問題149 放射線

解説

直感的理解
放射線には3種類あり、その正体と性質を整理して覚えましょう。

放射線の種類と性質:

α線:ヘリウム \({}^4_2\text{He}\) の原子核。電荷+2e。電離作用が最も強く、透過力が最も弱い(紙で止まる)。

β線:高速の電子。電荷-e。電離作用・透過力は中程度(アルミ板で止まる)。

γ線:波長の短い電磁波。電荷0。電離作用が最も弱く、透過力が最も強い(鉛や厚いコンクリートで減衰)。

数値計算:放射線の飛程:

$$\text{α線(空気):約 5 cm}$$ $$\text{β線(空気):約 1 m}$$ $$\text{γ線の半価層(鉛):約 1 cm}$$
答え: α線=ヘリウム核(+2e)、β線=電子(-e)、γ線=電磁波(電荷0)
補足:仕事とエネルギーの関係

仕事-エネルギー定理より、合力がした仕事は運動エネルギーの変化に等しい:

$$W_{\text{合}} = \Delta E_k = \frac{1}{2}mv^2 - \frac{1}{2}mv_0^2$$
Point

電離作用:α > β > γ。透過力:γ > β > α。電荷:α(+2e)、β(-e)、γ(0)。