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[[ファイル:First medical X-ray by Wilhelm Röntgen of his wife Anna Bertha Ludwig's hand - 18951222.gif|right|250px|thumb|[[ヴィルヘルム・レントゲン|レントゲン]]が[[1896年]]1月23日に撮影した手の[[X線写真|透視画像]]。[[骨]]と[[指輪]]の部分が黒く写っている。]]
{{Otheruses|レントゲンが発見した放射線|1897年の映画|X線 (映画)}}
[[ファイル:First medical X-ray by Wilhelm Röntgen of his wife Anna Bertha Ludwig's hand - 18951222.jpg|サムネイル|250ピクセル|[[ヴィルヘルム・レントゲン|レントゲン]]が[[1896年]]1月23日に撮影した手の[[X線写真|透視画像]]。[[骨]]と[[指輪]]の部分が黒く写っている。]]
[[ファイル:Lung X-Ray.jpg|代替文=人間の肺のX線|サムネイル|250x250ピクセル|人間の胸部のX線画像]]
[[ファイル:Chest X-ray.jpg|代替文=人間の肺のX線|サムネイル|280x280ピクセル|人間の胸部のX線画像]]
'''X線'''（エックスせん、{{lang-en-short|X-ray}}）は、[[波長]]が1[[ピコメートル|pm]] - 10[[ナノメートル|nm]]程度の[[電磁波]]である。発見者である[[ヴィルヘルム・レントゲン]]の名をとって'''レントゲン線'''と呼ばれることもある。[[放射線]]の一種で、[[X線撮影]]、回折現象を利用した[[結晶構造]]の解析などに用いられる。
'''X線'''（エックスせん、{{lang-en-short|X-ray}}）は、[[波長]]が1 [[ピコメートル|pm]] - 10 [[ナノメートル|nm]]程度の[[電磁波]]である。発見者である[[ヴィルヘルム・レントゲン]]の名をとって'''レントゲン線'''と呼ばれることもある。電磁波であるが[[放射線]]の一種でもあり、[[X線撮影]]、回折現象を利用した[[結晶構造]]の解析などに用いられる。呼称の由来は[[数学]]の“[[未知数]]”を表す「[[X]]」で、これもレントゲンの命名による。


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[[1895年]][[11月8日]]、[[ドイツ]]の[[ヴィルヘルム・レントゲン]]により特定の波長域を持つ電磁波が発見され、X線として命名された<ref>なお、波長域は[[ガンマ線]]のそれと一部重なっている。これは、X線とガンマ線との区別が波長ではなく発生機構によるためであり、波長からX線かガンマ線かを割り出すことはできない。[[軌道電子]]の[[遷移]]を起源とするものをX線、[[原子核]]内の[[エネルギー準位]]の遷移を起源とするものをガンマ線と呼ぶ。</ref>。この発見は当時直ちに大反響を呼び、X線の発生について理論的方向付けを与えようとした[[アンリ・ポアンカレ|ポアンカレ]]は1896年1月に、蛍光物質とX線の関連について予測を述べた。その予測に従い、翌月の2月に[[アンリ・ベクレル]]はウランを含む燐光体が現代からいえば放射性物質であることを発見<ref>{{citation | author = Henri Becquerel | title = Sur les radiations émises par phosphorescence | year = 1896 | url = http://www.bibnum.education.fr/files/BECQUEREL_SUR_LES_RADIATIONS_EMISES.pdf }}（燐光物質によって放出される見えない放射線について）</ref>するなどX線の発見は原子核物理の端緒となった。
== 概要 ==
X線は[[ドイツ]]の[[ヴィルヘルム・レントゲン]]が[[1895年]][[11月8日]]に発見した特定の波長域を持つ電磁波である<ref>なお、波長域は[[ガンマ線]]のそれと一部重なっている。これは、X線とガンマ線との区別が波長ではなく発生機構によるためであり、波長からX線かガンマ線かを割り出すことはできない。[[軌道電子]]の[[遷移]]を起源とするものをX線、[[原子核]]内の[[エネルギー準位]]の遷移を起源とするものをガンマ線と呼ぶ。</ref>。
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X線の発見は当時直ちに大反響を呼び、X線の発生について理論的方向付けを与えようとした[[アンリ・ポアンカレ|ポアンカレ]]は1896年1月に、蛍光物質とX線の関連について予測を述べた。その予測に従い、翌月の2月に[[アンリ・ベクレル]]はウランを含む燐光体が現代からいえば放射性物質であることを発見<ref>{{citation | author = Henri Becquerel | title = Sur les radiations émises par phosphorescence | year = 1896 | url = http://www.bibnum.education.fr/files/BECQUEREL_SUR_LES_RADIATIONS_EMISES.pdf }}（燐光物質によって放出される見えない放射線について）</ref>するなどX線の発見は原子核物理の端緒となった。


