X線発生で失われた電子はどうやって補われるのでしょうか？

X線の発生は、電子が飛ばされたとき(光電効果・コンプトン効果)、失われた電子殻の孔を埋めるためにその外側の電子軌道から電子が内殻に移動してくることで補われます。そのときに、もともと持っていた電子のエネルギーから、内殻に移ることで余分となるエネルギーを特性X線として発生させていると習いました。その外に出来た電子殻の孔には、またさらにその外の軌道から補われ、そのときにも特性X線が発生し、その外は、さらにその外側から補う・・・この繰り返し(K線、L線、M線・・・)。しかし、そうなると結局、総電子数が足りなくなるように思います（最外殻の電子は補ってくれるその外の軌道がないので、ひとつ減ったままで終わる）。最外殻電子の数が変われば、結合状態が変化してしまい、物質そのものが変化してしまうと思うのですが、実際たいていの物質は、X線を何時間照射しても、基本的な構造は変化しません。つまり、その場合は、電子が元の状態に戻るように、どこからか補われていると思うのですが、X線発生で失われた電子はどうやって補われるのでしょうか？外殻に行くほど電子の持つエネルギーも大きくなるので、失われた最外殻電子を補ってくれている相手は一体何なのでしょう？よろしくご回答お願い申し上げます。

No.3 ベストアンサー 回答者： akepurin 回答日時： 2005/01/29 23:06

Ｘ線による電離に限らず、摩擦による静電気の発生等、電子放出による＋イオン発生は珍しい現象ではありません。

大気中の空気も、紫外線等により常にイオン化されています。

この回答への補足

ご返答ありがとうございます。X線の照射により、数千、数万の荷電粒子が飛び出して、計数管は数万cpsの数値を示し、電子が飛び出した原子部分はそのままイオン状態になってしまっていたとしても、物質1mol当りの原子数がアボガドロ数個(6.022×10^23)であることを考えれば、その程度のイオン化による原子構造の崩壊は、確かに物質全体の構造からみれば痛くもかゆくもないかもしれませんね。逆に、ビームを数ミクロンに絞った電子プローブ分析などの微小領域から発生する特性X線を観察する場合などは、電子線を1箇所に長時間照射しておくと、反射電子像で見ると照射部分が黒くなってしまっています。そして、いったんビームを当ててその部分を黒くしてしまうと、もうそこは元に戻らず、ずっとそのままですよね。これはつまり、黒くなった部分は総電子数が周囲よりも相対的に減少していることを示しているので、物質から飛び出していった電子は、補われることなくそのままの状態でい続けていることを証明していることだとも言えます。したがって、『X線発生で失われた電子はどうやって補われるか』の答えは⇒『補われない』が正解のようですね。ヒントを与えて頂きありがとうございました。

補足日時：2005/02/13 19:01

No.2 回答者： yamaichiro 回答日時： 2005/01/29 19:11

↓この絵で言ったら、陰極から飛んできた電子が

はじき飛ばしたあと最外殻に収まるのかと。

でも、こっちだと何も書いてないので確かに疑問。
励起X線は電子じゃないし。

http://www.spring8.or.jp/j/publication/SP8_news/ …

参考URL：http://www.fujifilm.co.jp/fms/xray/xray02.html

No.1 回答者： kaitaradou 回答日時： 2005/01/29 18:14

私にも教えてください！