainen radiologia: edelläkävijävuodet. AJR Am J Roentgenol1986; 147 (4): 850–853. Crossref, Medline, Google Scholar
  • 14 TeslaN. Lenardin ja Roentgenin putkien loukkaavista teoista. Electrical Review New York 1897; 30 (18): 207, 211. Google Scholar
  • 15 TeslaN. Roentgen-säteiden lähteestä ja Lenard-putkien käytännön rakenteesta ja turvallisesta käytöstä. Sähkökatsaus New York 1897; 31 (4): 67, 71. Google Scholar
  • 16 BosanacT. Tiivistettynä. Julkaisussa: Tesla N. Keksintöni. 5. painos Zagreb, Kroatia: Skolska Knjiga, 1987; 101–111. Google Scholar

Vastaa

Sähköpostiosoitettasi ei julkaista. Pakolliset kentät on merkitty *