放射線

放射線は、次のように分類される。

• 電磁放射線(electromagnetic radiation)
  • γ（ガンマ）線
  • X線
• 粒子放射線(particle radiation)
  • α（アルファ）線
  • β（ベータ）線
  • 電子線
  • 陽子線
  • 中性子線
  • 重粒子線

電磁放射線 (electromagnetic radiation)

電磁放射線は、波長が極めて短く、透過性が高い電磁波である。一般的に、被曝で問題になるのはこの放射線である。次のものがある。

• γ（ガンマ）線
• X線

γ（ガンマ）線

γ線は、γ壊変または核異性体転移によって放出される電磁波である。

※核異性体：壊変によってできた原子核が、長時間高エネルギー状態のまま存在するもの
※核異性体転移：核異性体がγ線を放出してエネルギーの低い状態に移ること

γ線は透過力が強く、コンクリートであれば50cm、鉛であっても10cmの厚みで遮蔽できる。

γ線のスペクトルは、複数の線スペクトルである。

スペクトル計でγ線の各エネルギーごとの強度（カウント数）を解析すると、γ線は数カ所（複数の特定のエネルギー）に線スペクトルとなって現れる。

γ線放出核種の例

• ⁶⁰Co：ジャガイモの発芽防止に用いられる
• ¹³¹I：甲状腺疾患の治療に用いられる
• ^99mTc：核異性体転移によってγ線を放出する

⁶⁰Co、¹³¹Iは、β^－線放出核種でもある。

^99mTcのように、核異性体は核種記号の質量数のあとにmをつけて表す。

X線

X線は電磁波である。軌道電子捕獲により、一定エネルギーのX線（特性X線）が放出される。

X線もγ線と同じように電磁波であるため、遮へいには鉛などの原子番号が大きいものが必要である。

• ²⁰¹Tl：特性X線を放出する

粒子放射線 (particle radiation)

粒子放射線は、質量を持った粒子の運動によって生じるものである。

粒子放射線の実体は、原子核そのものであったり、素粒子であったりする。次のものがある。

• α（アルファ）線
• β（ベータ）線
• 電子線
• 陽子線
• 中性子線
• 重粒子線

α（アルファ）線

• α線は、陽子２個と中性子２個からなる
• α線は、ヘリウムの原子核と同じである
• α線は、紙1枚で遮蔽できる

α線のスペクトルは、線スペクトルである。

β（ベータ）線

β線は、厚さ数mmのアルミニウム板や厚さ10mmのプラスチック板で遮へいできる。

β線を扱うときは、二次的に発生する電磁波への配慮が必要である。

β⁺線

β⁺線は陽電子であり、β^＋壊変によって放出される。β⁺線放出核種は、ポジトロンCTに用いられる。

• β⁺線放出核種の例
  • ¹¹C
  • ¹³N
  • ¹⁵O
  • ¹⁸F
  • ²²Na

β^－線

β^－線は陰電子であり、β^－壊変によって放出される。

• β^－線放出核種の例
  • ³H
  • ¹⁴C
  • ⁶⁰Co（γ線放出核種でもある）
  • ¹³¹I（γ線放出核種でもある）

電子線

陽子線

中性子線

中性子線は水素とほぼ同じ質量で、水素によって減速される。そのため、水やコンクリートの厚い壁に含まれる水素原子によって遮へいされる。

鉛などの金属（原子番号の大きな元素）によって遮へいすることはできない。

重粒子線

 

体に集積する放射線核種

• 全身
  • ¹⁴C
  • ¹³⁷Cs（特に筋肉中）
• 骨
  • ⁹⁰Sr
• 甲状腺
  • ¹³¹I
• 脾臓
  • ⁵⁹F

体内被曝

食品を通じて体内被曝する最大の要因となる放射性核種は、⁴⁰Kである。

⁴⁰K

⁴⁰Kは天然放射性核種である。

全カリウム中の構成比は0.0012%と高い。

測定装置

GM計数管

GM計数管は、高エネルギーβ線などの検出に用いられる。

GM計数管は放射線の電離作用を利用して測定を行う。