放射線 Radiation

十分に高いエネルギーを持つ放射線は原子をイオン化することができます。言い換えれば、原子から電子を叩き落としてイオンを生成することができます。イオン化は、電子が原子の電子殻から剥ぎ取られ（または「ノックアウト」され）、原子に正味の正電荷が残るときに発生します。電離放射線への曝露は、生細胞、そしてさらに重要なことに、それらの細胞内の DNA が電離によって損傷を受ける可能性があるため、がんのリスクを高めます。したがって、「電離放射線」は、生物学的損傷を引き起こす可能性がより高いという理由だけで、粒子放射線や電磁放射線からある程度人工的に分離されています。各細胞は数兆個の原子で構成されていますが、低から中程度の放射線出力によってイオン化されるのはそのうちのほんの一部だけです。電離放射線ががんを引き起こす確率は、放射線の吸収線量に依存します。これは、放射線の種類の損傷傾向（等価線量）と、照射された生物または組織の感受性（実効線量）の関数です。 電離放射線の発生源が放射性物質または核分裂や核融合などの核プロセスである場合、粒子放射線を考慮する必要があります。粒子放射線は、核反応によって相対論的な速度まで加速された素粒子です。その運動量により、電子をノックアウトして物質を電離する能力は十分にありますが、ほとんどの物質は電荷を持っているため、電離放射線のような透過力はありません。例外は中性子粒子です。以下を参照してください。これらの粒子にはいくつかの異なる種類がありますが、大部分はアルファ粒子、ベータ粒子、中性子、陽子です。大まかに言うと、約 10 電子ボルト (eV) を超えるエネルギーを持つ光子と粒子がイオン化します (水のイオン化エネルギー 33 eV を使用する専門家もいます)。放射性物質や宇宙線からの粒子線は、ほとんどの場合、イオン化するのに十分なエネルギーを運びます。 ほとんどの電離放射線は放射性物質や宇宙 (宇宙線) から発生し、ほとんどの岩石や土壌には低濃度の放射性物質が含まれているため、環境中に自然に存在します。この放射線は目に見えず、人間の感覚によって直接検出できないため、その存在を検出するには通常、ガイガーカウンターなどの機器が必要です。場合によっては、チェレンコフ放射や放射性発光の場合のように、物質との相互作用により可視光の二次放射が発生することがあります。 電離放射線は医療、研究、建設などで多くの実用的用途がありますが、不適切に使用すると健康被害を引き起こします。放射線への曝露は生体組織に損傷を与えます。高線量は、皮膚の火傷、脱毛、内臓不全、死亡を伴う急性放射線症候群（ARS）を引き起こしますが、どの線量でもがんや遺伝子損傷の可能性が高まる可能性があります。特定の形態の癌である甲状腺癌は、放射性ヨウ素核分裂生成物であるヨウ素 131 の生物学的傾向により、核兵器または原子炉が放射線源である場合によく発生します。しかし、電離放射線によって引き起こされる細胞内での癌形成の正確なリスクと確率の計算はまだ十分に理解されておらず、広島と長崎の原爆投下と原子炉事故の追跡調査からの推定は現在限られています。人口ベースのデータによって大まかに決定されます。チェルノブイリ事故みたいに。国際放射線防護委員会は、「委員会は、モデルやパラメータ値の不確実性と精度の欠如を認識している」と述べ、「集団実効線量は、疫学的リスク評価のツールとして意図されたものではない」と述べている。これを疫学的リスク評価に使用することは不適切である。」「リスク予測」、「特に、些細な個人線量からの集団実効線量に基づくがん死亡の計算は避けるべきである。」

10 nm ～ 125 nm の波長の紫外線は空気分子をイオン化し、空気、特にオゾン (O3) に強く吸収されます。したがって、電離紫外線は地球の大気をあまり透過せず、真空紫外線と呼ばれることもあります。 UVA スペクトルのこの部分は宇宙に存在しますが、地球上の生命体には到達しないため、生物学的には重要ではありません。 大気中には、オゾンが非電離性だが危険な UV-C および UV-B の約 98% を吸収するゾーンがあります。このいわゆるオゾン層は、約 20 マイル (32 km) から始まり、上向きに広がっています。地上に到達する紫外線スペクトルの一部は非電離ですが、このエネルギーの単一光子は生体分子に電子励起を引き起こし、望ましくない反応を通じて損傷を与える能力があるため、依然として生物学的に危険です。 。一例は、DNA 内でのピリミジン二量体の形成です。この形成は、イオン化エネルギーよりはるかに低い 365 nm (3.4 eV) より下の波長で始まります。この特性により、実際の電離は起こらずに、紫外線スペクトルに生物系における電離放射線の危険性が与えられます。対照的に、可視光や赤外光、マイクロ波、電波などのより長波長の電磁放射線は、有害な分子励起を引き起こすにはエネルギーが少なすぎる光子で構成されているため、この放射線の単位当たりのエネルギーは非常に危険です。より低い。

