A 60 éves röntgensugárzás

1955 novemberében múlt hatvan éve annak, hogy Wilhelm Conrad Röntgen, a würzburgi egyetem fizika professzora felfedezte a róla elnevezett sugárzást. Ebből az alkalomból világszerte megemlékeznek a nevezetes eseményről, amelyet következményei alapján joggal sorolhatunk a fizika történetének legjelentősebb felfedezései közé. Egy ilyen megemlékezés kíván lenni ez a cikk is, amelynek keretében áttekintjük a felfedezés körülményeit és közvetlen visszhangját, megvizsgáljuk, milyen következményei voltak a röntgensugárzás felfedezésének a tudomány és a technika különböző területein, sorra vesszük a röntgensugárzással kapcsolatban jelenleg folyó fontosabb kutatásokat és azok várható eredményeit, végül néhány szóban megemlékezünk a röntgensugárzás hazai vonatkozásairól is.

Magának a felfedezésnek a körülményeiről mindössze annyit tudunk, hogy 1895. nov. 8-án este az akkor 50 éves Röntgen (l. 1. ábra) a würzburgi egyetem fizikai intézetében gázkisülési csövekkel kísérletezett. Feltehetően Lénárd híres katódsugár vizsgálatait akarta megismételni, mint olyan sokan mások abban a korban. Kísérleti berendezése nagyon egyszerű volt: egy áramforrás, egy Ruhmkorff-féle szikrainduktor, néhány Lénárd és Hittorf-Crookes rendszerű kisülési cső, báriumplatinocianiddal bevont fluoreszkáló ernyő és néhány fényképezőlemez (2. ábra). Utólag átgondolva a dolgot, nem egészen világos, miért próbálkozott Röntgen Hittorf-Crookes rendszerű csövekkel is, mikor a katódsugarak vizsgálatára a Lénárd-csövek sokkal alkalmasabbak. Mindjárt látni fogjuk azonban, hogy éppen ez az érthetetlen momentum döntő szerepet játszott a felfedezésben.

Az említett este ugyanis Röntgen egyszer csak arra lett figyelmes, hogy az egyik Hittorf-Crookes-cső közelében - amelyet Lénárd előírásaitól eltérően nem vett körül fémlemezzel, hanem egyszerűen csak fekete papírral takart le - az asztalon fekvő fluoreszkáló ernyő világít. Mivel a laboratóriumban a kísérletek alatt teljes sötétség volt, a fluoreszkálást csak valamilyen láthatatlan sugárzás kelthette. A kisülési csövet kikapcsolva a fluoreszkálás megszűnt, bekapcsoláskor ismét megjelent. Tehát a láthatatlan sugarak a csőből indultak ki. A csőben keletkező katódsugarak azonban nem okozhatták a fluoreszkálást, mert azok Lénárd vizsgálatai szerint nem tudnak áthatolni a cső üvegfalán. Ha tehát Lénárd megfigyelései helytállóak, akkor fel kell tételezni, hogy a kisülési csőben a katódsugarak mellett még valamilyen másfajta, nagy áthatolóképességű sugárzás is keletkezik.

Körülbelül ennyi történt nov. 8-án este, s utána Röntgen 8 hétre eltűnt a világ elől. Beköltözött a laboratóriumba, benn evett, benn aludt, s még legközelebbi munkatársai sem sejtették, mivel foglalkozik. Nyolc heti megfeszített munka után vizsgálatainak eredményeit "Előzetes közlések egy új sugárzásról" címen rövid cikkben foglalta össze, s a cikket 1895. dec. 28-án átadta közlésre a würzburgi fizikus-orvos egyesület elnökének.

Mi van ebben a cikkben? Meglepően sok. Röntgen világosan felismeri, hogy a báriumplatinocianid ernyő fluoreszkálását egy újfajta sugárzás okozza, amelyet jobb híján X-sugárzásnak nevez. A sugarak a kisülési cső üvegfalának arról a helyéről indulnak ki, ahová a katódsugarak beesnek. Ha a katódsugárnyalábot mágnessel eltéríti irányából, megváltozik az X-sugarak kiindulási helye is. X-sugarak azonban nemcsak az üvegfalból indulhatnak ki, hanem az útjukba helyezett bármely más tárgyból, például a csőbe tett fémlemezből is. A katódsugarakat lefékező anyagból az X-sugarak egyenes vonalban terjednek szét a tér minden irányában. Az útjukba helyezett anyagok egy része a sugárzás hatására fluoreszkál, a fényképezőlemez megfeketedik, a szemre azonban semmiféle hatással nincsenek. A látható fénynél tapasztalható törés, visszaverődés és elhajlás X-sugaraknál nem jelentkezik, csupán szóródás és elnyelés lép fel. A sugarak áthatolóképessége igen nagy, mégpedig annál könnyebben haladnak át egy anyagon, minél kisebb az anyag sűrűsége. A sugárzásnak ez a sajátsága a fotográfiai hatással kombinálva igen érdekes felvételek készítését teszi lehetővé. Pl. kezünket téve a kisülési cső és a fényképezőlemez közé, a lemezen a csontok árnyképe jelenik meg, egy fadobozban levő súlysorozatot átvilágítja a lemezen csak a doboz belsejében levő nagy sűrűségű rézsúlyok árnyképe jelentkezik, stb. A nagy áthatolóképesség mellett az új sugaraknak a katódsugarakkal szemben legfontosabb jellegzetességük, hogy mágneses térrel nem lehet eltéríteni őket. A cikk végén Röntgen azt a feltevést kockáztatja meg, hogy az X-sugarak talán az elméletileg már korábban feltételezett longitudinális éterrezgések.

Mai szemmel nézve ezt a mindössze kb. hét oldal terjedelmű cikket, mindenekelőtt az a meglepő, hogy Röntgen az első 8 hét alatt nemcsak arról győződött meg, hogy újfajta sugárzást fedezett fel, hanem az új sugárzásnak úgyszólván minden lényeges sajátságát megállapította. Mindössze a sugárzás törését, elhajlását, polarizálhatóságát, ionizáló képességét és biológiai hatását nem vette észre, valamint a folytonos és karakterisztikus sugárzás között nem tudott különbséget tenni. A másik meglepő dolog, hogy milyen egyszerű eszközökkel dolgozott. Röntgen, aki középiskolai tanulmányait anyja szülőhazájában, egy holland kisváros gépészeti technikumában végezte, kiváló technikai érzékkel s nagy kézügyességgel rendelkezett, s a 8 hetes vizsgálathoz szükséges kísérleti eszközök nagy részét maga készítette. Végül meglepő a cikk erősen kvalitatív jellege. Ezt maga Röntgen is érezhette, mert pl. az anyagok sűrűsége és a röntgensugarak áthatolóképessége közötti összefüggésről beszélve mentegetőzik, hogy nem lévén megfelelő fotométere, kvantitatív méréseket nem tudott végezni.

