★ Ｘ線は全て人工で発生させたもの？

質問

まずは定義：ガンマ線は原子核から発生する高エネルギーの電磁波。Ｘ線は電子軌道間の遷移などに付随して発生する高エネルギーの電磁波という定義を使いましょう。（古い定義では、より高エネルギーなものがガンマ線というものあるため。）

自然界には放射線物質がありますので、それらが崩壊すると、余分なエネルギーを放出するためにガンマ線が放出されるわけです。（ガンマ線は核から放出されるから。）だから、自然界にはガンマ線は存在します。

それではＸ線はどうでしょうか？　レントゲンなどを含めて、Ｘ線は金属に高エネルギーの電子線を当てて発生させます。ちょっと考えてみても、自然界でこういった高エネルギーのことは起こらないので、Ｘ線は全て人間が発生させている？　これは正しいですか？

尚、Ｘ線天体なんてものもありますから、議論は地球上の話に限らせていただきます。

また、放射性物質から出たガンマ線が原子を励起してＸ線を発生させるというプロセスも考えられますが、強度的には無視できるレベルでしょうね？

回答No.5

imoriimori · ベストアンサー

γ線とＸ線の定義は、質問者様のとおりで完全に正しいです。他のかたのご意見いろいろですが、失礼ながら見当違いです。（私、Ｘ線関係分野の大学教員です。）
なお、「国家資格の放射線主任者の教科書にはこうあります」ということですが、これはあんまり理由になりませんです。教科書によりけりですけど、放射線主任者とか放射線診療技師の教科書や参考書は結構間違いが多いので、鵜呑みにされないほうが賢明かもしれません。

で、この地上で人工由来でもなく宇宙から来るものでもない自然現象のＸ線というと、なるほど言われてみればパッと出てきませんね。私がはっきりあると思い当たるのは雷の放電に伴うＸ線くらいです。むろんミクロに見ればいくらもあるでしょうけど。

お礼

定義の旗色が悪いところを助けていただき、本当にありがとうございました。

回答No.9

kenojisan

#4,8の回答者です。
私が注意すべきだと言っているのは、科学の世界では実は法令のようには、γ線とＸ線を厳密に定義してはいないのですよ、というだけのことです。実際に、今でも多くの専門解説書などで、両者をエネルギー領域で区別しています。放射線検出などの研究ならば、こちらの区別の方が合理的ですし。
発生原因によって、電磁波や電子に名前を付けること自体は、科学の世界でも普通に行われていますから、質問者さんが質問の中で法令に従った定義で、Ｘ線とγ線を区別すること自体に問題は無いと思います。
従って、実は質問の意味は、異なる電磁波の存在を聞いているのではなく、異なる電磁波発生現象の可能性を聞いているのだということが理解されていれば、OKです。
既に、#4で回答しましたが、地球上に自然放射線が有るということは、その放射線が物質と相互作用を行ってエネルギー損失する過程で、相手物質中原子の電子遷移を引き起こしたり、荷電粒子線の場合には制動輻射を起こす可能性も大きいので、Ｘ線の発生現象も生じていると思います。
また、原則的には、放射線を調べただけでは両者は区別が付きません。ただし、100keV以上の高エネルギーでエネルギーが非常に良く揃いコヒーレンスの良い電磁波なら、γ線の可能性が高いでしょうね。コヒーレンスだけで言うならSORによるＸ線も良いですが。

お礼

ありがとうございました。

回答No.8

kenojisan

#4の回答者です。私は（独）研究所で放射線従事の研究者です。
#5の方の回答が気になったので補足します。
法令上ではγ線とＸ線は質問者の定義どおりに明確に規定されており、そのために、γ線及び1Mev以上のエネルギーを持つＸ線を発生させる装置や従事者に関しては、放射線に基づく規制を受けますが、それ以外のＸ線発生装置は放射線とは違うもう少しゆるい規制で済みます。
しかし、科学的に見るならば、γ線やＸ線などのいわゆる電磁波を規定するものは、波長（エネルギー）と強度＜位相＝コヒーレンスが問題となることも有りますが＞であり、発生原因は電磁波に何の情報も残しません。
歴史的には、核反応由来の電磁波＝γ線の方が一般的には、電子線衝撃によるＸ線よりエネルギーが高い（波長が短い）場合が多かったので、今でも高エネルギー電磁波をγ線、低エネルギー電磁波をＸ線と呼ぶ人も居るくらいです。
実際には、例えばＸ線回折で使うMoのKa線は17keVもあるのに対し、メスバウアー分光に使うγ線は14keVと低エネルギだったりします。従って、科学の世界では、γ線とＸ線を異なる電磁波として扱うことは無いと思います。

補足

ご回答ありがとうございます。
このご指摘をいただくまで、定義がよくないと言ってらした方々のご主張がよく分かりませんでした。

極端な言い方をすると「原子核から発生するにしろ、電子軌道遷移にしろ、制動輻射にしろ、結局は同じ高エネルギーの光子なので、ガンマ線、Ｘ線と発生原因により区別することになんの意味があるのか」ということですね。確かに一理あるかもしれません。

しかしながら、
(1)「高エネルギーなものをγ線、低エネルギーをＸ線」という古い定義は現実に即さないので、本定義はそれよりはマシである。この点はご回答者も事例を示してご賛同いただいているわけですね。

