რენტგენოგრაფიისა და რენტგენული სხივების ისტორია ვილჰელმ რენტგენის კვლევებამდე ცოტათი ადრე იწყება და ინგლისელი მეცნიერი ვილიამ კრუკეს სახელს უკავშირდება. XIX საიკუნის მეორე ნახევარში კრუკემ დაიწყო კათოდური სხივების შესწავლა, რისთვისაც იგი გაზო-ელექტრულ დანადგარებს, ანუ მილაკებს იყენებდა. მისი მილაკები მარტივი კონსტრუქციის მოწყობილობებია. ისინი წარმოადგენენ მინის დახურულ ჭურჭელს, რომელშიც ჰაერი გაუხსოებულია და აქვთ მინიმუმ ორი ელექტრო გამომყვენი, რომლებიც მიკავშირებულია კათოდთან და ანოდთან. დაახლოებით 5-10 კვ პოტენციალთა სხვაობის მოდება კათოდ-ანოდის წრედზე იწვევს ელექტრონების ემისიას, ანუ ე.წ. კათოდური სხივების წარმოქმნას.

კათოდური სხივი მიიზიდება დადებითი პოტენციალის მქონე ელექტროდისკენ, ანუ ანოდისკენ. ამ სხივებში ელექტრონთა იპულსები საკმარისია იმისთვის, რომ ელექტრონთა ნაწილი არ გადაიხაროს და სწორხაზოვნად გავრცელდეს. მილაკში გავრცელებისას ელექტრონების ნაკადს უწევს ურთიერთქმედება მილაკში არსებულ აირის მოლეკულებთან, რის გამოც ხდება აირის მოლეკულების აგზნებულ მდგომარეობაში გადასვლა. პოტენციალთა სხვაობის არსებობის მიხედვით გარე ან შიდა შრის ელექტრონები გადადიან ზედა ენერგეტუკულ დონეზე, უკან დაბრუნებისას კი ხდება ენერგიის კვანტის გამოსხივება. ცნობილია რომ:

E = ħν

ანუ გამოსხივებული სინათლის ტალღის სიგრძე დამოკიდებულია იმ პოტენციალთა სხვაობაზე რომელიც მოდებულია კათოდსა და ანოდს შორის. აგრეთვე ცნობილია, რომ ხილული სინათლის სპეტრი მდებარეობს 400-700 ნმ ტალღის სიგრძის ინტერვალში, ხოლო რენტგენის გამოსხივება კი 0.01-10 ნმ ფარგლებში. ამ დროს ენერგია მერყეობს 100 ევ და 20 მევ-ს შორის 10 კვ მეტი პოტენციალთა სხვაობის შემთხვევაში.

განსხვავებით კრუკის მილაკებისგან რენტგენის მილაკებს დახრილი ანოდი აქვთ, რომლებიც განლაგებულია კათოდის პარალელურად. ამის ხარჯზე საკმარისი ენერგიის მქონე ელექტრონების ნაკადის გაცემისას ანოდზე იწყება მეორადი ემისია. ამავდროულად წარმოიქმნება უფრო დიდი ენერგიის მქონე ფოტონები ვიდრე კრუკის მილაკებში. ანოდის დახრილი ზედაპირი ამრეკლის როლსაც ასრულებს და ფოტონთა ნაკადს ერთი მიმართულების ასხივებს.

რენტგენის სხივებს ყოფენ 2 კატეგორიად: რბილი და ხისტი რენტგენის სხივები. რბილ სხივებს შეესაბამება 10-0.2 ნმ-მდე ტალღის სიგრძე, ხოლო მასზე მოკლე კი ხისტს.

რბილი რენტგენული სხივები ძირითადად გამოიყენება მედიცინაში, რენტგენოგრაფიოსთვის, მაგნიტური რეზონანსული ტომოგრაფიისთვის და მსგავსი კვლევებისთვის, როდესაც საქმე ეხება ცოცხალ ორგანიზმებს. რბილი სხივები გამოიყენება არასასურველი უარყოფითი ზეგავლენის თავიდან ასაცილებლად. თუმცა ამ შემთხვევაშიც არსებობს მკაცრი ნორმები, რომლებიც არეგულირებენ ასეთ გამოსხივების ზემოქმედების დასაშვებ ხანგრძლივობასა და რეაბილიტაციისთვის საჭირო დროს.

ხისტი რენტგენის სხივები ინდუსტრიულ და სამეცნიერო სამუშაოებში გამოიყენება. ისეთი დარგებისთვის როდერიცაა მასალათა გამძლეობა, კრისტალოგრაფია და სხვა, საჭიროა მაღალი ენერგიისა და მცირე განშლადობის რენტგენის სხივები, რისი მღწევაც საკმაოდ რთული ამოცანაა.

