Wilhelm Conrad Röntgen

Überblick und Bedeutung

Wilhelm Conrad Röntgen (* 27. März 1845 in Lennep, heute ein Stadtbezirk von Remscheid; † 10. Februar 1923 in München) war ein deutscher Physiker und Hochschullehrer. Seine wichtigste Leistung war die Entdeckung der von ihm zunächst „X-Strahlen“ genannten Röntgenstrahlen am 8. November 1895 im Physikalischen Institut der Universität Würzburg. Röntgenstrahlen können Materie durchdringen; deshalb lassen sich beispielsweise Knochen im Körper sichtbar machen. Die Entdeckung veränderte besonders die medizinische Diagnostik und gab Impulse für weitere Forschung, darunter zur Radioaktivität.

1901 erhielt Röntgen als erster Träger des Nobelpreises für Physik diese Auszeichnung „als Anerkennung des außerordentlichen Verdienstes, das er sich durch die Entdeckung der nach ihm benannten Strahlen erworben hat“. Im Englischen heißt die Strahlung weiterhin x-rays.

Ausbildung und wissenschaftliche Laufbahn

Röntgen wuchs nach dem Umzug seiner Familie 1848 in Apeldoorn in den Niederlanden auf. Er wurde in Utrecht wegen einer Karikatur, deren Urheber er irrtümlich sein sollte, ohne Abschluss von der Schule verwiesen. Nach einem nicht bestandenen „examen admissionis“ für eine Universität besuchte er 1865 als Gasthörer Kurse in Biologie, Mathematik, Physik und Chemie an der Universität Utrecht.

Am 23. November 1865 begann er an der ETH Zürich zu studieren, wo eine Aufnahmeprüfung statt eines Schulabschlusses entscheidend war. Am 6. August 1868 erhielt er das Diplom als Maschinenbauingenieur. Anschließend studierte er Physik bei August Kundt, wurde dessen Assistent und promovierte im Juni 1869 an der Universität Zürich zum Dr. phil. mit der Arbeit Studien über Gase.

Er arbeitete ab 1870 mit Kundt in Würzburg und wechselte 1872 nach Straßburg. Dort habilitierte er sich 1874; die Universität Würzburg hatte ihm die Habilitation zuvor wegen des fehlenden Abiturs verweigert. Es folgten Professuren in Hohenheim, Straßburg und ab 1. April 1879 eine ordentliche Professur in Gießen. Ab 1. Oktober 1888 war er ordentlicher Professor an der Universität Würzburg, 1893 und 1894 deren Rektor. Vom 1. April 1900 bis zu seiner Emeritierung am 1. April 1920 lehrte er als Professor für Physik an der Universität München und leitete dort das Physikalische Institut.

1872 heiratete er Anna Bertha Ludwig (1839–1919). Das Ehepaar nahm 1887 die sechsjährige Josephine Berta, eine Nichte Anna Röntgens, auf und adoptierte sie später.

Entdeckung der X-Strahlen

Röntgen veröffentlichte insgesamt 60 wissenschaftliche Arbeiten. Er forschte unter anderem zur Thermo- und Elektrodynamik, also zu Wärmevorgängen und elektrischen Kräften, sowie zur Kristallphysik. Gemeinsam mit August Kundt wies er 1876 die Drehung der Polarisationsebene des Lichtes in Gasen nach. Polarisation bezeichnet dabei eine bestimmte Ausrichtung der Lichtschwingungen.

Seine Entdeckung der X-Strahlen entstand zufällig bei Versuchen mit Kathodenstrahlen in luftleeren Röhren. Kathodenstrahlen waren bereits von Heinrich Hertz, Philipp Lenard und anderen Physikern untersucht worden. Am Abend des 8. November 1895 arbeitete Röntgen mit einer Hittorf-Crookesschen Röhre, die mit schwarzem Papier umhüllt war. Trotzdem leuchtete ein mit Bariumplatinzyanür beschichtetes Papier auch in größerer Entfernung von der Röhre. Daraus schloss er, dass bisher unbekannte Strahlen aus der Röhre kamen und einen Leuchtschirm zum Aufleuchten brachten.

Nach sechs Wochen Arbeit fertigte er am 22. Dezember 1895 eine Aufnahme der linken Hand seiner Frau an. Knochen und Ehering waren deutlich erkennbar; Bertha Röntgen war damit der erste Mensch mit einer Röntgenaufnahme. Den ersten Forschungsbericht Über eine neue Art von Strahlen reichte er am 28. Dezember 1895 zum Druck ein. Er verbreitete seine Ergebnisse rasch, veröffentlichte bis Januar 1896 drei Forschungsberichte und stellte die Entdeckung am 12. Januar 1896 Kaiser Wilhelm II. öffentlich vor. Am 23. Januar 1896 schlug der Anatom Albert Kölliker vor, die „X-Strahlen“ „Röntgen’sche Strahlen“ zu nennen; die Versammlung nahm dies sofort an.

