Wie funktioniert Röntgen?
Röntgenstrahlen bilden eine der wichtigsten Untersuchungsarten in der medizinischen Diagnostik. Allein in Deutschland werden etwa 140 Millionen Röntgenuntersuchungen pro Jahr durchgeführt. Doch wie funktioniert eigentlich eine Röntgenröhre? In dem riesigen Apparat, den Sie vielleicht noch von Ihrer letzten Röntgenuntersuchung in Erinnerung haben, gibt es ein verblüffend einfaches Bauteil: Stellen Sie sich eine einfache, vielleicht 10 Zentimeter große Glühbirne vor. In dieser »Röntgenglühbirne« befinden sich ein kleiner Glühdraht und zwei Elektroden, an denen eine Hochspannung angelegt ist. Immerhin 100 000 Volt! Durch eine geschickte Anordnung dieser Bauelemente entstehen an einer der beiden Elektroden »unsichtbare Lichtteilchen«, die sogenannte Röntgenstrahlung. Jedes Lichtteilchen trägt Energie. Ein Röntgen-Lichtteilchen hat aber mehr als 10 000-mal so viel Energie wie ein sichtbares Lichtteilchen.
Was ist aber die besondere Eigenschaft von Röntgenstrahlung? »Normale« sichtbare Lichtstrahlen treffen auf einen Gegenstand oder einen Körper, werden an dessen Oberfläche reflektiert und treffen dann auf unser Auge, das auf diese Weise diesen Gegenstand sieht. Im Gegensatz zu den Lichtstrahlen, können Röntgenstrahlen in einen Gegenstand oder in einen Körper eindringen und ihn auch durchdringen. Allerdings werden sie dabei geschwächt, das heißt ihre Intensität wird dabei geringer.
Wie stark sie abgeschwächt werden, hängt von der inneren Struktur des Körpers ab. Knochen schwächen die Röntgenstrahlen stärker ab als beispielsweise Muskel- oder Fettgewebe. Werden die Röntgenstrahlen nach dem Durchdringen des Körpers aufgefangen und deren Intensität auf einem (heutzutage digitalen) Röntgenbild dargestellt, so erhält man ein Bild von den inneren Strukturen des jeweiligen Körpers.
Wenn man das Ganze dreidimensional macht, so erhält man ein CT. Für ein CT-Bild werden also auch Röntgenstrahlen nach dem gleichen Prinzip wie oben beschrieben benutzt. Die Strahlendosis für ein CT ist allerdings 100-mal größer als die für ein konventionelles Röntgenbild.
Wilhelm Conrad Röntgen hat diese Strahlen natürlich nicht Röntgenstrahlen genannt. Er nannte sie X-Strahlen, und so werden sie in nicht deutschsprachigen Ländern noch heute genannt (X-Ray). Röntgen hat seine bahnbrechende Entdeckung nie zum Patent angemeldet. Er war der Auffassung, dass seine Entdeckungen »der Allgemeinheit gehören und nicht durch Patente, Lizenzverträge und dergleichen einzelnen Unternehmen vorbehalten bleiben dürften«. Alle Achtung, oder?
1901 erhielt Röntgen den ersten Physik-Nobelpreis überhaupt. Das Preisgeld von 50 000 schwedischen Kronen vermachte er der Universität Würzburg »zur freien Verwendung«. Schade, dass er zum Zeitpunkt seiner Entdeckung nicht mehr an der Universität Gießen lehrte. Hätte es damals schon eine THM gegeben, wäre die Sache vielleicht anders ausgegangen...
Prof. Breckow ist Leiter des Instituts für Medizinische Physik und Strahlenschutz (THM Gießen).
