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放射線物理学

索引 放射線物理学

放射線物理学(ほうしゃせんぶつりがく、Radiation physics)とは、放射線と物質の相互作用を研究する物理学の分野である。 電離放射線が物質に照射されれば、ミクロの世界では(時にはマクロレベルでも)エネルギーのやりとりが発生し、原子・分子や原子核などが散乱したりエネルギーが吸収されたりして、分子結合を破壊したり、原子を励起・電離させたり、放射線の種類やエネルギーによっては原子核へも影響を及ぼす。.

23 関係: 培風館原子原子核対生成中性子捕獲保健物理学チェレンコフ放射制動放射分子ガンマ線コンプトン効果シンクロトロン放射光光電効果光核反応物理学電子電荷X線核分裂反応放射線放射線分解放射性崩壊散乱

培風館

株式会社培風館(ばいふうかん)は、理学、工学、心理学などの大学向け教科書を中心とした出版社である。 創業者は山本慶治(1881-1963)。山本は兵庫県の豪農の家に生まれ、1908年東京高等師範学校英語科卒、1910年同教育研究科修了、奈良女子高等師範学校講師。岡本米蔵の紐育土地会社に勤務、その出版部門常務となり、1938年培風館として独立。当初は東京高等師範学校の教科書を刊行していた。1962年その長男の山本俊一(1910-2008、東大工学部卒)が社長となり、67年次男の山本健二(1912-93)が継ぐ。健二の死後その子の山本格が社長となる。.

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原子

原子(げんし、άτομο、atom)という言葉には以下の3つの異なった意味がある。.

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原子核

原子核(げんしかく、atomic nucleus)は、単に核(かく、nucleus)ともいい、電子と共に原子を構成している。原子の中心に位置する核子の塊であり、正の電荷を帯びている。核子は、基本的には陽子と中性子から成っているが、通常の水素原子(軽水素)のみ、陽子1個だけである。陽子と中性子の個数、すなわち質量数によって原子核の種類(核種)が決まる。 原子核の質量を半経験的に説明する、ヴァイツゼッカー=ベーテの質量公式(原子核質量公式、他により改良された公式が存在する)がある。.

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対生成

対生成(ついせいせい、Pair production)とは、光と物質との相互作用に関する量子力学用語で、エネルギーから物質(粒子と反粒子)が生成する自然現象を指す。逆反応は対消滅。 1930年、ポール・ディラックが2年前に発表したディラック方程式の解として予言し、1932年、カール・デイヴィッド・アンダーソンの電子対生成発見により立証された。その後加速器実験により、各中間子やミュー粒子、陽子についても観測されている。.

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中性子捕獲

原子核物理学における中性子捕獲(ちゅうせいしほかく、neutron capture)とは、核反応の一種で、中性子が原子核に吸収されたのちにガンマ線を放出する現象〔(n, γ)反応〕を言う。.

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保健物理学

保健物理学(ほけんぶつりがく、英:health physics)とは、放射性物質に由来した放射線障害に対する系統的な放射線防護について調査・研究を行う学術分野である。.

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チェレンコフ放射

チェレンコフ放射(チェレンコフほうしゃ、Čerenkov radiation)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よりも速い場合に光が出る現象。チェレンコフ効果ともいう。このとき出る光をチェレンコフ光、または、チェレンコフ放射光と言う。 この現象は、1934年にパーヴェル・チェレンコフにより発見され、チェレンコフ放射と名付けられた。その後、イリヤ・フランクとイゴール・タムにより、その発生原理が解明された。これらの功績により、この3名は1958年のノーベル物理学賞を受けた。.

