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放射線

放射線は、波や粒子の形で移動するエネルギーであり、私たちの日常環境の一部です。人は、宇宙線による放射線や、土壌、水、食物、空気、体内などに含まれる放射性物質にさらされています。人工放射線源は、医療、産業、研究で広く使用されています。

学習目標：

• 放射線とは
• エネルギーと放射線
• 放射線の種類
• 日常生活における放射線の例
• 黒体放射
• 放射線と放射能の違い

放射線とは

放射線は、源から発生し、波、光線、または粒子の形で空間を移動するエネルギーです。このエネルギーには電場とそれに関連する磁場があり、波のような性質を持っています。放射線は「電磁波」とも言えます。

このエネルギー伝達方法は、伝導や対流の場合のように、エネルギー源と物体の間の接触に依存しません。また、エネルギーの移動が放射線によって行われる場合、導電性媒体はありません (宇宙など)。媒体がないということは、熱が通過する物質がないことを意味します。質量は交換されず、放射の過程で媒体は必要ありません。

エネルギーと放射線

放射線は運動エネルギーです。

• 電磁放射 (EMR) は、波の形で移動するエネルギーを指します。 EMR についての別の考え方は、光子と呼ばれる問題のないエネルギーの束です。光子は、空間を通してエネルギーを運ぶエネルギーの「パッケージ」です。
• もう 1 つのタイプの放射線は微粒子で、小さな粒子 (電子、アルファ粒子) がエネルギーを運びます。粒子状放射線は、放射性物質や線形加速器から発生する可能性があります。

放射線の種類

放射線には大きく分けて非電離放射線と電離放射線の 2 種類があります。

• 非電離放射線

  非電離放射線は、電離を引き起こすエネルギーが不十分な電磁スペクトルの一部の放射線です。これには、電場と磁場、電波、マイクロ波、および赤外線、可視光線、紫外線からなる光放射が含まれます。

  非電離放射線は、波長が長く、周波数が低いほどエネルギーが低くなります。

• 電離放射線

電離放射線は、電磁波 (ガンマ線または X 線) または粒子 (中性子、ベータまたはアルファ) の形で移動する原子によって放出されるエネルギーの一種です。電離放射線は、原子から電子を取り除くことができます。つまり、電子は原子を電離することができます。

電離放射線は、短波長/高周波の高エネルギーです。

自然放射線源に関して言えば、環境中には 60 を超えるさまざまな自然発生放射性物質が存在し、ラドン ガスが人々の被ばくの最大の原因となっています。

電離放射線には次の 3 種類があります。

電離放射線は、分子レベルで物質内にイオンを生成するのに十分なエネルギーを持っています。それが人間の場合、DNAの損傷やタンパク質の変性など、重大な損傷が生じる可能性があります.これは、非電離放射線が人体に損傷を与える可能性がないということではありませんが、損傷は一般的に熱による損傷、つまり火傷に限定されます。

次の図は、電磁放射が身体とどのように相互作用するかを示しています。

日常生活における放射線の例

私たちは日常生活の中で、さまざまな線源から常に放射線にさらされていることをご存知ですか？

1. 太陽 - 最も重要なエネルギー源の 1 つは太陽です。太陽から放出される宇宙放射線は電磁波の混合物です。赤外線（IR）から紫外線（UV）まで。さらに、可視光も放出します。太陽から放出される放射線のほとんどは、大気によって吸収されます。ただし、大気に吸収されない部分は地球に到達します。人間はほぼ常にこの部分の放射線にさらされています。
2. バーナー - お湯を沸かしたり、料理をしたりしている間、再び放射線にさらされます。放射線の目に見える兆候は、物質を可能な限り加熱した場合です。たとえば、ストーブを長時間加熱すると赤く光ります。これは放射線の目に見える兆候です。ただし、目に見えて光っていなくても、熱を放射しています。
3. テレビ - テレビは、ここ数年で最も一般的な娯楽の 1 つになりました。テレビも放射線を出しています。古いテレビは人体に吸収されやすいX線波を放出し、有害でもあります。ただし、最新のテレビ セットは、液晶ディスプレイ (LCD) またはプラズマ ディスプレイを使用しています。これらは、古いテレビ セットよりも害が少ないだけでなく、X 線を生成することもできません。
4. たき火とろうそく - キャンプに行ったときはいつでも、たき火を準備して友達と一緒に日光浴をする機会があったかもしれません。キャンプファイヤーの周りに座っていると、放射線にさらされます。ろうそくを灯すときも同じです。火への曝露は放射線への曝露にもつながります
5. 医用画像処理 - 医用画像処理中に個人が高レベルの放射線にさらされることは疑いの余地がありません。 X 線、CT、および核の画像検査では、体内の臓器や構造が、高エネルギーの波長または粒子の透過によって明らかになります。
6. ステレオ - 電波は通信で最も一般的に使用されます。テレビ、携帯電話、ラジオは電波を利用し、それを振動に変換して音波を作ります。人工電波源には、発電機、送電線、電化製品、無線送信機などがあります。
7. オーブン - 電子レンジで食品を加熱するには、高レベルの放射線が使用されます。電子レンジ内の食品は、マイクロ波が食品に含まれる水分に吸収されるときに加熱されます。マイクロ波を吸収すると水分子が振動し、熱が発生します。
8. 携帯電話 - 携帯電話がアンテナから非電離放射線を放出することは、驚くことではないかもしれません。高周波放射への曝露は、耳の近くのように携帯電話が保持されている体の部分を加熱します。ただし、放射される熱の量は、体の温度を上昇させるのに十分ではありません。
9. Wi-Fi ルーター - 技術の進歩により、Wi-Fi ルーターはあらゆる家庭に普及しています。 Wi-Fi が私たちの日常生活の重要な部分になっているという事実を否定することはできません。ただし、Wi-Fi ルーターも電磁放射を放出していることを知って驚くかもしれません。このような電磁放射への曝露は、人間の健康にも影響を与える可能性があります。
10. レーザー ビーム - 光増幅誘導放射 (LASER) も放射を生成します。レーザーへの曝露は、一時的な失明、見当識障害、および頭痛の原因となることがよくあります.しかし、レーザーは、印刷、光学、DNA シーケンシング、医学と外科、レーザー切断で広く使用されています。

黒体放射

黒体は、放射の完全な放射体および吸収体として定義されます。特定の温度と波長では、黒体より多くのエネルギーを放出できる表面はありません。黒体は拡散エミッタであり、すべての方向に均一に放射を放出します。また、黒体は、波長と方向に関係なく、すべての入射放射を吸収します。

放射線と放射能の違い

放射はエネルギーの放出であり、波であれ粒子であれ、エネルギーの放出です。放射能とは、原子核の崩壊または分裂を指します。放射性物質は崩壊するときに放射線を放出します。崩壊の例には、アルファ崩壊、ベータ崩壊、ガンマ崩壊、中性子放出、自然核分裂などがあります。すべての放射性同位体は放射線を放出しますが、すべての放射線が放射能から来るわけではありません。