Les rayons X sont une forme de rayonnement électromagnétique à haute fréquence constitué de photons dont l'énergie varie d'une centaine d'eV (électronvolt), à plusieurs MeV1.    

Ce rayonnement a été découvert en 1895 par le physicien allemand Wilhelm Röntgen, qui a reçu pour cela le premier prix Nobel de physique; il lui donna le nom habituel de l'inconnue en mathématiques, X. Il est naturel (cosmologie, astronomie) ou artificiel (radiologie) et alors résulte du bombardement d'électrons sur une cible généralement en tungstène.

La principale propriété des rayons X est de traverser la matière en étant partiellement absorbés en fonction de la densité de celle-ci et de l'énergie du rayonnement, ce qui permet d'avoir une information sur l'intérieur des objets qu'ils traversent.

Les rayons X sont une des modalités principales de l'imagerie médicale et du contrôle non destructif. Ils sont également utilisés en cristallographie. En astrophysique contemporaine, on mesure les rayonnements X de l'espace pour l'étudier.

 

 

 

 

 

 Histoire

 

 

À la fin du XIXe siècle, Wilhelm Röntgen, comme de nombreux physiciens de l'époque, se passionne pour les rayons cathodiques qui ont été découverts par Hittorf en 1869; ces nouveaux rayons avaient été étudiés par Crookes. A cette époque, tous les physiciens savent reproduire l'expérience de Crookes mais personne n'a encore d'idée d'application de ces rayonnements.

En 1895, Wilhelm Conrad Röntgen reproduit l'expérience à de nombreuses reprises en modifiant ses paramètres expérimentaux (types de cibles, tensions différentes, etc.). Le 8 novembre 1895, il parvient à rendre luminescent un écran de platinocyanure de baryum. Röntgen décide alors de faire l'expérience dans l'obscurité en plongeant son tube de Crookes dans un caisson opaque. Le résultat est identique à la situation normale. Röntgen place ensuite différents objets de différentes densités entre l'anode et l'écran fluorescent, et en déduit que le rayonnement traverse la matière d'autant plus facilement que celle-ci est peu dense et peu épaisse. Lorsqu'il place des objets métalliques entre le tube et une plaque photographique, il parvient à visualiser l'ombre de l'objet sur le négatif.

Röntgen en déduit que les rayons sont produits perpendiculairement à la direction d'émission des électrons du tube et que ce rayonnement est invisible et très pénétrant.

Faute de trouver une dénomination adéquate, Röntgen les baptise « rayons X ». Ce rayonnement est encore souvent appelé Röntgenstrahlung (littéralement : « rayons de Röntgen ») en Allemagne et dans toute l'Europe (sauf en France). L'autre nom de la radiologie est encore aujourd'hui la röntgenologie.

Le premier cliché célèbre est celui de la main d'Anna Bertha Röntgen réalisé le (22 décembre 1895, pose de 25 minutes); il s'agit de la première radiographie.

Un mois plus tard, Jean-Alban Bergonié reproduit à Bordeaux l'expérience de Röntgen, avant que ce dernier publie officiellement.

 

 

Une des premières radiographies, prise par Wilhelm Röntgen.

 

 

 

 

Le 28 décembre 1895, Röntgen publie sa découverte dans un article intitulé « Über eine neue Art von Strahlen » (en français : « À propos d'une nouvelle sorte de rayons ») dans le bulletin de la Société physico-chimique de Wurtzbourg. C'est cette découverte qui lui vaudra le premier prix Nobel de physique en 1901.

 

 Il tire quatre conclusions dans son article :

 

« Les rayons X sont absorbés par la matière ; leur absorption est fonction de la masse atomique des atomes absorbants;

Les rayons X sont diffusés par la matière; c'est le rayonnement de fluorescence;

Les rayons X impressionnent la plaque photographique;

Les rayons X déchargent les corps chargés électriquement. »

 

La recherche de Röntgen est rapidement développée en dentisterie, puisque deux semaines plus tard, le Dr Otto Walkhoff réalise à Brunswick la première radiographie dentaire.

 

Il faut vingt-cinq minutes d'exposition. Il utilise une plaque photographique en verre, recouverte de papier noir et d'une digue (champ opératoire) en caoutchouc. Six mois après paraît le premier livre consacré à ce qui va devenir la radiologie dont les applications se multiplient, dans le cadre de la physique médicale, pour le diagnostic des maladies puis leur traitement (radiothérapie qui donne une expansion extraordinaire à ce qui était jusque-là l'électrothérapie). Avant la fin de l'année 1896, Otto Walkhoff et Fritz Giesel ouvrent le premier laboratoire de radiologie dentaire.

Les temps d'exposition sont alors longs et les effets secondaires notables. Les cas de brûlures sont nombreux. Certains praticiens, ne voyant pas le lien entre l'exposition aux rayons X et les brûlures, concluent qu'elles sont dues aux rayons ultraviolets. Certains hésitent toutefois à réaliser des clichés radiologiques sans nécessité. De plus, tous les praticiens ne relèvent pas les mêmes effets : le Dr Williams, en 1897, indique que sur 250 patients exposés aux rayons X, il n'a noté aucun effet secondaire indésirable. Toutefois il ne faudra pas longtemps pour qu'un lien causal soit établi entre l'exposition prolongée aux rayons X et les brûlures : en 1902 le Dr EA Codman, recensant les préjudices causés par les rayons X, note qu'ils ont pratiquement disparu.

Röntgen laissa son nom à la première unité de mesure utilisée en radiologie pour évaluer une exposition aux rayonnements. Le symbole des röntgens est R.

La découverte de Röntgen fit rapidement le tour de la Terre. Elle suscita des expériences y compris en dehors des cercles scientifiques et marqua l'imaginaire de la culture populaire.

Des chercheurs tels que Thomas A. Edison, Nikola Tesla, A.A. Campbell Swinton firent immédiatement des expériences avec les rayons Röntgen. En novembre 1896, un inventeur américain, le Dr Robert D'Unger, proposa un téléphone aux rayons X, censé permettre de transmettre les images par fil télégraphique.

En 1897, Antoine Béclère, pédiatre et clinicien réputé, créa, à ses frais, le premier Laboratoire hospitalier de radiologie.

Tout le monde voulait faire photographier son squelette. Mais pendant longtemps, les doses étaient trop fortes. Par exemple, Henri Simon, photographe amateur, a laissé sa vie au service de la radiologie. Chargé de prendre les radiographies, les symptômes dus aux radiations ionisantes apparurent après seulement deux ans de pratique. On lui amputa d'abord la main (qui était constamment en contact avec l'écran fluorescent) mais ensuite, un cancer généralisé se déclara.

Au début de la radiologie, les rayons X étaient utilisés à des fins multiples : dans les fêtes foraines où on exploitait le phénomène de fluorescence, dans les magasins où l'on étudiait l'adaptation d'une chaussure au pied des clients grâce au rayonnement et on les utilisait pour la radiographie médicale. Encore là, on fit quelques erreurs, par exemple en radiographiant les femmes enceintes.

Le premier « Congrès international de radiologie », qui réunit des scientifiques de la Grande-Bretagne, des Etats-Unis, de la France, de l’Allemagne, de l’Italie et de la Suède, émet en 1925 des recommandations portant sur les « rayonnements ionisants ».

Un monument a été inauguré en 1936 au voisinage du pavillon Roentgen de l’hôpital St-Georg, à Hambourg, à l’initiative du professeur allemand Hans Meyer, « Aux radiologues de toutes les nations : […] qui ont fait don de leur vie dans la lutte contre les maladies de l’humanité… ».

 

 

 

 Wikipedia