エネルギーから見たβ線と陰極線の違いについて

電子線とβ線の違い
http://oshiete.goo.ne.jp/qa/1737461.html
電子線とβ線
http://oshiete.goo.ne.jp/qa/2706803.html
β線と陰極線
http://oshiete.goo.ne.jp/qa/3160092.html
電子線とβ線の違いはなんですか？
http://detail.chiebukuro.yahoo.co.jp/qa/question …
放射線の一つであるβ線と、放電との違いは何でしょうか？
http://detail.chiebukuro.yahoo.co.jp/qa/question …
電子線とベータ線の違いは、どこで分かれているのですか？
http://detail.chiebukuro.yahoo.co.jp/qa/question …

同じ空中を飛ぶ電子のβ線と陰極線の違いについては上記の幾つかの質問が
出されて回答されています。
これを読むと、β線が原子核のβ崩壊により放出されるもの。陰極線が、熱
電子放出や光電効果などにより放出され、大体、電界により飛ぶ方向づけが
されているものの違いは分かります。
陰極線は、真空管・蛍光燈やテレビなどのCRT(cathode ray tube)などで利
用され、日常生活でも普通に浴びているものと思われます。

例えば生物の体に与える影響と言う側面から見ると、この辺りの違いがよく
わかりません。
一つ考えられるのは、β線などの粒子放射線は以下の式で表されるエネルギ
ーを持った粒子と見ることができます。
E=hv (h:Planck's constant v:物質波として見た振動数)

β線は、振動数が大きいため高いエネルギーを持っている。
陰極線は、そう言う振動数が非常に少ないものだと思っています。
こういう考え方で合っているのでしょうか。

β線は高エネルギーを持っている為、人の体に被曝するとDNA などを破壊し
放射線障害を起こします。陰極線でそんな話は聞いたことがありません。

No.2 回答者： foobar 回答日時： 2011/04/24 15:06

電子線のうち、核壊変（原子核の崩壊）に伴って出てくるものをβ線と呼んでいる、というのが適切かと思います。

加速器などの電子線を発生する設備では、放射線障害の予防に関する法律で、機器の管理や人の立ち入りが制限されています。こうすることで、障害を防止しているかと思います。

この回答へのお礼

tadysさん、foobarさん、回答有難うございます。

お礼日時：2011/05/03 20:53

No.1 ベストアンサー 回答者： tadys 回答日時： 2011/04/24 14:48

基本的には電子線とβ線は同じものです。

β線には電子ではなく陽電子のものもあるのでこちらは違いますね。
通常、電気的な装置を使って人為的に発生させたものを電子線と呼びます。

β線のもつエネルギーは通常、数keV～数MeV程度の値を持ちます。（実際には上限は無い）
1keVは電子一個を1keVの電圧で加速した時にその電子が持つエネルギー、1Mevは100keV
http://www.med.teikyo-u.ac.jp/~ric/html/RI-HP6/k …

14インチのブラウン管テレビではブラウン管にかける電圧は20kVぐらいです。
20keVのエネルギーを持つβ線が空気中を伝わる距離は数mmですのでブラウン管のガラスを通過して出てくることは有りません。
ブラウン管では電子線が管面に当たる時に発生するX線のほうが問題となりますが、危険なX線が害を及ぼさないように安全規格が定められています。

人工的な電子線（電子ビーム）は、溶接などの機械加工に利用されています。
例えばこの例では加速電圧は６０kVです。
http://www2.odn.ne.jp/~aah27750/denshibeem.html# …

エネルギーの高いほうの例では筑波にあるKEKのBファクトリーで、電子ビームのエネルギーは80億電子ボルトとされています。β線とは呼んでいませんね。
http://www.kek.jp/openhouse/contents/kekbtunnel. …

この回答への補足

tadysさん、foobarさん、ご回答、有難うございます。

14[in]ブラウン管テレビ(電圧20[kV])で加速された程度の電子ならば、仮に
人の体に当たっても透過もできないし何ともないと言う所でしょうか。
20[kV]での加速による速度をｖ[m/s]とすると。
電気素量:1.602*10^-19=1.602e-19[C]指数表示
0.02*1.602e-13=1/2*9.109e－31*v^2
この非相対論的な計算では速度v≒83870000[m/s]となります。この計算であ
っているのかどうかわかりません。

電子ビームは各電子のエネルギーの他に、電子線の強度(粒子数)が多いので
、金属を溶接できと思います。
原子核のβ崩壊によるβ線について、沃素131のβ崩壊で606[keV]、Caesium137
で512[keV]のエネルギーをもつβ線が放出されます。

>>foobarさん
>>機器の管理や人の立ち入りが制限されています。
KEKのB factoryで8[GeV]で加速された電子はβ線という言い方はしないです
が、速度は光速に近く、これくらいの速度になると人間が照射を受けた時の
障害について考慮しないといけないです。

因みに電磁波放射線の一つであるγ線。
ラジオの電波、それに光も電磁波の一種です。これは、普段の日常生活で浴
びていますが体への危害は考慮されません。γ線はそれの持つ高エネルギー
ゆえに生物の染色体などを破壊する可能性に留意しないといけません。
γ線は、波長10[pm]以下、周波数30[EHz]以上の電磁波です。
原子核のβ崩壊によるγ線について、沃素131のβ崩壊で364[keV]、Caesium137
で662[keV]のエネルギーをもつγ線が放出されます。
沃素131のγ線の振動数ν[Hz]を計算すると。
Planck constant:h=6.626e-34[Js]
ν=E/h=0.364*1.602e-13/6.626e-34≒8.8e19[Hz]=88[EHz]
約88[EHz]となります。

補足日時：2011/04/25 23:03