X 線は、約 10-9 m より短い波長 (3x1017 Hz および 1,240 eV より大きい) の電磁波です。式 E=h c/λ によれば、波長が短いほどエネルギーは高くなります。 (「E」はエネルギー、「h」はプランク定数、「c」は光の速度、「λ」は波長です。) X 線光子が原子に衝突すると、原子は光子のエネルギーを吸収できます。電子をより高い軌道レベルに押し上げることができ、あるいは光子が非常に高エネルギーである場合には、電子を原子から完全に叩き落として原子をイオン化することができます。一般に、原子が大きいほど、軌道電子間のエネルギー差が大きくなるため、X 線光子を吸収する可能性が高くなります。人体の軟組織は骨を構成するカルシウム原子よりも小さな原子で構成されているため、X 線の吸収にはコントラストがあります。 X 線装置は、骨と軟組織の吸収の違いを利用するように特別に設計されており、医師が人体の構造を検査できるようになります。 また、X 線は地球の大気の厚さによって完全に吸収されるため、量は少ないものの紫外線より強力な太陽の X 線出力が地表に到達することが妨げられます。

ガンマ (γ) 放射線は、3x10−11 メートル未満 (1019 Hz および 41.4 keV 以上) の波長を持つ光子で構成されます。ガンマ線の放出は、ほとんどの核反応の後に不安定な原子核から過剰なエネルギーを除去するために発生する核プロセスです。アルファ粒子とベータ粒子は両方とも電荷と質量を持っているため、経路上にある他の原子と相互作用する可能性が非常に高くなります。ただし、ガンマ線は質量や電荷を持たない光子で構成されているため、アルファ線やベータ線よりもはるかによく物質を透過します。 ガンマ線は、十分に厚いまたは高密度の材料層によって阻止できます。この場合、特定の面積あたりの材料の阻止力は、材料の品質に関係なく、放射線の経路に沿った総質量にほとんど (完全ではありませんが) 依存します。密度が高いのか、低いのか？ただし、X 線と同様、鉛や劣化ウランなどの原子番号の高い物質の阻止力は、同じ質量の密度が低く原子量の低い物質と比較して中程度 (通常 20% ～ 30%) です。追加。 (水、コンクリートなど)。大気は、宇宙から地球に接近するすべてのガンマ線を吸収します。空気であってもガンマ線を吸収する能力があり、平均して 500 フィート (150 m) を通過するとガンマ線のエネルギーは半分に減少します。

アルファ粒子はヘリウム 4 原子核 (陽子 2 個と中性子 2 個) です。それらはその電荷と結合質量により物質と強く相互作用し、通常の速度では空気中または低密度物質 (一部のガイガーカウンター管に特別に配置された薄い雲母物質など) 中で数センチメートルに到達することがあります。浸透するのは数ミリだけです。アルファ粒子の侵入を許可します）。これは、通常のアルファ崩壊からのアルファ粒子は死んだ皮膚細胞の外層に浸透せず、その下の生体組織に損傷を与えないことを意味します。一部の非常に高エネルギーのアルファ粒子は宇宙線の約 10% を構成しており、人体や薄い金属板さえも貫通する可能性があります。しかし、それらは地球の磁場によってそらされ、その後大気によって停止されるため、危険は宇宙飛行士だけです。 アルファ線を放出する放射性同位体を摂取または吸入（吸い込んだり飲み込んだり）すると、アルファ線は危険です。これにより、放射性同位体が敏感な生体組織に十分近づくため、アルファ線が細胞にダメージを与えます。エネルギー単位当たり、アルファ粒子はガンマ線や X 線よりも少なくとも 20 倍効果的に細胞にダメージを与えます。これについては、相対生物学的有効性を参照してください。非常に有毒なアルファ線放出体の例としては、ラジウム、ラドン、ポロニウムのすべての同位体が挙げられます。これは、これらの半減期の短い物質で起こる崩壊の量によるものです。

