방사선의 정의 및 방사선 에너지ㅣ원자질량단위(amu)

방사선 정의

방사선이란 에너지의 흐름이다. 넓은 의미의 방사선에는 X선이나 감마선 같은 핵방사선(nuclear radiation)뿐만 아니라 전파, 가시광선, 적외선과 같은 복사선도 포함된다.

 

다만, 전파, 가시광선, 적외선과 같은 방사선은 물질 내 원자를 전리시킬 정도로 에너지가 높지는 않기 때문에 비전리방사선(non-ionizing radiation)이라 부른다.

 

이에 비해 알파입자, 베타입자, 중성자, X선, 감마선과 같은 핵방사선은 원자를 전리시키는 힘이 있으므로 전리방사선(ionizing radiation)이라 부른다. 방사선에는 알파입자나 중성자처럼 그 형태가 입자인 것도 있고 감마선이나 X선처럼 전자파(광자)도 있다.

 

 

방사선 에너지

방사선이 에너지의 흐름인 만큼 방사선에서 가장 중요한 요소는 그 에너지이다. 개별 입자나 광자 방사선의 에너지는 매우 작기 때문에 방사선 에너지를 표현할 때는 특별한 에너지 단위인 전자볼트(electron volt(eV))를 기본으로 사용한다.

 

1 eV는 1.60217 x 10 ^-19 로서 지극히 작은 에너지이므로 주로 사용되는 단위는 그 10배인 MeV 단위이다.

 

입자 에너지

입자방사선은 에너지가 높아 속도가 광속(C=2.997925×10ms)에 근접하므로 그 운동에너지를 고전역학적으로 산출하지 못하고 상대론적으로 취급해야 한다.

 

정지질량 m인 입자의 속도를 v라 할 때 광속 단위로 나타낸 입자의 속도는 다음과 같다.

β=v/C , 0≤ β<1

 

광자 에너지

광자는 전자파이므로 그 에너지는 진동수 v와 플랑크상수 h(= 6.6261 x 10 ^ - 34 Js)의 곱으로 표현된다.

E=hv=h*C/λ

여기서 λ는 파장이다. 광자의 운동량은 다음과 같다.

p=h/λ

 

원자질량단위 (atomic mass unit(amu))

출처:어쩌다1등급

질량의 기본단위는 kg이므로 방사선 입자의 질량도 kg으로 나타낼 수 있다. 그러나 원자나 방사선 입자의 무게처럼 작은 무게를 kg 단위로 표현하면 어색하기에 원자질량단위(atomic mass unit(amu))를 정의하여 사용한다.

 

원자질량단위는 12C 원자 하나 무게의 1/12을 기준으로 하는데 이를 1u(또는 amu)로 정의한다.