生物物理学 · 12.14
α線と物質の相互作用
Interaction of alpha radiation with matter
🧠 α粒子は大きな電荷で経路近傍を密に電離し、急速にエネルギーを失うため、高LET・短飛程 range (of radiation in matter) 飛程(range (of radiation in matter)) range (of radiation in matter)(飛程) という組合せを示す。12
密な電離と直線的な飛跡
電荷、電子よりはるかに大きい質量をもつα粒子は、原子電子とのクーロン相互作用 Coulomb interaction クーロン相互作用(Coulomb interaction) Coulomb interaction(クーロン相互作用) で電離・励起を繰り返す。運動量momentum 運動量(momentum)momentum(運動量) が大きいため小角散乱で進路を変えにくく、比較的まっすぐな密な飛跡 track (particle track) 飛跡(track (particle track)) track (particle track)(飛跡) を作る。
LETと飛程
線エネルギー付与は単位距離あたりのエネルギー沈着を表す。α線はLETが高く、空気中で数cm、組織中で概ね数十µmという短い飛程 range (of radiation in matter) 飛程(range (of radiation in matter)) range (of radiation in matter)(飛程) で止まる。減速deceleration 減速(deceleration)deceleration(減速) 末期にはエネルギー損失が増え、その後電子を捕獲 capture (electron/neutron capture) 捕獲(capture (electron/neutron capture)) capture (electron/neutron capture)(捕獲) してHe原子となる。
被ばく経路の違い
α放出核種が体外にある場合は角質層 stratum corneum 角質層(stratum corneum) stratum corneum(角質層) でも遮蔽 shield 遮蔽(shield) shield(遮蔽) されやすい。一方、吸入や摂取で組織内へ入ると短距離へ集中的に線量を与える。放射線の質による影響差は放射線加重係数radiation weighting factor放射線加重係数(radiation weighting factor)radiation weighting factor(放射線加重係数)に反映される。
⚠️ 飛程range (of radiation in matter) 飛程(range (of radiation in matter))range (of radiation in matter)(飛程) が短いほど組織全体の透過性は低いが、飛跡track (particle track) 飛跡(track (particle track))track (particle track)(飛跡) 内の局所電離密度は高い。
まとめ
- α粒子は電離・励起を密に起こし、比較的直線的に進む。
- 高LETのため短距離でエネルギーを失い、組織中の飛程 range (of radiation in matter) 飛程(range (of radiation in matter)) range (of radiation in matter)(飛程) は数十µm程度である。
- 外部被ばくより、α放出核種の体内取り込みが重要になる。
出典
- 1.Internal microdosimetry of alpha-emitting radionuclides(Radiation and environmental biophysics・2020)α線と物質の相互作用を扱う直接的な資料閲覧 2026-08-21
- 2.Revisiting the Radiobiology of Targeted Alpha Therapy(Frontiers in medicine・2021)α線と物質の相互作用を扱う直接的な資料閲覧 2026-08-21