NicolaTeslaとX線の発見

はじめに

すべての放射線科医は、電磁気学の分野におけるNikolaTeslaの研究を知っています。磁束密度の国際システム（SI）ユニット、テスラコン磁気共鳴画像装置（Technicare、オハイオ州ソロン）、およびテスラスキャンマンガン造影剤（GE Healthcare、ウィスコンシン州ウォーキシャ）はすべて彼にちなんで名付けられました。交流電源、テスラノットジェネレーター、ビューボックス内の蛍光灯などの彼の他の発明がなければ、現代の放射線科での就業日を想像することさえ不可能です（、1）。しかし、X線の発見について言及されている場合、それをテスラの名前と関連付ける放射線科医はごくわずかです。

初期

ニコラテスラ（、図1 ）は1856年にクロアチアのスミリャンの小さな村で生まれました。クロアチアで高校を卒業した後、1878年までオーストリアのグラーツで工学の教育を続けました。4年後、彼はフランスのパリに移り、コンチネンタルエジソンカンパニーで働き始めました。 1884年に彼は米国に移住し、そこで最初にトーマスエジソンと仕事を始めましたが、その後すぐにエジソンの会社との競争相手として彼自身のテスラコーポレーションを設立しました。彼は世界中で約300の発明の特許を取得しており、その多くは今日でも有名です。しかし、テスラの「シャドウグラフ」を使った実験とX線の生物学的影響の観察は、放射線科医の間でもよく知られていません。

不思議な発見

テスラは、彼の研究室で写真乾板への不思議な損傷を観察したことにより、1894年にX線（当時はまだ不明で名前がない）の調査を開始したと報告しました（、2）。Crookesを使用した実験は別として。彼は、特殊な単極X線バルブである独自の真空管（図2）を発明しました。これは、電子を放出する単一の電極で構成されていました。ターゲット電極がなかったため、電子は電気のピークによって加速されました。テスラは、高電圧テスラコイルによって生成された場です。それでも、テスラは、X線源がバルブ内の「陰極流」の最初の衝突の場所であることに気づきました（、4）。彼が発明した単極管の双極管またはガラス壁。今日、この形態の放射線は制動放射または制動放射として知られています。同じ記事で、彼は陰極流が非常に小さな粒子（すなわち電子）で構成されていると述べました。生成された光線が微粒子であるという彼の考え（、5）はまったく間違っていませんでした。何年も後、物理学者は光子と呼ばれる電磁放射量子の粒子特性を説明しました。テスラは、X線電球のガラス壁の加熱と溶融を回避するために、チューブに沿った冷たい空気の吹き付けと、チューブを囲む今日広く受け入れられているオイルバスに基づいた冷却システムを設計しました（、6）。

最初のX線画像

また、彼が真空管でマーク・トウェインの画像を取得しようとしたときに、米国で最初のX線画像を作成したようです。驚いたことに、トウェインを表示する代わりに、結果の画像はカメラレンズを調整するためのネジを示していました（、7）。その後、テスラはなんとか人体の画像を取得し、それをシャドウグラフと呼びました（図3）。テスラは、1895年11月8日にレントゲンが発見を発表した直後に、ヴィルヘルム・コンラッド・レントゲンに画像を送信しました。 ） （、7）。さらに、テスラは、異物の位置の決定や肺疾患の検出など、X線のいくつかの臨床的利点について説明し（、8）、密度の高い体は光線に対してより不透明であると述べました（、9）。

さらなるX線調査

テスラはまた、反射面としてさまざまな材料を使用し、透過および反射光線の特徴を説明して、反射X線を実験しました（、3、、5、、10） 。彼は、反射X線の実際的な目的は、物体とフィルムの距離を長くし、露光時間を短くすることによって、シャドウグラフの品質を向上させることであると考えました。彼はレンズがX線の屈折を引き起こさなかったことを観察してがっかりしました（、3）。その後、X線は高周波のために光学レンズで屈折できないことが理解されるようになりました。しかし、マックス・フォン・ラウエは1912年に水晶レンズを使用してX線を逸脱することに成功しました（、11）。テスラは、X線特性の変化はX線管と発電機の変動によって引き起こされると説明しました（、12）。彼は、強い影は、オブジェクトとフィルムの距離が長く、露光時間が短い場合にのみ生成できることを正しく認識していました（、5）。さらに、彼は、壁が厚い球根がより大きな透過力の光線を生成することを認識しました（、8）。これは、後で、より厚い障壁での電子のより長い減速によって説明されました。

テスラも最初にコメントしました。単極X線管を使用することの生物学的危険性について、放射線の電離効果ではなく、光線によって生成されるオゾンと亜硝酸に皮膚への有害な影響を与える（、8、、13）。彼は、発赤、痛み、腫れなどの急性の皮膚の変化、および脱毛や新しい爪の成長などの晩期の結果について説明しました。彼は、X線で作業しているときの突然の痛みと目の炎症を、暗い部屋から明るい日光に足を踏み入れた経験と比較しました（、5、、8）。この痛みと刺激は、暗闇の中で蛍光スクリーンを長時間観察したことによる眼精疲労の結果であると考えられました。テスラは、放射線防護の3つの主要な要素である距離、時間、およびシールドを理解していました。彼は、X線源からの適切な距離が有用な安全率であることを発見しました。しかし、逆二乗の法則に基づいて放射線の有害な影響が突然減少したことを説明する代わりに、彼はそれをオゾン濃度の低下に帰した（、14）。テスラは、チューブから非常に短い距離で作業する人々（外科医など）に、曝露時間を最大2〜3分に短縮するようにアドバイスしました（、15）。彼はまた、地面に接続されたアルミニウム線で作られた保護シールドを構築しようとしました。

不幸な方向転換

テスラが発見に貢献した主な理由1895年3月13日にニューヨークの彼の研究室が全焼したとき、彼の仕事の多くが失われたということは、X線の多くがよく知られるようになっていません（、16）。それにもかかわらず、X線の発明の彼の遺産を確認する多くの証言があります。 1896年3月11日（、12）から、テスラはニューヨークのエレクトリカルレビューでX線とその生物学的危険性に関する一連の記事を発表しました。彼が1897年にニューヨーク科学アカデミーの前で講義を行ったときに明らかにされた秘密はほとんどありませんでした（、2）。そこで彼はX線研究における彼の優位性をある程度検証しました。彼は1894年以来、このトピックについて独立した研究を行っていたことを公に確認しましたが、残念ながら彼の研究室での火災によって中断されました。彼はまた、彼の「指導精神」に促されたにもかかわらず、彼がその神秘的な兆候を理解できなかったことに気づいたのが遅すぎたことに遺憾の意を表明した…

ニコラテスラは1943年にニューヨークで亡くなった。テスラの仕事がニューヨークの研究所と一緒に失われていなければ、誰がX線の発見でノーベル賞を受賞したかを知っています。私たちにできることは、テスラの発明とX線の応用における先駆的な仕事に感謝することです。