なお、日本の法令の条文上では[[片仮名]]を用いて「'''エックス線'''」若しくは「エツクス線」（ツを小文字を使わずに表記する）と表記するのが原則となっている。
日本の法令上は[[片仮名]]を用いて「'''エックス線'''」若しくは「エツクス線」（ツを並字で表記する）と表記するのが原則となっている。

呼称の由来は[[数学]]の“[[未知数]]”を表す「[[X]]」で、これもレントゲンの命名による。


== 発生方法 ==
== 発生方法 ==
[[ファイル:Radioactive.svg|サムネイル|管理域シンボル]]
=== 電子の励起準位の差によるもの ===
=== 電子の励起準位の差によるもの ===
例えば、[[対陰極]]として[[銅]]、[[モリブデン]]、[[タングステン]]などの標的に、加速した電子ビーム（30 keV程度）を当て[[原子]]の[[電子配置|1s]]軌道の[[電子]]を弾き飛ばす、すると空になった1s軌道に、より外側の軌道（2p、3p軌道など）から電子が[[遷移]]してくる。この遷移によって放出される電磁波がX線（[[特性X線]]）である<ref name=":0">{{Cite book|author=戸田裕之|title=X線CT―産業・理工学でのトモグラフィー実践活用|date=|year=|accessdate=2019.2.5|publisher=共立出版|author2=|author3=|author4=|author5=|author6=|author7=|author8=|author9=|isbn=978-4-320-08222-9|day=}}</ref>。この時、軌道のポテンシャルエネルギーの差で電磁波の波長が決まるので、どのような波長のX線でも出てくるわけではない。
例えば、[[対陰極]](陽極)として[[銅]]、[[モリブデン]]、[[タングステン]]などの標的に、加速した電子ビーム（30 [[キロ|k]][[電子ボルト|eV]]程度）を当て[[原子]]の[[電子配置|1s]]軌道の[[電子]]を弾き飛ばす、すると空になった1s軌道に、より外側の軌道（2p、3p軌道など）から電子が[[遷移]]してくる。この遷移によって放出される電磁波がX線（[[特性X線]]）である<ref name=":0">{{Cite book|author=戸田裕之|title=X線CT―産業・理工学でのトモグラフィー実践活用|accessdate=2019.2.5|publisher=共立出版|isbn=978-4-320-08222-9}}</ref>。この時、軌道のポテンシャルエネルギーの差で電磁波の波長が決まるので、どのような波長のX線でも出てくるわけではない。


