Nikola Tesla y el descubrimiento de los rayos X

Introducción

Todo radiólogo conoce la investigación de Nikola Tesla en el campo del electromagnetismo. La unidad de densidad de flujo magnético del Sistema Internacional (SI), el generador de imágenes de resonancia magnética Teslacon (Technicare, Solon, Ohio) y el agente de contraste de manganeso Teslascan (GE Healthcare, Waukesha, Wis) recibieron su nombre. Sin sus otros inventos como el suministro de corriente alterna, el generador Tesla-Knott y las luces fluorescentes en las cajas de visualización, es imposible siquiera imaginar una jornada laboral en un departamento de radiología contemporáneo (, 1). Pero si se menciona el descubrimiento de los rayos X, solo unos pocos radiólogos lo asocian con el nombre de Tesla.

Early Days

Nikola Tesla (, Fig 1 ) nació en 1856 en el pequeño pueblo de Smiljan, Croacia. Después de terminar la escuela secundaria en Croacia, continuó su educación en ingeniería en Graz, Austria, hasta 1878. Cuatro años después se mudó a París, Francia, y comenzó a trabajar para la Continental Edison Company. En 1884 emigró a los Estados Unidos, donde comenzó a trabajar con Thomas Edison, pero poco después formó su propia Tesla Corporation como competencia de la empresa de Edison. Él patentó alrededor de 300 invenciones en todo el mundo, muchas de las cuales aún son famosas en la actualidad. Sin embargo, los experimentos de Tesla con «gráficos de sombras» y sus observaciones de los efectos biológicos de los rayos X no son bien conocidos, incluso entre los radiólogos.

Un descubrimiento misterioso

Tesla informó que, impulsado por su observación de daños misteriosos en placas fotográficas en su laboratorio, comenzó su investigación de rayos X (en ese momento aún desconocida y sin nombre) en 1894 (, 2). Aparte de los experimentos con los Crookes tubo, inventó su propio tubo de vacío (, Fig. 2), que era una bombilla de rayos X unipolar especial. Consistía en un solo electrodo que emitía electrones. No había electrodo objetivo; por lo tanto, los electrones se aceleraban por picos de la campo producido por la bobina de Tesla de alto voltaje. Incluso entonces, Tesla se dio cuenta de que la fuente de rayos X era el lugar del primer impacto de la «corriente catódica» dentro de la bombilla (, 4), que era el ánodo en un tubo bipolar o la pared de vidrio en el tubo unipolar que inventó. Hoy en día, esta forma de radiación se conoce como Bremsstrahlung o radiación de frenado. En el mismo artículo, afirmó que la corriente catódica estaba compuesta de partículas muy pequeñas (es decir, electrones). Su idea de que los rayos producidos eran partículas diminutas (, 5) no estaba equivocada en absoluto; muchos años después, los físicos describieron las propiedades de las partículas de los cuantos de radiación electromagnética llamados fotones. Para evitar el calentamiento y la fusión de la pared de vidrio de su bombilla de rayos X, Tesla diseñó un sistema de enfriamiento basado en una ráfaga de aire frío a lo largo del tubo, así como en el baño de aceite ampliamente aceptado que rodea el tubo (, 6). / p>

Primeras imágenes de rayos X

También parece que produjo la primera imagen de rayos X en los Estados Unidos cuando intentó obtener una imagen de Mark Twain con el tubo de vacío. Sorprendentemente, en lugar de mostrar a Twain, la imagen resultante mostró el tornillo para ajustar la lente de la cámara (, 7). Posteriormente, Tesla logró obtener imágenes del cuerpo humano, a las que denominó gráficos de sombras (, Fig. 3). Tesla envió sus imágenes a Wilhelm Conrad Roentgen poco después de que Roentgen publicara su descubrimiento el 8 de noviembre de 1895. Aunque Tesla le dio todo el crédito a Roentgen por el hallazgo, Roentgen felicitó a Tesla por sus sofisticadas imágenes, preguntándose cómo había logrado resultados tan impresionantes (, Fig 4 ) (, 7). Además, Tesla describió algunos beneficios clínicos de los rayos X, por ejemplo, la determinación de la posición del cuerpo extraño y la detección de enfermedades pulmonares (, 8), y señaló que los cuerpos más densos eran más opacos a los rayos (, 9).

