放射線って実際なんなの？？放射線の正体

こんにちは！今回は，放射線の正体とその発生について学んでいきます．

放射線とは？？

きっと誰もが一回は撮影されたことのあるレントゲン写真．これも放射線を使った技術です．

他にも放射線って聞くと原子力発電所や核融合・核分裂反応を思い浮かべる人もいるのではないでしょうか．

放射線と呼ばれるものの正体は

• α線（α粒子の放出）
• β線（電子の放出）
• γ線やX線などの電磁波

の3つに分類されます．

※ここからは原子核のみの話をしていきます．電子は？電気量釣り合わなくない？って考えると沼にハマりますので考えないでください．各ページに発展内容は置いておくので，沼りたい人や気になる人は混乱覚悟でちらっと覗いて見てください，混乱しても私は知りません笑．

α線の発生

α線が発生するとき，原子核ではα崩壊という現象が起こります．

α崩壊とは，原子核から陽子2個分と中性子2個分減って，ヘリウム原子核（\({}^4_2He^{2+}\)）が放出される現象のこと．

でもさっきα粒子が放出されるのがα崩壊って言いましたよね？そう，つまり，α粒子の正体は\({}^4_2He^{2+}\)のことなのです．

質量数が4減って陽子の数も2減っているのが分かると思います．

質量数234，陽子数90のトリウム原子核　\({}^{234}_{90}Th\)と，質量数4，陽子数2のヘリウム原子核　\({}^4_2He^{2+}\)に分裂したわけです．このヘリウム原子核（α粒子）が高速で飛び出したのがα線という種類の放射線になります．

放射性崩壊が起こると，こんな感じに別の元素の原子核に変化していきます．

β線の発生

β線が発生するとき，原子核ではβ崩壊という現象が起こります．

β崩壊は，原子核内の中性子が陽子に変化し，電子が1つ放出される現象．β線粒子というのは，ズバリこの飛び出してきた電子のことです．

中性子が陽子に変化するだけなので質量数は変わりませんが，陽子が増えた分原子番号が1つ上がります．

α崩壊で原子番号が2つ減り，β崩壊で原子番号が1つ増えるので，α崩壊1回とβ崩壊2回で，同じ原子番号の原子核が出来上がります．（もちろん中性子の数は-4になっています．これはα崩壊のとき中性子は-2，β崩壊の時中性子-1×2回分を失っているからです．）

ちなみに，α線やγ線のエネルギーは飛び飛びなのに対して，β線のエネルギー値は連続的な値を持ちます．理由は下の発展の内容になるので，ここは暗記のほうがいいと思います．理論も考えだすと死ぬ範囲です．

γ線の発生

ガンマ線は，これまでのα線・β線とは違って波長の短い電磁波のこと．X線とほとんど同じもので，X線に比べて短い波長の電磁波です．

具体的にどのくらいの波長からガンマ線なのかというはっきりした定義はなく，ガンマ線とX線の区別はその発生原理で区別されます．

• X線：電子がエネルギー準位の低い軌道に移った時や，荷電粒子に加速度が加わった時に発生
• γ線：主に原子核のエネルギーが高い状態から低い状態に変化するときの余分なエネルギーの放出で発生

ざっくり言えば，原子核から発生すればγ線で，荷電粒子に加速度がかかったりエネルギー準位の低い軌道に移った時がX線．

もちろん，宇宙からやってくる波長の短い電磁波（宇宙線）も放射線の一種で，基本的には超の短いものが多いのでγ線に分類されています．

まとめ

今回の内容のまとめです．