α線とβ線の辿り着く先

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質問者：kenzou03
質問日時：2014/11/16 11:07
回答数：6件

α線もβ線もその粒子が持っているエネルギーにより、到達距離が決まりますが、最終的にエネルギーが失われたらこれ以上移動出来ないと思われます。するとこれ以上は無害になるのでしょうか。

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回答 (6件)

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No.6

回答者： doc_somday
回答日時：2014/11/16 17:04

何かへんてこな議論になっている様な気がします。

問題は二つあります。
１)つまりいずれもγ線とは異なり「質量を持つ、化学種」だと言うことと、
２)放射されたとき運動エネルギーを持って居ると云う事です。

面倒なので均一な「媒体」に衝突するとしましょう、
β線、媒体と相互作用し運動エネルギーが充分大きいと媒体の電子をはぎ取り散乱させながら進み
運動エネルギーが閾値まで下がると媒体の電子になるつまり媒体が陰イオンになっておしまい。
この時閾値から活性化されていない状態へは媒体の陰イオンが「暴れ回る」つまり運動エネルギー、熱エネルギーになる。跳ね飛ばされた電子は最初のβ線と同じ事をする。

α線、媒体と正面衝突しますが、初めはβ線と同様媒体の電子をまき散らします、だがβ線と比べ余りにも大きいので運動エネルギーの損失が巨大ですぐ止まってしまいます。最後は媒体から電子を引き抜きヘリウム原子になろうとします。このときも「活性化」されているので、光(可視光から赤外線、マイクロ波まで)を出したりしますが、それで終わり。

β線がα線と異なる点は電荷とは余り関係なく、レプトンかハドロンかの差です、早い話前者は「構造が無い」
がα線は原子になれる、だからβ線の行動は単純でα線の行動は複雑で「ありうる」

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No.5

回答者： Tann3
回答日時：2014/11/16 13:50

　No.3です。

少し補足します。

　アルファ線もベータ線も、「物質中（空気中も含む）で他の原子核・電子と電気的に相互作用して速度を落とす」と書きましたが、これによってエネルギーが相手の「原子核・電子」に移り、最終的には「熱エネルギー」の形で拡散していくということです。
　分散した「熱エネルギー」は、通常存在するものと同じですから、危険ではありません。

　また、No.1さんが「空気中の酸素の原子とぶつかれば、その酸素の運動量がα線に付加されて跳ね返るので速度は上がりますね」と書かれていますが、「衝突によって速度が上がる」ということはあり得ません。相手の質量が無限大で、理想的な完全弾性衝突の場合で「速度が同じ」（反発係数＝１）であり、それ以外の場合では必ず速度は小さくなります（反発係数＜１）。空気中の酸素分子は、熱運動程度のエネルギーしか持っていませんので。
　つまり、相互作用を繰り返せば、必ず速度は小さくなって行きます。速度が下がれば運動エネルギーは小さくなります。その分のエネルギーが熱エネルギーに変わって拡散していくということです。（分子・原子の四方八方向きのランダムな運動エネルギーが、「熱エネルギー」そのものです）

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No.4

回答者： kamobedanjoh
回答日時：2014/11/16 12:55

物質やエネルギーが消えてなくなることはありません。

何らかの作用を起こして他の物質、またはそれらが持つエネルギーに転換されて行きます。
エネルギーや物質への転換の過程で、人体に有害な場合も、有益な場合も生じます。
天然ウランは崩壊によって幾つかの過程を経てラジウム似変化し、温泉治療に利用されたりします。最終的には、ウランは鉛に変わります。

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No.3

回答者： Tann3
回答日時：2014/11/16 12:46

　はい、無害になります。

　荷電粒子が大きなエネルギーを持っている（速度が大きい）から危険なのです。

　アルファ線であれば、ヘリウム原子核そのもの（陽子2個＋中性子2個、正電荷）ですので、物質中（空気中も含む）で他の原子核・電子と電気的に相互作用して速度を落とす、あるいは他の原子から電子を奪ってただの「ヘリウム原子」になれば、もはや危険ではありません。
　ヘリウムに電子を奪われた原子は「正イオン」になるだけです。

　ベータ線であれば、電子そのもの（負電荷）ですので、物質中（空気中も含む）で他の原子核・電子と相互作用して速度を落とす、あるいは、他の原子に取り込まれて軌道電子になれば、もはや危険ではありません。
　電子を取り込んだ原子は「負イオン」になるだけです。