Mire az említett előzetes közlemény a würzburgi fizikus-orvos egyesület nem túlságosan ismert vidéki folyóiratában 1896. január első hetében megjelent, a világ már tele volt a nagy felfedezés hírével, s Röntgen személye a világsajtó érdeklődésének középpontjában állott. Hát ez hogyan lehetséges? A magyarázata következő. Röntgen első felvételeiből több barátjának küldött példányokat, köztük Exner bécsi egyetemi tanárnak is. Exner a felvételeket több kollegájának megmutatta, így a bécsi "Presse" című lap szerkesztője fiának is, aki azonnal tovább mesélte apjának, s az másnap, jan. 5-én beszámolt róla lapjában. A cikk óriás feltűnést keltett, jan. 6-án Dr. Jastrowitz már referált róla a berlini belgyógyász egyesületben jan. 7-én és 8-án átvették a közleményt a német lapok, 8-án az angolok, s onnan aztán a hír szétfutott mindenfelé. Úgyannyira, hogy jan. 9-én a würzburgi helyi lap is megemlékezett róla, kb. olyan formában, hogy "mint Londonból értesülünk egyetemünk egyik professzora" stb.

Hogyan reagált a világ ezekre a cikkekre? A cikkek hangjából arra lehet következtetni, hogy az első benyomás világszerte az elképedés volt. A cikkírók nem győzik hangoztatni, hogy amit írnak az "nem humbug" (szóról-szóra így írják), hanem neves tudósok birtokában levő felvételekkel igazolható tény. Mivel azonban kisülési csövekkel abban az időben minden valamire való laboratórium fel volt szerelve, a közölt eredmény valódiságáról napokon belül világszerte meggyőződtek, így a hitetlenkedés nem tartott sokáig. A másik érdekes dolog az, hogy a felfedezés orvosi jelentőségével - pontosabban a röntgenfelvételek diagnosztikai felhasználhatóságával - mindjárt kezdetben tisztában voltak. Az első cikkírók már teljesen reális képet festenek az itt felmerülő lehetőségekről. Ebben bizonyára, nagy része volt annak is, hogy Röntgen első felvételeinek többsége a kéz csontjairól készült.

Az orvosok ezzel a maguk részére el is intézték a kérdést, s januártól kezdve a kórházakat egyre-másra szerelték fel kisülési csövekkel. A fizikusoknál már jóval zavarosabb volt a helyzet. A fizikusokat elsősorban az X-sugarak természete és a katódsugarakhoz való viszonya foglalkoztatta, amely utóbbiakról ezidőtájt még igen különböző elméletek voltak forgalomban. Ne feledjük el, hogy Thomson híres kísérletei, amelyek a katódsugarak természetét eldöntötték, még csak ezután következtek. Ilyen körülmények között nem csodálkozhatunk rajta, hogy ugyanabban a kisülési csőben egyidejűleg keletkező s egymáshoz sokban hasonlító kétféle sugárzás között egyesek nem láttak elvi különbséget, s az X-sugarakat a szokottnál nagyobb áthatolóképességű katódsugaraknak tekintették. Ezt a felfogást - talán bizonyos személyi hiúságtól is vezérelve - leghatározottabban Lénárd képviselte, aki még 1896 nyarán is több előadásban fejtette ki ama elméletét, hogy Röntgen X-sugarai végtelen nagy sebességű katódsugarak. Jóllehet Righi már 1896 elején bebizonyította, hogy az X-sugarak töltést nem szállítanak, Lénárd nagy személyi tekintélye folytán elmélete egy ideig még felszínen maradt, úgyannyira, hogy amikor az Angol Királyi Társaság az 1896. évi Rumford érmet kiosztotta az év nagy tudományos felfedezéseinek jutalmazására, célszerűnek látta a kitüntetést Lénárd és Röntgen közötti megosztani, kifejezésre juttatván ezzel ama nézetét, hogy az X-sugarak azonosak Lénárd katódsugaraival.

Ezen azonban egyáltalán nem szabad csodálkoznunk. Lénárd - akiről ma már kevesen tudják, hogy iskoláit Magyarországon végezte és 1886-1887-ben egy évig a budapesti tudományegyetem fizikai intézetében dolgozott Eötvös mellett - már 1891 óta behatóan foglalkozott katódsugarakkal. Számos nagyszerű kísérleti eredmény fűződött nevéhez, így nehéz volt elképzelni, hogy a katódsugár vizsgálatok terén újonc Röntgen mindjárt az első kísérleteinél valami gyökeresen új dolgot talált volna, ami Lénárd és a katódsugarakkal foglalkozó sok-száz más kutató figyelmét elkerülte. Pedig mégis így volt, s ez jórészt annak köszönhető, hogy Röntgen első kísérleteinél nem ragaszkodott Lénárd előírásaihoz, hanem megfelelő felszerelés hiányában kissé egyszerűsítette a berendezést.

Lénárd vizsgálataihoz fémházba burkolt kisülési csövet használt (3. ábra) amelynek végét vastag fémkupak zárta le, úgyhogy a katódsugarak csak a kupak közepén levő kis alumínium ablakon keresztül léphettek ki a csőből. A fémburkolattal Lénárd a külső zavarokat igyekezett távoltartani, tehát tulajdonképpen egy Faraday-kalitkát épített a cső köré. Ezzel azonban lehetetlenné tette, hogy a viszonylag gyenge X-sugárzás oldalt kilépjen a csőből, és hatása kinn észrevehető legyen. Persze az alumínium ablakon át a katódsugarakkal együtt X-sugarak is léplek ki a csőből - ezért mért Lénárd a katódsugarak áthatolóképességére a valóságosnál nagyobb értéket - a kétféle sugárzást azonban nem tudta szétválasztani. Ez talán kissé meglepően hangzik, hiszen tudjuk, hogy a katódsugarakat a mágnes eltéríti, az X-sugarakat viszont nem. Igen ám, csakhogy Lénárd a mágnessel mindig a kisülési csőben térítette el a katódsugarakat, miáltal azok nem az ablakra futottak fel, hanem oldalt a csőfalra, az ott keletkező röntgensugarak viszont éppoly kevéssé tudtak kijutni a csőből, mint a katódsugarak. Így a kétféle sugárzás mindig egyszerre jelentkezett és egyszerre is tűnt el. A kétféle sugárzást csakis úgy lehetett volna szétválasztani, ha a mágnessel a csövön kívül hajlítja, el a katódsugár nyalábot, amikor is az X-sugarak hatása megmaradt volna. Erre azonban érdekes módon nem gondolt. Ez mindenkinek csak utólag jutott eszébe.

Röntgen felfedezése után egyszerre sok kutató rájött, hogy ő is észlelt már kisülési csöveknél olyan jelenséget, amit X-sugarak okoztak, s ebből kiindulva többen próbáltak prioritási igényeket támasztani Röntgennel szemben. Crookes pl. aki hosszú évekig foglalkozott kisülési csövekkel, visszaemlékezett rá, hogy a kisülési csövek fényjelenségeinek fényképezésénél többízben erős fátyolt talált a lemezein, amit a lemezek gyártási hibájának tulajdonított s reklamációt jelentett be a gyárnál. Rengeteg hasonló esetet lehetne felsorolni, a kisülési csövekkel foglalkozó kutatók jórészének volt egy-egy ilyen története.

