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1895年，德国物理学教授威廉康·拉德·伦琴（Wilhelm Conrad Röntgen）（1845-1923）在做电子管实验时发现了一种放射能量泄露的现象。该放射线肉眼无法看见但能量强劲，能够穿透多层硬纸板，并且在房间的钡屏上留下白色的光晕。伦琴把它叫作“X射线”。
就在伦琴发现X射线的几个月后，科学家们发现一些天然物质比如铀会自主释放性质类似X射线的隐形射线。1902年，皮埃尔和玛丽·居里夫妇（Pierre and Marie Curie）发现了一种能释放高强度X射线的新元素。居里夫人把这种元素称为“镭”（radium）。
X射线的一种特性是能够杀死人体内的细胞。1896年，21岁的芝加哥医学院学生埃米尔·格拉比（Emil Grubbe）利用X射线的这种特性来治疗一位患有乳腺癌的老年女性患者。他连续18天用射线照射她的肿瘤。治疗取得了成功——患者的乳腺肿瘤发生溃烂和紧缩。受到这起成功病例的鼓舞，格拉比继续利用X射线去治疗原位肿瘤的患者，开创了肿瘤医学的一个新分支——放射肿瘤学。
和外科手术一样，放射疗法对于原位肿瘤有显著疗效，对于转移后的肿瘤则治疗效果有限。但是，辐射也会致癌。不同的人体细胞或组织对于辐射量的耐受度不同。辐射的最大剂量要取决于接受治疗的身体部位。居里夫人由于数十年暴露于X射线之下，最终因白血病去世。格拉比死于扩散至全身的多种癌症。