Ученый, 130 лет назад заметивший в темноте загадочное свечение, даже не предполагал, что откроет способ заглядывать сквозь материю, который в наши дни окажется незаменимым во многих сферах: от медицины и криминалистики до искусства и энергетики.
В лаборатории Вюрцбургского университета (Бавария) 8 ноября 1895 года Вильгельм Рентген исследовал прохождение электрических разрядов в изолированной катодной трубке . Вечером он заметил, что стоящий рядом с прибором флуоресцентный экран начал мерцать в темноте. Рентген выключил трубку, и свечение исчезло, включил — появилось снова! Тогда ученый понял, что столкнулся с неизвестными науке лучами, способными проникать сквозь непрозрачные преграды. Физик назвал их Х-лучами. Через две недели, 22 декабря, Рентген представил феномен коллегам, а спустя считаные дни первые снимки, сделанные невидимым излучением, разошлись по научному сообществу Европы.
Самым знаменитым стало изображение «Рука с кольцами» — рентгенограмма кисти жены первооткрывателя. Современники были потрясены: впервые человек мог увидеть свои кости на снимке, причем без малейшего хирургического вмешательства.
Открытие моментально стало сенсацией — только в 1896 году вышло более тысячи публикаций о новых лучах.
Технологии быстро нашли практическое применение. В январе 1896 года врачи диагностировали переломы и проводили операции по извлечению пуль, ориентируясь на данные рентгена. Во время Первой мировой войны польско-французский ученый Мария Склодовская-Кюри создала мобильные радиологические станции — автомобили с полноценным рентгеновским оборудованием, работавшие прямо на передовой. Сегодня рентгенография остается основным методом диагностики травм, заболеваний легких и нарушений опорно-двигательной системы.
В первые годы после открытия Рентгена представления о возможностях излучения вызывали неожиданные реакции в обществе. В 1896 году депутат американского штата Нью-Джерси, некто Рид, предложил законопроект, запрещавший применение Х-лучей в театральных биноклях, дабы они не могли проникнуть не только через одежду, но и через плоть в душу. Пресса в Европе и Америке предупреждала об опасности «мозговой фотографии», позволяющей читать самые потаенные мысли. В ответ на это некоторые дельцы рекламировали свои изделия — портмоне, шкатулки, сейфы, даже шляпы, — способные, по их словам, скрывать содержимое от всевидящих лучей.
Рентгеновские лучи, разумеется, не могут читать мысли, но позволяют видеть то, что скрыто от человеческого глаза: внутреннюю структуру объектов, микроскопические следы на их поверхности, наличие инородных включений. Поэтому открытие Вильгельма Рентгена практически сразу вошло в арсенал криминалистов.
Врачи и следователи начали использовать рентгеновскую фотографию для поиска пуль и осколков в телах пострадавших от нападений, так как лучи фиксируют все твердые объекты, проходя через мягкие ткани. После извлечения пули рану просвечивали рентгеном и анализировали характер разрушений костной ткани — отколы и направление трещин указывали на направление выстрела и позицию стрелка.
В современной криминалистике используется рентгеновская спектрометрия — анализ микроскопических частиц веществ (копоти, металла, остатков пороха) на одежде стрелка или месте преступления. Сканирующее излучение фиксирует такие следы без риска случайно уничтожить улики или изменить их местоположение.
X-лучи стали эффективным рабочим инструментом ученых. Антуан Беккерель, а также супруги Мария Склодовская-Кюри и Пьер Кюри с помощью этого «сканера» открыли радиоактивность, Макс Лауэ — дифракцию на кристаллах. Рентгеноструктурный анализ позволил Уильяму Брэггу с его отцом Уильямом Брэггом-старшим определить атомные решетки веществ.
Эксперименты с рентгеновскими лучами помогли детально исследовать дезоксирибонуклеиновую кислоту (ДНК). В мае 1952 года британская ученая Розалинд Франклин вместе с аспирантом Рэймондом Гослингом запечатлели на снимке ее структуру — это изображение известно как «фотография 51». Исследование уникального снимка легло в основу зарождающейся тогда науки — молекулярной биологии, а также позволило Джеймсу Уотсону и Фрэнсису Крику определить, что ДНК имеет форму двойной спирали. Именно так ее изображают в учебниках и сегодня.
Рентгеновские снимки могут рассказать, как работал художник, какие он делал ошибки, как менялась композиция, а иногда помогают обнаружить совершенно иные картины под верхним слоем красок. Так в XXI веке было найдено скрытое произведение Ван Гога: под красками его «Натюрморта с луговыми цветами и розами» рентгенография выявила «Битву борцов» — работу, которую художник переписал из-за нехватки денег на новые холсты.
Рентген помогает реставраторам изучать состояние икон, определять состав красок, выявлять подделки и оценивать состояние стекла и керамики без риска их повредить.
В промышленности рентген незаменим как метод неразрушающего контроля — он позволяет детально изучить структуру объекта без физического воздействия. Технология ценна и как база для создания новых приборов с расширенным функционалом. Например, на Восточно-Мессояхском месторождении — самом северном материковом нефтепромысле страны — применяют беспроводной комплекс цифровой радиографии «Цифракон» для проверки труб. Если для классической рентгенографии нужно выкачать нефть из исследуемого участка трубопровода, то новое решение позволяет проводить исследования без перебоев в работе инфраструктуры.
Начальник лаборатории неразрушающего контроля «Мессояханефтегаза»
По словам специалиста, новая технология значительно ускорила проверку оборудования — изображение мгновенно передается с электронного приемника на планшет. Таким образом нарушение строительных норм можно определить сразу на месте диагностики.
Не меньшее значение у рентгеновских методов в атомной энергетике. Там они используются при изготовлении, монтаже и проверке оборудования. Особенно полезны X-лучи при контроле соединений корпусов реакторов, где требования к качеству сварки исключительно высоки.