Ennyi talán elég a szakemberek állásfoglalásáról, lássuk most, mint reagált a nagy eseményre a korabeli társadalom. A közönség nem sokat törődött a tudósok vitáival, Röntgen nevét szárnyra kapta a hír, s az X-sugárzás 1896-ban egész éven át az érdeklődés előterében maradt. A legnépszerűbb újság, folyóirat, beszélgetési és élcelődési téma volt. (l. 4. ábra). Mi volt az oka ennek a nagy népszerűségnek? Az egyik ok mindenesetre az emberek ösztönös kíváncsisága. Az emberek fantáziáját főleg az ragadta, meg, hogy az új sugarak segítségével látni lehet olyan dolgokat, amelyeket közönségesen nem leltet látni. Az 1896. év egyik legkeresettebb iparcikke a fluoroszkóp nevű készülék lett, amellyel kisülési cső birtokában kiki kedvére nézegethette kezének csontjait. Számos szabadalom bejelentés történt e tárgyban (5. ábra).

1. Mindenekelőtt a röntgensugárzással kapcsolatos vizsgálatok tették lehetővé az elemek periódusos rendszerének szilárd alakra helyezését. Ismeretes, hogy Mengyelejev a periódusos rendszert eredetileg az elemek atomsúlya alapján építette fel. Az így felállított rendszerben azonban nem mindig azonos tulajdonságú elemek kerültek egy csoportba (helyesebben egy oszlopba egymás alá), ezért a sorrendet helyenként megkellett változtatni. Azonkívül nem lehetett pontosan tudni, hol vannak a rendszerben hiányok. Különösen nehéz volt a helyzet a kémiailag igen hasonló sajátságú ritka földfémek besorolásánál.

1913/14-ben azonban Moseley felfedezte, hogy az elemek karakterisztikus röntgenspektrumai teljesen analóg felépítésűek, s a spektrumok homológ vonalainál a frekvencia négyzetgyöke arányos (Z-σ)-val, ahol Z az elemre jellemző egészszám, σ pedig a vonalfajtára jellemző konstans érték. A továbbiakban az is kiderült, hogy a Moseley-törvény alapján az egyes elemekhez egyértelműen hozzárendelhető egész szám tulajdonképpen az elem sorszáma a periódusos rendszerben, az úgynevezett rendszám. Ily módon a karakterisztikus röntgenspektrum alapján nemcsak a már ismert elemeket sikerült a periódusos rendszerbe egyértelműen besorolni, hanem a hiányzó elemek számát és helyét is meg lehetett állapítani, sőt sajátságaikra is lehetett következtetni. Végül a Moseley-törvény mindjárt egy gyakorlati módszert adott az elemek identifikálására is. A magyar származású Hevesy pl. de Costerrel együtt karakterisztikus röntgenspektrum alapján fedezte fel a hafniumot.

Hevesy módszerét azóta fluoreszcencia röntgen alanlízis néven a gyakorlatban kiterjedten használják, mégpedig nemcsak identifikálási célokra, hanem kvantitatív röntgenkémiai analízisre is. Nagy rendszámú anyagok - elsősorban fémek ill. ötvözetek - kvantitatív analízisénél a röntgen fluoreszcencia analízis sok esetben előnyösebb az egyéb analitikai vagy spektroszkópiai módszereknél. Az optikai spektroszkópiával szemben pl. nagy előnye, hogy a kiértékelése egyszerűbb, s az alkotóelemek százalékos arányát pontosabban adja, hátránya viszont, hogy kevésbé érzékeny, így pusztán nyomokban jelenlevő szennyezések kimutatására nem használtató. Hevesy módszerét az utóbbi években az ugyancsak magyar származású Hámos Lajos jelentősen továbbfejlesztette, amennyiben fókuszáló kristályreflektorral kombinálva alkalmassá tette igen kis mennyiségű anyagminták kvantitatív analízisére, tehát mikroanalízisre is. A fluoreszcencia röntgen analízis külföldön a nehéziparban igen elterjedt, nálunk sajnos eddig még nem próbálkoztak vele.

2. Röntgen vizsgálatokon nyugszik a fizikai alapállandók mérésének egész rendszere, s így végső elemzésben minden fizikai mérés is. A fizikai alapállandók élén ma a Loschmist-szám vagy más néven Avogadro-szám áll, a többi alapállandó jórészét ebből származtatják le. A Loschmidt-szám jelenleg használt legpontosabb értékét, öt kristály (mészpát, kősó, KCl, LiF és gyémánt) röntgendiffrakciós módszerekkel mért elemi cella térfogatából, sűrűségéből és molekulasúlyából számították az N=M/ρ V formula, alapján. (N a Loschmidt-azám, M a molekulasúly, ρ a sűrűség, V az elemi cella térfogata.) Itt jegyzem meg, hagy mivel az N meghatározásához használt természetes kristályok (elsősorban a mészpát és a kősó) mindig tartalmaznak némi természetes szennyezést, az N értékében - s igy a belőle leszármaztatható fizikai alapállandók értékében is - felteltetően nagyobb bizonytalanság van, mint amekkorát a ma elérhető mérési pontosság mellett tiszta anyagok esetén meg lehetne engedni. A Loschmidt-szám felhasználásával számítják ki a hidrogénatom, a proton és a neutron tömegét, valamint a Faraday konstans kimérése alapján az elektron töltésének, az e-nek az értékét is. Ez az e érték ugyanis jóval pontosabb, mint ami a Millikan-módszerből adódik. Végül a Planck-féle hatáskvantum meghatározásának egyik legfontosabb módszere a folytonos röntgensugárzás határhullámhosszából számított h/e mérésen alapul.

3. Döntő szerepe volt a röntgensugárzásnak a szilárd anyagok szerkezetének tisztázásában is. Pl. a fémek karakterisztikus röntgenspektruma L-abszorpciós élének finomszerkezetéből fontos következtetéseket lehetett levonni a fémek elektronszerkezetére, s ezzel kísérletileg lehetett igazolni, hogy a fémek szabad elektronjai a Fermi-Dirac statisztikát követik. Azután a röntgensugaraknak kristályrácson való elhajlásából és interferenciájából következtetni lehetett a szilárd testek túlnyomó többségét kitévő kristályos anyagok felépítésére, az atomok elrendezésére, a kötéstávolságokra és kötéstípusokra stb. Ezek a röntgen finomszerkezet vizsgálat néven ismert vizsgálatok azóta mind a fundamentális szilárd anyag vizsgálatban, mind a gyakorlati ipari anyagvizsgálatban igen nagy jelentőségre tettek szert, úgy hogy röntgen finomszerkezet vizsgálat nélkül korszerű anyagvizsgálati laboratórium ma el sem képzelhető. Ennek részleteire most nem szándékozom kitérni, de történeti megemlékezésről lévén szó egy tényre szeretném felhívni a figyelmet.

Amikor Laue, Friedrich és Knipping 1912-ben a röntgensugaraknak kristályrácson való elhajlását kísérletileg kimutatták, és ezzel mind a röntgensugarak hullámtermészetét, mind pedig a kristályoknak atomokból való periodikus felépítését egyszerre igazolták, a mineralógusok siettek rámatatni, hogy ők ezt már a XVIII. században sejtették. Hivatkozásul Haüy f'racia mineraológus rajzaira utalnak, aki a kristályokat egybevágó elemi testecskék periodikus ismétlődéséből előálló képződményeknek tekintette. Megfeledkeznek viszont róla, hogy a fizikusok már 100 évvel korábban ilyen nézeten voltak. Ennek igazolására vessük egybe a 7. és 8. ábra. A 7. ábrán Huyghens holland fizikus 1690-ben megjelent Traité de la lumière c. optikájának egy rajza látható, amely a mészpát kettős törését azzal magyarázza, hogy a mészpát egybevágó ellipszoidok periodikus ismétlődéséből épül fel. A 8. ábra viszont Wyckoff-nak egy 1949. évi elektronmikroszkóp felvétele a dohány nekrózis vírus egykristályokról. A felvételen világosan láthatók a kristályt felépítő közel gömbalakú vírusmolekulák, szinte azt lehetne gondolni, hogy az előbbi ábrát ennek alapján rajzolták.

