Nikola Tesla and the Discovery of X-strays (Svenska)

Inledning

Varje radiolog är medveten om Nikola Teslas forskning inom elektromagnetism. International System (SI) -enheten med magnetisk flödestäthet, Teslacons magnetresonansavbildare (Technicare, Solon, Ohio) och Teslascans mangankontrastmedel (GE Healthcare, Waukesha, Wis) var alla uppkallade efter honom. Utan hans andra uppfinningar som växelströmsförsörjningen, Tesla-Knott-generator och lysrör i vyrutor är det omöjligt att ens föreställa sig en arbetsdag i en samtida radiologiavdelning (, 1). Men om upptäckten av röntgenstrålar nämns är det bara ett fåtal radiologer som associerar det med Teslas namn.

Tidiga dagar

Nikola Tesla (, Fig 1 ) föddes 1856 i den lilla byn Smiljan, Kroatien. Efter avslutad gymnasium i Kroatien fortsatte han sin utbildning i teknik i Graz, Österrike, fram till 1878. Fyra år senare flyttade han till Paris, Frankrike och började arbeta för Continental Edison Company. 1884 emigrerade han till Förenta staterna, där han först började arbeta med Thomas Edison men strax därefter bildade han sin egen Tesla Corporation som konkurrens mot Edisons företag. Han patenterade cirka 300 uppfinningar över hela världen, varav många fortfarande är kända idag. Teslas experiment med ”skuggbilder” och hans observationer av röntgenstrålarnas biologiska effekter är dock inte kända, inte ens hos radiologer.

En mystisk upptäckt

Tesla rapporterade att han, på grund av sin observation av mystiska skador på fotografiska plattor i sitt laboratorium, började sin undersökning av röntgenstrålar (vid den tiden fortfarande okänd och utan namn) 1894 (, 2). Bortsett från experiment med Crookes rör, uppfann han sitt eget vakuumrör (, Fig 2), som var en speciell unipolär röntgenlampa. Den bestod av en enda elektrod som avgav elektroner. Det fanns ingen målelektrod, därför accelererades elektronerna av topparna på den elektriska fält producerat av högspännings Tesla-spolen. Redan då insåg Tesla att källan till röntgenstrålar var platsen för den första kollisionen av den ”katodiska strömmen” i glödlampan (, 4), som antingen var anoden i en bipolärt rör eller glasväggen i det unipolära röret han uppfann. Numera kallas denna form av strålning som Bremsstrahlung eller bromsstrålning. I samma artikel uppgav han att den katodiska strömmen var sammansatt av mycket små partiklar (dvs. elektroner). Hans idé att de producerade strålarna var små partiklar (, 5) var inte alls fel; många år senare beskrev fysiker partikelegenskaper hos elektromagnetisk strålningskvanta som kallas fotoner. För att undvika uppvärmning och smältning av glasväggen i hans röntgenlampa designade Tesla ett kylsystem baserat på en kall luftstråle längs röret samt på dagens allmänt accepterade oljebad som omger röret (, 6). / p>

Första röntgenbilder

Det verkar också som att han producerade den första röntgenbilden i USA när han försökte få en bild av Mark Twain med vakuumröret. Överraskande, istället för att visa Twain, visade den resulterande bilden skruven för att justera kameralinsen (, 7). Senare lyckades Tesla få bilder av människokroppen, som han kallade skuggbilder (, Fig 3). Tesla skickade sina bilder till Wilhelm Conrad Roentgen strax efter att Roentgen publicerade sin upptäckt den 8 november 1895. Även om Tesla gav Roentgen full kredit för upptäckten, gratulerade Roentgen Tesla till hans sofistikerade bilder och undrade hur han hade uppnått så imponerande resultat (, Fig 4) ) (, 7). Dessutom beskrev Tesla några kliniska fördelar med röntgenstrålar – till exempel bestämning av främmande kroppsposition och detektion av lungsjukdomar (, 8) – och noterade att tätare kroppar var mer ogenomskinliga för strålarna (, 9).