[[加速電圧]]（[[管電圧]]）と電子流による電流（[[管電流]]）からくる消費電力の1%程度だけがX線に転換される<ref name=":0" />。つまり[[電子線]]の電力の99%が対陰極の金属塊を熱するということになるため、実験上冷却が重要である<ref name=":0" />。このような方法でX線を発生させる装置は、
[[加速電圧]]（[[管電圧]]）と電子流による電流（[[管電流]]）からくる消費電力の1 %程度だけがX線に転換される<ref name=":0" />。つまり[[電子線]]の電力の99 %が対陰極の金属塊を熱するということになるため、実験上冷却が重要である<ref name=":0" />。このような方法でX線を発生させる装置は、
* [[X線管]]（特にX線管の中で分析管と言われるものは特性X線を利用する）
* [[X線管]]（特にX線管の中で分析管と言われるものは特性X線を利用する）
* [[クルックス管]]
* [[クルックス管]]
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=== トライボルミネッセンス ===
=== トライボルミネッセンス ===
[[セロハンテープ]]のロールを一定の速さではがすことによるもの。[[摩擦発光|トライボ（摩擦）ルミネッセンス]]の一種であるが、X線の発生については2008年現在の[[トライボロジー|摩擦学]]の理論では十分な説明ができない<ref name = "tribo">{{Cite journal |last=Camara |first=Carlos G. |coauthors=Juan V. Escobar, Jonathan R. Hird1, Seth J. Putterman |date=2008-10-23 |title=Correlation between nanosecond X-ray flashes and stick–slip friction in peeling tape |journal=Nature |volume=455 |issue=7216 |pages=1089-1092 |doi=10.1038/nature07378 |url=http://www.nature.com/nature/journal/v455/n7216/full/nature07378.html |accessdate=2009-01-27 }}</ref>。1950年代には旧ソ連の科学者たちが、セロハンテープロールをある速さではがすとエネルギースペクトルのX線の領域でパルスが発生することを突き止めていた。2008年に[[カリフォルニア大学ロサンゼルス校|UCLA]]（米カリフォルニア大学ロサンゼルス校）のチームが、真空中でセロハンテープを秒速3センチメートルの速さで剥がすことでX線撮影が可能な強度のX線が発生したことを観測し、[[ネイチャー]]誌に発表した<ref name = "tribo" /><ref>[http://www.afpbb.com/article/environment-science-it/science-technology/2531731/3460343 セロハンテープでX線、透視撮影も可能？！ 米研究]、APF BB NEWS、 2008年10月24日</ref>。
[[セロハンテープ]]のロールを一定の速さではがすことによるもの。[[摩擦発光|トライボ（摩擦）ルミネッセンス]]の一種であるが、X線の発生については2008年現在の[[トライボロジー|摩擦学]]の理論では十分な説明ができない<ref name = "tribo">{{Cite journal |last=Camara |first=Carlos G. |coauthors=Juan V. Escobar, Jonathan R. Hird1, Seth J. Putterman |date=2008-10-23 |title=Correlation between nanosecond X-ray flashes and stick–slip friction in peeling tape |journal=Nature |volume=455 |issue=7216 |pages=1089-1092 |doi=10.1038/nature07378 |url=http://www.nature.com/nature/journal/v455/n7216/full/nature07378.html |accessdate=2009-01-27 }}</ref>。1950年代には旧ソ連の科学者たちが、セロハンテープロールをある速さではがすとエネルギースペクトルのX線の領域でパルスが発生することを突き止めていた。2008年に[[カリフォルニア大学ロサンゼルス校|UCLA]]（米カリフォルニア大学ロサンゼルス校）のチームが、真空中でセロハンテープを秒速3 cmの速さで剥がすことでX線撮影が可能な強度のX線が発生したことを観測し、[[ネイチャー]]誌に発表した<ref name = "tribo" /><ref>[https://www.afpbb.com/articles/-/2531731?pid=3460343 セロハンテープでX線、透視撮影も可能？！ 米研究]、APF BB NEWS、 2008年10月24日</ref>。


=== 強誘電体の熱膨張・収縮によるもの ===
=== 強誘電体の熱膨張・収縮によるもの ===
[[強誘電体]]に電流を流す事で熱膨張・収縮する時に生じる高電圧(80kV)により低圧～真空容器内の残留ガスに起因する電子が加速され、微小試料に衝突して試料に含まれる元素特有の[[特性X線]]が発生する<ref>[http://www.jst.go.jp/pr/announce/20100922-2/ 手のひらに載るほど超小型な電子線プローブＸ線マイクロアナライザーの開発に成功]</ref>。百円ライターやガスコンロの着火に使用される[[圧電素子]]でも高電圧が発生してX線が発生する可能性がある<ref>[http://www.murata.co.jp/zaidan/annual/pdf/k01/2004/a31109.pdf 圧電材料を用いた超微小X線発生装置の試作]</ref>。
[[強誘電体]]に電流を流す事で熱膨張・収縮する時に生じる高電圧(80 kV)により低圧～真空容器内の残留ガスに起因する電子が加速され、微小試料に衝突して試料に含まれる元素特有の[[特性X線]]が発生する<ref>[https://www.jst.go.jp/pr/announce/20100922-2/ 手のひらに載るほど超小型な電子線プローブＸ線マイクロアナライザーの開発に成功]</ref>。百円ライターやガスコンロの着火に使用される[[圧電素子]]でも高電圧が発生してX線が発生する可能性がある<ref>[http://www.murata.co.jp/zaidan/annual/pdf/k01/2004/a31109.pdf 圧電材料を用いた超微小X線発生装置の試作]</ref>。