4. A röntgensugaraknak nemcsak a fizikai alapállandók mérésében van döntő szerepük, hanem más anyagi állandók kimérése is sok esetben előnyösebben vagy pontosabban végezhető röntgen módszerekkel. A röntgen finomszerkezet vizsgálat pl. módot nyújt az anyagok atom ill. molekulasúlyának, sűrűségének, hőtágulásának, rugalmas állandóinak mérésére; a fémekben megmunkálás során fellépő kitüntetett orientációknak, a rekrisztallizációs jelenségeknek, visszamaradó belső feszültségeknek, szennyezéseknek, plasztikus és elasztikus deformációknak, diszlokációknak, öregedéi és fáradási jelenségeknek, ötvözetek fázisviszonyainak, szilárd oldatoknak és szuperstruktúráknak tanulmányozására; anyagok identifikálására, kvalitatív és kvantitatív fázis analízisre (ez más, mint az előbb említett fluoreszcencia analízis!) stb.

5. Utóbbi alkalmazások már átvisznek bennünket a gyakorlati élet, az ipar és a technika területére, ahol mindezeken kívül igen nagy jelentőséggel bír a röntgensugaraknak belső üregek, zárványok, repedések felkutatására, tehát öntési, hegesztési stb. hibák kimutatására való felhasználása. A röntgenvizsgálatnak ez az ága a gyakorlatban röntgen defektoszkópia vagy röntgen durvaszerkezet vizsgálat néven ismeretes. Ez lényegében ugyanolyan elven alapul, mint az orvosi diagnosztikában szereplő átvilágítás, csak emberi test helyett általában fémtárgyakat világítanak át a röntgensugarakkal, s fémekről lévén szó nagyobb áthatolóképességű, keményebb röntgensugarakat használnak. Érdekes, hogy a kezdő lépést itt is Röntgen tette meg, aki 1896 nyarán röntgenfelvételt készített a vadászpuskájáról (l. 9. ábra). A felvételen Röntgen egy sötétebb foltot talált, amit azzal magyarázott, hogy a cső fala ott ki volt kopva, s így ott könnyebben átment rajta a sugárzás. Erre az orvosi röntgen átvilágítás után megindult az ipari röntgen átvilágítás is.

6. Végül röviden meg kell emlékeznünk a röntgensugarak biológiai hatásának gyakorlati felhasználásáról, a röntgenterápiáról is. Említettük, hogy ezt a hatást Röntgen még nem észlelte, ami a későbbiekben igen sajnálatos következményekkel járt, mert a hosszú lappangási idejű, s nagysokára megmutatkozó röntgensérülések később tömegével szedték áldozataikat a gyanútlan kutatók köréből. Amikor 1936-ban Hamburgban felállították a tudomány és az emberiség szolgálatában mártírhalált halt röntgenológusok és radiológusok emlékművét, 15 nemzet 169 kutatójának nevét kellett felírni rá. Köztük dr. Hazwarth Jenő orvos, budapesti egyetemi tanárét is. Mihelyt azonban a sugárzás biológiai hatása nyilvánvalóvá vált, nemcsak az ellene való védekezésre dolgoztak ki hatásos módszereket, hanem módot találtak a biológiai hatás terápiai felhasználására is, mégpedig elsősorban a rosszindulatú daganatok gyógyítása terén.

1. Kezdjük röntgensugárzás gerjesztése terén elért eredményekkel. Itt az utóbbi években három téren történt jelentős haladás: az egyik, a rádioaktív izotópok felhasználása röntgen sugárforrásnak, a másik, az igen kemény röntgensugarak előállítása részecskegyorsítókkal (Van de Graaff-generátor, betatron, lineáris gyorsító stb.), végül a harmadik, a mikrofókuszos röntgencső.

A máglyatechnika térhódításával párhuzamosan évek óta folyt a kutatás olyan γ-sugárzrással bomló rádioaktív izotópok után, amelyek felezési ideje nem túl rövid, s γ-sugárzásának hullámhossza a röntgen tartományba esik. Az első komoly sikert az ipari durva szerkezet vizsgálatnál érték el, ahol nagyobb méretű fémtárgyak átvilágítására már évek óta sikeresen használják a hosszú felezési idejű Co⁸⁰ izotópot, újabban pedig a 129 napos felezési idejű Tu¹⁷⁰-ben sikerült végre diagnosztikai átvilágításokra alkalmas lágyabb sugárzású rádioaktív izotópot találni. A Tu¹⁷⁰ sugárzásának keménysége kb. 100kV-on működtetett röntgencső sugárzásának felel meg. A 10. ábrán látható thulium izotópos röntgenkészülék súlya 3,1kg, dózisteljesítménye közvetlenül a készülék fala mellett 75mr/h. A 11. ábrán néhány ezzel a készülékkel készített röntgenfelvétel látható. A mai fejlett röntgenfelvételi technika szemszögéből nézve ezek a felvételek elég primitívek, ezért nem valószínű, hogy az új izotóp kiszorítja a forgalomból a röntgencsöveket. Viszont mivel igen kis méretű, és áramforrás nem kell hozzá, szükségmegoldásnak kiválóan alkalmas. Jelenleg főleg katonai célokra gyártják.

A másik korszerű röntgensugár gerjesztési mód a részecske gyorsítókkal - elsősorban betatronokkal - való gerjesztés. Az így kapott több tíz MeV-os igen kemény röntgensugarakkal egészen nagyméretű fémtárgyak átvilágítása is lehetővé vált, ezért felhasználásuk a fémfeldolgozó iparban egyre terjed, azonkívül fontos szerepet kaptak az orvosi gyakorlatban is.

Végül a harmadik igen fontos újdonság a röntgensugárzás gerjesztésében a mikrofókuszos röntgencső. Ennél a csőnél az izzószálból kilépő elektronokat elektronlencsével az anód felületének néhány tíz μ átmérőjű darabjára fókuszáljál. Így gyakorlatilag pontszerűnek tekinthető röntgen sugárforrást lehet előállítani. A pontszerű sugárforrásnak a gyakorlatban két szempontból van óriási jelentősége. Egyrészt az ilyen csövekkel rendkívüli módon meg lehet növelni a felbontóképességet mind a durva, mind a finomszerkezet vizsgálatnál, másrészt a kis fókuszfolt folytán igen meg lehet növelni az antikatódba betáplált fajlagos teljesítményt és vele a röntgensugárzás intenzitását is. Míg a közönséges finomszerkezet-vizsgáló röntgencsöveknél az antikatódba betáplált fajlagos teljesítmény réz antikatód esetén kb. 100W/mm², addig mikrofókuszos csőnél a 8-10 ezer W/mm²-t is eléri, s persze ilyen irányban nő a röntgensugárzás intenzitása, ill. ilyen arányban csökken az expozíciós idő is. Ez azt jelenti, hogy egy normálisan 2 óráig tartó finomszerkezet vizsgálati röntgen felvételt mikrofókuszos csővel kb. 1 perc alatt lehet elkészíteni, s ráadásul az 1 perces felvételnek sokkal nagyobb a felbontó képessége. A Cu K_α dublett pl. már φ=24°-os elhajlási szögnél szétválik, míg normális csöveknél csak φ=70° felett.

