●制動放射【せいどうほうしゃ】

高速の荷電粒子が物質中の原子核の電場により加速度を受けて電磁波 (光子) を放射する現象。放射確率は粒子の質量の2乗に反比例するので，電子，陽電子に起りやすい。また放射確率は物質の原子番号の2乗に比例するので，原子番号の大きい物質中で起りやすい。制動放射によるエネルギー損失は放射損失と呼ばれ，荷電粒子のエネルギーにほぼ比例する。高速の電子，陽電子のエネルギー損失はほとんど放射損失による。放射された電磁波のエネルギーが大きいとき，光子は電子-陽電子対をつくり，カスケードシャワーが発生する。制動放射によりX線管では連続X線が，電子加速器では高エネルギー光子 ( γ 線) が発生する。

加速度運動をする荷電粒子が電磁波を放射する現象。また、その電磁波。

荷電粒子が物質中を運動する際，物質中の原子と衝突して急に減速されるが，このとき粒子自体より放出される電磁波のこと，またはその放射機構をいう。粒子質量が大きい場合には制動放射は激減するため，おもに電子について顕著な現象である。高速電子を対陰極物質に衝突させるX線管では対陰極物質に固有な線スペクトル(特性X線)のほかに連続スペクトルが得られる。この連続スペクトルは制動放射の一例である。物質へ入射する電子の運動エネルギーをE，プランク定数をh，制動放射の最大振動数をν_maxとすれば，ν_max＝E/hとなる。

荷電粒子が強い電場によって加速度を受けたときに放射する電磁波をいう。その放射の機構をさすこともある。荷電粒子が原子核の近くを通過するとき、核のクーロン力によって進路を曲げられ、荷電粒子は加速度を得て、制動放射を生ずる。放射のエネルギーについては、荷電粒子と原子核の衝突の仕方によって、荷電粒子がその全運動エネルギーを放出する場合からゼロまでスペクトルは連続的に分布する。放射の確率は加速度の二乗に比例するので、荷電粒子の質量の二乗に反比例する。したがって、電子や陽電子のような軽い粒子による制動放射が目だっておこる。また標的の原子核は重いほうが放射は大きい。

　高エネルギーの電子が物質を透過するときに制動放射によって単位長さを進む間に失うエネルギー（阻止能）は、ベーテとハイトラーによって計算されている。制動放射により入射電子のエネルギーが1/eに減少する物質の厚さを放射長という。衝突するときの入射電子と原子核の最近接距離が原子の半径より小さければ、原子核のクーロン力が入射電子にそのまま及ぶが、大きい場合には原子内電子によって遮蔽(しゃへい)され、弱められる。

　高エネルギーの電子を固体の標的に当てて制動放射により発生させるγ(ガンマ)線は、高エネルギー物理の実験に利用される。X線管でも電子を陽極の金属に衝突させてX線を発生させるが、その連続スペクトルの部分は、電子が金属中で出す制動放射によるものである。

［菊田惺志］

高速度で移動しつつある荷電粒子が，原子核の近傍を通過する際に，核の電荷との相互作用により，加速されたり進行方向を曲げられたりする．古典電磁気学によれば，荷電粒子が加速されると加速度の2乗に比例したエネルギーを電磁波の形で放射する．このときのエネルギー損失により電子は減速されるので，一般にこの現象を制動放射という．電子の運動エネルギーが制動放射線にかわる割合は，電子のエネルギーに比例し，制動物質を構成する原子の原子番号の2乗にほぼ比例して増大する．W.C. Röntgen(レントゲン)が発見したX線も，陰極線がある固体物質に衝突する際に発生する制動放射線であって，連続スペクトルを有し，そのエネルギーの上限は電子の最大エネルギーに等しい．なお，上述のエネルギー損失の過程は原子核との間の相互作用によるばかりではなく，核外電子との間の相互作用によっても起こりうる．