Bilden på fru Röntgens hand, som togs den 22 december 1895, markerar starten för användningen av bildgivande system inom medicinen. Sedan dess har röntgenstrålningen påverkat olika vetenskapsdiscipliner och den industriella utvecklingen.
Röntgenstrålning är en typ av elektromagnetisk strålning, som karaktäriseras av kort våglängd och höga fotonenergier.
Förutom vid medicinsk avbildning används röntgenstrålning inom vetenskaper som molekylärbiologi och materialvetenskap för atomär analys men också inom industri för avbildning, testning och kontroll. De senaste decenniernas ökade röntgenanvändning har drivits på genom nya, högintensiva röntgenkällor som synkrotronljuskällan. MAX-laboratoriet i Lund är sådan anläggning.
Synkrotronljuskällor är stora och dyra anläggningar och kan därför inte fungera som analysinstrument i den enskilda forskningsgruppens laboratorium. En utveckling av små och billiga röntgenkällor skulle därför kunna få en stor vetenskaplig betydelse eftersom de skulle möjliggöra en ökad användning av många moderna röntgenmetoder. Detta gäller speciellt inom biomedicinsk avbildning, där många olika metoder används för att förstå den levande organismens funktion, från molekylär nivå till hela människan.
Röntgenstrålning och synkrotronljusstrålning
Röntgenstrålning i traditionella röntgenrör och i liquid metal-jet källan framställs genom att man accelererar elektroner mot en metall. När elektronerna snabbt bromsas upp omvandlas skillnaden i rörelseenergi till elektromagnetisk strålning. Röntgenstrålning kan även genereras vid kosmiska processer, exempelvis i solen, och i en synkrotronljusanläggning. Synkrotronljusstrålning är strålning som produceras av elektroner som accelererats till ultrarelativistiska hastigheter och färdas genom magnetfält som böjer deras bana. Detta kan åstadkommas artificiellt genom lagringsringar i en synkrotron eller naturligt genom snabba elektroner som rör sig i rymdens magnetiska fält. Strålningen som produceras är mycket stark och har stor variation i våglängd: radiovågor, infrarött ljus, synligt ljus, ultraviolett och röntgenstrålning.
Många nya tillämpningar
En av de intressanta aspekterna med röntgenstrålning är att den kan användas inom en mängd olika områden – inte bara inom fysik, kemi och biologi, utan även inom till exempel medicin, geofysik, materialforskning, mikroelektronik, meteorologi och arkeologi. De kraftfulla synkrotronljuskällorna har bidragit starkt till många nya tillämpningsområden. Inom biologin kan man exempelvis studera virus och proteiners uppbyggnad på atomnivå. Nanofysik och ytfysik är två av många intressanta områden i den fysikaliska världen, medan kemister exempelvis kan undersöka ytterst snabba kemiska reaktioner genom att ”filma” dessa förlopp. Sverige har en synkrotronanläggning, eller lagringsringar som man numera kallar det, MAX-lab vid Lunds universitet. Anläggningen producerar såväl mjuk som hård röntgenstrålning.
Text Carina Dahlberg/KAW
Bild Magnus Bergström