방사선의 정의
방사선이란 원자 또는 원자핵 또는 방사선 발생장치로 부터 방출되는 고에너지의 입자 전자기파 이다.
방사선이란 정자파 또는 입자선 중에서 직접 또는 간접적으로 공기를 전리하는 능력을 갖는 것이다.
방사선의 발생원리
적외선, 가시광선, 자외선, 특성X선
원자 또는 분자가 여상태에 있을때 보다 낮은 에너지 준위를 가진 궤도로 전자가 떨어지면서 파동을 발생시켜 전파핻간다.
원자가 외부에너지를 받으면 궤도 전자의 에너지가 높은, 즉 여기상태가 된다.(불안정해진다.)
받은만큼의 에너지를 전자기파로 방출하면서 에너지가 낮은 상태로 천이된다.(안정해진다.)
알파선, 베타선, 감마선
원자핵이 여기상태에 있을 때 즉 원자핵이 불안정할때 입자선인 알파선 및 베타선을 방출하거나 전자기파인 감마선을 방출하여 보다 낮은 에너지 상태로 되면서 원자핵이 안정해진다.
전파
전기 진동으로 생긴 시변 전기장이 시변 자기장을 만들고 이 시변 자기장이 다시 주위에 시변 전기장을 만들고 이 과정을 계속 반복하면서 전기장과 자기장이 파동의 형태로 공간을 전파해 간다.
마이크로파, 레이더파, TV파, FM파, AM파, 단파, 중파, 장파를 전파라 한다.
연속X선
방사선 발생자치의 전자 또는 이온발생장치에서 방출된 고 에너지를 가진 하전입자가 물질을 구성하는 원자의 원자핵 근처를 지날 때 강한 쿨롱 인력을 받아 편향되거나 갑자기 정지하게 되는데 이때 그 입자의 운동 에너지는 손실될 것이고 이에 해당하는 만큼의 에너지가 전자기파로 발생되며 이를 연속X선이라 부른다.
하전입자선
전자 또는 이온발생자치에서 방출되어 입자가속기에 의해 가속되어 고 에너지를 갖게 된 하전입자선
중성자선, 중성미자선
중성자 및 중성미자선의 방출은 방사성 핵종에 의한 핵반응이나 가속기에 의한 핵반응 또는 원자로의 핵분열시 발생한다.
방사선의 종류
1.방사선의 존재 형태에 따라
자연방사선
-우주 공간으로 부터 오는 우주선
-토양, 음식물, 인체 등에 존재하는 약 600종의 방사선 물질로부터 나오는 방사선
인공방사선
-방사선 발생장치에서 방출되는 인위적인 방사선
-인위적으로 만든 방사성 동위원소 및 핵분열 생성물질 등으로부터 방출되는 방사선
2. 방사선의 전리 능력에 따라
전리방사선
1)직접 전리 방사선
-전기적인 성질을 띠고 있어서 원자와 전기력이 작용하여 직접 전리시킬 수 있는 고에너지 하전 입자선
(알파입자, 베타입자, 양자 중양자, 삼주양자 등)
-전기장 및 자기장 내에서 편향된다.
2)간접 전리 방사선
-전기적인 성질을 띠고 있지 않지만 원자를 간접적으로 전리시킬 수 있는 고에너지를 가진 전자기파 또는 비하전입자선
(X선이나 감마선, 중성자선 및 중성미자선)
-전기장 및 자기장내에서 편향되지 않는다.
비전리 방사선
-전리를 시키지 못하는 방사선(라디오파, 마이크로파, 적외선, 가시광선, 자외선)
3. 방사선의 물리적 성질에 따라
입자방사선
-고에너지를 가진 하전입자 및 비하전입자선
(전자선, 알파선, 양자선, 베타선, 파이-중간자선, 델타선, 중입자선, 중성자선, 중성미자선
-질량을 가지고 있다.
전자기 방사선
-에너지가 전자기파에 의해 전달되는 방사선
(감마선, X선, 자외선, 가시광선, 적외선, 라디오파, 마이크로파)
-질량과 전하량을 갖고 있지 않다.
4. 방사선의 에너지 스펙트럼에 따라
선 스펙트럼을 갖는 방사선
-알파선, 감마선, 특성X선
연속 스펙트럼을 갖는 방사선
-베타선, 연속X선, 중선자선, 중성미자선
우주선 검출기
검전기
1921년 Hess는 충전된 검전기를 공기중에 놓았더니 방전하여 점차적으로 감소됨을 확인하였다.
거품상자(bubble box)
거품상자에서 우주선이 궤적을 그리면서 나타낸 선이다.
신틸레이션 검출기(Scintillation Detector)
섬광체로 되어있고 이 섬광체에 우주선이 통과하면 순간적으로 펄스의 형광이 발생한다.
우주선의 성질
1. 위도효과
-우주선의 강도는 위도에 따라 다르다.
(지구 자기장의 영향을 받기 때문이며 우주선은 하전입자라 생각하면 된다.
2. 경성분과 연성분
-물질을 잘 투과할 수 있는 경선분
-약간의 납을 투과하여 곧 감쇠하는 연성분(혼합방사선)
3.고도 효과
-성층권 이하에서 높은 곳으로 올라갈 수록 우주선의 강도는 급격히 증가한다.
(1.5km 상승할때마다 약 2배씩 증가한다.)