β−線と物質の相互作用

🧠 β−粒子は軽い電子なので多重散乱 multiple scattering 多重散乱（multiple scattering） multiple scattering（多重散乱） で進路を曲げながら、衝突損失collisional loss 衝突損失（collisional loss）collisional loss（衝突損失） と制動放射 bremsstrahlung 制動放射（bremsstrahlung） bremsstrahlung（制動放射） の二経路でエネルギーを失う。¹²

衝突による電離・励起

β電子は物質の軌道電子 orbital electron 軌道電子（orbital electron） orbital electron（軌道電子） と相互作用し、電離と励起を起こす。α粒子alpha particle α粒子（alpha particle）alpha particle（α粒子） よりLETは低く、進路が曲がるため実際の軌跡長 track length 軌跡長（track length） track length（軌跡長） は直線的な到達距離より長い。連続エネルギー分布をもつことはβスペクトルbeta spectrumβスペクトル（beta spectrum）beta spectrum（βスペクトル）で扱う。

制動放射

原子核の電場 electric field 電場（electric field） electric field（電場） で電子が加速・減速deceleration 減速（deceleration）deceleration（減速） されると制動放射 bremsstrahlung 制動放射（bremsstrahlung） bremsstrahlung（制動放射） が生じる。その割合はβエネルギーと遮蔽 shielding 遮蔽（shielding） shielding（遮蔽） 物の原子番号 atomic number原子番号（atomic number） atomic number（原子番号）$Z$が高いほど増える。高$Z$材料だけでβ線 beta radiation β線（beta radiation） beta radiation（β線） を止めると、透過性の高いX線を新たに作ることがある。

遮蔽の組合せ

まずアクリルなど低$Z$材料で電子を減速 deceleration減速（deceleration） deceleration（減速）・停止し、必要に応じて外側の高$Z$層で生じた制動X線 bremsstrahlung X-ray 制動X線（bremsstrahlung X-ray） bremsstrahlung X-ray（制動X線） を減弱する。α線より飛程 range (of radiation in matter) 飛程（range (of radiation in matter)） range (of radiation in matter)（飛程） が長いが、γ線gamma radiationγ線（gamma radiation）gamma radiation（γ線）のような指数減弱 exponential attenuation 指数減弱（exponential attenuation） exponential attenuation（指数減弱） とは同じ扱いにしない。

まとめ

• β−線は衝突損失 collisional loss 衝突損失（collisional loss） collisional loss（衝突損失） と制動放射 bremsstrahlung 制動放射（bremsstrahlung） bremsstrahlung（制動放射） でエネルギーを失う。
• 軽いため多重散乱 multiple scattering 多重散乱（multiple scattering） multiple scattering（多重散乱） を受け、飛程range (of radiation in matter) 飛程（range (of radiation in matter)）range (of radiation in matter)（飛程） にはばらつきがある。
• 遮蔽shielding 遮蔽（shielding）shielding（遮蔽） は低$Z$材でβ線 beta radiation β線（beta radiation） beta radiation（β線） を止め、必要なら制動X線 bremsstrahlung X-ray 制動X線（bremsstrahlung X-ray） bremsstrahlung X-ray（制動X線） を別層で減弱する。