Anwendungen und technische Entwicklung

Die Nachricht von den Röntgenstrahlen verbreitete sich außergewöhnlich schnell. Bereits am 5. Januar 1896 erschien in der Wiener Zeitung Die Presse die erste öffentliche Nachricht unter der Überschrift Eine sensationelle Entdeckung. Besonders verständlich war sofort der Nutzen für die Medizin: Röntgenstrahlen ermöglichen eine Untersuchung des Körperinneren, ohne den Körper zu öffnen. Albert Hoffa führte bald die klinische Untersuchung mit Röntgenstrahlen in einer orthopädischen Privatklinik ein; Hermann Gocht richtete im März 1896 an der Klinik in Hamburg-Eppendorf ein Röntgeninstitut ein.

Die medizinische Diagnostik ist bis heute das wichtigste Anwendungsgebiet. Im Laufe der Zeit sank die Strahlenbelastung, während die Bilder detailreicher wurden. Die Computertomographie verwendet mathematische Verfahren, um dreidimensionale Abbildungen des Körperinneren zu erstellen. Weitere Einsatzgebiete sind die Erforschung sehr kleiner Strukturen durch Röntgenmikroskop und Röntgenbeugung, die Röntgenastronomie sowie die Werkstoffprüfung. Bei der Durchstrahlungsprüfung lassen sich etwa Fehlstellen in Metallen oder fehlerhafte Schweißnähte finden.

Röntgens Entdeckung führte indirekt auch zur Entdeckung der Radioaktivität: Henri Becquerel untersuchte im Februar 1896, angeregt durch Röntgen, lumineszierende Materialien und entdeckte dabei eine neue durchdringende Strahlung. Dafür erhielten Becquerel sowie Marie und Pierre Curie 1903 den Nobelpreis.

Für die praktische Nutzung waren Röntgenröhren nötig. Frühe Röhren entstanden unter anderem in Stützerbach und Gehlberg im Thüringer Wald. Die dort entwickelten Röhren wurden lange in Serie gebaut. Weil die Gesundheitsgefahr zunächst unbekannt war und die Strahlendosis ein Vielfaches heutiger Geräte betrug, erkrankten viele beteiligte Arbeiter an Krebs und starben früh. Die 1913 von Coolidge eingeführte Glühkathode bremste die bisherige Entwicklung; 1925 endete die Herstellung von Röntgenröhren in Gehlberg.

Haltung, Lebensende und Erinnerung

Röntgen wird als introvertiert, bescheiden, gerecht sowie wissenschaftlich sehr sorgfältig beschrieben. Er veröffentlichte Ergebnisse erst, wenn sie nach allen Seiten abgesichert waren. Das Nobelpreisgeld von 50.000 Kronen stiftete er der Universität Würzburg. Er verzichtete auf ein Patent, weil seine Erfindungen und Entdeckungen seiner Ansicht nach der Allgemeinheit gehören sollten, und lehnte auch den mit einem Orden verbundenen persönlichen Adel ab.

Nach dem Ersten Weltkrieg verlor er durch die Inflation große Teile seines Vermögens, erhielt aber weiterhin Pension. Er starb am 10. Februar 1923 im Alter von 77 Jahren in München an Darmkrebs und wurde auf dem Alten Friedhof in Gießen begraben. Seinem Testament entsprechend wurden seine gesamten wissenschaftlichen Aufzeichnungen vernichtet; daher existieren nur wenige Dokumente von ihm.

Zu seinen wichtigsten Ehrungen zählen die Rumford-Medaille und die Matteucci-Medaille 1896, die Barnard-Medaille 1900 sowie der Nobelpreis für Physik 1901. Nach ihm benannt sind unter anderem die Röntgenstrahlung, die Röntgendiagnostik, die veraltete Einheit Röntgen, das chemische Element Roentgenium, der Asteroid (6401) Röntgen und der Mondkrater Röntgen. Das Deutsche Röntgen-Museum besteht seit 1930 in Lennep. Die Röntgen-Gedächtnisstätte in Würzburg wurde 1985 am Ort der Entdeckung eingerichtet und zeigt unter anderem die Entdeckungsapparatur und historische Versuche.