イオン

- 電離粒子とは？物質は原子からできており、原子はプラスの電気を持った原子核とその周りを回るマイナスの電気を持った電子で構成されています。通常、原子は電気的に中性ですが、ある種のエネルギーを持った粒子が原子に衝突すると、電子の状態が変わることがあります。十分なエネルギーが与えられた場合、電子は原子核の束縛を振り切って原子から飛び出すことがあります。この現象を「電離」と呼びます。飛び出した電子は自由電子となり、電気を帯びた原子（イオン）を生成します。電子を失った原子はプラスの電気を帯びたイオンとなり、逆に電子を得た原子はマイナスの電気を帯びたイオンとなります。電離を引き起こす能力を持つ粒子を「電離粒子」と呼びます。電離粒子は、アルファ線、ベータ線、ガンマ線などの放射線や、宇宙線、中性子線など、様々な種類があります。これらの粒子は、物質中を進む際に原子と相互作用し、電離を引き起こす可能性があります。電離によって生成されたイオンは、化学的に活性な状態であるため、他の原子や分子と反応しやすくなります。そのため、電離粒子は、生体物質に照射されると、DNAなどの重要な分子に損傷を与え、細胞の死滅やがん化を引き起こす可能性があります。一方で、電離粒子は、医療分野における画像診断やがん治療、工業分野における非破壊検査など、様々な分野で利用されています。

- 電離箱とは電離箱は、目に見えない放射線の強度を測るための装置です。 放射線は、物質を透過する際に、物質を構成する原子にエネルギーを与え、原子から電子を弾き飛ばす性質を持っています。この現象を電離と呼び、電離によって生じたプラスとマイナスの電気を帯びた原子をイオンと呼びます。 電離箱は、この放射線による気体の電離作用を利用して、放射線の強度を測定します。電離箱の内部は、気体で満たされた筒状の構造をしています。筒の中には、電圧がかけられた二つの電極が設置されています。放射線が電離箱に入射すると、内部の気体が電離され、プラスイオンと電子が発生します。発生したイオンは、電極に引き寄せられます。プラスイオンはマイナス極に、電子はプラス極に移動することで、電流が発生します。 この電流の大きさは、入射した放射線の強度に比例するため、電流を測定することによって放射線の強度を知ることができます。電離箱は、構造がシンプルで取り扱いが容易であることから、様々な分野で放射線計測に広く利用されています。例えば、医療分野では、放射線治療の線量測定や、X線診断装置の出力校正などに用いられています。また、原子力分野では、原子力発電所の運転管理や、環境放射線のモニタリングなどに利用されています。さらに、工業分野では、非破壊検査や、材料分析などにも応用されています。このように、電離箱は、人々の生活の様々な場面で、目に見えない放射線を「見える化」し、安全な利用を支えるために役立っています。