エックス線が降り注がない理由

Question

エックス線は人体を通過するほど可視光線より透過能力がありますが、なぜ地上まで降り注がないのでしょうか？
人体を通過できない可視光線が大気を通過できるのにそれより透過能力のあるエックス線がなぜ透過してこないのでしょうか？

psytex1 · Accepted Answer

#3の者です。

＞大気がカットする能力があるとすればエックス線の性質と矛盾しませんか？

しません。大気は、地上において、水銀柱で76cm分の気圧（=重さ）があります。
X線室の壁に入っている１～３mmの鉛シートで止められる程度のものが、
地上まで届くわけがありません。
「X線が透過力が強い」といっても、肉や骨の影は映っているのですから、
そんなに大した透過力でもないのです。

yhr2 · Answer

No.4&5です。

＞エックス線はおそらく窒素にはほとんど影響を受けないのではないでしょうか。

放射線や、放射線と物質の相互作用に関する知識を全くお持ちではないようですね。
http://www.sky.sannet.ne.jp/s_hongo/s/r/gammareac.html

放射線と相互作用するのは「元素」ではなく、原子核や軌道電子です。
下記には「窒素」そのものは載っていませんが、原子量が大きくなるほど反応断面積（反応確率に相当）が大きくなっているのが分かるでしょう。
http://www.sky.sannet.ne.jp/s_hongo/s/r/atomxsec.html

＞オゾンに吸収能力があるのなら鉛を使わずにオゾンを使えばいいわけです。
＞オゾンはお礼で書いたようにレントゲン室で使われていない時点で遮蔽能力はないと考えていいのではないでしょうか？

物質の「原子核」や「電子」の密度は、当然のことながら「気体」よりも「個体」の方が高いです。
遮蔽性能が、「原子核」や「電子」の密度に関係することは、上の「相互作用」が理解できれば分かるはずです。

＞あと、大気の厚さは100㎞です。そこから先が宇宙空間と定義されています。

大気は連続的に薄くなっていくので「どこまで」と定義することに意味はありませんが、通常は高度500km程度までを「大気圏」と呼んでいるようですよ。
https://ja.wikipedia.org/wiki/%E5%9C%B0%E7%90%83%E3%81%AE%E5%A4%A7%E6%B0%97
http://hajihaji-lemon.com/%E5%A4%A7%E6%B0%97%E5%9C%8F/

yhr2 · Answer

No.4です。少し補足。

「高が大気」とお考えかもしれませんが、大気ってけっこう重いのです。
普段大気の浮力の中にいるので気付きませんが、「熱気球」程度の体積で大人数人を浮き上がらせるぐらいの重量があります。

０℃で、約 1.3 kg/m³ だそうです。
https://ja.wikipedia.org/wiki/%E7%A9%BA%E6%B0%97

これでNo.4の計算をしてみてください。

yhr2 · Answer

X線、ガンマ線は、可視光線と同じ「電磁波」です。電磁波と物質の相互作用は、その波長に依存します。

可視光線は、通常の個体などと相互作用して通過できないので、「影」ができます。

X線、ガンマ線は、可視光線よりも透過性がありますが、それでも「相互作用」はします。物質中の原子・分子内の「原子核」や「電子」と衝突・吸収されてエネルギーを失います。
　そもそも、「レントゲン写真」だって、全てを透過させたら臓器の「映像」は写りません。「骨」や「臓器」などが「透過しにくい」ので映像に濃淡ができることで体内を撮影できます。

大気も含め、物質中を通過すれば、X線、ガンマ線も散乱・吸収されて減衰します。
　「レントゲン施設」などの遮蔽は、厚さ数センチ程度の鉛板です（鉛は原子番号が大きいので、個体金属にすると体積当たり電子の数が多い）。「大気」は密度が小さいにしても、厚さは500kmあります。

こんなところを参考に、大気の場合の減衰を計算してみてはいかがでしょうか。
http://rokamoto.sakura.ne.jp/education/nuclearpower/gammareduction2-qa131121.pdf

psytex1 · Answer

そもそも、なぜ人間が可視光線の波長を利用しているかといえば、
太陽光の中でその波長域が最も強いからです。（図参照）
図で、波長の短い方は、急激に減っていますが、そのあたりが
紫外線で、X線はそのさらに外側なので、「降り注ぐ」訳がないのです。

isoworld · Answer

宇宙からは宇宙線と総称される放射線が常に地上にも降り注いでいるんですよ。その中には、エックス線の兄弟みたいなγ（ガンマ）線と呼ばれるエネルギーが高くて多くの物質を貫通するものもあります。

このγ線は、人間の体でも貫通します。私は夜間に長時間かけて星空の写真撮影をしていますが、γ線がCMOSと呼ばれる撮像素子の画素を貫通すると、その画素が電子的に励起（刺激）されて小さな輝点として写り込みます。実際、一晩中撮影していると、（星とは別の）輝点の写り込みが幾つも見られます。
γ線は時として大量に降ってくることがあり（それはガンマ線バーストと呼ばれます）、星空を撮影しているときにたまたまガンマ線バーストに当たると、撮った写真には（星とは別の）無数の輝点が写り込んでいます。

γ線がCMOSの画素に当たると、それを損傷させることもあります。損傷した画素は、ホットピクセルになることがあるんです。つまり、そこから信号が出っぱなし（故障）になって、いつも輝点が写っているという具合になります。

当然、γ線が人間の体（細胞）を貫通するときに、そこのＤＮＡを壊すこともあります。ですが人間の体はよくしたもので、新陳代謝で古い細胞が新しい細胞に生まれ変わるときに壊れたＤＮＡは修復され、元の正常な細胞に戻るんです。ですが…まれに修復失敗して異常な細胞になることがあり、これが癌化することがあるとされています（癌の原因がすべてガンマ線という意味ではありません）。
人間の体を貫通しているγ線はものすごい数あり、ＤＮＡの損傷も数多いのですがほとんどは完全に修復されていますので、私たちは常に宇宙から人体を貫通する宇宙線に見舞われているという認識がありません。

1paku · Answer

各種の放射線のことなら、オゾン層やバンアレン帯などで大部分がカットされます。
また太陽から発生する放射線は、その距離でかなり影響が小さくなってます。

エックス線が降り注がない理由

#3の者です。

No.4&5です。

No.4です。

X線、ガンマ線は、可視光線と同じ「電磁波」です。

そもそも、なぜ人間が可視光線の波長を利用しているかといえば、

宇宙からは宇宙線と総称される放射線が常に地上にも降り注いでいるんですよ。

各種の放射線のことなら、オゾン層やバンアレン帯などで大部分がカットされます。

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