== 用途 ==
== 用途 ==
* 医療分野（診断用）での[[X線撮影]]・[[コンピュータ断層撮影|CT]]
* 医療分野（診断用）での[[X線撮影]]（[[レントゲン]]撮影）・[[コンピュータ断層撮影|CT]]
* [[機械材料|材料]]の内部の傷等の探索（[[非破壊検査]]）
* [[機械材料|材料]]の内部の傷等の探索（[[非破壊検査]]）
* [[物性物理学]]分野での[[結晶構造解析]]（[[X線回折]]）
* [[物性物理学]]分野での[[結晶構造解析]]（[[X線回折]]）
* [[化学物質]]等に含まれる微量の[[元素]]の検出([[蛍光X線|蛍光X線分析法]])
* [[化学物質]]等に含まれる微量の[[元素]]の検出([[蛍光X線|蛍光X線分析法]])
* [[空港]]・[[飛行場]]における搭乗前の手荷物検査（[[後方散乱X線検査装置]]）
* [[空港]]・[[飛行場]]における搭乗前の[[手荷物検査]]（[[後方散乱X線検査装置]]）
* 食品分野における出荷前の異物混入検査（X線検査装置）
* [[見世物]] - 観客の前で人間を骸骨に変化させる「人間変化」（X線の応用という触れ込みで、レントゲン写真を掲げていたが、実際は[[ペッパーズ・ゴースト]]を応用した物）、「箱の中身はなんだろな」箱を持つ舞台上の芸人にX線を照射して箱の中身を当てる「千里眼」など。X線の発見当初はむしろ見世物としての活用が主な用途で、[[活動写真]]などと同じく、電気を利用した見世物の一つとして人気を博したが、次第に飽きられた。常設小屋としては、浅草の「珍世界」（後の[[富士館]]）や「電友館」（後の[[電気館]]）などが有名。当時はまだX線の害が詳しく判明していなかったものの、なんだろな箱を持つ手が急性皮膚炎になったという症例が当時から報告されている。X線を1896年から4年間浴び続けた芸人が、1900年に皮膚癌で死亡したとの報告があり、これがX線による世界最初の犠牲者だと現在では考えられている<ref>[https://webview.isho.jp/journal/detail/abs/10.11477/mf.1541207537 放射線計測と防護]</ref>。


== 種類 ==
== 種類 ==
;超軟X線 (Ultrasoft X-ray)
;超軟X線 (Ultrasoft X-ray)
:約数10eVのエネルギーが非常に低く[[紫外線]]に近いX線
:約数10 [[電子ボルト|eV]]のエネルギーが非常に低く[[紫外線]]に近いX線
;軟X線 (Soft X-ray)
;軟X線 (Soft X-ray)
:約0.1 - 2keVのエネルギーが低くて透過性の弱いX線
:約0.1 – 2 [[キロ|k]][[電子ボルト|eV]]のエネルギーが低くて透過性の弱いX線
;X線 (X-ray)
;X線 (X-ray)
:約2 - 20keVの典型的なX線 （一部を軟X線に入れたり硬X線に入れる場合もある）
:約2 – 20 keVの典型的なX線 （一部を軟X線に入れたり硬X線に入れる場合もある）
;硬X線 (Hard X-ray)
;硬X線 (Hard X-ray)
:約20 - 100keVのエネルギーが高くて透過性の強いX線
:約20 – 100 keVのエネルギーが高くて透過性の強いX線
:波としての性質より粒子としての性質を強く示すようになる。
:波としての性質より粒子としての性質を強く示すようになる。