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制動放射

制動放射(せいどうほうしゃ)、制動輻射(せいどうふくしゃ)は、荷電粒子が電場の中で急に減速されたり進路を曲げられたりした際に発生する電磁波放射である。ドイツ語で Bremsstrahlung(ブレームシュトラルンク、意味はbrake + radiation)と言い、英語でも普通この用語が用いられる。 この現象はニコラ・テスラにより発見された。最初、厚い金属の標的中で高エネルギー電子が止められた際に観測されたことからこのように呼ばれている。制動放射は連続スペクトルを持つ。 制動放射にはシンクロトロン放射が含まれる。しかし狭義の意味で原子により電子が止められることについて言われる。 X線管でX線を人工発生させる原理は制動輻射である。高速の電子がターゲットに衝突することにより、ターゲット内で制動放射が発生する。 ベータ線を鉛などで遮蔽する場合、ベータ線の侵入を防ぐことを考慮するだけでなく、制動放射によるX線の侵入にも注意を払う必要がある。.

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分子

分子(ぶんし)とは、2つ以上の原子から構成される電荷的に中性な物質を指すIUPAC.

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ガンマ線

ンマ線(ガンマせん、γ線、gamma ray)は、放射線の一種。その実体は、波長がおよそ 10 pm よりも短い電磁波である。 ガンマ線.

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コンプトン効果

ンプトン効果(コンプトンこうか、Compton effect)とは、X線を物体に照射したとき、散乱X線の波長が入射X線の波長より長くなる現象である。これは電子によるX線の非弾性散乱によって起こる現象であり、X線(電磁波)が粒子性をもつこと、つまり光子として振る舞うことを示す。また、コンプトン効果の生じる散乱をコンプトン散乱(コンプトンさんらん、Compton scattering)と呼ぶ。 .

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シンクロトロン放射光

ンクロトロン放射光(シンクロトロンほうしゃこう、Synchrotron Radiation)とは、荷電粒子が磁場の中で加速されるとき放射される光(放射光)の一種であり、 特にシンクロトロンを用いて加速した場合に射出する光を指す。 シンクロトロン放射光の特徴は.

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光電効果

光電効果(こうでんこうか、photoelectric effect)とは、外部光電効果と内部光電効果の総称である。単に光電効果という場合は外部光電効果を指す場合が多い。内部光電効果は光センサなどで広く利用される。光電効果そのものは特異な現象ではなく酸化物、硫化物その他無機化合物、有機化合物等に普遍的に起こる。.

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光核反応

光核反応(ひかりかくはんのうデジタル大辞泉、小学館、photonuclear reaction 長倉三郎ほか編、『』、岩波書店、1998年、項目「光核反応」より。ISBN 4-00-080090-6)とは高エネルギーのガンマ線(光子)を原子核に照射したときに起こる核反応の事である。 起こりうる核反応はガンマ線のエネルギーや標的核の性質などにも依存するが、核子やアルファ線や重陽子といった粒子放射線を放出したり、ガンマ線散乱や巨大共鳴といった反応引き起こす事もある。ガンマ線エネルギーが大きくなれば、パイ中間子やK中間子などを放出する事もある。 光核反応は強い力や弱い力を媒介とする他の核反応と異なり比較的良くわかっている電磁相互作用である為、核構造の性質なども得る事ができる。.

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物理学

物理学(ぶつりがく, )は、自然科学の一分野である。自然界に見られる現象には、人間の恣意的な解釈に依らない普遍的な法則があると考え、自然界の現象とその性質を、物質とその間に働く相互作用によって理解すること(力学的理解)、および物質をより基本的な要素に還元して理解すること(原子論的理解)を目的とする。化学、生物学、地学などほかの自然科学に比べ数学との親和性が非常に強い。 古代ギリシアの自然学 にその源があり, という言葉も、元々は自然についての一般的な知識の追求を意味しており、天体現象から生物現象までを含む幅広い概念だった。現在の物理現象のみを追求する として自然哲学から独立した意味を持つようになったのは19世紀からである。 物理学の古典的な研究分野は、物体の運動、光と色彩、音響、電気と磁気、熱、波動、天体の諸現象(物理現象)である。.

