我们已经发现（X射线）可治愈疾病。
　　——《洛杉矶时报》（LosAngelesTimes），1902年4月6日
　　为了用实例说明（X射线的破坏性），让我们回想一下，在美国X射线医学实验室工作的先驱们，几乎都死于由射线灼伤引发的癌症。
　　——《华盛顿邮报》，1945年
　　
　　1895年10月下旬，霍尔斯特德在巴尔的摩公布根治性乳房切除术之后，才过了短短的几个月，德国维尔茨堡学院（WürzburgInstitute）的一位讲师威廉·伦琴（WilhelmRntgen）在研究电子管时，发现了一种奇怪的泄露现象（电子管是一个真空管，能够从一端电极向另一端发射电子束）。该放射线能量强劲，但肉眼却无法察觉，它能穿透多层涂黑的硬纸板，并且在偶置于房间实验台的钡屏上留下白色磷光性光晕。
　　
　　伦琴急忙把自己的妻子安娜叫进实验室，把她的手放在射线源和感光片之间。射线穿透她的手掌，在感光片上显示出她的手骨和金属婚戒的轮廓，就像透过魔镜看到了手的内部构造。安娜说：“我看到了自己死亡的样子。”但她的丈夫却看到了别的东西——一种强大得几乎可以穿透所有活体组织的能量。伦琴把他发现的这种光叫作“X射线”。
　　
　　刚开始，人们把X射线视为一种电子管产生的人造能量怪象。但1896年，就在伦琴发现X射线几个月之后，一位知道伦琴研究成果的法国化学家亨利·贝克勒尔（HenriBecquerel），发现一些天然物质会自主释放性质类似X射线的隐形射线，这其中就包括铀。在巴黎，贝克勒尔的两个朋友——年轻的物理学家和化学家皮埃尔和玛丽·居里（PierreandMarieCurie）夫妇，也开始在自然界寻找更强大的化学 X射线源。皮埃尔和玛丽相识在索邦大学，由于对磁力学有共同兴趣而彼此吸引［当时玛丽叫玛丽亚·斯克洛多夫斯卡（MariaSklodowska），是一贫如洗的波兰移民，居住在巴黎的一间小阁楼里。］19世纪80年代中期，皮埃尔用微小的石英晶体制成了一个精巧的静电计，能够计量出极小剂量的能量。玛丽用这件仪器证明，即使微乎其微的铀矿石辐射也可以量化。有了这种测量辐射性的新设备，居里夫妇犹如狩猎一般，开始搜寻新的X射线源。由此，又一段不朽的科学发现之旅以计量展开。
　　
　　在今天称为捷克共和国的约赫姆塔尔（Joachimsthal）遍布泥炭的森林中，居里夫妇发现了一处废弃矿，里面是如黑泥一般的沥青铀矿，其中存在一种比铀更具放射性的新元素。居里夫妇开始着手蒸馏沼泽般的淤泥，以期待能“捕到”那个最纯状态的强劲放射源。在消耗了数吨沥青铀矿、400多吨洗涤用水以及数百桶蒸馏废料后，他们终于在1902年提炼出了0。1克的新元素。这是一种金属元素，位于元素周期表的远端。它在黑暗中自燃，发出幽幽的蓝光，同时释放出高强度的X射线。这种元素极其不稳定，是一种介于能量与物质之间奇特的嵌合体，也是可分解成能量的物质。居里夫人称这种新元素为“镭”，取自希腊文的“光”。
　　
　　镭的巨大效能揭示了X射线出人意料的新特质：X射线不仅可以携带辐射能量穿透人体组织，更能够深入组织内部释放能量。伦琴能拍到妻子的手骨照片，是由于X射线的第一个性质：X射线穿透了肌肉与骨骼，在胶片上留下这些组织的阴影。而相比之下，玛丽·居里的手则受到了X射线第二种性质的痛苦影响：她为了获取更纯的放射能，日复一日地反复蒸馏，将沥青铀矿浓缩到百万分之一的体积，结果手掌上的皮肤开始磨损、发黑、脱皮，好像组织从里往外地被烧焦一般。皮埃尔只是将一瓶仅几毫克的镭放在口袋里，辐射就穿透了身上厚厚的尼龙背心，在他胸前留下了永久的伤疤。有人曾在公开的展会上用未加防护措施的激光机器表演魔术，结果辐射外漏，使他的嘴唇起泡肿胀，脸颊皮肤和指甲也开始脱落。镭最终灼伤了居里夫人的骨髓，导致她终生贫血。 

　虽然生物学家完全破解这些辐射效应的机理，还要花费数十年时间，但受到辐射损毁组织的范围——皮肤、嘴唇、血液、牙龈、指甲，早已向我们提供了重要线索：镭会腐蚀DNA。DNA是惰性分子，能够抵抗大多数化学反应，这一特点使它可保持遗传信息的稳定性。但X射线可以直接击碎DNA链，或产生化学毒素进而侵蚀DNA。面对这样的破坏，细胞通常会死亡，或者更常见的是中断分裂。因此，X射线优先杀灭体内分裂最旺盛的细胞，如皮肤、指甲、牙龈、血液这类组织细胞。
　　
　　X射线选择性杀灭快速分裂细胞的能力，受到了人们，特别是癌症研究者的重视。就在伦琴发现X射线一年后的1896年，21 岁的米埃尔·格拉比（EmilGrubbe）在芝加哥研读医学时突然灵光一闪，想到可用X射线来治疗癌症。格拉比富于冒险精神，且极具创造力；他曾在芝加哥的一家生产真空X射线管的工厂工作，制作过一个可用于实验的真空管雏形。在工厂，格拉比发现整日曝露在X射线下的工人们，皮肤和指甲总是一层一层地剥落，他自己的手也渐渐肿胀开裂。由此他很快就联想到细胞死亡与肿瘤的关系。