ベータマイナス (β-) 放射線は、高エネルギーの電子で構成されています。透過力はアルファ線より優れていますが、ガンマ線よりは低いです。放射性崩壊によるベータ線は、数センチメートルのプラスチックや数ミリメートルの金属で止めることができます。これは、中性子が原子核内で陽子に崩壊し、ベータ粒子と反ニュートリノを放出するときに発生します。リニアック加速器からのベータ線は、自然のベータ線よりもはるかにエネルギーが高く、透過力があります。また、表在性腫瘍を治療するための放射線療法で治療的に使用されることもあります。 ベータプラス (β+) 放射線は、電子の反物質の形態である陽電子の放出です。陽電子が物質内の電子と同じ速度まで減速すると、電子は消滅し、その過程で 511 keV の 2 つのガンマ光子が放出されます。これら 2 つのガンマ光子は (ほぼ) 逆方向に移動します。陽電子消滅によるガンマ線は高エネルギーの光子で構成されており、電離性でもあります。

中性子は、その速度/エネルギーに従って分類されます。中性子線は自由中性子から構成されます。これらの中性子は、自然に放出されることもあれば、誘導核分裂によって放出されることもあります。中性子は希少な放射性粒子です。これらは、連鎖反応の核分裂または核融合反応が活発な場所でのみ大量に生成されます。熱核爆発の場合、または運転中の原子炉内では、これが約 10 マイクロ秒間継続的に発生します。原子炉が臨界状態でなくなると、中性子の生成はほぼ即座に停止します。 中性子は他の物体や物質を放射性にする可能性があります。このプロセスは中性子放射化と呼ばれ、医療、学術、産業用途で使用する放射線源を生成するために使用される主な方法です。比較的遅い熱中性子であっても中性子放射化を引き起こします（実際、熱中性子はより効率的に中性子放射化を引き起こします）。中性子は電荷を持たないため、陽子や電子などの荷電粒子とは異なり、（電子を励起することによって）原子をイオン化することはありません。原子核による吸収は不安定性とイオン化を引き起こします。したがって、中性子は「間接的に電離される」と言われます。大きな運動エネルギーを持たない中性子であっても間接的に電離し、重大な放射線障害を引き起こします。すべての物質が中性子放射化できるわけではありません。たとえば、水中では、存在する両方の種類の原子の最も一般的な同位体 (水素と酸素) が中性子を捕捉して重くなりますが、安定した状態を保ちます。統計的にまれな複数の中性子の吸収のみが水素原子を活性化できますが、酸素の場合は追加の 2 つの吸収が必要です。したがって、水の活性化能力は非常に弱いのです。一方、塩（海水など）中のナトリウムは中性子を 1 つだけ吸収して、半減期 15 時間の非常に強力なベータ崩壊源である Na-24 を形成します。 さらに、高エネルギー (高速) 中性子は、原子を直接イオン化する能力を持っています。高エネルギー中性子が原子をイオン化するメカニズムの 1 つは、原子核に衝突して原子を分子から叩き出し、化学結合が切断されて 1 つまたは複数の電子を残すことです。これにより化学フリーラジカルが生成されます。さらに、非常に高エネルギーの中性子は、「中性子の断片化」またはノックアウトによって電離放射線を引き起こす可能性があり、中性子は衝突時に原子核 (特に水素原子核) から高エネルギー陽子の放出を引き起こします。最終プロセスでは、ビリヤードのボールが別のボールに当たるときと同様に、中性子のエネルギーのほとんどが陽子に与えられます。このような反応で生成される荷電プロトンおよびその他の生成物は、直接イオン化されます。 高エネルギー中性子は透過力が高く、空気中では長距離 (数百、さらには数千メートル) を移動し、一般的な固体物体では中程度の距離 (数メートル) を移動することができます。ます。通常、1 メートル未満の距離で水素を遮断するには、コンクリートや水などの水素を多く含むシールドが必要です。典型的な中性子源は原子炉内で生成され、数メートルの厚さの水の層が効果的なシールドとして使用されます。