A mikrofókuszos röntgencső azonban nemcsak azért előnyös, mert gyorsabban és pontosabban lehet megoldani vele a közönséges röntgencsövekkel is elvégezhető feladatokat, hanem egészen új a film haladási irányában párhuzamos vonalakká húzódtak szét. A filmszalagra egy írókészülék állandóan jegyezte a hőmérsékletet, és így a vonalak eltolódásából szépen meg lehetett figyelni, hogyan megy végbe időben egy eredetileg többé-kevésbé rendezetlen szerkezetnek jól definiált kristályos struktúrává való átalakulása. A mikrofókuszos röntgencső lehetőséget ad rá, hogy ilyen természetű vizsgálatokat röntgensugarakkal is végezzünk. új területeket nyit meg a röntgenvizsgálatok előtt.

Így a mikrofókuszos csővel lehetővé válik az anyagszerkezet változásainak tanulmányozása a fókuszfolttal összemérhető tartományokban, tehát pl. textura vagy rácsszerkezet változásokat már néhány mikronon belül lehet vele detektálni. Azonkívül az igen rövid expozíciós idő miatt valószínűleg meg lehet majd vele oldani a kinematográfiai röntgenfinomszerkezet vizsgálatot, vagyis a fázis- és szerkezetváltozások időbeli lefolyásának gyakorlatilag folyamatos regisztrálását, amit az elektron diffraktográfnál már sikerült megoldani. Hogy pontosan miről van szó, azt talán legegyszerűbb egy ábrával szemléltetni. A 12. ábrán látható felvételek elektron diffraktográffal készültek folyamatosan melegített réz-alumínium ötvözetekről. Felvétel közben a filmet lassan mozgatták az elhajlított elektronnyalábokra merőleges irányban, miáltal a Debye-Scherrer gyűrűk

Végül a mikrofókuszos röntgencső komoly impulzust adott a röntgen mikroszkóp fejlődésének. Mi az a röntgen mikroszkóp? Napjainkban ezzel a szóval több különböző elven alapuló készüléket jelölnek, amelyek egyetlen közös vonása az, hogy működésük röntgensugarak felhasználásával kapcsolatos, és lehetővé teszik mikroszkópi tárgyak látószögének megnövelését. A röntgen mikroszkóp legegyszerűbb típusánál a vizsgálandó anyagmintából vékony lemezkét készítenek, azt szorosan ráhelyezik a röntgenfilmre, és az egészet röntgensugárzással világítják át (l. 13. ábra). Ily módon a röntgenfilmre az anyagminta kontakt röntgenképe másolódik át, amelyet optikai úton fel lehet nagyítani. Finomszemcsés filmet használva ez idő szerint kb. 400-szoros hasznos nagyítást lehet ily módon elérni. A filmtartó kazetta mindjárt úgy van kiképezve, hogy az anyagmintáról kissé elforgatott helyzetben egy második felvétel is készíthető, s a két kép felnagyítás után sztereo-nézőben együtt szemlélhető (l. 14. ábra). Egy ilyen sztereo mikrofelvételnek már a puszta vizuális kiértékelése is igen értékes, s optikai fémmikroszkópokkal el nem érhető információkat szolgáltat.

Nagy előnye azonkívül, hogy ötvözeteknél módot ad egyrészt az egyes komponensek topográfiai eloszlásának, másrészt a százalékarányának meghatározására, tehát kvantitatív mikroanalízisre is. Ehhez csupán az kell, hogy az anyagmintáról két felvételt készítsünk, két különböző hullámhosszúságú monokromatikus röntgen nyalábbal, amelyek közül egyiknek a hullámhossza a vizsgált komponens abszorpciós élénél nagyobb, a másiké kisebb, akkor az illető komponensnek megfelelő helyek a két képen feltűnően különböző árnyalatúak lesznek, s így eloszlásuk megállapítható. Az eljárást az újabb irodalomban röntgen mikrográfia vagy mikroradiográfia néven emlegetik, gyakorlati alkalmazása különösen fémek és ötvözetek szerkezetének vizsgálatában rohamosan terjed.

A mikroradiográfia technikáját a mikrofókuszos röntgencső térhódítása annyiban vitte előbbre, hogy a pontszerű fényforrás folytán lehetővé vált az anyagminta és a film térbeli szétválasztása, s ezáltal közvetlen geometriai nagyítás elérése anélkül, hogy a felbontóképesség csökkennék, s így a kép elmosódnék (l. 15. ábra). A legújabb hírek szerint ezzel a módszerrel már 1500-szorosra sikerült növelni a röntgenmikroszkóp hasznos nagyítását, értve ezalatt a közvetlen röntgennagyítás és az utána következő optikai nagyítás szorzatát. Itt jegyzem meg, hogy magát, a közvetlen röntgen nagyítást csak addig érdemes fokozni, ameddig azt a szemcseméret megszabta optikai nagyítás megkívánja. A további röntgennagyítás ugyanis a fényerő csökkenése folytán feleslegesen növeli az expozíciós időt.

Az ilyen röntgentmikroszkópoknak az optikai és elektronmikroszkópokkal szemben igen nagy előnyük, hogy a röntgensugarak nagy áthatolóképessége folytán fényre és elektronokra átlátszatlan tárgyak is vizsgálhatók velük, azonkívül mivel nem kell hozzájuk vákuum, segítségükkel élő szervezetek belső szerveinek működése in vivo tanulmányozható.

Mindezek a mikroszkópok persze kevés hasonlóságot mutatnak az optikai mikroszkópokhoz, ahol megszoktuk, hogy a vizsgált tárgyból kiinduló divergens sugarakat törés vagy visszaverődés útján képpé egyesítjük. Vajon ilyen mikroszkópra a röntgensugaraknál nincs lehetőség? Jelenleg ezen a téren is folynak próbálkozások, mégpedig mivel a röntgensugarakra minden anyag törésmutatója közel egységnyi, az ilyen röntgenmikroszkópban a sugarakat a fénymikroszkópoktól eltérően pusztán visszaverődés útján próbálják egyesíteni. Elvileg erre két lehetőség van: az egyik monokromatikus röntgensugaraknak a Bragg-feltételt kielégítő szögben való reflektáltatása megfelelően csiszolt egykristály felületekről, a másik a totálreflexió jelenségének felhasználása. Ezek közül az elsőnek az a baja, hogy a Bragg-szögben a beeső röntgensugaraknak alig 2-3%-a reflektálódik, s így a kép még megfelelő görbületűre hajlított kristályreflektorok esetén is nagyon fényszegény. A totális reflexiónál viszont az a báj, hogy közel egységnyi törésmutató miatt a röntgensugarakat majdnem érintőlegesen kell a reflektáló felületre beejteni. Az ilyen súrlódó beesésnél egyrészt igen nagy a nyalábnak a reflektáló felület optikai tengelyével bezárt szöge, s emiatt sok a leképzési hiba másrészt a súrlódó beesés olyan komoly feltételeket támaszt a reflektáló felületek simaságával szemben, aminek megvalósítása, de még az ellenőrzése is a határán van a jelenlegi technikai lehetőségeknek. Ezért az ilyenfajta röntgenmikroszkópok egyelőre még nem lépték át a kutatólaboratóriumok küszöbét, így gyors elterjedésük nem várható.

