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Ihre wichtigste Anwendung finden die Röntgenstrahlen in der medizinischen Praxis. Mit Hilfe der Röntgendiagnostik lassen sich Frakturen (Knochenbrüche) und die Lage eingedrungener Fremdkörper sichtbar machen.
Ferner können krankhafte Gewebsveränderungen (z. B. Krebs und Tuberkulose) festgestellt und behandelt werden (Röntgentherapie).
Die 1895 von dem deutschen Physiker Wilhelm Conrad Röntgen (1845-1923) entdeckten und nach ihm benannten Strahlen (X-Strahlen) können vom menschlichen Auge nicht wahrgenommen werden. Ihre Wellenlänge ist 1000 bis 10 000 mal kleiner als die des Lichtstrahls.
Sie entstehen, wenn Elektronen in fast luftleeren Röhren auf Metall aufprallen. Die auf Leuchtschirmen und photographischen Platten sichtbar gemachten Röntgenstrahlen (Röntgenographie) durchdringen lichtundurchlässige Stoffe wie Aluminium und Holz. 
Grundlagen
Ebenso wie Licht und Radiowellen sind Röntgenstrahlen elektromagnetische Wellen (in der Medizin genutzte Wellenlängen zwischen 1 und 100 Nanometer). Die Eigenschaften der Röntgenstrahlen sind vielfältig. Sie sind für den Menschen weder hör-, fühl- noch sichtbar. Sie können im Gegensatz zu Licht und Radiowellen feste Substanzen durchdringen, wichtig für die medizinische Diagnostik.
Der Energiegehalt der Röntgenstrahlen ist sehr hoch. Dabei ist zwischen kurzwelligen, sogenannten harten, energiereichen Röntgenstrahlen und langwelligen, weichen, weniger energiereichen Röntgenstrahlen zu unterscheiden.
Röntgenstrahlen bringen bestimmte Materialien (z.B. Oxide seltener Erden) zum ”Leuchten“. Sie können gesundes Gewebe schädigen, vor allem die Keimdrüsen. Dieses kann zu Missbildungen des Erbgutes und bei starker Strahlenbelastung zur Krebserkrankung führen.
Andererseits wird die gewebetötende Strahlenwirkung auch genutzt, um schnell wucherndes Krebsgewebe zu zerstören.
Das Wort Röntgen ist außerdem Bestandteil vieler technischer Bezeichnungen, wie Röntgenanalyse (sie gewährt Einblick in die chemische Zusammensetzung von Stoffen), Röntgenastronomie (sie befasst sich mit der von Gestirnen kommenden Röntgen- und Gammastrahlen), Röntgenmikroskopie und Röntgenschattenmikroskopie, Röntgenstrukturanalyse (zur Untersuchung von Gitterbaufeldern bei Kristallen) und Röntgenstrukturuntersuchung (Verfahren zur zerstörungsfreien Werkstoffprüfung).
Röntgenaufnahme
Die allererste Röntgenaufnahme wurde Ende 1895 angefertigt. Es war ein Bild der Handknochen von Bertha Röntgen, der Frau des berühmten deutschen Physikers.
Neben dem sofort erkannten Nutzen der Erfindung bemerkte man durchaus unangenehme Nebenwirkungen. Bei längerer Belastung führten die Röntgenstrahlen zu Verbrennungen. In der Frühzeit der Photographie benötigte man für auswertbare Aufnahmen noch eine Belichtungszeit von einer Stunde und mehr. Fluoreszierende Verstärkerfolien verkürzten die bis dato erforderliche Belichtungszeit enorm.
Röntgenstrahlen selbst sind für das menschliche Auge nicht zu sehen. Zur Sichtbarmachung werden spezielle Röntgenfilme verwendet. In der Medizin treffen die Strahlen mit unterschiedlicher Intensität auf das Filmmaterial. Während Knochen kaum von den Röntgenstrahlen durchdrungen werden, wird das umgebende Gewebe weitgehend ungehindert passiert.
Die Stellen auf dem Film, die hinter dem zu passierenden Gewebe liegen, werden stark belichtet und erscheinen auf dem Foto dunkel. Das Knochenskelett ist auf dem Bild hell zu sehen und daher deutlich zu erkennen.
Um Blutbahnen, Gewebe oder Körperorgane ebenso deutlich sichtbar zu machen, benutzt man ein Kontrastmittel, das wie Knochen gar nicht oder kaum von Röntgenstrahlen durchdrungen wird.
Um Fremdkörper besser feststellen zu können, bedient man sich der Stereoröntgenaufnahme. Dabei bleiben der Patient und das Filmmaterial in der gleichen Position. Zwischen zwei Aufnahmen wird die Röntgenröhre um einen Augenabstand verschoben.
Die entstandenen Bilder sieht man mit einem Stereobetrachter und erhält einen quasi räumlichen Eindruck. Noch genauere Ergebnisse erzielt die Schichtaufnahme (Röntgentomographie / Computertomographie).
