방사선은 어디에 쓰나? 4 전자

사실 난 방사선이나 핵물리 전공자가 아니다. 그냥 물리학 학사학위를 받은 사람들보다 입자물리학에 대해서 조금 더 알고 있을 뿐이다.^[각주:1] 그러므로 그냥 아는대로 적고 있고, 궁금한 내용이나 틀린 내용은 댓글로 달아주면 보충하도록 하겠다.

전자는 우리가 "물질"이라고 부르는 페르미 입자 중에서 네번째로 가벼운 입자이다.^[각주:2] 전자 역시 빠른 속도로 달려가게 되면 다른 물질의 전자를 떼어내거나 충격을 줄 수 있기 때문에 화학 반응에 가담하게 되고, 따라서 고에너지 전자선은 방사선으로 취급된다.

맥스웰의 전자기학에 따르면, 전자를 가속시키는 방법은 두가지가 있다. 하나는 전기장이고, 다른 하나는 변화하는 자기장이다. 전기장을 이용해서 전자를 가속시키는 것이 선형 가속기이다. 선형 입자 가속기는 전자가 가는 길의 앞에는 +전위, 뒤에는 -전위가 되도록 계속해서 전기장의 방향을 바꿔준다. 선형 가속기의 장점은, 싱크로트론 복사로 잃어버리는 에너지가 적어서 효율적인 가속이 가능하다는 점이다. 단점은, 싱크로트론 복사가 안나온다는 거...

변화하는 자기장을 이용한 가속은 레이저를 사용한 가속인데, 이건 사실 강한 전기장과 강한 자기장으로 휙 밀어버리는 것과 같다. 이 내용을 다루려면 따로 긴 글을 써야 하므로 자세한 내용은 생략한다.

또는, 방사성 핵종이 붕괴할 때 베타 붕괴를 하면 전자가 방출된다. 베타 붕괴란 중성자가 양성자와 전자와 전자 중성미자로 붕괴하는 경우인데, 이때 전자가 튀어나오는 것이다.

전자는 다 똑같으므로 이놈이나 저놈이나 고에너지 전자선이라면 비슷한 작용을 한다. 대표적으로 전자선을 사용하는 장치가 브라운관이다. 이른바 CRT(Cathod-ray tube)라고 부르는 그것인데, 쉽게 설명하자면 옛날옛날 LCD가 나오기 전에 널리 사용되던 모니터나 TV의 화면 표시 방식이다.

전자선은 물질을 잘 뚫고 지나가지를 못한다. 입자도 가볍고, 상대적으로 큰 전하를 띄고 있기 때문에(즉 비전하가 크다) 에너지가 크더라도 다른 물질과 상호작용을 잘 한다. 상호작용을 잘하면 결국 이리저리 잘 흩어진다는 뜻이다. 다시말해서, 몸에 맞게 되면 표면쪽에 큰 영향을 주고 깊은 곳에는 영향이 적다. 물론, 베타 붕괴를 하는 물질을 먹게 된다면 내부에서 피폭되므로 아주 안좋다.

전자선을 피하려면 일단은 옷을 두껍게 입으면 된다. 금속판을 대는 것이 좋긴 한데, 그럼 제동복사 때문에 엑스선이 방출되므로 더 안좋을 수 있다. 안전하게 하려면 일단 가장 겉에 옷을 두겁게 입고 안쪽에 금속 성분의 보호대를 착용하면 된다.

전자빔을 이용하면 화학 반응의 속도를 가속시킬 수 있는데, 그래서 나온게 이런 거다.
http://article.joinsmsn.com/news/article/article.asp?total_id=2791276&ctg=16
http://www.icons.or.kr/boards/view/cooper445/2977/page:1
전자빔으로 오/폐수의 독성과 악취를 줄인다고 한다.

시간이 없어서 다음 시간에...

1. 석사니까. -_-; [본문으로]
2. 전자보다 가벼운 페르미 입자 3가지는 전자 중성미자, 뮤온 중성미자, 타우 중성미자, 이렇게 3가지다. 다만, 얘들 중에서 뭐가 제일 가벼운지는 밝혀지지 않았고, 앞으로도 밝혀지지 않을 것 같다. [본문으로]