Tia X được nhà vật lý người Đức Wilhelm Röntgen phát hiện tình cờ vào tháng mười một năm một nghìn tám trăm chín mươi lăm, khi ông thấy một tấm màn tẩm hoá chất trong phòng tối tự phát sáng, dù ống phóng điện bên cạnh đã được bọc kín bằng bìa đen. Vài tuần sau, ông chụp được bàn tay vợ mình, thấy rõ từng đốt xương và chiếc nhẫn cưới, và tấm ảnh ấy làm cả thế giới sửng sốt.
Chào bạn, đây là Nhà Khám Phá. Ai từng gãy tay, đau răng hay đi khám phổi chắc đều đã chụp X quang. Hôm nay mình quay về một phòng thí nghiệm nhỏ cuối thế kỷ mười chín, nơi một người đàn ông lặng lẽ khám phá ra cách nhìn xuyên qua da thịt.
Ánh sáng xanh lạ trong căn phòng tối
Cuối thế kỷ mười chín, nhiều nhà vật lý nghiên cứu những ống thuỷ tinh hút gần hết không khí, cho dòng điện cao thế chạy qua. Bên trong ống phát ra những tia mà người ta gọi là tia âm cực.
Ngày tám tháng mười một năm một nghìn tám trăm chín mươi lăm, Röntgen làm thí nghiệm với một ống như vậy ở phòng thí nghiệm của ông tại thành phố Würzburg. Ông bọc kín ống bằng bìa đen để không ánh sáng nào lọt ra, rồi tắt đèn phòng.
Bất ngờ, ông thấy một tấm màn nhỏ tẩm hoá chất phát quang đặt cách đó một quãng bỗng sáng lên lờ mờ màu xanh. Tia âm cực không thể đi xa như thế trong không khí, cũng không thể xuyên qua bìa đen. Phải có một loại tia nào khác.
Röntgen thử đặt giữa ống và màn hình những vật khác nhau: giấy, gỗ, sách dày. Tia vẫn xuyên qua. Kim loại như chì thì chặn lại. Rồi ông đặt tay mình vào, và trên màn hiện ra bóng mờ của xương bàn tay. Có lẽ đó là khoảnh khắc lạnh gáy nhất trong đời ông.
Vì sao lại gọi là tia X?
Röntgen không biết loại tia mới là gì. Trong toán học, người ta hay dùng chữ X để chỉ một ẩn số chưa biết. Ông gọi nó là tia X, đơn giản nghĩa là tia bí ẩn.
Cái tên tạm thời ấy lại ở lại mãi. Ở một số nước, người ta gọi theo tên ông là tia Röntgen. Trong tiếng Việt, mình hay nói chụp X quang, nghĩa là chụp bằng tia X.
Ông làm việc gần như một mình trong nhiều tuần, ăn ngủ ở phòng thí nghiệm, kiểm tra lại mọi thứ thật kỹ trước khi công bố. Ông muốn chắc chắn mình không nhầm.
Ngày hai mươi hai tháng mười hai năm ấy, ông nhờ vợ đặt bàn tay lên một tấm phim ảnh và chiếu tia X trong vài phút. Tấm ảnh hiện ra xương bàn tay và chiếc nhẫn cưới đen đậm trên ngón tay. Có giai thoại kể rằng bà nhìn tấm ảnh và nói mình đã thấy cái chết của mình.
Từ phòng thí nghiệm vào bệnh viện chỉ sau vài tháng
Cuối tháng mười hai, Röntgen gửi bài báo khoa học kèm tấm ảnh bàn tay cho các đồng nghiệp. Tin lan nhanh khủng khiếp. Chỉ trong vài tuần, báo chí khắp châu Âu và châu Mỹ đều in tấm ảnh.
Các nhà vật lý ở khắp nơi dựng lại thí nghiệm, vì thiết bị cần thiết đã có sẵn trong nhiều phòng thí nghiệm. Chỉ trong năm sau, tia X đã được dùng trong bệnh viện để tìm mảnh đạn, kim khâu, mảnh vỡ trong cơ thể và xem xương gãy.
Trước đó, muốn biết bên trong cơ thể có gì, bác sĩ chỉ có cách sờ nắn, nghe, hoặc mổ ra. Tia X mở ra một kỷ nguyên mới: nhìn vào bên trong mà không cần dao kéo.