Igen erősen terjed viszont egy másik röntgenmikroszkóp fajtának, az úgynevezett kéthullámú mikroszkópnak a használata. Ez alatt egy olyan készüléket értenek, amellyel kristályrácsok röntgen elhajlási képéből optikai úton - tehát látható fénnyel - elő lehet állítani vetületben az atomelrendezés optikai képét.

2. Döntő átalakulások történtek a röntgensugárzás regisztrálásának módjában is az utóbbi években. Mind az orvosi diagnosztikában, mind az ipari durvaszerkezet vizsgálatában - sőt legújabban a finomszerkezet vizsgálatban és a röntgenmikroszkópiában is - egyre nagyobb tért hódít egyrészt a röntgenkép elektronikus erősítése, másrészt televíziós vétele, ill. továbbítása. Az egyik ilyen megoldásnál a röntgenképet egy televíziós képfelvevő cső - egy képorthikon - mozaikkatódjával egybeépített fluoreszkáló ernyőre veszik fel. A mozaik katódból kilépő elektronokat elektromos térrel felgyorsítják, majd egy másik kisebb fluoreszkáló ernyőre ejtik be, s az azon megjelenő képet mikroszkóppal szemlélik (l. 16. és 17. ábra). Ezzel a módszerrel a kép fényessége az eredetinek 1000-szeresélre növelhető, ami egyrészt lehetővé teszi a diagnosztikai röntgendózis erőteljes csökkentését, s ezzel a beteg egészségének kímélését, másrészt kíméli az orvost is, mert nem kell szembe állnia röntgencsővel, s így nem kapja állandóan szembe a röntgennyalábot.

A módszer újabb változatainál a képorthikon által vett képet nemcsak felerősítik, hanem meg is nagyítják, s így lehetővé teszik olyan finom részletek tanulmányozását is, amelyek nagyítás nélkül nem volnának észrevehetők. Innen már csak egy lépés a televíziós vevő és a röntgenmikroszkóp kombinációja, s ma már valóban folynak ilyen kísérletek is. Sőt a televíziós technikát kezdik bevezetni az ipari durvaszerkezet vizsgálatnál is. A 18. ábrán pl. egy betatronnal átvilágított gép röntgenképének televíziós regisztrálását látjuk. Ez az eljárás az említettektől abban különbözik, hogy itt a vizsgált objektumok átmenő röntgensugarak először egy talliummal aktivált nagyméretű NaJ egykristályra esnek, amely a röntgensugarak hatására szcintillál, s ez a fény esik be a televíziós készülék vevőcsövére. Az ábrán látott berendezésnek az az előnye az ipari átvilágításban használt eddigi eljárásokkal szemben, hogy lehetővé teszi mozgó gépek üzemközben történő röntgenvizsgálatát, mégpedig minden veszély nélkül, mert a vevőkészülék ernyője akárhol elhelyezhető. Betatron ehhez csak akkor kell, ha nagyobb egységet akarunk átvilágítani, maga az elv bármilyen más röntgen sugárforrásnál is alkalmazható.

Az elektronikus erősítéssel, ill. televíziós vétellel egyébként eredményes próbálkozások folynak a röntgen finomszerkezet vizsgálatban is, főleg egykristályok helyes beállítását igyekeznek meggyorsítani vele.

A röntgen finomszerkezet vizsgálatban használt detektorok területén azonban a televíziós vételtől függetlenül is nagy átalakulások vannak. A G. M. cső jóformán még el sem terjedt, máris kezdi kiszorítani a proporcionális számláló, amely kisebb alapzaja, nagyobb stabilitása, hosszabb élettartama és végül energia megkülönböztető képessége miatt mindenképpen előnyben van vele szemben, sőt újabban egyre terjed a szcintillációs számlálók használata is. Utóbbiaknak a finomszerkezet vizsgálat szempontjából az a nagy előnyük, hogy csak a kis szcintilláló kristályt kell közvetlenül az elhajlított röntgennyaláb útjában elhelyezni, utána a látható fény, megfelelő fényvezetővel, görbe pályán is vezethető, s így lehetővé válik a hátsó reflexiók vizsgálata is, amire a G. M. cső és a proporcionális számláló nem nyújtanak lehetőséget. Komoly előrehaladás történt továbbá a fotokonduktív kristályoknak (CdS, ZnS és gyémánt) röntgendetektorként való felhasználása terén is. A GdS kristálycellákat terápiai röntgendózisok mérésére máris kiterjedten használják, finomszerkezet vizsgálati alkalmazásuk azonban ez idő szerint még laboratóriumi stádiumban van. A fotokonduktív röntgendetektorok fő előnye, hogy nem kell hozzájuk elektronikus erősítés, s így a költséges mellékberendezések elesnek.

3. Ennyit az eszközökről és módszerekről. Lássuk most az elért eredményeket. Csak két területre szeretnék röviden kitérni: az egyik a finomszerkezet vizsgálat, a másik a sugárzás és az anyag kölcsönhatása.

A finomszerkezet vizsgálat legújabb állapotát egyrészt a felderített szerkezetek számának rohamos növekedése jellemzi - számuk ma már megközelíti a 10000-et -, másrészt a vizsgálatoknak egyre bonyolultabb szerkezetekre való kiterjesztése. A fejlődés csúcspontját jelenleg a B₁₂ vitamin, a haemoglobin és a deoxiribonukleáz nevű magfehérje területén elért eredmények jelentik. Ez utóbbi döntő fontosságú anyagnak a szerkezete kezd annyira konkrét formát ölteni, hogy már megindultak a spekulációk az anyag duplikációs mechanizmusának szerkezeti alapon való magyarázatára, aminek kihatásai a sejtosztódás megértése szempontjából nagy jelentőségűek lehetnek.

További jellegzetessége a jelenleg folyó finomszerkezet vizsgálatoknak, hogy lassan kezdenek kijutni az adatgyűjtő stádiumból, s komoly kezdeményezések történnek az anyagok szerkezetének és fizikai, kémiai, sőt biológiai sajátságainak összhangba hozatalára. Ma már nemcsak olyasmikről lehet beszélni, mint kémiai kötés és mechanikai szilárdság kapcsolata, hanem kutatási terület pl. az atomelrendezés és narkotizáló hatás, vagy az elektronszerkezet és carcinogenesis stb. kapcsolatai is.

A harmadik fontos jellegzetesség, hogy az ideálisan tökéletes kristályszerkezetek mellett - főleg az anyagok mechanikai sajátságainak értelmezésénél - egyre fontosabb szerep jut a kisméretű szennyezések, rácsrendezetlenségek, rácshibák, deformációk - szóval az ideálistól való mindenféle apró eltérések . vizsgálatának. Kiderült ugyanis, hogy az anyagok fizikai viselkedése sok esetben nagyobb mértékben függ ezektől a változásoktól, mint az ideális szerkezettől. Nincs kizárva, hogy a későbbiekben hasonló meglepetések érnek bennünket majd a biológiai objektumok sajátságainak vizsgálatánál is. Végül a negyedik érdekessége az újabb finomszerkezet kutatásoknak, hogy ismét megélénkültek a hosszú ideig eléggé elhanyagolt elektron finomszerkezet vizsgálatok, legújabban pedig az atommáglyák rohamos szaporodása folytán egyre erőteljesebben fejlődnek a neutron finomszerkezet vizsgálatok is.

