방사선 이모저모

방사선

알파입자는 중하전입자의 일종으로 알파선의 에너지 손실은 대부분 전리와 들뜸에 의해서 이루어집니다. 중하전입자인 알파입자는 전자에 비교했을 때 질량이 매우 크며 알파입자의 전하량은 양성자 또는 중성자의 전하량의 2배에 가깝기에 전자와 비교해 보았을 때 비전하, 즉 단위 질량당 전하량이 매우 작습니다. 운동에너지가 같은 경우에 질량이 작은 전자의 속도는 중하전입자의 속도와 비교해 보았을 때 매우 빠르며 그 속도는 광속도에 가깝기에 중하전입자인 알파선과 경 하전입자는 물질과의 상호작용이 현저하게 다릅니다. 따라서 이번 시간에는 중하전입자의 하나인 알파선의 상호작용에 대해서 알아보겠습니다.  알파선의 전리 작용과 들뜸  알파입자는 물질을 통과할 때 물질의 원자나 분자를 전리나 들뜸을 일으킴으로써 물질에 에너지를..

방사선

우리가 의료분야에서 진단, 산업 분야에서 검사에 사용하는 X선은 입사 전자가 어떻게 표적 물질과 충돌하는지에 따라 2가지 종류로 나뉩니다. 입사 전자가 양극 물질과 상호작용하여 두 가지 형태의 X선을 만들어 내는데 하나는 제동 X선이고 또 다른 하나는 특성 X선입니다. 이것은 X선 관에서 방출되는 X선을 분광기로 분석하여 보면 두 종류의 다른 스펙트럼으로 구성된 것을 통해 알 수 있는데 에너지 범위가 연속적으로 나타나는 것을 연속 스펙트럼이라고 하고 특정 에너지 준위의 선스펙트럼이 겹쳐 있습니다. 이때 제동 X선은 연속 스펙트럼의 형태를 띠고 특성 X선은 선스펙트럼의 형태를 띱니다. 이번 글에서는 X선의 종류에 해당하는 제동 X선과 특성 X선에 대해 알아보겠습니다.  제동 X선  X선의 종류 중 하나인 ..

방사선

열음극 X선 관은 고전압의 전기장에 의해 고속으로 가속된 전자를 양극 표적에 충돌시켜서 X선을 발생하는 2극 진공관으로서 목적에 따라 X선의 강도와 에너지를 제어할 수 있습니다. X선 관의 구조는 열전자를 방출하는 음극과 표적 물질인 양극, 고진공도 상태인 유리관, 관용기로 이루어져 있습니다. 이번 글에선 X선 관의 내부 구조인 유리관, 음극, 양극, X선관 용기에 대해 알아보겠습니다.  유리관  두 전극을 봉입 후에 유리관은 진공상태로 합니다. 진공으로 하는 이유는 관내에 가스가 존재하면 열전자가 양극으로 이동할 때 가스 분자와 상호작용(전리작용)으로 2차 전자가 발생하는데, 발생한 2차 전자도 1차 전자(열전자)와 함께 가속되어 양극으로 이동합니다. 2차 전자의 발생은 임으로 조절할 수 없기에 양극에..

방사선

이전 글에선 X선의 발견과 특성에 대해 알아봤습니다. 이렇게 발견한 X선을 의료나 산업 등의 분야에 활용하기 위해선 X선을 만드는 장치가 있어야 합니다. 이번 시간에서는 X선을 만드는 장치에서 X선이 발생하는 과정을 알아보겠습니다.   X선은 고속으로 가속된 하전입자가 물질 내에서 상호작용하여 발생하게 됩니다. X선을 발생시키기 용이할 뿐 아니라 쉽게 가속 시킬 수 있는 하전입자는 전자이므로 X선 관에선 전자가 가속해 텅스텐 표적에 충돌하여 X선을 발생시킨다. X선의 발생순서는 크게 열전자 방출, 전자의 가속, 고속전자와 표적물질의 상호작용 순으로 나뉩니다.  열전자 방출  X선을 발생시키는 물질은 전자입니다. 전자를 얻는 방법은 금속 물질에 빛을 쏘는 방법, 강한 전장이나 강한 자장을 거는 방법, 열을..

방사선

방사선은 알게 모르게 우리 주변에 존재하며 생활에 밀접해 있습니다. 방사선에는 대표적으로 X선이 있지만 그 외에도 여러 가지 방사선이 존재합니다. 이번 시간에는 방사선의 정의와 각기 다른 기준에 따라 어떻게 분류하는지 알아보겠습니다.  방사선의 정의  원래 방사선(Radiation)이란 공간이나 물질을 통해서 전해지는 에너지의 방출과 전파를 의미합니다. 따라서 그 자신이 에너지를 방출하고 어느 제한된 영역까지 직선으로 진행되어 에너지를 주변에 전달합니다. 방사선은 크게 세 종류로 전자기 방사선, 소리 방사선 및 입자방사선으로 구분됩니다. 전자기 방사선, 소리 방사선 및 입자방사선은 다시 각각 더 세분됩니다.  방사선의 분류  전자기 방사선은 앞에서 언급한 바와 같이 세분되어 라디오파, 마이크로파, 적외선..

방사선

방사선은 우리 주위에 다양하게 존재하지만 그중 가장 잘 알려진 것은 바로 X선입니다. X선은 의료, 산업 등 여러 분야에서 사용하는데 이번 글에선 여러 분야에서 사용되는 X선이 어떻게 발견되었는지, 어떤 특성을 가졌는지를 알아보겠습니다.  X선의 발견과 특성  19세기 후반의 과학자들은 가스에서 전하의 이동을 중점적으로 연구하고 있었습니다. 이때 진공상태의 방전관을 사용하였습니다. 그 당시 물리학에서는 전자에 대해 알지 못하고 있었습니다. 과학자들은 고전압을 걸어준 음극과 양극 사이에서 좁은 띠의 빛을 내는 것을 보았습니다. 그러나 그것이 입자인지 또는 파동인지를 정확히 알지 못했습니다. 따라서 이 선을 음극선이라 불렀습니다. 독일의 물리학자 뢴트겐도 종전에 해오던 실험을 반복적으로 실행하고 있었습니다...