宇宙から地球の大気に侵入する高エネルギー粒子の発生源は 2 つあります。それは太陽と深宇宙です。太陽は太陽風に含まれる粒子、主に自由陽子を継続的に放出しており、時折、コロナ質量放出 (CME) による流れを大幅に増加させます。 深宇宙（銀河間および銀河外）からの粒子は頻度ははるかに低いですが、エネルギーははるかに高くなります。これらの粒子も大部分が陽子で、残りの大部分はヘリオン（アルファ粒子）で構成されています。より重い元素の完全に電離した原子核がいくつかあります。これらの銀河宇宙線の起源はまだよくわかっていませんが、超新星、特にガンマ線バースト (GRB) の残骸であると考えられており、これらの粒子から測定される巨大な加速が可能な磁場を特徴としています。クエーサーによっても生成される可能性があります。クエーサーは、GRB に似た銀河全体に広がるジェット現象ですが、サイズがはるかに大きいことが知られており、宇宙の初期の歴史の激しい部分であると考えられています。

非電離放射線粒子の運動エネルギーは小さすぎるため、物質を通過するときに荷電イオンを生成できません。非電離電磁放射線 (下記の種類を参照) の場合、関与する粒子 (光子) は、分子または原子を回転、振動、または電子価数構成の変化を引き起こすのに十分なエネルギーのみを持っています。生体組織に対する非電離放射線の影響は、最近になって研究されたばかりです。それにもかかわらず、非電離放射線の種類に応じて異なる生物学的影響が観察されます。 「非電離」放射線であっても、温度をイオン化エネルギーまで上昇させるのに十分な熱を蓄積すると、熱電離を引き起こす可能性があります。これらの反応は、電離を引き起こすのに単一の粒子のみを必要とする電離放射線よりもはるかに高いエネルギーで発生します。熱イオン化のよく知られた例は、一般的な炎のイオン化と、グリル中に赤外線によって引き起こされる一般的な食品の褐変反応です。 電磁スペクトルは、考えられるすべての電磁放射周波数の範囲です。物体の電磁スペクトル (通常は単にスペクトル) は、その特定の物体によって放出または吸収される電磁放射線の特徴的な分布です。 電磁放射の非イオン化部分は、原子または分子 (個々の量子または粒子として、光子を参照) から電子を引き離すのに十分なエネルギーを持たない電磁波で構成され、そのためイオン化を引き起こします。これらには、電波、マイクロ波、赤外線、および（場合によっては）可視光線が含まれます。紫外線の低周波はイオン化と同様の化学変化や分子損傷を引き起こす可能性がありますが、技術的にはイオン化ではありません。すべての X 線およびガンマ線と同様に、最高周波数の紫外線もイオン化します。 イオン化の発生は粒子や波の数には依存せず、個々の粒子や波のエネルギーに依存します。粒子や波の激しい洪水は、それらの粒子や波がイオン化するのに十分なエネルギーを持たない場合、それが原因でない限り、その原子や分子のごく一部がイオン化するのに十分な温度まで物体の温度を上昇させることはありません。イオン化。熱イオン化 (ただし、これには比較的極端な放射線強度が必要です)。

上で述べたように、ソフト UV と呼ばれる 3 eV から約 10 eV までの紫外スペクトルの下部は非電離性です。しかし、非電離紫外線が化学に及ぼす影響や、非電離紫外線にさらされた生物系へのダメージ（酸化、突然変異、癌など）は非常に大きいため、この部分の紫外線ですら電離紫外線と比較することはできません。放射線。これはよくあることです。

光、または可視光は、人間の目に見える非常に狭い範囲の波長、つまり 380 ～ 750 nm (それぞれ 790 ～ 400 THz の周波数範囲に相当) の電磁放射です。より広義には、物理​​学者は「光」という用語を、可視か非可視かを問わず、すべての波長の電磁放射を意味するために使用します。

赤外線 (IR) 光は、0.7 ～ 300 マイクロメートルの波長を持つ電磁放射で、それぞれ 430 ～ 1 THz の周波数範囲に対応します。 IRの波長は可視光の波長よりも長いですが、マイクロ波の波長よりは短いです。赤外線は、放射物体から離れた場所での「感触」によって検出できます。赤外線に敏感なヘビは、「ピット」と呼ばれる頭部のピンホール レンズを使用して赤外線を検出し、焦点を合わせることができます。明るい太陽光は、海面で 1 平方メートルあたり 1 キロワットをわずかに超える放射線を提供します。このエネルギーのうち、53% が赤外線、44% が可視光、3% が紫外線です。

