放射線の行方について

質問

放射線について、素朴な疑問です。
放射線には、粒子と電磁波があり、種類により、飛ぶ速さや距離が違うそうですが、例えばアルファー線の場合、空気中では数センチしか飛べない、紙などの薄いものすら通過できないとあります。そのとき、飛べなくなったり、紙に遮られたアルファー線は、その後どうなるのか分かりません。数センチ飛んで、その場にとどまっているのか、それとも地面に落ちるのか、紙に遮られた粒子は、紙に刺さっているのか、はじき飛ばされてどこかに落ちるのか、疑問です。ベータ線やガンマ線ではどうなのか。ぜひ、素人にも分かるように教えてください。

回答No.2

Tann3

No.1です。「お礼」に追加質問があったようなので。

＞粒子線が止まるということは、不安定な状態から安定な状態となり、放射線を出す性質がなくなるということですね。

　ちょっと違います。「不安定な状態から放射線を出す」のは、元の原子核（セシウムとかヨウ素とか）です。
　放射線自体は最初から「安定な粒子（ヘリウムや電子）」「ただの電磁波」で、エネルギーが高いだけです。「すごいスピードで飛んでいる」から危ないのであって、スピードが落ちればただの「どこにでもある粒子」です。

＞ところで止まる時、ぶつかった相手を電離させるということは、その相手は不安定な状態になるということでしょうから、その相手が今度は放射性物質になるということでしょうか。また、その時、出るのはベータ線とX線となるのでしょうか。

　電離そのものは、不安定でも危険でもありません。
　電離したものは、空気中にも水の中にも、そして人体にもいくらでもあります。「イオン・サプライ」なんていうスポーツドリンクがありますよね。体の中に、「鉄イオン」とか「ナトリウムイオン」があり、そして水そのものが「H+」と「ＯＨ－」に電離しています。電離自体は不安定なものではなく、逆に電離して相互に反応することで、体内の脳や筋肉などの組織や神経が働いているわけです。
　電気や電池も、「電子の移動」ですが、放射線のような危険はありません。

　放射線は外部からの力で、本来電離してはいけない「たんぱく質」や「ＤＮＡ」「遺伝子」などを強制的に電離させて、死滅、あるいは「異常遺伝子」や「異常たんぱく質＝がん細胞」を作り出すから危険なのです。これも「エネルギーがあるうち」で、エネルギーを失ってただの「粒子」になれば、放射線としての危険性はなくなります。

　上記のような意味で、No.1で「鉄の塊」と「銃弾」のたとえ話をしたわけです。「鉄砲玉」が危険だからと言って、「鉄」そのものが危険なわけでなない、ということです。「放射線」は鉄砲玉、漂っているヘリウムガスや電離した電子は「ただの鉄」というわけです。

　また、放射線が、新たな放射線を作り出すことは、普通には起こりません。周囲を電離することで止まれば（エネルギーを失えば）それで終わりです。（例外として、ベータ線（電子）がエネルギーを失って電磁波を出す、というのがありますが、これは「ガンマ線」とは呼ばずに「Ｘ線」（制動Ｘ線）と呼びます。）

お礼

たびたび丁寧に教えていただいてありがとうございます。ぶつかるエネルギーが問題なのですね。よく読んで勉強します。

回答No.1

Tann3

放射線の基本として、

　　・アルファ線：ヘリウムの原子核（陽子２個＋中性子２個）
　　・ベータ線：電子
　　・ガンマ線：電磁波

です。各々、不安定な原子核が安定になるために放出します。

　ということで、止まり方、止まった後は次のようになります。

アルファ線：ヘリウムの原子核（陽子２個＋中性子２個）ですので、プラスの電荷を持ちます。空気中の酸素や窒素の分子を電離し、自分はその電子をもらって「ヘリウム原子」になり、空気中に「ヘリウムガス」として漂います。エネルギーがなくなり、電荷もなくなれば放射線としての害もなくなります。（放射線の害とは、人体の中で細胞を構成するたんぱく質を電離するということですから）

ベータ線：電子はマイナスの電荷を持ちますので、空気中を飛んで、やはり空気中の酸素や窒素の分子を電離し、自分はその酸素や窒素に取り込まれます。放射線として飛んできた電子も、空気が電離してできた電子も、エネルギーが小さくなれば区別できません。

ガンマ線：電磁波ですが、物質中の電子を叩き出したり（これも電離です）、空気や物質の原子核や電子などに散乱されてエネルギーを失います。「電波」とか「光」と同じで、空間を飛び交っていますが、エネルギーが小さくなれば害はありません。

　以上のように、「放射線」という特別のものが存在する訳ではなく、ふだん身の回りにあるものです。身の回りに鉄の塊はたくさんありますが、それが「銃」から発射されたときに危ない、ということです。

お礼

ありがとうございます。止まり方とその後の行方についてよく分かりました。粒子線が止まるということは、不安定な状態から安定な状態となり、放射線を出す性質がなくなるということですね。
ところで止まる時、ぶつかった相手を電離させるということは、その相手は不安定な状態になるということでしょうから、その相手が今度は放射性物質になるということでしょうか。また、その時、出るのはベータ線とX線となるのでしょうか。