방사선 투과검사의 방사선

방사선에는 입자 방사선과 전자파 방사선이 있다. α선, β선, 중성자등은 입자 방사선인데 α선, β선은 전하를 띤 하전입자선이고, 중성자는 전하가 없는 입자 방사선이다. 전자파 방사선에는 적외선, 가시광성, 자외선, X선 및 γ선이 있다. 이들 전자파 방사선 중에서 에너지가 높아 물질을 잘 투과하고, 물지을 이온화시키는 성질을 가지고 있는 X선이나 γ선을 전리 방사선이라 한다. 이 전리 전자파 방사선을 보통 방사선이라고 하며 방사선 투과검사에 이용한다. 중성자를 이용한 투과검사를 중성자 투과검사라고 하며, 넓은 뜻으로 방사선 투과검사의 한 종류이다.

α선, β선은 전하를 갖고 있기 때문에 전기장의 영향을 받아 직진하기 어렵다. X선, γ선, 중성자선은 전하가 없기 때문에 자기장이나 전기장의 영향을 받지 않아 전자기장 속에서 직진하고 물질속의 전하의 분포에도 영향을 받지않아 물질 속에서도 직선을 진행하게 되어 물지을 투과한 양이 물질의 재질 두께에 따라 반비례하게 되어 어떤 형태의 상을 표시할 수 있게 되는데 이를 이용한 것이 방사선 투과검사이다. 한 점에 닿는 방사선 강도는 선원에서 한 점까지 거리에 따라 좌우되며, 방사선 강도는 이 거리 제곱의 역에 따라 달라지는데 이것을 역자승의 법칙이라 한다. 역자승의 법칙은 실제로 방사선을 응용할 때 중요한 의미를 가진다. 필름은 방사선 투과검사에서 특정한 사진 농도를 만들기 위해 일정한 양의 방사선량을 받거나 노출되어야 한다. 어떤 이유로 인해 선원과 필름간 거리가 바뀐다면 노출 조건은 역자승 법칙에 따라 수정되어야 한다.

X선과 γ선은 전하를 갖지 않고 파장이 짧아 에너지도 높기 때문에 상당한 투과력을 갖고 있다. 비파괴검사에 사용되는 방사선은 특수 검사인 중성자 투과검사를 제외하면 X선과 γ선을 이용한다.

X선과 γ선은 본질은 같으나 그 발생원이 원자핵인 것을 감마선으로 부른다. 대체로 X선은 에너지가 낮고 γ선은 에너지가 높으나 가속기에서 생성되는 X선은 매우 높은 에너지도 있어 에너지로 구별할 수는 없다. X선 및 γ선은 전자파의 일종으로 X선이나 γ선과 같이 파장이 짧은 전자파는 파의 성질과 광양자라하는 입자의 성질을 함께 가지고 있다. X선 및 γ선에 의한 현상의 대부분은 이들 선을 파로 생각하여 설명할 수 있으나 그 중에는 파로 설명할 수 없는 것도 있다. 이러한 현상은 X선 및 γ선을 광양자의 흐름으로 생각하면 쉽게 설명할 수 있다.

방사선은 물질 속을 지날 때에 그 지나는 길에 따라 주변의 원자나 분자에 에너지를 주어 이온화(전리)나 들뜸(여기)을 일으킨다. α선 및 β선 등 전하를 가진 입자는 물질을 통과할 때에 그 지나는 경로에 직접적으로 많은 이온화나 들뜬 상태를 만든다. 이온화작용과 들뜸작용은 방사선의 물질에 대한 작용 중에서 가장 기본적인 것이며 방사선에의한 형광작용, 사진작용, 화학작용 등은 모두 이온화나 들뜸으로 인해 일어나는 작용들이다.