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電子

電子(でんし、)とは、宇宙を構成するレプトンに分類される素粒子である。素粒子標準模型では、第一世代の荷電レプトンに位置付けられる。電子は電荷−1、スピンのフェルミ粒子である。記号は e で表される。また、ワインバーグ=サラム理論において弱アイソスピンは−、弱超電荷は−である。.

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電荷

電荷(でんか、electric charge)は、素粒子が持つ性質の一つである。電気量とも呼ぶ。電荷の量を電荷量という。電荷量のことを単に電荷と呼んだり、電荷を持つ粒子のことを電荷と呼んだりすることもある。.

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X線

透視画像。骨と指輪の部分が黒く写っている。 X線(エックスせん、X-ray)とは、波長が1pm - 10nm程度の電磁波のことを言う。発見者であるヴィルヘルム・レントゲンの名をとってレントゲン線と呼ばれる事もある。放射線の一種である。X線撮影、回折現象を利用した結晶構造の解析などに用いられる。.

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核分裂反応

核分裂反応(かくぶんれつはんのう、nuclear fission)とは、不安定核(重い原子核や陽子過剰核、中性子過剰核など)が分裂してより軽い元素を二つ以上作る反応のことを指す。オットー・ハーンとフリッツ・シュトラスマンらが天然ウランに低速中性子(slow neutron)を照射し、反応生成物にバリウムの同位体を見出したことにより発見され、リーゼ・マイトナーとオットー・ロベルト・フリッシュらが核分裂反応であると解釈し、fission(核分裂)と命名した。.

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放射線

放射線(ほうしゃせん、radiation、radial rays)とは、高い運動エネルギーをもって流れる物質粒子(アルファ線、ベータ線、中性子線、陽子線、重イオン線、中間子線などの粒子放射線)と高エネルギーの電磁波(ガンマ線とX線のような電磁放射線)の総称をいう。「放射線」に全ての電磁波を含め、電離を起こすエネルギーの高いものを電離放射線、そうでないものを非電離放射線とに分けることもあるが、一般に「放射線」とだけいうと、高エネルギーの電離放射線の方を指していることが多い 。 なお、広辞苑には「放射性元素の放射性崩壊に伴い放出される粒子放射線と電磁放射線(主にアルファ線、ベータ線、ガンマ線)を指す」広辞苑第五版 p.2432【放射線】、とあるが、これは放射性物質の放射能を問題とする文脈ではそれを指す、というくらいの意味である。.

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放射線分解

放射線分解(ほうしゃせんぶんかい、radiolysis)とは、放射線が物質に当たって化学結合を破壊したり、予期しない化学反応を引き起こしたりすることをいう。電離放射線が物質に当たると電子を励起させたり電離させて引き剥がしてしまい、その結果分子が破壊されたり原子が励起したりといった反応が起こって、分子レベルで別の物質に変化したり、化学反応などを引き起こしてしまうということである。より広義には、放射線の照射によって生じた物質との化学反応も含めて放射線分解の対象とする長倉三郎ほか編、『 』、岩波書店、1998年、項目「放射線分解」より。ISBN 4-00-080090-6。 放射線分解の詳細は不明な部分もまだ多いが、放射線を照射してはじめにできるイオン、励起種、遊離基がその後に化学反応などで出来る生成物の開始剤となっているとされている。 放射線分解の過程は放射線のエネルギーが物質に吸収される過程と、その結果生じた物質が引き起こす化学反応が終了するまでの過程に分類する事ができ、前者が放射線物理学、後者が放射線化学の狭義の対象となる。.

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放射性崩壊

放射性崩壊(ほうしゃせいほうかい、radioactive decay)または放射性壊変(ほうしゃせいかいへん)、あるいは放射壊変(ほうしゃかいへん)とは、構成の不安定性を持つ原子核が、放射線(α線、β線、γ線)を出すことにより他の安定な原子核に変化する現象の事を言う。放射性物質が放射線を出す原因はこの放射性崩壊である。.

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散乱

散乱(さんらん、)とは、光などの波や粒子がターゲットと衝突あるいは相互作用して方向を変えられること。.

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