(2)問題は結局出てくるのは高エネルギー光子と同じなので、発生過程により区別するのは意味がないという点はいかがでしょうか？　確かにあまり細かく分けることは意味がないかもしれませんが、あまり雑駁なのも。いい例が浮かびませんが、
「（固体の可視光域での）ラマン散乱と蛍光の区別：
どっちも固体にレーザーを当てて、出てくる発光を検出しているが、ずいぶん違う過程。これをどちらも出てくるのは光なので区別する必要がない」といったら苦情がでるでしょう。
例２）「あの信号は青色はLEDですか、普通のランプですか」でてくるのは青色だからどっちでもいいじゃん。そういう態度ですね。

ここで一つ疑問が。「γ線とX線、エネルギーが同じならば性質は同じですか？　コヒーレンス、その他の性質は？」

回答No.7

noname#25799

非専門家なのですが、面白そうなので探してみました。http://science.nasa.gov/headlines/y2003/18aug_xrays.htm
http://chandra.harvard.edu/photo/2005/earth/
地球のX線が宇宙から捕らえられているんですね。

他の方が言われるように太陽からのX線光子（？）（X-ray photon)が大気中の原子にぶつかればいくらでもX線が発生する余地ありという解釈でいいでしょうか。でも、太陽なしでは始まらないし、地上でないので、地球上という規定には合わない気がします。

へりくつ言い出すと雲も太陽なしでは発生しないとか、地球も単独では存在し得なかったなどなどきりがありませんね。;-p

お礼

ありがとうございました。

回答No.6

foobar

γ線は原子核由来の、X線はそれ以外短波長の電磁波で良いかと思います。

太陽からのX線
太陽の外側（コロナの領域）は高温度のプラズマがある＋太陽由来の磁束が強い→磁場中で運動する荷電粒子に作用する加速度由来のX線が発生
だったような。

お礼

ありがとうございました。

回答No.4

kenojisan

私も放射線主任者試験を受けたものなのでその定義を知っていますが、それは放射線の法律上の定義で、多分参考書などにも科学的な定義では無いと説明されていると思います。習慣的には高エネルギーのものをγ線、それよりやや低いエネルギーをＸ線と呼んでいますが、科学的には、明確な区別は無いと思いますよ。
んで、その定義に従った場合ですが。Ｘ線は荷電粒子の制動輻射でも発生するので、高エネルギーの荷電粒子、電子やα線などが電場や磁場で加速運動をすればＸ線は発生します。また、高エネルギー粒子が何か物質にぶつかれば、電子間遷移によるＸ線が発生します。
質問文中にも有るように、自然界（特に宇宙）には核反応などによる高エネルギー粒子が飛び回っていますから、これらの高エネルギー粒子が、Ｘ線を発生する機会はいくらでも有ると思いますよ。

お礼

ご回答ありがとうございます。

回答No.3

nofutureforyou

その定義は物理での定義と違うんでないかな。医学とかでの定義ではないの。同じ名前が違う物についているわけです。

お礼

ご回答ありがとうございます。

回答No.2

unos1201

定義からして問題があります。

私は、医療用レントゲンを使用したり、無線を利用することが多いのですが、波長により性格も違うことを知識として持っています。

まず、雷、それの落雷に伴う発生する広範囲のノイズにレントゲン線レベルのものも含みます。ちゃんと感光もします。

次に地殻変動にともなう断層の生成時や地盤の移動時です。これも、かなりのレントゲン線を含む波長のものが発生し、観測されます。

地球上で観測される天体からの素粒子線などが、地下深く掘られた観測点で観測されるものにも物質の衝突、素粒子の崩壊などによりレントゲン線の波長の成分も見つかります。

上記はどれも人工ではなく、自然に起こったものですので、このような回答を望むのでしたら、沢山見つかると思いますし、今後も測定できると思います。

冬に乾燥して発生する高電位のショート、これもその部位によっては、ちゃんとレントゲン線の波長も発生しています。というか、連続線として観測できるものの一つで、微小発生電磁波を観測できます。

お礼

早速のご返事ありがとうございます。

＞定義からして問題があります。
ちょっと不真面目に書いてありますが、この定義が正式な定義だと思います。国家資格の放射線主任者の教科書にはこうあります。（これが間違っていると国家試験の際に暴動が起こる。）

>無線を利用することが多いのですが、
無線とＸ線がどう関係するのですか？

>雷
これは人工Ｘ線の電子線照射と似てますから、起こると思います。

＞すみません。ものを知らないもので。
レントゲン線ってなにを意味するのですか？
レントゲンがＸ線をつかった撮影なのは知っていますが、レントゲン線とはなんですか？　波長が指定されているのですか？

＞地殻変動ですか？　これはメカニズムがよくわかりません。

＞宇宙線
１次放射線に励起されてＸ線はでるでしょうね。

＞冬の乾燥のパチパチですか？
そんなものでもＸ線がでるのですか？
「ちゃんとレントゲン線の波長成分」が発生しているとはなにで測定されているのですか？　写真乾板ですか？　半導体検出器かなにかですか？

回答No.1

omi3

太陽からもバンバンでているでしょうに。

理解に苦しむ質問ですが。

お礼

早速の回答ありがとうございます。

太陽ですか？　どういうメカニズムでしょうか？

太陽の黒体輻射温度は数千度でしょうから、黒体輻射によるＸ線発生ということではないですね。　やはり核融合が関係しているのでしょうか？　それとも内部が高温になっていることによる黒体輻射ってことはないと思いますが。
それともプラズマ状態が効いているのですかね。