マイクロ波は、約 1 ミリメートルから約 1 メートルの波長を持つ電磁波で、300 MHz から 300 GHz の周波数範囲に相当します。この広義の定義には UHF と EHF (ミリ波) の両方が含まれますが、ソースが異なれば他の制限も異なります。いずれの場合も、マイクロ波には少なくとも非常に高い周波数帯域 (3 ～ 30 GHz、または 10 ～ 1 cm) 全体が含まれます。これは RF 工学では下限が 1 GHz (30 cm)、上限が約 1 GHz (30 cm) と定義されています。 100GHz。 (3mm)。

電波は電磁放射の一種であり、電磁スペクトル内で赤外線よりも長い波長を持っています。他のすべての電磁波と同様に、それらは光の速度で伝わります。自然に発生する電波は、雷または特定の天体によって生成されます。人工的に生成された電波は、固定および移動無線通信、放送、レーダーおよびその他のナビゲーション システム、衛星通信、コンピュータ ネットワーク、およびその他の無数のアプリケーションで使用されます。さらに、交流を運ぶほぼすべての電線は、エネルギーの一部を電波として放射します。これらは主に干渉と呼ばれます。電波の周波数が異なると、地球の大気中での伝播特性も異なります。長い波は地球の曲率に合わせて曲がり、いつでも地球の一部を覆うことができますが、短い波は電離層や地球で何度も反射して世界中に伝わります。はるかに短い波長は、曲がったり反射したり、視線に沿って伝わる可能性が低くなります。

超低周波 (VLF) とは、30 Hz ～ 3 kHz の周波数範囲を指し、それぞれが 100,000 ～ 10,000 メートルの波長に相当します。この範囲の無線スペクトルには帯域幅があまりないため、無線ナビゲーションなどの非常に単純な信号のみを送信できます。波長が 10 ～ 1 ミリメートル (10 キロメートルに相当する古いメートル単位) であるため、ミリ波帯またはミリ波とも呼ばれます。

超低周波 (ELF) は、3 ～ 30 Hz (それぞれ 108 メートルと 107 メートル) の放射周波数です。大気科学では、通常 3 Hz から 3 kHz までの別の定義が与えられます。関連する磁気圏科学では、低周波電磁振動 (約 3 Hz 以下で発生する脈動) は ULF 範囲内であると考えられているため、ITU 無線帯域とは異なる定義もされています。ミシガン州にある巨大な軍用 ELF アンテナは、沈没した潜水艦など、他の方法では到達できない受信機に非常に遅いメッセージを送信します。

熱放射は、地球上で一般的に遭遇する温度で物体から放射される赤外線の一般的な同義語です。熱放射は、放射自体を指すだけでなく、物体の表面が黒体放射の形で熱エネルギーを放出するプロセスも指します。一般的な家庭用ラジエーターや電気ヒーターからの赤外線や赤色放射は、作動中の白熱電球から発せられる熱と同様、熱放射の例です。熱放射は、原子内の荷電粒子の運動からのエネルギーが電磁放射に変換されるときに発生します。 上で述べたように、低周波の熱放射であっても、温度を十分に高いレベルまで上昇させるのに十分な熱エネルギーが蓄積されると、熱イオン化が発生する可能性があります。この一般的な例は、一般的な炎で見られるイオン化 (プラズマ) や、食品調理中の「褐色化」によって引き起こされる分子変化です。これは、大きなイオン化要素から始まる化学プロセスです。

黒体放射は、均一な温度で物体から放出される放射の理想的なスペクトルです。スペクトルの形状と物体が放出するエネルギーの総量は、物体の絶対温度の関数です。放出された放射線は電磁スペクトル全体をカバーし、特定の周波数での放射線の強度 (パワー/単位面積) はプランクの放射線の法則で説明されます。黒体の特定の温度に対して、放出される放射線が最大強度になる特定の周波数が存在します。体の温度が上昇するにつれて、その最大放射周波数はより高い周波数に向かって移動します。黒体放射が最大となる周波数はウィーンの変位則によって与えられ、物体の絶対温度の関数です。黒体とは、任意の温度、任意の波長で可能な最大量の放射線を放出するものです。黒体はまた、あらゆる波長で可能な最大量の入射放射線を吸収します。したがって、室温より低い温度の黒体は、入射光を反射せず、私たちの目で検出できるほどの可視波長放射を放出しないため、完全に黒く見えます。理論的には、黒体は超低周波の電波から X 線までのスペクトルにわたる電磁放射線を放出し、放射線連続体を形成します。 放射黒体の色は、その放射表面の温度を示します。星の色は、赤外線から赤 (2,500K)、黄 (5,800K)、白、青白 (15,000K) まで変化します。これは、ピーク放射輝度が可視スペクトル内のこれらの点を通過するためです。 。ピークが可視スペクトルより下にある場合、本体は黒ですが、ピークが可視スペクトルより上にある場合、すべての可視色は青から赤へ徐々に表現されるため、本体は青白になります。