Năm một nghìn chín trăm lẻ một, Röntgen nhận giải Nobel vật lý đầu tiên trong lịch sử. Ông từ chối đăng ký bằng sáng chế, vì muốn phát hiện của mình được mọi người tự do sử dụng cho nhân loại. Ông dành tiền thưởng cho nghiên cứu khoa học.
Bài học đắt giá về an toàn
Những năm đầu, không ai biết tia X nguy hiểm. Người ta chụp liên tục, chiếu lâu hàng giờ, thậm chí dùng như trò giải trí ở hội chợ. Có những cửa hàng giày dùng máy chiếu tia X để khách xem chân mình trong giày, kéo dài tới giữa thế kỷ hai mươi.
Dần dần, những người làm việc với tia X bị bỏng da, rụng tóc, loét tay, và có người mất mạng. Một người trợ lý làm việc nhiều với tia X ở phòng thí nghiệm của nhà phát minh Edison đã qua đời vì những tổn thương ấy, khiến chính Edison ngừng nghiên cứu về tia X.
Từ những bài học đau đớn đó, ngành an toàn bức xạ ra đời. Người ta hiểu rằng tia X mang năng lượng đủ lớn để làm tổn thương tế bào, nên phải dùng liều thấp nhất có thể, chỉ chụp khi cần, che chắn bằng chì.
Ngày nay, một lần chụp X quang thông thường có liều rất thấp, được bác sĩ chỉ định khi lợi ích lớn hơn rủi ro. Áo chì, phòng chụp có tường chắn, thời gian chiếu rất ngắn, tất cả là thành quả của hơn một thế kỷ học hỏi.
Tia X hôm nay ở khắp nơi
Từ một tấm màn phát sáng trong phòng tối, tia X đã đi vào rất nhiều nơi. Trong bệnh viện, ngoài chụp phim thường còn có chụp cắt lớp, ghép hàng trăm lớp ảnh tia X để dựng hình ba chiều bên trong cơ thể.
Ở sân bay, máy soi hành lý dùng tia X để nhìn vào trong vali. Trong nhà máy, tia X kiểm tra mối hàn, tìm vết nứt trong chi tiết máy. Trong bảo tàng, tia X giúp nhìn thấy những bức vẽ bị vẽ đè dưới một bức tranh cổ, hay cấu trúc bên trong những hiện vật như cỗ máy Antikythera.
Trong khoa học, tia X còn giúp phát hiện cấu trúc của nhiều phân tử quan trọng, trong đó có hình xoắn kép của vật chất di truyền, nhờ những bức ảnh chụp tinh thể bằng tia X.
Một phát hiện tình cờ trong phòng tối đã cho nhân loại đôi mắt nhìn xuyên vật chất. Lần tới đi chụp X quang, bạn hãy nhớ tới bàn tay đeo nhẫn năm ấy và người đàn ông đã chọn để phát hiện của mình thuộc về mọi người.
Câu hỏi thường gặp
Chụp X quang có hại không?
Một lần chụp X quang thông thường có liều bức xạ thấp, rủi ro rất nhỏ so với lợi ích chẩn đoán khi được bác sĩ chỉ định. Phụ nữ mang thai cần báo trước để bác sĩ cân nhắc và có biện pháp bảo vệ phù hợp.
Vì sao xương hiện trắng trên phim X quang?
Xương chứa nhiều can xi, chặn tia X tốt hơn thịt và mỡ, nên phần phim phía sau xương ít bị tia chiếu tới và hiện màu sáng. Phần mô mềm cho tia đi qua nhiều hơn nên phim sẫm hơn.
Röntgen có biết tia X là gì không?
Lúc đầu thì không, vì thế ông mới gọi là tia X. Vài năm sau, các nhà khoa học mới xác định tia X là sóng điện từ giống ánh sáng nhưng có bước sóng ngắn hơn rất nhiều, mang năng lượng lớn hơn.
Vì sao bác sĩ dùng áo chì khi chụp?
Chì là kim loại nặng chặn tia X rất tốt. Áo chì che những phần cơ thể không cần chụp, giảm liều bức xạ không cần thiết, nhất là ở những cơ quan nhạy cảm.
Tia X có trong tự nhiên không?
Có, nhiều vật thể trong vũ trụ như Mặt Trời, sao nóng, vùng quanh lỗ đen phát ra tia X. Nhưng bầu khí quyển Trái Đất chặn phần lớn tia X từ vũ trụ, nên phải dùng kính thiên văn đặt ngoài không gian để quan sát.