== 最低線量 ==
== 測定 ==
X線の検出には写真作用、蛍光作用、イオン化作用などの作用が利用され、X線フィルムや乾板を用いる写真法、計数管（サーベイメーター）を用いる計数管法などがある<ref>{{Cite web|和書|url=https://www.nagaokaut.ac.jp/kenkyu/anzentebiki/anzentebiki.files/syo9.pdf |title=安全のための手引 第9章 エックス線、エックス線発生装置 |publisher=長岡技術科学大学 |date= |accessdate=2023-04-27}}</ref>。
{{See|被曝|低線量被曝問題}}
⚫
2003年に米国[[アメリカ合衆国エネルギー省]]の低線量放射線研究プログラムによる支援等を受けて<ref>{{cite journal |url=http://www.pnas.org/content/100/24/13761.full |title=Cancer risks attributable to low doses of ionizing radiation: Assessing what we really know |author=David J. Brenner et al. |journal=PNAS |date=2003 |volume=100 |issue=24 |pages=13761-13766 |doi=10.1073/pnas.2235592100 |quote=This work was supported in part by the U.S. Department of Energy Low-Dose Radiation Research Program. }}</ref>[[米国科学アカデミー紀要]](PNAS)に発表された論文によれば、人の癌リスクの増加の十分な証拠が存在する[[エックス線]]や[[ガンマ線]]の最低線量は、瞬間的な被曝では、10-50m[[シーベルト|Sv]]、長期被曝では50-100m[[シーベルト|Sv]]であることが示唆されている<ref>{{cite |url=http://www.cancerit.jp/ |chapterurl=http://smc-japan.org/?p=2037 |title=海外癌医療情報リファレンス |chapter=【翻訳論文】「低線量被ばくによるがんリスク：私たちが確かにわかっていることは何かを評価する」PNAS(2003) |author=翻訳：調麻佐志 |date= |work=一般社団法人 サイエンス・メディア・センター |accessdate=2011/8/26 }}</ref>。


== 健康への影響 ==
== 低線量のX線照射によるDNA切断説 ==
{{See|被曝|低線量被曝問題}}
{{See|被曝|低線量被曝問題|放射線障害}}
高線量のX線を含む放射線は健康に悪影響を及ぼすことが知られているほか、低線量での影響も研究されている。
[[崎山比早子]]は「低線量放射線の影響は過小評価されて来たのではないか　低線量放射線でできた二重鎖DNA 切断は修復されない？」で次の研究を紹介している<ref>崎山比早子による解説。崎山比早子「低線量放射線の影響は過小評価されて来たのではないか　低線量放射線でできた二重鎖DNA 切断は修復されない？」、原子力資料情報室通信　354号 (2003)p.7-11　</ref><ref>[http://www.jca.apc.org/femin/interview/sakiyama.html つながる／ひろがる／フェミ・ジャーナル「ふぇみん」]2012年3月15日、No.2984</ref>。