可視光以外の波長の電磁放射は 19 世紀初頭に発見されました。赤外線の発見は天文学者ウィリアム・ハーシェルによるものとされています。ハーシェルは、1800 年にロンドン王立協会でその結果を発表しました。ハーシェルは、リッターと同様に、プリズムを使用して太陽からの光を屈折させ、温度計によって記録された温度の上昇によって赤外線放射 (スペクトルの赤い部分を超えた部分) を検出しました。 1801 年、ドイツの物理学者ヨハン ヴィルヘルム リッターは紫外線を発見し、プリズムからの光線が紫色の光よりも早く塩化銀製剤を暗くすることに注目しました。リッターの実験は、後に写真となるものの初期の先駆けでした。リッター氏​​は、紫外線は化学反応を引き起こす可能性があると指摘しました。 最初に検出された電波は自然発生源からのものではなく、ジェームス・クラーク・マックスウェルの方程式が示唆しているように、1887年にドイツの科学者ハインリッヒ・ヘルツによって意図的かつ人工的に生成されたものでした。計算式に従って無線周波数領域の振動を発生させるように計算された電気回路を使用しました。 。 ヴィルヘルム・レントゲンが X 線を発見し、その名前を付けました。 1895 年 11 月 8 日、真空管に高電圧を印加する実験をしていたとき、近くのコーティングされたガラス板が蛍光を発していることに気づきました。 1 か月以内に、彼は今日まで私たちが理解している X 線の主な特性を発見しました。 1896 年、アンリ ベクレルは、特定の鉱物から発せられる光線が黒い紙を透過し、未露光の写真乾板に曇りを引き起こす可能性があることを発見しました。彼の博士課程の学生であるマリー・キュリーは、特定の化学元素だけがこれらのエネルギー線を放出することを発見しました。彼女はこの行動を放射能と名付けました。 アルファ線（アルファ粒子）とベータ線（ベータ粒子）は、1899 年にアーネスト・ラザフォードによって簡単な実験によって区別されました。ラザフォードは一般的なピッチブレンド放射線源を使用し、その線源によって生成された光線の物質の透過率が異なることを観察しました。 1 つのタイプは浸透が短く（紙によってブロックされる）、正電荷を持ち、ラザフォードはこれをアルファ線と名付けました。もう 1 つはより浸透性が高く (金属ではなく紙を通してフィルムを露光できる)、マイナスの電荷を持っていたため、ラザフォードはこのタイプをベータと名付けました。これは、ベクレルによってウラン塩から検出された最初の放射線でした。 1900 年、フランスの科学者ポール ヴィラールは、中性に帯電し、特に透過性のある 3 番目の放射線をラジウムから発見しました。それを説明した後、ラザフォードはそれがさらに別の種類の放射線に違いないと気づき、ラザフォードは 1903 年にガンマ線と名付けました。 アンリ・ベクレル自身はベータ線が高速電子であることを証明し、ラザフォードとトーマス・ロイスは 1909 年にアルファ粒子がイオン化したヘリウムであることを証明しました。ラザフォードとエドワード・アンドラードは 1914 年に、ガンマ線は彼の X 線に似ているが、波長が短いことを証明しました。 宇宙から地球に降り注ぐ宇宙線放射線の存在は、科学者ヴィクター・ヘスが自由飛行気球で電位計をさ​​まざまな高度に運んだ 1912 年に、最終的に最終的に認識されました。 、証明されています。これらの放射線の性質は、後年になって徐々に理解されるようになりました。 中性子と中性子線は、1932 年にジェームズ チャドウィックによって発見されました。その後間もなく、陽電子、ミューオン、パイオンなどの他の多くの高エネルギー粒子ビームが宇宙線反応の霧箱試験によって発見され、他の種類の粒子ビームが生成されました。 20 世紀後半を通じて、粒子加速器を使って人工的に研究されました。