Ytterligare röntgenundersökningar

Tesla experimenterade också med reflekterade röntgenstrålar genom att använda olika material som reflekterande ytor och beskriva egenskaperna hos överförda och reflekterade strålar (, 3,, 5,, 10) . Han trodde att det praktiska syftet med de reflekterade röntgenbilderna var att förbättra skuggbildens kvalitet genom att öka objektfilmavståndet och minska exponeringstiden. Han blev besviken över att konstatera att linser inte orsakade brytning av röntgenstrålar (, 3). Senare kom det att förstås att röntgenstrålar inte kan brytas av optiska linser på grund av deras höga frekvens. Men Max von Laue lyckades avvika röntgen med kristallinser 1912 (, 11). Tesla förklarade förändringar i röntgenegenskaper som orsakade av variationer i röntgenrör och elektriska generatorer (, 12). Han insåg korrekt att starka skuggor endast kan produceras på stora objektfilmavstånd och med korta exponeringstider (, 5). Dessutom uppfattade han att glödlampor med tjocka väggar producerade strålar med större penetrerande kraft (, 8), vilket senare förklarades av den längre retardationen av elektroner på den tjockare barriären.

Tesla var också bland de första att kommentera. om de biologiska farorna med att arbeta med enpoliga röntgenrör, tillskriva de skadliga effekterna på huden till ozon och salpetersyran som alstras av strålarna, snarare än de joniserande effekterna av strålningen (, 8,, 13). Han beskrev akuta hudförändringar som rodnad, smärta och svullnad, samt sena konsekvenser som håravfall och ny nageltillväxt. Han jämförde plötslig smärta och irritation i ögonen när han arbetade med röntgenstrålar med upplevelsen att gå från ett mörkt rum till starkt solljus (, 5,, 8). Denna smärta och irritation ansågs vara en följd av ögonansträngning på grund av långvarig observation av den fluorescerande skärmen i mörker. Tesla förstod de tre huvudelementen i strålskydd: avstånd, tid och avskärmning. Han upptäckte att adekvat avstånd från röntgenkällan var en användbar säkerhetsfaktor. Istället för att förklara den plötsliga minskningen av de skadliga effekterna av strålning på grundval av den inversa kvadratiska lagen, tillskrev han den dock till lägre ozonkoncentrationer (, 14). Tesla rekommenderade personer som arbetar på mycket korta avstånd från röret (t.ex. kirurger) att förkorta exponeringstiden till maximalt 2–3 minuter (, 15). Han försökte också konstruera en skyddande sköld av aluminiumtrådar anslutna till marken.

En olycklig vändning

Den främsta anledningen till att Teslas bidrag till upptäckten av röntgenstrålar har inte blivit mer känd är att mycket av hans arbete förlorades när hans laboratorium i New York brann ned den 13 mars 1895 (, 16). Ändå finns det många vittnesmål som bekräftar hans arv från uppfinningen av röntgenstrålar. Från och med den 11 mars 1896 (, 12) publicerade Tesla en serie artiklar om röntgenstrålar och deras biologiska faror i Electrical Review, New York. Få hemligheter avslöjades när han höll en föreläsning inför New York Academy of Sciences 1897 (, 2), där han till viss del validerade sin företräde inom röntgenforskning. Han bekräftade offentligt att han hade bedrivit oberoende forskning om detta ämne sedan 1894, som tyvärr hade avbrutits av branden i hans laboratorium. Han uttryckte också ånger när han insåg för sent att han, trots att han hade fått sin ”vägledande ande”, misslyckats med att förstå dess mystiska tecken …

Nikola Tesla dog 1943 i New York. Vi kommer aldrig att vet vem som skulle ha fått Nobelpriset för upptäckten av röntgen om Teslas arbete inte hade gått förlorat tillsammans med hans New York-laboratorium. Det minsta vi kan göra är att uppskatta Teslas pionjärarbete i uppfinningen och tillämpningen av röntgenstrålar. p>