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放射線の基礎知識

放射線とは

第2章
放射線とは

この章では、放射線とは何かを見ていきましょう。
「放射線」とは、「高いエネルギーを持って空間を移動する光(電磁波)あるいは粒(粒子線)」と定義することができます。 また放射線は「電離放射線」として、「物質と相互作用した際、物質の構成原子から電子を弾き出す(電離する)能力を持つもの」、と定義されることもあります。

(1)放射線の種類

放射線は電磁波と粒子線の2つに分けられます。
代表的な放射線を表に示しました。それぞれについて詳しく見ていきましょう。


放射線の分類

電磁波
X線、γ線
粒子線
α線、β線、電子線、中性子線、陽子線、重粒子線


  1. ① 電磁波(X線、γ線)

       X線(エックス線)とγ線(ガンマ線)は、「電磁波」に分類される放射線です。
    「電磁波」とは、「電場と磁場が時間的・空間的に変化する波」と定義できますが、簡単に言えば “光”の仲間です。電磁波には、質量および電荷を持たないという特徴があります。電磁波は波の長さ(波長)によって下図のように幾つかに分類することができます。



    電磁波の種類と波長の違い


       波長とエネルギーは反比例の関係にあり、波長が長いほどエネルギーが低く、また波長が短いほどエネルギーは高くなります。 従って、波長の短いX線・γ線は、高いエネルギーを持ち、電離能力のある電磁波(光)と言えます。
    X線とγ線は発生機構によって区別されます。両者とも物質を構成する原子を起点に発生しますが、原子核外で発生するものはX線、原子核内で発生するものはγ線となります。



  2. ② 粒子線

       「粒子線」は「高いエネルギーを持って空間を移動する粒子」であり、質量を持つ点で電磁波とは異なります。また飛んでいる粒子の種類によって性質が異なります。α線はヘリウム原子核、β線・電子線は電子、中性子線は中性子、陽子線は陽子(水素原子)、重粒子線はヘリウムより重い原子核、がそれぞれの粒子となります。



以下に放射線の種類や用途を表にまとめました。
主な用途の詳細については章 放射線の産業利用をご覧ください。



放射線の種類と特徴

放射線
電磁波/粒子種
電荷
主な発生源
主な用途例
電磁波 X(エックス)線 電磁波 (原子核外) 0 X線管、
加速器
レントゲン/CT検査
放射線治療、構造解析
γ(ガンマ)線 電磁波 (原子核内) 0 RI PET/SPECT検査
放射線治療、食品殺菌
粒子線 α(アルファ)線 He(ヘリウム)原子核 +2 RI 厚み計、RI内用療法
β(ベータ)線 電子(RI) -1 RI 核医学製剤、精密計測
電子線 電子(加速器) 加速器 放射線治療
中性子線 中性子 0 加速器、
RI、原子炉
非破壊検査、BNCT
陽子線 陽子 +1 加速器、
宇宙線
放射線治療
重粒子線 様々な原子核
He、C、Ne、Si、Ar
+2~+18 加速器、
宇宙線
放射線治療



(2)放射線と放射能

「放射線」と「放射能」は、しばしば混同されることがありますが、全く別の意味を指します。ここで放射線に関わる重要な単語をまとめておきます。


  • 放射線   …高いエネルギーを持って移動する光や粒子
  • 放射能   …放射線を出す能力
  • 放射性物質 …放射能を持つ物質
  • 放射性核種 …放射能をもつ原子核
  • 放射性同位元素(RI: Radioisotope)…放射能を持つ元素、しばしば放射性核種と同義