放射線や放射性物質は、診断、治療、研究に使用されます。たとえば、X 線は筋肉やその他の軟組織を通過しますが、高密度の物質によってブロックされます。 X 線のこの特性は、医師が骨折を見つけたり、体内で増殖している可能性のあるがんを検出したりするのに役立ちます。医師はまた、放射性物質を注射し、物質が体内を移動するときに放出される放射線を監視することによって、特定の病気を検出します。がん治療に使用される放射線は、原子から電子を引き離すときに通過する組織の細胞内でイオンを形成するため、電離放射線と呼ばれます。これにより、細胞が死滅したり、遺伝子が変化して増殖できなくなったりすることがあります。電波、マイクロ波、光波などの他の形態の放射線は非電離と呼ばれます。エネルギーが少ないため、細胞はイオン化できません。

最新の通信システムはすべて電磁放射を使用します。放射線の強度の変化は、送信される音声、画像、またはその他の情報の変化を表します。例えば、音声の変化に応じて電波を変化させることで、人の声を電波やマイクロ波として伝えることができる。音楽家たちは、音と音楽を生み出すためにガンマ超音波処理と核放射線の使用を実験しました。

研究者は放射性原子を使用して、かつて生物の一部であった物質の年齢を決定します。このような物質の年代は、それに含まれる放射性炭素の量を測定することによって推定できます。これは放射性炭素年代測定と呼ばれます。同様に、他の放射性元素を使用して、岩石や他の地質学的特徴 (一部の人工物も) の年代を決定することができます。これは放射年代測定と呼ばれます。環境科学者は、トレーサー原子として知られる放射性原子を使用して、環境中の汚染物質の経路を特定します。 放射線は、中性子放射化分析と呼ばれるプロセスで材料の組成を決定するために使用されます。このプロセスでは、科学者は物質のサンプルに中性子と呼ばれる粒子を照射します。サンプル内の原子の一部は中性子を吸収し、放射性になります。科学者は、放出された放射線を研究することでサンプル内の元素を特定できます。

一部の一般的な医学通説とは異なり、放射線は常に危険であるわけではなく、すべての種類の放射線が同様に危険であるわけでもありません。たとえば、バナナには天然の放射性同位体、特にカリウム 40 (40K) が含まれており、放射性崩壊の際に電離放射線を放出しますが、そのような放射線のレベルは放射線中毒を引き起こすには高すぎます。バナナは放射線の危険性が低いので、危険ではありません。バナナからの放射線量は蓄積しないため、放射線中毒を引き起こすほどの量のバナナを食べることは物理的に不可能です。放射線は地球上に遍在しており、人類は地表で通常見られる低レベルから中レベルの放射線に耐えられるように適応してきました。用量と毒性の関係は多くの場合非線形であり、非常に高用量で有毒である多くの物質は、実際には中程度または低用量で中程度またはプラスの健康影響を及ぼします。または生物学的影響が必要です。これが電離放射線にも当てはまることを示唆する証拠がいくつかあります。通常レベルの電離放射線は、DNA 修復機構の活性を刺激し、調節する役割を果たしている可能性があります。しかし、どのような種類の放射線でも、十分なレベルであれば最終的に致死的になります。特定の条件下での電離放射線は、生体に損傷を与え、癌や遺伝子損傷を引き起こす可能性があります。特定の条件下での非電離放射線は、火傷などの生物への損傷を引き起こす可能性もあります。 2011年、世界保健機関（WHO）の国際がん研究機関（IARC）は、人間に対する発がん性物質のリストに高周波電磁場（マイクロ波やミリ波を含む）を追加する声明を発表した。と発表した。アーヘン工科大学にある彼の EMF ポータル Web サイトには、電磁放射の影響に関する彼の最大のデータベースの 1 つが紹介されています。 2019 年 7 月 12 日の時点で、電磁場の影響に関する個別の科学研究の 28,547 件の著書と 6,369 件の要約が出版されています。

BBC「In Our Time」での「Radiation」 保健物理学会公教育ウェブサイト 世界保健機関による電離放射線とラドン Q&A: 放射線被ばくの健康への影響、BBC ニュース、2011 年 7 月 21 日。 ジョン・ティンダル (1865)、放射線について: ケンブリッジ大学前の貴族院で行われた「赤」講義、1865 年 5 月 16 日火曜日、赤の講義 (第 1 版)、ロンドン: ロングマン、LCCN 05005356、OCLC 4920745;ウィキデータ Q19086230