β線まとめ

ブログをご覧の皆さん、こんにちは。

今日はβ線についてのまとめの記事を紹介致します。β線と物質の相互作用に関しては、本ブログでも12月5日の記事で紹介していますのでその復習になるかと思います。放射線概論第7章も確認しながらもう一度復習してください。

β^-線
・原子核とラザフォード散乱：弾性散乱
　原子核の得るエネルギーも無視されるくらい小さく、電子のエネルギー損失も無視

　できるほど小さい。
・電子との衝突：非弾性散乱（電離、励起）　　　衝突阻止能（2MeV･cm²/g）
　電子線が物質中でエネルギーを失う主要な機構である。
・制動放射線：電子のエネルギーは減少するので減速機構の一つ
　電子が原子の近くを通過すると原子核又は電子のクーロン力で曲げられて放射
　物質の原子番号の2乗に比例し、入射粒子の質量の2乗に反比例する。電子での制動

　放射のみが問題となり、陽子線やα線の制動放射は問題にならない。
・β^-線は電子線の一種であり、連続エネルギー
・連続エネルギーのβ^-線はその減衰は近似的に指数関数

　（単一のエネルギーの電子線はだめ）
・β^-線の最大飛程は最大エネルギーで決まる
・β^-線の平均エネルギーは最大エネルギーの1/3（放射線概論P.48）

・水中では電子（β^-線）が通過する際には、0.26MeV以上のエネルギーでチェレンコ

　フ放射が起こる（チェレンコフ放射とは、荷電粒子が物質中を運動する時、荷電粒

　子の速度がその物質中の光速度（c/n)よりも速い場合に光が出る現象）

　チェレンコフ放射に関しては、本ブログの10月11日の記事で紹介しています。

 

　また、平成28年度物理問15では、このチェレンコフ光が発生する電子の最小運動エネルギー求める問題が出題されています（平成24年度物理問14でも同出題あり）

β^-線の後方散乱
・散乱角は連続分布（近似的にcosθ分布：θは表面の法線となす角）
・後方散乱の強度は散乱体の原子番号とともに増加する
・散乱体の厚さが厚くなると散乱強度は飽和する

β⁺線（陽電子）
・β^-線の反粒子であるため、性質はβ^-線と同じ
・エネルギーは連続スペクトルであるが、形状はβ^-線とは異なる
・β^-線との最大の違いはβ⁺線は消滅放射線を出すこと