NO4　Ｘ線とγ線の違い（１）

Ｘ線もγ線も放射線ですが、その違いは何かとよく質問を受けます。今回はＸ線の話です。
　数学では未知数の符合としてＸを用います。転じて、正体不明のものをＸと表すことがあります。
　ドイツのレントゲンはクルックス管(注)という装置を用いて真空放電の研究をしているとき、管の内部からガラス管壁を通して管外部へ未知のものが放射されていることを発見しました（１８９５年）。正体は不明だったので、これをＸ線と名づけました。発見のいきさつは、黒紙に包んで装置近くに置いてあった写真乾板が感光していることに気づいたことです。今では、Ｘ線は電磁波の一種（光や電波の仲間）であることが分っています。その波長は、おおまかにいえば、紫外線より短くγ線より長い範囲にあります。
　Ｘ線が発生する理由は、クルックス管内の陰極から飛び出した電子が陽極に入射し、二種類のクーロン相互作用を行って自身のもつ運動エネルギーを失うからです。相互作用の一つは陽極物質を作っている原子の核（正電荷をもつ）との相互作用、もう一つは核の外側を回っている軌道電子（負荷をもつ）との相互作用です。核との相互作用では、使用した陽極物質に関係なく連続スペクトルのＸ線が発生し（制動輻射）、軌道電子との相互作用では、用いた陽極物質それぞれに固有の特性Ｘ線（線スペクトル）が発生します。ここで、レントゲンが行った実験条件の下では、二つの相互作用の前と後で物質原子の状態には何の変化も起きていません。したがってＸ線は、陽極に入射した電子のもっている運動エネルギーが二つの相互作用を通してＸ線に変換されたのだ、と考えることができます。つまり、Ｘ線とはもっぱら電子が放射したものなのです。
　こうしてＸ線の正体は判明したのですが、当初名づけられたＸ線という名は今日でもそのまま使用され続けています。そして放射線としては最初に発見され、しかも人工放射線の最初の例となっています。

(注)クルックス管：クルックス(英)が初めて用いたガラス製真空管。内部の真空度は１０パスカル以下。陰陽２個の電極を内蔵しており、電極間に電圧をかけると陰極側から出た電子が加速されて陽極板に飛び込む。

松山奉史

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