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粒子放射線は、高速で移動する素粒子によるエネルギーの放射です。光線と同様に、粒子がすべて同じ方向に移動している場合、粒子放射線は粒子ビームと呼ばれます。
波動粒子二重性により、すべての運動粒子は波動特性も持ちます。エネルギーの高い粒子は粒子特性を示しやすく、エネルギーの低い粒子は波動特性を示しやすくなります。
種類と生産
粒子は電気的に帯電している場合と帯電していない場合があります。
粒子放射線は、不安定な原子核（放射性崩壊による）から放出されるか、または他の種類の核反応から生成されることがあります。放出される粒子には多くの種類があります。
- 陽子と他の水素原子核から電子が取り除かれる
- 正電荷を帯びたアルファ粒子（α）、ヘリウム4の原子核に相当する
- 高エネルギーレベルのヘリウムイオン
- HZEイオンはヘリウムより重い原子核である。
- 正または負に帯電したベータ粒子（高エネルギー陽電子β +または電子β − 。後者の方が一般的）
- ベータ崩壊過程ではなく、内部転換やオージェ効果など他の原因による高速電子
- 中性子、電荷を持たない素粒子、中性子放射線
- ニュートリノ
- 中間子
- ミューオン
粒子放射線を生成するメカニズムには以下のものがあります。
- アルファ崩壊
- オージェ効果
- ベータ崩壊
- クラスター崩壊
- 内部変換
- 中性子放出
- 核分裂と自発核分裂
- 核融合
- 高エネルギー粒子の流れを衝突させる粒子加速器
- 陽子放出
- 太陽フレア
- 太陽粒子イベント
- 超新星爆発
- さらに、銀河宇宙線にはこれらの粒子が含まれていますが、その多くは未知のメカニズムによるものです。
荷電粒子（電子、中間子、陽子、アルファ粒子、より重いHZEイオンなど）は、粒子加速器によって生成できます。イオン照射は、半導体業界で材料にドーパントを導入するために広く使用されており、イオン注入と呼ばれる方法です。
粒子加速器もニュートリノビームを生成することができます。中性子ビームは主に原子炉によって生成されます。
物質を通過する
放射線防護では、放射線は多くの場合、人体に対する危険のレベルを示すために、電離放射線と非電離放射線の2つのカテゴリに分けられます。電離とは、原子から電子を取り除き、2つの電荷を帯びた粒子（電子と正に帯電したイオン）を残すプロセスです。[1]電離放射線によって生成された負に帯電した電子と正に帯電したイオンは、生体組織に損傷を引き起こす可能性があります。基本的に、粒子のエネルギーが一般的な物質の電離エネルギー（数eV）よりも高く、電子と大きく相互作用する場合、粒子は電離しています。
国際非電離放射線防護委員会によれば、紫外線から赤外線、無線周波（マイクロ波を含む）、静的および時間的に変化する電場と磁場、超音波までの電磁放射線は非電離放射線に属する。[2]
上で述べた荷電粒子はすべて電離放射線に属します。物質を通過すると、荷電粒子は電離し、多くの小さなステップでエネルギーを失います。荷電粒子がすべてのエネルギーを失った地点までの距離は、粒子の飛程と呼ばれます。飛程は、粒子の種類、その初期エネルギー、および粒子が通過する物質によって異なります。同様に、単位経路長あたりのエネルギー損失、つまり「阻止能」は、荷電粒子の種類とエネルギー、および物質によって異なります。阻止能、つまり電離密度は、通常、飛程の終わりに向かって増加し、エネルギーがゼロに低下する直前に最大値、つまりブラッグピークに達します。 [1]
参照
参考文献
- ^ ab 「電離放射線 | 定義、発生源、種類、影響、および事実」ブリタニカ百科事典。 2021年2月27日閲覧。
- ^ 「ICNIRP | 周波数」www.icnirp.org . 2021年2月27日閲覧。
外部リンク
- MELF-GOS モデルによる固体中のイオンビームの阻止能とエネルギー損失のストラグリング計算 2010 年 9 月 25 日、Wayback Machineにアーカイブ