⚫
2003年に米国[[アメリカ合衆国エネルギー省]]の低線量放射線研究プログラムによる支援等を受けて<ref>{{cite journal |url=http://www.pnas.org/content/100/24/13761.full |title=Cancer risks attributable to low doses of ionizing radiation: Assessing what we really know |author=David J. Brenner et al. |journal=PNAS |date=2003 |volume=100 |issue=24 |pages=13761-13766 |doi=10.1073/pnas.2235592100 |quote=This work was supported in part by the U.S. Department of Energy Low-Dose Radiation Research Program. }}</ref>[[米国科学アカデミー紀要]](PNAS)に発表された論文によれば、人の癌リスクの増加の十分な証拠が存在するエックス線や[[ガンマ線]]の最低線量は、瞬間的な被曝では、10–50 m[[シーベルト|Sv]]、長期被曝では50–100 mSvであることが示唆されている<ref>{{cite |url=http://www.cancerit.jp/ |chapterurl=http://smc-japan.org/?p=2037 |title=海外癌医療情報リファレンス |chapter=【翻訳論文】「低線量被ばくによるがんリスク：私たちが確かにわかっていることは何かを評価する」PNAS(2003) |author=翻訳：調麻佐志 |date= |work=一般社団法人 サイエンス・メディア・センター |accessdate=2011/8/26 }}</ref>。
K.RothkammとM.Lobrichは、ヒト細胞において、高線量のX線照射によるDNA二本鎖切断は効率的に修復されたが、低線量のX線照射（約1mGy）によるDNA二本鎖切断は数日を経ても修復されなかったと報告している。また、X線照射後にヒト細胞が細胞分裂を重ねると、DNA二本鎖切断はX線照射以前の水準に戻るが、これは修復されないDNA二本鎖切断を持つ細胞が除去されることによると推察している<ref>K.Rothkamm, M.Lobrich, Evidence for a lack of DNA double-strand break repair in human cells exposed to very low x-ray doses“Proceedings National Academy of Sciences USA”, Vol.100,pp.5057-5062,2003</ref>。


== 脚注 ==
== 脚注 ==
{{脚注ヘルプ}}
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== 参考文献 ==
== 参考文献 ==
* {{cite book |和書| title=物理学史Ⅱ | author=広重 徹 | publisher=培風館 | year=1967 | isbn=4563024066 | ref=広重(1967) }}
* {{cite book |和書| title=物理学史Ⅱ | author=広重 徹 | publisher=培風館 | year=1967 | isbn=4-563-02406-6 | ref=広重(1967) }}


== 関連項目 ==
== 関連項目 ==
{{Sisterlinks|エックス線
| wikt = X線
| q = no
| n = no
}}
* [[X線天文学]]
* [[X線天文学]]
* [[X線撮影]]
* [[X線撮影|X線撮影 (レントゲン)]]
* [[コンピュータ断層撮影]]
* [[コンピュータ断層撮影]]
* [[エネルギー分散型X線分析]]
* [[エネルギー分散型X線分析]]
78行目: 83行目:
* [[X線小角散乱]]
* [[X線小角散乱]]
* [[診療エックス線技師]] - [[診療放射線技師]]に一本化された。
* [[診療エックス線技師]] - [[診療放射線技師]]に一本化された。
* [[エックス線作業主任者]]
* [[エックス線作業主任者]] - [[エックス線等透過写真撮影者]]


=== 関連人物 ===
=== 関連人物 ===
84行目: 89行目:
* [[マックス・フォン・ラウエ]] - [[X線回折]]を発見し、X線が電磁波であることを示した。
* [[マックス・フォン・ラウエ]] - [[X線回折]]を発見し、X線が電磁波であることを示した。
* [[ヘンリー・ブラッグ]]、[[ローレンス・ブラッグ]] - [[ブラッグの法則]]を発見した。
* [[ヘンリー・ブラッグ]]、[[ローレンス・ブラッグ]] - [[ブラッグの法則]]を発見した。

== 外部リンク ==
{{Commonscat|X-rays}}


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[[Category:ヴィルヘルム・レントゲン]]

2024年9月27日 (金) 12:40時点における最新版

曖昧さ回避 この項目では、レントゲンが発見した放射線について説明しています。1897年の映画については「X線 (映画)」をご覧ください。
レントゲンが1896年1月23日に撮影した手の透視画像。骨と指輪の部分が黒く写っている。
人間の肺のX線
人間の胸部のX線画像

X線（エックスせん、英: X-ray）は、波長が1 pm - 10 nm程度の電磁波である。発見者であるヴィルヘルム・レントゲンの名をとってレントゲン線と呼ばれることもある。電磁波であるが放射線の一種でもあり、X線撮影、回折現象を利用した結晶構造の解析などに用いられる。呼称の由来は数学の“未知数”を表す「X」で、これもレントゲンの命名による。

