2.04MeVのγ線照射で対生成した電子のその後?

ガンマ線を照射するための陽子が一個静止していたとします。いまこの陽子をめがけて、エネルギー2.04MeVのガンマ線が照射されたとします。このとき、陽子近傍の真空からは、電子と陽電子の対が生成される場合があることが知られています。このような場合、約1.02Mevのエネルギーを持つ陽電子は遠方まで飛び去るのに対し、電子の方は遠方に飛び去らずに、すぐにガンマ線を放出して速度を落とし、近傍にあった陽子に取り込まれて陽子内に吸収されたり、吸収されないまま陽子と水素原子を生成したりする場合がある兆候は、観測されていますか？　もし、そのような過程が観測されている場合、実際に電子が放出するガンマ線のエネルギーの実験値を教えてください。またこのような情報が得られる教科書、論文等があったら教えて下さい。

No.1 ベストアンサー 回答者： spring135 回答日時： 2014/03/02 18:51

いわゆる対生成の話でエネルギーが物質に変換される例になっています。

＞約1.02Mevのエネルギーを持つ

最大0.51Mevと考えるべきです。対生成に1.02Mevのエネルギーを使い、陽電子で余剰のエネルギーを半分づつ持つと考えられます。核との衝突等によるエネルギーロスがあります。

＞陽電子は遠方まで飛び去るのに対し、電子の方は遠方に飛び去らずに、すぐにガンマ線を放出して

根本的な誤解です。陽電子は周囲物質の外核電子等とすぐに対消滅してガンマ線になります。電子は核外電子と衝突しながら減速します。

この回答へのお礼

早速のご回答、ありがとうございました。陽電子については理解できました。電子の場合の説明も了解しました。ただ、ごく稀に電子も独自にガンマ線を放出して(不自然ですが)、近傍の陽子と水素原子を生成してしまう例はないのでしょうか？　それと核との衝突におけるエネルギーロスはどのように考えたら良いでしょうか？　私はガンマ線は陽子近傍の真空の一点で、核とは衝突することなしに電子と陽電子を生成させると理解しているのですが。

お礼日時：2014/03/02 19:39

No.2 回答者： spring135 回答日時： 2014/03/02 21:07

＞ただ、ごく稀に電子も独自にガンマ線を放出して(不自然ですが)、近傍の陽子と水素原子を生成してしまう例はないのでしょうか？　

近傍の陽子とは要するに水素イオンのことかと思いますが、電子と水素イオンの結合は十分発生するでしょう。

＞それと核との衝突におけるエネルギーロスはどのように考えたら良いでしょうか？　

いわゆる仕事関数という量で一般的に使われている考え方です。

＞私はガンマ線は陽子近傍の真空の一点で、核とは衝突することなしに電子と陽電子を生成させると理解しているのですが。

そのような条件があってそれを満たせば可能かもしれませんが一般的には否定されています。

陽電子を実用的に生成する方法は必ずターゲットの金属の原子核との衝突を用います。

この回答へのお礼

回答者様へ:迅速な回答を二度もいただき、誠にありがとうございます。私自身の今後の理解の手助けになったと確信しております。

お礼日時：2014/03/03 09:54