エックス線とガンマ線の違いとは? | エックス線作業主任者 講習会・通信講座

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エックス線とガンマ線の違いとは?

エックス線作業主任者の勉強を始めると、放射線には色々な種類があって、エックス線はその内の一つであることが分かります。

エックス線以外の放射線として、アルファ線、ベータ線、ガンマ線、中性子線などがあり、それぞれ異なった特徴を持っています。

今回はこの中でも、エックス線とガンマ線について詳しく見ていきます。

なぜ、この2種類の放射線について見ていくのかというと、エックス線とガンマ線は兄弟のようなもので、特徴がとても似ているからです。

それではエックス線、ガンマ線の順にその特徴を見ていきましょう

エックス線とガンマ線は兄弟

エックス線(X線)

1895年にドイツの物理学者であるレントゲンが発見しました。

当時彼は、クルックス管というガラス管内で、電子を発生させてある実験を行っていました。ところが、この実験の最中、未知なる放射線が出ていることに気が付きました。

これは電磁波による放射線を人類で初めて発見した瞬間でした。この放射線は、未知の放射線なので、エックス線と名付けられました。

エックス線は物体や人体を通り抜けることができ、その内部を写し出すことができます。そのため、第二の顕微鏡とも言われ、医学には欠かせないものとなりました。

しかしその後、過度のエックス線被ばくは、人体に悪影響を及ぼすことが分かりました。

制動エックス線

エックス線には、発生方法の異なる2種類のエックス線があります。

まず、制動エックス線について見ていきましょう。

電子を加速して金属にぶつけると、電子が金属原子の原子核の近くを通ることがあります。

原子核内の陽子のプラスの電気に引っ張られて、電子の進路が曲げられます。

このとき、電子の運動エネルギーの一部を、電磁波として放出します。

これが「制動エックス線」です。

制動とは、ブレーキを掛けるという意味です。

電子のブレーキの掛けられ方はまちまちです。そのため、制動エックス線のエネルギーもまちまちになります。

制動エックス線

特性エックス線

続いて、特性エックス線について見ていきましょう。

原子核の外を回っている電子は、いくつかの決められた軌道に所属しています。

そして、それぞれの軌道には定員が決まっています。

ところが、外から来た電子の運動エネルギーの作用で内側の軌道電子がはじき出されて空席ができることがあります。

内側の軌道ほど安定しているので、空席には外側の軌道から電子が落ち込んで、軌道間の差の余分なエネルギーを放出します。

これが「特性エックス線」です。

特性エックス線のエネルギーは、軌道間のエネルギーの差であり、同じ原子、同じ条件なら一定のエネルギーのエックス線が発生します。

特性エックス線

ガンマ線(γ線)

ガンマ線はエックス線発見から5年後の1900年に、フランスの物理学者であるヴィラールが発見しました。

その後、イギリスの物理学者であるラザフォードが、これをガンマ線と命名しました。ラザフォードはアルファ線、ベータ線の名付け親でもあります。

原子核が余分なエネルギーを持つと、そのエネルギーを電磁波として核外に放出します。

これが「ガンマ線」なのです。

余分なエネルギーを持った原子核の典型が、放射能を持った核種で、放射性核種と呼ばれています。ガンマ線を放出する放射性核種として一般的なのが、コバルト60、セシウム137、イリジウム192などです。

それぞれの放射性核種が出すガンマ線は、エネルギーが決まっています。逆に言うと、ガンマ線のエネルギーを測ると、放射性核種が推定できるのです。

ガンマ線はエネルギーの高い電磁波で、エックス線とのエネルギーの違いによる区別はできません。それぞれの発生の仕組みによって、エックス線とガンマ線は区別されているのです。

エックス線は、原子核の外側で発生していますので「原子核外起源の電磁波」と言われます。

一方で、ガンマ線は原子核の中から放出される電磁波なので「原子核内起源の電磁波」と言われます。

ガンマ線

まとめ

エックス線とガンマ線の違いは、原子核から発生するかどうかという、発生の仕組みにあります。

エックス線作業主任者の勉強では、よく似たガンマ線のことも知っておくと、より学習効果が上がるでしょう。

種類 起源 発生の仕組み 電磁波のエネルギー
エックス線 核外起源 制動エックス線(原子核の電磁場で曲げられた電子から放出) いろいろ
特性エックス線(軌道間の電子の移動に伴って放出) 一定
ガンマ線 核内起源 原子核が余分なエネルギーを電磁波として放出 一定

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はじめまして。講師の奥田真史です。エックス線作業主任者の講習会・通信講座なら私にお任せ下さい!
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