小学生にもわかる放射線

小学生にもわかる放射線(アルファ線、ベータ線、中性子線)これらは粒子線

放射線とは何?(おさらい)

放射線とは、一般的に電離放射線を放射線といいます。原子を電離や励起する力を持つ電磁波や粒子線のことをいいます。(物質は、原子が集まってできている)

電磁波とは、ガンマ線エックス線、紫外線、可視光線、赤外線、電波をいいます。

電磁波は電離放射線と非電離放射線に分かれます。電離放射線は、ガンマ線とエックス線です。非電離放射線は、紫外線、可視光線赤外線、電波ですが、非電離放射線と呼ぶことはあまりありません。

原子の構造について

下記は原子の模型図です。中心に原子核があります。原子核は、陽子と中性子から出来ていて、その原子核の周りを電子が回っています

電子は何重にも重なっていますが、内側からK殻、L殻、M殻、N殻………と続きます。電子の入る個数も決まっています。またエネルギーも外側が大きくなります。

原子

模型図では、原子核が大きく電子が近くをまわっているようになっていますが、実際の電子は原子核から大きく離れた場所を回っています。

原子核を1円玉と考えた場合、電子はその外側120メートル離れたところをグルグル回っている状態です。

原子の距離

原子核を1円玉とすると東京ドームの周りを電子がまわっているそんな距離感です。

第2章 - 原子力のキソ - 茨城県より

粒子線(荷電粒子と非荷電粒子)とは

粒子線には、アルファ(α)線、ベータ(β)線、中性子線、陽子線などがあります。その粒子線も荷電粒子線非荷電粒子線に分けられます。荷電粒子線とは、電気を帯びた小さな粒の放射線です。

荷電粒子線は、アルファ(α)線、ベータ(β)線、陽子線です。非荷電粒子線は、中性子線です。

この粒子線が発見された当時、実態がよくわからないため、このような名前が付けられました。

粒子線とは、質量(重さ)を持った線のことです。

陽子と中性子は原子核を作ってる粒子で、陽子を言い換えれば、水素元素の原子核です。アルファ線は、ヘリウムの原子核が飛んでいる状態です。

もっと重く大きい粒子線として炭素、ネオン、シリコン、アルゴンなどがあります。

中性子には、速中性子と熱中性子があります。速中性子は高速中性子ともいいます。速中性子と熱中性子を分ける境は、研究分野で違いしっかりしたものはありません。

粒子

群馬大学医学部附属病院 重粒子線医学研究センター より

放射線治療の観点から言えば、エックスやガンマ線治療に比べ電子線のほうが治療効果は高く、さらに重粒子線治療のほうが治療効果は高くなります。

放射線の発生方法

粒子線は全て原子核から発生します。放射線は核分裂や崩壊(壊変)によって放出されます。アルファ線が放出される崩壊をアルファ崩壊と言います。

ベータ崩壊、ガンマ崩壊、中性子崩壊などがありますが、中性子崩壊とはあまり言いません。

粒子線いろいろ

原子核から放出される電子線をベータ線と言います。

原子核からでる電磁波がガンマ線です。エックス線とガンマ線の違いは原子核から出るか出ないかによります。

放射線の透過と遮蔽

透過と遮蔽は反対の意味です。主語が違います。放射線が透過することに対して物質が遮蔽します。

アルファ線は紙一枚で遮蔽することが出来ます。

ベータ線は、紙を透過しますが、アルミニウムは透過できません。

中性子線は陽子(水素の原子核)とぶつかることにより遮蔽がされやすい。よって水やコンクリートで遮蔽できます。

電磁波であるエックス線とガンマ線は、紙やアルミニウムは透過していますが鉄板は透過できません。

透過

(注):放射線のエネルギーによって大きく透過力は変わります

放射線による人体への影響

放射線による人体への影響は質量(重さ)のあるものほど大きくなります。

アルファ線は紙で遮蔽できますから、外からの被ばく(外部被ばく)では、影響が少ないのですが、体内に入った場合(内部被ばく)の被ばくでは大きな影響があります。

人体は水分が多い。よって、中性子線は、水素の原子核(陽子)と衝突して減衰します。減衰するということは、人体にエネルギーを与え減衰するため、人体に大きな影響があります。

エックス線やガンマ線は、質量を持たないため粒子線に比べれば、人体に対する影響は少なく抑えられます。

まとめ

粒子線とは、質量を持った粒の放射線です。すべて原子核から放出されます。(電磁波では、ガンマ線が原子核から出ます)

放射線治療に関しては、エックス線やガンマ線より粒子線のほうが治療効果は高くなりますが、人体に対する影響は大きくなります。

(ガンマ線・エックス線)、ベータ線、陽子線、中性子線アルファ線)の順に人体に対する影響は大きくなります。

中性子には、速中性子と熱中性子があり速中性子の人体に対する影響が大きい。

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柿田 彦
診療放射線技師として医療現場で培った技術と第1種放射線取扱主任者として得た知識をいかして皆さんに還元したい。また、 第ニの人生を満喫しながら、おっさんブロガーとして頑張っています。これからは『人生楽しく』をモットーに、wordpressの楽しさと使い方を初心者にお伝えしたいと考えています。
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放射線の専門家(診療放射線技師、第一種放射線取扱主任者、作業環境測定士)として放射線関係の記事(医療を含む)の投稿とブログ(サーバー取得、WP、JINなどの設定)を初心者の私が備忘録として今から始める超初心者(特に定年を迎えた方)に伝えたい。