X線

1923年にアメリカの物理学者・教育者アーサー・コンプトンによって発見されたコンプトン効果は、波長のより短いX線の吸収の機構として重要である。高いエネルギーをもった光子が電子に衝突すると、電子も光子も入射光子の進行方向からある角度だけまげられる。入射光子のエネルギーの一部が電子にあたえられるため、長い波長となってあらわれる。このような波長の変化をともなう偏向は、コンプトン散乱とよばれている。

吸収の3つめの仕組みは対生成で、これは原子量の高い元素がきわめて高いエネルギーのX線に照射されたときに顕著にあらわれるものである。高エネルギーの光子が原子核に近い内側の電子殻に到達すると、負電荷の電子と正電荷の電子つまり陽電子との対をつくりだす可能性がある。対生成はエネルギーが質量に転換する一例であり、対生成のためには光子のエネルギーは少なくとも1.2メガ電子ボルト(MeV)以上必要である。入射した光子のエネルギーが対生成に必要なエネルギーより大きいと、余分なエネルギーは対粒子の運動エネルギーとしてあたえられる。2つの粒子の通路は別々にわかれる。

X線の応用される主要な分野は、科学研究、工業、医学が主である。X線は理論物理学、とくに量子力学の発展に大きな貢献をした。結晶学の理論を実験的にたしかめるのにも利用され、結晶構造に関する知識のほとんどはX線結晶学の成果である。工業界においては、鋳造された金属や合金の非破壊検査にX線がもちいられる。にせの宝石の鑑定や、税関での不法な品物の検査などにももちいられる。X線撮影や透視法は医学の診断において広範囲に利用されている。治療の分野でもX線を癌(がん)に照射するなど、病気の治療に応用されている。→ 癌：放射線生物効果：放射線医学