放射能を正しく理解し、正しく恐れる

荷電粒子が物質中を通るとき、クーロン力により物質中の電子と相互作用を引き起こしながら進みます。
入射粒子が物質に与えたエネルギーにより励起や電離が引き起こされます。荷電粒子は、物質中の電子にエネルギーを与えるため、エネルギーを失い、次第に速さが遅くなり、物質中で停止します。
物質中を荷電粒子が進むとき、原子核の近傍の電場により減速されます。このときの加速度運動により制動放射が発生します。この制動放射によっても荷電粒子はエネルギーを失っていきます。

電子が物質中をすすとき、物質中の原子を電離したり励起したりしながら進みます。

電子の散乱は原子核の電場によりおこります。１回の散乱では曲げられる角度は小さいですが、散乱が多数回起こると始めの軌道から大きくずれていきます。このうち、元の方向へ戻る場合を後方散乱といいます。
電子が原子核の電場で減速されると制動放射線が発生します。エネルギーの高い電子ほど制度放射によるエネルギー損失は大きくなります。

電子は物質中を進むとき、その質量が小さいため、散乱により大きく方向を変えることがあります。そのために、同一エネルギーの電子でも止まるまでの直線距離は個々の電子により大きく異なっています。最も遠くまで届いた場合を最大飛程といいます。
陽電子の場合は、止まると電子と結合して消滅します。（陽電子消滅）このとき、511 keVの光子を互いに反対方向に２本放出します。（消滅γ線）

重荷電粒子と物質との相互作用は電子の場合とほぼ同じと考えていいと思います。
荷電粒子がクーロン力で直接電離する過程を１次電離といい、電離された電子を２次電子といいます。２次電子がさらに電離を起こすエネルギーをもっている場合、この電子をδ線といいます。２次電子による電離を２次電離といいます。
荷電粒子が止まる直前では、速度が非常に小さくなるため電離・励起がたくさん起こり、衝突阻止能が大きくなります。阻止能を距離に対して表し、飛程の終わりで阻止能の大きくなる様子を曲線で表したものをブラッグ曲線といいます。

重荷電粒子の場合、電子とは異なり散乱で方向が変わることはなく、物質中を直線的に進みます。
また、質量が電子よりも非常に重いので、制動放射で失うエネルギーも無視することができます。

真空中では、質量をもつ粒子は、光速度より大きな速度を持つことはできません。一方、媒質中では媒質中の光速度より大きな速度を持つことができます。荷電粒子が媒質中で光速度より大きな速度をもつと、光を発生します。その光のことをチェレンコフ光といいます。

原子核から放出される光子をγ線、電子の運動に伴い発生する光子をＸ線といいます。γ線、Ｘ線ともに電磁波であり、物理的には同じものです。

軌道電子が光子のエネルギーを吸収して飛び出す過程を光電効果といい、このとき飛び出す電子を光電子といいます。
光電効果の原子断面積τの原子番号とエネルギーに対する依存性はおよそτ∝Z⁵E_r^-3.5となります。したがって、光電効果はエネルギーの低い光子が原子番号の大きい物質に入射したときに寄与が大きくなります。

コンプトン散乱とは光子と電子との散乱で、エネルギー保存則と運動量保存則により散乱光子、反跳電子のエネルギーを求めることができます。
コンプトン散乱の原子断面積σは電子との散乱であるので、1原子あたりの電子数に比例します。つまり、原子番号の大きな原子ほどコンプトン散乱が起こりやすくなります。

光子のエネルギーが電子の質量の2倍のエネルギーに相当する1.022 MeVを超えると電子対生成が起こります。
これは原子核の近傍の電場により光子が消滅し、電子と陽電子が発生する過程です。

電子対生成の原子断面積κは原子番号の二乗に比例し、エネルギーが高くなるほど増加します。

中性子は電荷をもたないので物質中で直接電離することはなく、原子核との反応により荷電粒子が放出されます。その荷電粒子を通して間接的に相互作用します。

中性子で運動エネルギーが熱運動のエネルギーより十分高いものを速中性子といいます。
速中性子は物質中で主に弾性散乱を繰り返してエネルギーを失っていきます。また、物質中の原子核と非弾性散乱やその他の核反応を起こしてエネルギーを失っています。
弾性散乱では原子核は中性子により反跳を受けます。衝突する原子核の質量数が大きくなるほど与えられるエネルギーは小さくなります。したがって、水素に衝突するときに最も大きな反跳エネルギーを与えます。つまり、中性子はすみやかに減速します。（中性子を減速させる物質のことを減速材といいます）

散乱を繰り返して減速した中性子は物質中の温度で決まる熱エネルギーまで減速されます。（熱中性子）