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X線とガンマ線の違いについて

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前の投稿 - 次の投稿 | 親投稿 - 子投稿.1 .2 | 投稿日時 2013/11/28 15:33
かんねん  スタッフ   投稿数: 40
 X線とガンマ線の違いを理解できているのかどうか自信がないので伺います。

 wikipediaによると、

「X線の波長域はガンマ線のそれと一部重なっている。これは、X線とガンマ線との区別が波長ではなく発生機構によるためであり、波長からX線かガンマ線かを割り出すことはできない。軌道電子の遷移を起源とするものをX線、原子核内のエネルギー準位の遷移を起源とするものをガンマ線と呼ぶ。」とあります。

 「軌道電子の遷移」と「エネルギー準位の遷移」の違いがわかりません。


 X線の方は、

「対陰極として銅、モリブデン、タングステンなどの標的に、加速した電子ビーム(30 keV程度)を当て原子の1s軌道の電子を弾き飛ばす、すると空になった1s軌道に、より外側の軌道(2p、3p軌道など)から電子が遷移してくる。この遷移によって放出される電磁波がX線(特性X線)である。この時、軌道のポテンシャルエネルギーの差で電磁波の波長が決まる。」と書いてありました。

 ということは、「軌道電子の遷移」とは、「はじき飛ばされた電子の空席に、エネルギー準位の高いところから電子が移動してくること」のようですね。

 一方のガンマ線の方は、今ひとつはっきりとした記述が見当たらないのです、私の理解は、

「ガンマ崩壊の衝撃により、電子がエネルギー準位の高い軌道に舞い上がって励起状態になり、それが基底状態(または下位の軌道)に落ちるとき放出される。」

なのですが、合ってます?

 もし合っているとすれば、「エネルギー準位の遷移」が意味するのは、「電子が下位に空白を持ったまま、上位に移動したものが元に戻ること」になりそうですが、この理解で良いのでしょうか?
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前の投稿 - 次の投稿 | 親投稿 - 子投稿.1 | 投稿日時 2013/11/28 16:50 | 最終変更
Hero  半人前   投稿数: 41
ガンマ線は「原子核内」のエネルギー遷移由来なので,電子は全く関係ないんじゃないですか?原子核内の話です。

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前の投稿 - 次の投稿 | 親投稿 - 子投稿.1 | 投稿日時 2013/11/28 18:01 | 最終変更
かんねん 
あっ、ほんとだ。核内って書いてありますね。

核内のエネルギー準位って、核子の位置エネルギーのことですか?
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前の投稿 - 次の投稿 | 親投稿 - 子投稿.1 | 投稿日時 2013/12/1 8:50
like-mj  一人前   投稿数: 768
かんねんさん、Heroさん、お疲れさまです

普通に考えて、あのキレイな虹が
いろんな色を目に届ける光というものが
レントゲン撮影に使われるX線や
核物質から出るγ線などと同じモノとは
にわかには信じ難いことなんだと思います

ここで問題になるのは...
どうやって、それらが皆同じ光である事が
分かったのかなんだと思います

それに、この世界って天気のいい昼間は
太陽のおかげで始めっから光に満ち溢れて
いるので、光自体が生じるモノ、生まれるモノ
なんて思わない人も多いと思います
でも、夜というのがアルし、朝日が日の出と
共に差し込むのを見れば、アッ光は...
太陽が届けるモノなんだと知るんでしょうが..
暗くなったら自然に眠り、明るくなったら
自然に起きる生活を何十年もしていたら
そういうモンなんだって思うのが
自然と思います

そもそも物事の原因なんかを考えるのは
夜に何かをしなきゃならない...とかがあって
光がどうしても必要になるような事態に
迫られての事と思います
そうなって光が欲しいってなったら
まずは、火を起こす事を知ってないと辛いと
思います
それに、ただ火を起こすダケじゃなく
アチコチに安全に移動させ、そこらじゅうを
明るくしたいって思うなら
ゆっくり燃える容器に入った油と
それが強い風でこぼれないようにする覆いが
必要で、そういうモノがあれば
もう真っ暗な夜は制覇されたも同然で...

何も出来ない真っ暗な闇夜は
自由に活動できる、僕らのAll nightに
変わる訳です

電磁波とか、X線、γ線なんかが出て来るのは
まだまだ先の話しです
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前の投稿 - 次の投稿 | 親投稿 - 子投稿なし | 投稿日時 2013/12/1 8:59
like-mj  一人前   投稿数: 768
かんねんさんの問題に直接答えるモノでは
ないのですが...

FNの高校物理の
RutherfordとSoddyの放射性変換説(1903年)
http://fnorio.com/0083radioactive_conversion_theory1/radioactive_conversion_theory1.htm
あたりの話しは、γ線が光である事の証明の実験には
直接触れられてはいませんが
その苦労の跡を知る手掛かりには充分です
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前の投稿 - 次の投稿 | 親投稿 - 子投稿.1 | 投稿日時 2013/12/6 19:38
甘泉法師 
こんにちは。
http://www.osakac.ac.jp/labs/fukuda/03gamma.pdf の8ページが勉強になりました。
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前の投稿 - 次の投稿 | 親投稿 - 子投稿.1 .2 | 投稿日時 2013/12/8 5:50
かんねん  スタッフ   投稿数: 40
>甘泉法師さん

なるほど、割とわかりやすい表現で書いてありますね。とっても参考になりました。

原子内部からガンマ線が出ると言うことであれば、ガンマ線は(分裂した核の運動という形ではないものの)原子核エネルギーそのものって感じがしますね。

そう考えると、自然ガンマ線の放出は、比較的短期間になくなってしまうのでしょうかね。
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前の投稿 - 次の投稿 | 親投稿 - 子投稿なし | 投稿日時 2013/12/8 11:33
like-mj  一人前   投稿数: 768
法師さまご紹介の文章にもありましたが
数時間程度の準安定状態からの
γ線崩壊はあるようですが...

ほぼ、おっしゃる通りですが
γ線崩壊過程は、核崩壊のいろんな段階で
現れるようですので、核廃棄物全体のような
複数のモノの混合物として
見た場合には...
そう簡単にγ線がでなくなるってモンではなく
いろんなモノの崩壊過程が時間的にズレる形で
γ線を出すのですから

核廃棄物全体に含まれるすべての
核種の組成と量を知れば...
或いは、ほとんど出続けるモノなんでしょうね
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前の投稿 - 次の投稿 | 親投稿 - 子投稿なし | 投稿日時 2013/12/8 16:43
甘泉法師 
こんにちは。

アボガドロ数だけある原子核から半減期τできまる具合で放出が続きますが
1原子核からは1光子が出てそれでおしまいですが、放出し終わるのまでかかる時間は、MeV= 1.60217657e-13 Joules なので
時間とエネルギーの不確定関係から Δt=e^-21 s くらいでしょうか。 γ線が自波長の長さ分進むのに係る時間ですね。

また崩壊の半減期τとの不確定関係でγ線のエネルギー幅がわかります。
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