1895年11月8日、ドイツのヴィルヘルム・レントゲンにより特定の波長域を持つ電磁波が発見され、X線として命名された[1]。この発見は当時直ちに大反響を呼び、X線の発生について理論的方向付けを与えようとしたポアンカレは1896年1月に、蛍光物質とX線の関連について予測を述べた。その予測に従い、翌月の2月にアンリ・ベクレルはウランを含む燐光体が現代からいえば放射性物質であることを発見[2]するなどX線の発見は原子核物理の端緒となった。

日本の法令上は片仮名を用いて「エックス線」若しくは「エツクス線」（ツを並字で表記する）と表記するのが原則となっている。

発生方法

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管理域シンボル

電子の励起準位の差によるもの

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例えば、対陰極(陽極)として銅、モリブデン、タングステンなどの標的に、加速した電子ビーム（30 keV程度）を当て原子の1s軌道の電子を弾き飛ばす、すると空になった1s軌道に、より外側の軌道（2p、3p軌道など）から電子が遷移してくる。この遷移によって放出される電磁波がX線（特性X線）である[3]。この時、軌道のポテンシャルエネルギーの差で電磁波の波長が決まるので、どのような波長のX線でも出てくるわけではない。

加速電圧（管電圧）と電子流による電流（管電流）からくる消費電力の1 %程度だけがX線に転換される[3]。つまり電子線の電力の99 %が対陰極の金属塊を熱するということになるため、実験上冷却が重要である[3]。このような方法でX線を発生させる装置は、

がある。

運動エネルギーによるもの

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電子を対陰極で急激に制動させたり、磁場により運動方向を変更したりするなどの加速度運動をするとX線が放射され（制動放射）[3]、制動X線と呼ばれる。特定のスペクトルを示さないので、白色X線と言われる。このような方法でX線を発生させる装置は

熱によるもの

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レーザーで高温のプラズマを発生させ、超短パルスのX線を発生させたり、X線レーザー発振の研究が行われている。

トライボルミネッセンス

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セロハンテープのロールを一定の速さではがすことによるもの。トライボ（摩擦）ルミネッセンスの一種であるが、X線の発生については2008年現在の摩擦学の理論では十分な説明ができない[4]。1950年代には旧ソ連の科学者たちが、セロハンテープロールをある速さではがすとエネルギースペクトルのX線の領域でパルスが発生することを突き止めていた。2008年にUCLA（米カリフォルニア大学ロサンゼルス校）のチームが、真空中でセロハンテープを秒速3 cmの速さで剥がすことでX線撮影が可能な強度のX線が発生したことを観測し、ネイチャー誌に発表した[4][5]。

強誘電体の熱膨張・収縮によるもの

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強誘電体に電流を流す事で熱膨張・収縮する時に生じる高電圧(80 kV)により低圧～真空容器内の残留ガスに起因する電子が加速され、微小試料に衝突して試料に含まれる元素特有の特性X線が発生する[6]。百円ライターやガスコンロの着火に使用される圧電素子でも高電圧が発生してX線が発生する可能性がある[7]。

用途

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  • 医療分野（診断用）でのX線撮影（レントゲン撮影）・CT
  • 材料の内部の傷等の探索（非破壊検査）
  • 物性物理学分野での結晶構造解析（X線回折）
  • 化学物質等に含まれる微量の元素の検出(蛍光X線分析法)
  • 空港・飛行場における搭乗前の手荷物検査（後方散乱X線検査装置）
  • 食品分野における出荷前の異物混入検査（X線検査装置）
  • 見世物 - 観客の前で人間を骸骨に変化させる「人間変化」（X線の応用という触れ込みで、レントゲン写真を掲げていたが、実際はペッパーズ・ゴーストを応用した物）、「箱の中身はなんだろな」箱を持つ舞台上の芸人にX線を照射して箱の中身を当てる「千里眼」など。X線の発見当初はむしろ見世物としての活用が主な用途で、活動写真などと同じく、電気を利用した見世物の一つとして人気を博したが、次第に飽きられた。常設小屋としては、浅草の「珍世界」（後の富士館）や「電友館」（後の電気館）などが有名。当時はまだX線の害が詳しく判明していなかったものの、なんだろな箱を持つ手が急性皮膚炎になったという症例が当時から報告されている。X線を1896年から4年間浴び続けた芸人が、1900年に皮膚癌で死亡したとの報告があり、これがX線による世界最初の犠牲者だと現在では考えられている[8]。