Ami végül a sugárzó energia és az anyag kölcsönhatását illeti (s itt most már célszerű nemcsak a röntgensugárzás, hanem az elektron- sőt nukleonsugárzások hatását is figyelembe venni) ezen a téren jelenleg igen széleskörű és nagyon részletes adatgyűjtő munka folyik. Maga a kölcsönhatás mint elemi aktus szilárd anyagoknál két különböző természetű folyamatra bontható: az egyik a szilárd anyag atomjainak a rácspontokból való kimozdítása, vagyis lényegében rácsrendezetlenségek létrehozása, a másik az atomok, ill. molekulák gerjesztése és ionizációja. Mármost aszerint, hogy e kétféle folyamat közül melyik a fontosabb a makroszkópikusan észlelhető változások szempontjából, a kölcsönhatásokat két kategóriába soroljuk. Fémeknél és a szervetlen anyagok túlnyomó többségénél az első fajta kölcsönhatás, vagyis a sugárzás által okozott rácsrendezetlenség a döntő, míg a molekularáccsal bíró szerves anyagoknál a második.

Fémeknél és jó vezetőknél az ionizációnak érthető módon nincs különösebb szerepe, mert itt az ionizáció folytán előálló töltéseltolódások vezetés révén azonnal kiegyenlítődnek. Félvezetőknél és szigetelőknél viszont az ionizációs effektus is figyelembe veendő, mert az ionizáció folytán kiváltott elektronok a rács hibahelyein könnyen befogódnak, s így maradandó változásokat okoznak. Mivel egy atomnak a rácsból való kimozdításához mindössze 25-30eV energia szükséges, érthető, hogy nagy energiájú sugárzásokkal igen jelentős változásokat lehet létrehozni az anyagok fizikai és kémiai sajátságaiban. Példaképpen megemlítem, hogy n-típusú germániumot nukleonokka1 besugározva át lehet alakítani p-tipnsú félvezetővé, más anyagoknál viszont a mechanikai sajátságokat tudják nukleon-besugárzással egészen drasztikusan megváltoztatni. Ma még talán utópia arra gondolni, hogy a jövőben a sugárkezelés éppen olyan mindennapos technológiai folyamat lesz, mint pl. ma az edzés, a fejlődés azonban ebbe az irányba mutat. Itt jegyzem meg, hogy a sugárzás hatására létrejövő rácsrendezetlenséget a magyar származású Wigner Jenő után sokan Wigner-effektusnak nevezik.

A molekularáccsal bíró szerves anyagoknál a sugárzó energia zöme gerjesztésre és ionizációra fordítódik, s ennek eredményeképpen az anyagokban különböző kémiai átalakulások mennek végbe. Ennek megfelelően a kölcsönhatások eme csoportjának vizsgálatát a rádiokémia tárgykörébe sorolják. A rádiokémiai vizsgálatok eredményeivel s azok gyakorlati felhasználhatóságával kapcsolatban kb. ugyanazokat mondhatjuk, mint a sugárzások hatására létrejövő rácsrendezetlenségekkel kapcsolatban. Itt is egyre szaporodik a gyakorlatilag hasznosítható kísérleti tapasztalatok száma. Kiderült pl., hogy besugárzással kitűnően lehet gumit vulkanizálni, s az eljárás annyira gazdaságos, hogy egyes gyárak már üzemi méretekben végzik. Ismeretes azután sok olyan érdekes eredmény, amelynek egyelőre nincs még gyakorlati alkalmazása. Ebbe a kategóriába tartoznak pl. a polietilénen végzett sugárzási vizsgálatok. Ebben az anyagban sugárzás hatására keresztkötések létesülnek, s az anyag tetszés szerinti deformáció után hőkezelés hatására mindig visszanyeri azt az alakot, amelyben a besugárzást kapta. Azt mondhatjuk tehát, hogy a sugárzással "memória effektust" sikerült benne kelteni.

Végül a biológiai rendszerekben végbemenő sugárzás-anyag kölcsönhatásokkal ismét egy külön tudományág, a rádiobiológia foglalkozik. A primér effektust tekintve az itt vizsgált kölcsönhatások a rádiokémiai kölcsönhatásokhoz hasonlóan szintén gerjesztés és ionizáció jellegűek. A különbség csak az, hogy a kölcsönhatás primér produktumai itt nem egyetlen jól definiált anyaggal, hanem egymással bonyolult funkcionális kapcsolatban levő anyagok egész tömegével, egy egész biológiai rendszerrel lépnek kölcsönhatásba, s ennek megfelelően a hatásmechanizmus tisztázása lényegesen bonyolultabb mint a rádiokémiában. A kutató munka jelenleg itt is adatgyűjtő stádiumban van, két tekintetben azonban máris érdekes távlatokat nyit meg a jövő számára.

Az egyik ilyen terület a sejtek, ill. egész biológiai rendszerek sugárérzékenységének vizsgálata, ahol a kutatók egyrészt azt próbálják tisztázni, hogy a sugársérüléseket mennyiben lehet egyes enzimrendszerek működésének megzavarására visszavezetni, másrészt azon dolgoznak, hogyan lehet a sugársérüléseket akár megfelelő preventív kezeléssel, akár utólagos terápiával megszüntetni. Máris több olyan vegyszer ismeretes (thiokarbamid, gluthathion, paraaminopropiophenon stb.), amelyek főleg előzetesen adagolva alkalmasak a sugárzások káros hatásának mérséklésére. Egyelőre ugyan még nem tartunk ott, hogy a sugársérülések vegyszeres gyógyításáról lehetne beszélni, de ez ma már nem tekinthető utópiának.

A másik érdekes ága a rádiobiológiának a sugárzás által okozott öröklődő változások - a mutációk - valamint embriókon sugárzás folytán létrejövő fejlődési rendellenességek tanulmányozása. Ami az utóbbi területet illeti, ezek a kutatások egyelőre inkább csak fantasztikus torzszülötteket produkálnak. Pontosan tabellálva van, hány napos patkány embriónál milyen dózissal lehet az agyvelő fejlődését úgy irányítani, hogy az kívülről nőjjön rá a koponyára, hogyan lehet szemnélküli embriókat létrehozni stb. Sok használható eredmény ezekből a vizsgálatokból még nem született, de elképzelhető, hogy az ember természetátalakító tervében, új állatfajok kialakításában esetleg a sugárbiológiai eredmények is szerephez fognak jutni. Művelése mindenesetre addig is kívánatos, márcsak a máglyák és a rádioaktív izotópok szaporodásával együttjáró - legalábbis lokális - sugárzás szint növekedés várható következményeinek felbecsülése miatt is.