ფოკუსირებული რენტგენის სხივების მისაღებად იყენებენ სრულიად სხვა მეთოდებს. მილაკების ნაცვლად წყაროს როლს თამაშობს ე.წ. კლისტრონი. კლისტრონი თავისი არსით მაინც მილაკად რჩება, მაგრამ მისი მოქმედების პრინციპი არსებითად განსხვავებულია. კლისტრონის დანიშნულებაა მუდმივი დენი აქციოს ვიწრო იმპულსებად, შედეგად კი გაზარდოს იმპულსის ენერგია. მას როგორც ნებისმიერ სხვა მილაკს გააჩნია კათოდი, ანოდი და დამატებით სპეციალური ფირფიტების წყება. ელექტრონები ამ ფირფიტებთან ჩაფრენისას აღძრავენ მათში დენს, ფირფიტების გეომეტრია და მდებარეობა ისეა შერჩეული, რომ მათ მიერ შექმნილი მაგნიტური ვეილ აიძულებს კათოდურ სხივში არსებულ ელექტრონებს დაჯგუფდეს. შედეგად  მიიღება გამოყენებისთვის აუცილებელი ვიწრო, მაღალენერგეტიკული სხივები. სამწუხაროდ მხგავსი დანადგარები დიდი გაბარიტებისაა და ამიტომ რთული მოსახმარია.

სულ ახლახანს შექმნეს დანადგარი, რომელიც იძლევა მაღალი ენერგიის, ფოკუსირებულ რენტგენის სხივებს. ეს დანადგარი იყენებენ ლაზერის სხივს, რომელიც ორ ნაკადად იყოფა.

ერთი ნაკადი მიმართულია პირდაპირ ჰელიუმით სავსე კამერისკენ, რომელშიც გაზის ფენის სისქე რამდენიმე მილიმეტრს შეადგენს. ამით მიიღწევა კამერაში არსებული ელექტრონების ოსცილაცია და პლაზმის წარმოქმნა. სპეციალურად შექმნილი მძლავრი მაგნიტური ველი უზრუნველყოფს ოსცილირებული, მაღალენერგეტიკული ელექტრონების ნაკადის მოწესრიგებას და მის ფოკუსირებულ სხივად მიმართვას.

ლაზერის მეორე ნაკადი კი სარკეების დახმარებთ მიმართულია ელექტრონების ნაკადის საპირისპიროდ. ოპტიკა უზრუნველყოფს ელექტრონებისა და ლაზერის სხივის ფოკუსირებას და ორი სხივის ზუსტ დაჯახებას. ამ პროცესისას, რომელიც წამის რამდენიმე მეათასედი გრძელდება, ხდება მაღალენერგეტიკული ფოტონების მეორადი ემისია, ანუ რენტგენის სხივების მიღება. მიღებული სხივის თავისებურება ისაა, რომ გამოსხივეგულ ფოტონებს აქვთ ძალზე მაღალი ენერგია და ისინი კარგად არიან ფოკუსირებული. მსგავსი მეთოდით ელექტრონების ნაკადის მიღების ტექნოლოგია შედარებით ახალია, მას კილვატერული აჩქარება ჰქვია.

გარდა რენტგენის გამომსხივებლის წყაროს შექმნის პრობლემისა ასევე აქტუალურია მის „დანახვასთან“ დაკავშირებული პრობლემებიც. 1970-იან წლებში ეს პრობლემა გადაიჭრა და შეიქმნა რენტგენული ტელესკოპები. პრობლემა ისაა, რომ რენტგენის სხივებს აქვთ უნარი გაიარონ პრაკტიკულად ნებისმიერ მასალისგან შექნმილ ზედაპირში. ამიტომ მის დასაფოკუსირებლად ჩვეულებრივი სარკეები არ გამოდგება. ეს პრობლემა მეცნიერებმა გადაჭრეს სხივის მიმართ ამრეკლების თითქმის პარალელურად განლაგებით. მცირე კუთხით დაცემისას სხივები პრაქტუკულად მთლიანად აირეკლება. ასეთი ტელესკოპები წარმოადგენენ მეტალის რამდენიმე ერთმანეთში ჩადგმულ მილს, რომელთა მეშვეობითაც ხდება რენტგენის სხივების ფოკუსირება და კოსმოსის შესწავლა.

ამჟამად ეს მეთობიკა საკმაოდ დაიხვეწა. დღეისათვის არსებობს NASA-ს კოსმოსური ობსერვატორიები Chandra  და NuSTAR, რომლებიც რენტგენულ სპექტრში შეისწავლიან ჩვენ სამყაროს.

http://en.wikipedia.org/wiki/X-ray