種類

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超軟X線 (Ultrasoft X-ray)
約数10 eVのエネルギーが非常に低く紫外線に近いX線
軟X線 (Soft X-ray)
約0.1 – 2 keVのエネルギーが低くて透過性の弱いX線
X線 (X-ray)
約2 – 20 keVの典型的なX線 （一部を軟X線に入れたり硬X線に入れる場合もある）
硬X線 (Hard X-ray)
約20 – 100 keVのエネルギーが高くて透過性の強いX線
波としての性質より粒子としての性質を強く示すようになる。

測定

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X線の検出には写真作用、蛍光作用、イオン化作用などの作用が利用され、X線フィルムや乾板を用いる写真法、計数管（サーベイメーター）を用いる計数管法などがある[9]。

健康への影響

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「被曝」、「低線量被曝問題」、および「放射線障害」を参照

高線量のX線を含む放射線は健康に悪影響を及ぼすことが知られているほか、低線量での影響も研究されている。

2003年に米国アメリカ合衆国エネルギー省の低線量放射線研究プログラムによる支援等を受けて[10]米国科学アカデミー紀要(PNAS)に発表された論文によれば、人の癌リスクの増加の十分な証拠が存在するエックス線やガンマ線の最低線量は、瞬間的な被曝では、10–50 mSv、長期被曝では50–100 mSvであることが示唆されている[11]。

脚注

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  1. ^ なお、波長域はガンマ線のそれと一部重なっている。これは、X線とガンマ線との区別が波長ではなく発生機構によるためであり、波長からX線かガンマ線かを割り出すことはできない。軌道電子の遷移を起源とするものをX線、原子核内のエネルギー準位の遷移を起源とするものをガンマ線と呼ぶ。
  2. ^ Henri Becquerel (1896), Sur les radiations émises par phosphorescence, http://www.bibnum.education.fr/files/BECQUEREL_SUR_LES_RADIATIONS_EMISES.pdf （燐光物質によって放出される見えない放射線について）
  3. ^ a b c d e 戸田裕之. X線CT―産業・理工学でのトモグラフィー実践活用. 共立出版. ISBN 978-4-320-08222-9 
  4. ^ a b Camara, Carlos G.; Juan V. Escobar, Jonathan R. Hird1, Seth J. Putterman (2008-10-23). “Correlation between nanosecond X-ray flashes and stick–slip friction in peeling tape”. Nature 455 (7216): 1089-1092. doi:10.1038/nature07378. http://www.nature.com/nature/journal/v455/n7216/full/nature07378.html 2009年1月27日閲覧。. 
  5. ^ セロハンテープでX線、透視撮影も可能？！ 米研究、APF BB NEWS、 2008年10月24日
  6. ^ 手のひらに載るほど超小型な電子線プローブＸ線マイクロアナライザーの開発に成功
  7. ^ 圧電材料を用いた超微小X線発生装置の試作
  8. ^ 放射線計測と防護
  9. ^ “安全のための手引 第9章 エックス線、エックス線発生装置”. 長岡技術科学大学. 2023年4月27日閲覧。
  10. ^ David J. Brenner et al. (2003). “Cancer risks attributable to low doses of ionizing radiation: Assessing what we really know”. PNAS 100 (24): 13761-13766. doi:10.1073/pnas.2235592100. http://www.pnas.org/content/100/24/13761.full. "This work was supported in part by the U.S. Department of Energy Low-Dose Radiation Research Program." 
  11. ^ 翻訳：調麻佐志, 【翻訳論文】「低線量被ばくによるがんリスク：私たちが確かにわかっていることは何かを評価する」PNAS(2003), “海外癌医療情報リファレンス”, 一般社団法人 サイエンス・メディア・センター, http://smc-japan.org/?p=2037 2011年8月26日閲覧。 

参考文献

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関連項目

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関連人物

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単位
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放射線の種類
物質との相互作用
放射線と健康
基本概念
放射線の利用
放射線と健康影響
放射能被害
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