Investigaciones adicionales de rayos X

Tesla también experimentó con rayos X reflejados, utilizando diferentes materiales como superficies reflectantes y describiendo las características de los rayos transmitidos y reflejados (, 3,, 5,, 10) . Pensó que el propósito práctico de los rayos X reflejados era mejorar la calidad del gráfico de sombras aumentando la distancia entre el objeto y la película y disminuyendo el tiempo de exposición. Se decepcionó al observar que las lentes no provocaban refracción de los rayos X (, 3). Más tarde, se entendió que los rayos X no pueden ser refractados por lentes ópticos debido a su alta frecuencia. Sin embargo, Max von Laue logró desviar los rayos X usando lentes de cristal en 1912 (, 11). Tesla explicó que los cambios en las características de los rayos X son causados por variaciones en los tubos de rayos X y los generadores eléctricos (, 12). Se dio cuenta correctamente de que las sombras fuertes solo se pueden producir a grandes distancias objeto-película y con tiempos de exposición cortos (, 5). Además, percibió que las bombillas con paredes gruesas producían rayos con mayor poder de penetración (, 8), lo que luego se explicó por la mayor desaceleración de los electrones en la barrera más gruesa.

Tesla también fue de los primeros en comentar sobre los peligros biológicos de trabajar con tubos de rayos X unipolares, atribuyendo los efectos nocivos sobre la piel al ozono y al ácido nitroso generado por los rayos, más que a los efectos ionizantes de la radiación (, 8,, 13). Describió cambios agudos en la piel como enrojecimiento, dolor e hinchazón, así como consecuencias tardías como la caída del cabello y el crecimiento de nuevas uñas. Él comparó el dolor repentino y la irritación de los ojos mientras trabajaba con rayos X con la experiencia de pasar de una habitación oscura a la luz del sol brillante (, 5, 8). Se consideró que este dolor e irritación eran consecuencia de la fatiga visual debido a la observación prolongada de la pantalla fluorescente en la oscuridad. Tesla comprendió los tres elementos principales de la protección radiológica: distancia, tiempo y blindaje. Descubrió que la distancia adecuada de la fuente de rayos X era un factor de seguridad útil. Sin embargo, en lugar de explicar la repentina disminución de los efectos nocivos de la radiación sobre la base de la ley del cuadrado inverso, lo atribuyó a concentraciones más bajas de ozono (, 14). Tesla aconsejó a las personas que trabajan a distancias muy cortas del tubo (p. Ej., Cirujanos) que reduzcan el tiempo de exposición a un máximo de 2 a 3 minutos (, 15). También intentó construir un escudo protector hecho de cables de aluminio conectados a tierra.

Un giro desafortunado

La principal razón por la que Tesla contribuyó al descubrimiento. Lo que no se ha hecho más conocido de los rayos X es que gran parte de su trabajo se perdió cuando su laboratorio en Nueva York se incendió el 13 de marzo de 1895 (, 16). Sin embargo, son muchos los testimonios que confirman su legado de la invención de los rayos X. A partir del 11 de marzo de 1896 (, 12), Tesla publicó una serie de artículos sobre el tema de los rayos X y sus peligros biológicos en Electrical Review, Nueva York. Pocos secretos fueron desvelados cuando pronunció una conferencia ante la Academia de Ciencias de Nueva York en 1897 (, 2), en la que validó hasta cierto punto su primacía en la investigación de rayos X. Confirmó públicamente que había estado realizando una investigación independiente sobre este tema desde 1894, que lamentablemente había sido interrumpida por el incendio de su laboratorio. También expresó su pesar por darse cuenta demasiado tarde de que, a pesar de haber sido impulsado por su «espíritu guía», no había logrado comprender sus misteriosos signos …

Nikola Tesla murió en 1943 en Nueva York. Nunca lo haremos saber quién habría obtenido el premio Nobel por el descubrimiento de los rayos X si el trabajo de Tesla no se hubiera perdido junto con su laboratorio de Nueva York. Lo mínimo que podemos hacer es apreciar el trabajo pionero de Tesla en la invención y aplicación de los rayos X.