実効原子番号について

質問

実効原子番号とは、どういうものですか？ネットで調べても、具体的に分かりやすく載っている文献を見つけられませんでした。

回答No.1

sanori

こんにちは。

http://en.wikipedia.org/wiki/Effective_atomic_number

上記によると、「実効原子番号」という概念は２つあります。
・原子そのものについて（For an atom）の実効原子番号
・化合物や混合物について（For a compound or mixture）の実効原子番号

実用面では、後者の概念が多く使われていると思います。

Ｘ線が照射された時、Ｘ線は原子核とではなく電子と相互作用をします。
つまり、電子の密度の高い低いで、レントゲン写真における白黒ができるわけですよね。
電子の密度の高い・低いというのは、原子番号が大きいか小さいかに関連します。
なぜならば、原子番号が大きいほど１原子当たりの電子数が多いからです。

化合物や混合物のＸ線に対する振る舞い（Ｘ線との相互作用の大小）を考えるとき、
ある原子番号の原子（１種類の元素だけ）だけで構成されている物質を仮定して、
化合物や混合物が平均的に、原子番号が何番の物質に相当するか、
という概念は作ることができるわけです。
たとえるならば、
１００個のみかんの合計質量と、合計１００個の果物詰め合わせの合計重量とが同じであるとき、
果物詰め合わせをみかんと見なすということです。

上記リンクによれば、水の実効原子番号は７．４２となっています。
下記とも一致しています。
http://www5.atpages.jp/~rad/index.php?%BC%C2%B8%FA%B8%B6%BB%D2%C8%D6%B9%E6

単純な平均ですと、Ｈ2Ｏ　で、Ｈが３分の２、Ｏが３分の１なので、
１×２／３　＋　８×１／３　＝　３．３３
となりますが、
Ｘ線に対する振る舞いとしては大きい原子番号の原子のウエイトがもっと高くなるということです。
（１^2.94×（１×２）／（１×２＋８×１）　＋　８^2.94×（８×１）／（１×２＋８×１））^(1/2.94)　＝　７．４２
理論式なのか経験式なのかわかりませんが、たぶん、経験式だと思います。

以上、ご参考になりましたら幸いです。

お礼

分かりやすい回答ありがとうございます。これでまた先に進むことが出来そうです。