Befejezésül még a hazai röntgenvizsgálatokról kellene néhány szót szólni. Visszatekintve az elmúlt 60 évre, azt mondhatjuk, hogy az indulás nem volt rossz. Klupathy Jenő a Matematikai és Fizikai Társulatban már 1896. jan. 16-án - tehát egy héttel Röntgen említett würzburgi előadása előtt - beszámolt a röntgensugarakkal végzett vizsgálatairól, melyeket pusztán újságközlemények nyomán kezdett e1 a budapesti tudományegyetem fizikai intézetében. Az előadást szokatlanul nagyszámú közönség hallgatta végig, az elnöklő Eötvös Loránd megnyitójában meg is jegyezte, hogy Röntgen professzor kísérleteinek híre olyanokat is elhozott az egyesületbe, akik máskor nem látogatták az előadásokat. A Természettudományi Közlöny 1896. januári számában Wartha Vince rövid ismertetést ír az új sugárzásról, s a cikkben közöl egy röntgenfelvételt is, amelyet Eötvös saját kezéről készített (l. 19. ábra). Ugyanebben az évben Strausz Ármin a Természettudományi Közlönyben beszámol a röntgensugarak keltésével kapcsolatos kísérleti vizsgálatairól, s több érdekes megfigyelésről tesz említést. Sajnos a biztató kezdet után nem minden területen jött megfelelő folytatás.

Viszonylag orvosi vonalon volt legjobb a helyzet, ahol mind a röntgendiagnosztika, mind a röntgenterápia hamar meghonosodott, s a kifejezetten rutinvizsgálatok mellett több területen sikerült nemzetközileg is számottevő eredményeket felmutatni. Ide tartoznak elsősorban a rétegröntgen felvételi eljárás, azonkívül a mellkas, illetve tüdőröntgen vizsgálatok terén elért eredmények. A röntgensugárzás orvosi alkalmazásainak elterjedését nagyban elősegítette a röntgenkészülékek hazai gyártásának megindulása. Ma már röntgenkészülék gyártásunk fedezi a hazai szükségletet.

A durvaszerkezet vizsgálat terén valamivel rosszabb a helyzet, amennyiben durvaszerkezet vizsgáló röntgenkészülékeink száma iparüzemeink számához viszonyítva elég kevés. Mindenesetre azonban ez a technika már meghonosodott az üzemi gyakorlatban, s öntési, hegesztési stb. hibák kimutatására több helyen előnyösen használják.

A legrosszabb a helyzet a fundamentális kutatás és a röntgen finomszerkezet vizsgálat gyakorlati alkalmazásai területén. Ez annál szomorúbb mivel a vizsgálatok előbbrevitelében külföldön több hazánkfia komoly érdemeket szerzett, s itthon sem volt hiány példamutató kezdeményezésekben. A külföldön dolgozók közül a már felsoroltakon kívül okvetlenül meg kell emlékezni Polányiról, aki a polikristályos anyagok röntgen textúra vizsgálatát kezdeményezte, s az egykristály vizsgálatok terén is alapvető eredményeket ért el. Itthon Császár Elemér, Orbán György és Bozóky László a dózismérés terén fejtettek ki értékes kutatómunkát, Náray-Szabó István pedig munkatársaival (Sasvári Kálmán, Neugebauer Jenő, Pócza Jenő) 1931 és 1939 között több szervetlen kristály szerkezetét határozta meg, s az elméleti kristálykémia terén szerzett érdemeket. Sasvári Kálmán és Papp György az elektronsokszorozónak röntgen intenzitásmérésre való felhasználása terén folytattak úttörő vizsgálatokat stb.

Lássuk ezekután mi a helyzet ma nálunk a röntgen finomszerkezet vizsgálat területén. Jellemzésül csak néhány adatot szeretnék felsorakoztatni, s hogy legyen mihez mérni helyzetünket, egybevetem ezeket a szomszédos Csehszlovákia megfelelő adataival. Budapesten, az Eötvös Loránd Tudományegyetem hat kémiai intézetében jelenleg nincsen egyetlen finomszerkezet vizsgáló röntgen készülék sem, de ugyancsak nincs a veszprémi és a miskolci Műszaki Egyetemeken sem. Nagyüzemeink közül eddig egyetlen egynek van saját röntgen finomszerkezetvizsgáló készüléke, másik kettő most gondol a beszerzésére. Ugyanakkor Csehszlovákiában a röntgen finomszerkezet vizsgálattal foglalkozó kutatók száma meghaladja a 200-at, de ezt is kevésnek tartják, ezért 60-as létszámú tanfolyamokon képeznek mérnökökből, fizikusokból és kémikusokból utánpótlást. A vizsgálatok eszköz szükségletének biztosítására megkezdték a finomszerkezet vizsgáló röntgenkészülékek és csövek gyártását, az üzembenlevő röntgen finomszerkezet vizsgáló készülék száma jóval meghaladja a 100-at. A készülékek és kutatók zöme közvetlenül az iparban van foglalkoztatva, munkájuk koordinálása, ill. szakmai irányítása megfelelő kutatóintézetek útján fizikus vonalon történik, s káderutánpótlást legújabban már az egyetemi képzés is biztosítja.

Ezekhez nem kell kommentár. Fel kell azonban vetnünk ezzel kapcsolatban a kérdést: miért nem tudott a fejlett iparú országokban általánosan elterjedt röntgen finomszerkezet vizsgálat nálunk a gyakorlatban tért hódítani. Azt hiszem ennek egyik oka egy véletlen koincidenciával kombinált fáziskésés. A röntgen finomszerkezet vizsgálat világszerte a 30-as évek második felében ment át az üzemi gyakorlatba, s mire ez megfelelő fáziskéséssel hozzánk megérkezett, kitört a második világháború. A felszabadulás után ugyan több dicséretes kezdeményezés történt ennek az elhanyagolt területnek az életrekeltésére, sajnos azonban részint a kutatók magárautaltsága, részint az eszközök elégtelensége miatt 10 év alatt nem sikerült egyetlen korszerűen felszerelt röntgen finomszerkezet vizsgáló laboratóriumot sem létrehozni. A meglevő röntgen finomszerkezet vizsgáló készülékek száma egyrészt nagyon kevés, másrészt mindegyik igen korlátolt teljesítőképességű, s lényegében csak egyszerűbb rutin feladatok végzésére alkalmas.

A másik ok sok ipari szakemberünk más területeken is tapasztalható idegenkedése a komolyabb felkészültséget igénylő újabb vizsgálati eljárásoktól. Ez egyébként nemcsak hazai jelenség. Hume Rothery pl. azt írja az "Elektronok, atomok, fémek" c. kis könyvecskéjének előszavában, hogy az angol kohászokat is elég körülményes az újabb elméletekkel és módszerekkel megbarátkoztatni. Persze vannak még egyéb gátló körülmények is, kétségtelenül megnehezíti pl. a fejlődést, hogy hazai gyártás hiányában a röntgen finomszerkezet vizsgálathoz szükséges eszközöket import útján kell beszereznünk stb. Mindenesetre elmaradásunk felszámolására több fronton történik próbálkozás, így remélhető, hogy mire 1962-ben a röntgen finomszerkezet vizsgálat megindulásának 50. évfordulóját ünnepeljük, akkorra már nálunk is elfoglalja helyét az eredményesen művelt, korszerű kutatási ágak és anyagvizsgáló eljárások között.

Sándor Endre
Eötvös Loránd Tudományegyetem
Fizikai Intézet