X-ışınlarıyla ilgili gerçek dönüm noktası, keşfinden 17 yıl sonrasına rastlar. 1912 yılında Max Van Laue (1879-1960), X-ışınlarının kristallerde kırınıma uğradığını keşfederek tek bir deneyle iki hipotezi birden kanıtlamıştır. Buna göre;
- Kristaller, atomların üç boyutlu periyodik ve düzenli sıralamalarıyla oluşmuşlardır.
- X-ışınları, dalga boyları, atomlar arası mesafe (10–8cm) mertebesinde olan elektromanyetik dalgadır.
Laue’nin bu keşfi, günümüzde kristal yapı analizinin (XRD) önünü açmıştır. Bir malzemenin atomik yapısını görüntülemek yüksek çözünürlüğe sahip çeşitli elektron mikroskopları kullanmakla mümkündür. Ancak bilinmeyen yapıları belirtmek veya yapısal parametreleri tayin için kırınım teknikleri kullanmak gerekir. Bu anlamda da katıların kristal yapılarını incelemek için en çok kullanılan kırınım tekniği, “X-ışını kırınımı”dır. X-ışınlarının dalga boyunun atomik mesafeler düzeyinde olması, bunun en önemli nedenidir. Ayrıca X-ışınlarının saçılımı teknikleri, yıkıcı değildir ve incelenen numuneye zarar vermez.
X-ışınlarının kristal atomlarındaki elektronlar tarafından saçıldığını, William Lawrance Bragg (1890-1971) göstererek oluşan desenin kristal düzlemindeki yansıma sonucu gerçekleştiğini keşfetti. Bu keşif, Bragg Yasası olarak bilinir.
X-ışınlarının kırınımının keşfi, daha sonraları, “X-ışını kristalografisi” olarak bilinen yeni bir yöntemin doğmasına neden olmuştur. Bu yöntem için kullanılan araçlara X-ışını difraktometresi denir.
Bu yöntemle, organik veya inorganik yapıların moleküler boyuttaki yapılarının daha iyi anlaşılmasısağlanmıştır. Ayrıca, kimyasal bağ yapılarının daha iyi anlaşılması da yine bu yöntemle olmuştur.
“1869’da keşfedilen ve 1879’da da ikili ipliksi yapıda olabileceği öngörülen DNA’nın tam anlamıyla sarmal yapısının keşfi, 1951 yılında X-ışınlarıyla gerçekleşmiştir. DNA’nın yapısının tam olarak anlaşılması sonucu, 1984’te geliştirilen bir teknikle insanların kimlik tespiti yapılabilir olmuştur. Bu gelişmeler,adli tıptaki ve kriminal polis laboratuvarlarındaki incelemelerin temelini oluşturur.
Tıpta “Röntgen filmi” olarak bilinen tıbbi görüntüleme tekniğinde de X-ışını kullanılır. Ayrıca radyolojide, kanserli hücrelerin yok edilmesi için kullanılan X-ışınları, tedavi amaçlı işleve de sahiptir. Ayrıca arkeologlar da tarihî numunelere, iskeletlere zarar vermeden, onları X-ışınları ile inceleyebilmektedirler.
Bilgisayarlı tomografi (BT veya CT) X-ışını cihazlarının en gelişmişidir. Özellikle kemikli dokularınincelenmesinde daha başarılı bir cihazdır.
Nesnelerin sabit bir X-ışını kaynağından geçirilerek onların içeriği hakkında bilgi veren X-ray cihazları da, güvenlikli giriş çıkışların gerektiği her yerde kullanılan cihazlardır.
X-ışınlarının atmosferde soğrulmasının keşfinden sonra, balonlar ya da roketlerle atmosfer üzerine çıkartılan X-ışını teleskopları ve algılayıcıları ile X-ışını kaynağı olan birçok yıldız, süpernova kalıntısı ve kuasar gibi gök cisimleri bulunmuştur. Böylelikle X-ışınları, radyo astronominin gelişmesine büyük katkı sağlamıştır.