☢️ 放射線の種類と基本性質
放射線は粒子放射線と電磁波放射線の2つに大別される。
| 放射線 | 実体 | 電荷 | 透過力 | 電離作用 | 遮蔽材 |
|---|---|---|---|---|---|
| α線 | ヘリウム原子核（⁴He²⁺） | +2 | 最小 | 最大 | 紙・皮膚 |
| β線 | 電子（e⁻）または陽電子（e⁺） | ±1 | 中間 | 中間 | アルミニウム板 |
| γ線・X線 | 電磁波（光子） | 0 | 最大 | 最小 | 鉛・厚いコンクリート |
| 中性子線 | 中性子 | 0 | 非常に大 | 間接電離 | 水・ポリエチレン |
✅ 電離作用：α線 ＞ β線 ＞ γ線
✅ 透過力：γ線 ＞ β線 ＞ α線（電離作用と逆順）
🔬 α線・β線の飛跡の違い
| 放射線 | 飛跡の形 | 理由 |
|---|---|---|
| α線 | 直線状（太い） | 質量が大きく、方向が変わりにくい |
| β線 | ジグザグ（細い） | 質量が小さく、原子核の電場で方向が変わりやすい |
⚠️ α線の飛跡は「直線状」！ ジグザグになるのはβ線！
β線の透過放射線量
⚠️ β線の透過放射線量は「指数関数的」に減少！「直線的」ではない！
α線は一定距離（飛程）を進んだ後に急激に止まる（飛程を過ぎると急減）。β線・γ線はともに指数関数的に減少する。
⚡ γ線の3つの物質相互作用
γ線（光子）はエネルギーによって3種類の反応で物質と相互作用する。
| 相互作用 | エネルギー範囲 | 仕組み |
|---|---|---|
| 光電効果 | 低（< 0.5 MeV） | 光子が原子に吸収され、光電子を放出。光子は消滅 |
| コンプトン効果 | 中（0.5〜5 MeV） | 光子が電子と非弾性散乱。エネルギーが低下して散乱 |
| 電子対生成 | 高（> 1.02 MeV） | 光子が消滅し、電子＋陽電子のペアが生成 |
✅ 低エネルギー → 光電、中エネルギー → コンプトン、高エネルギー → 電子対生成
🏥 PET と SPECT の違い
| 項目 | PET | SPECT |
|---|---|---|
| 壊変形式 | β⁺壊変（陽電子放出） | γ線放出・核異性体転移 |
| 検出する放射線 | 消滅放射線（511 keV × 2本同時） | γ線（1本） |
| 代表核種 | ¹⁸F、¹¹C、¹³N、¹⁵O | ⁹⁹ᵐTc、¹²³I、⁶⁷Ga |
| 特徴 | 高感度・高解像度 | 広く普及・核種の種類が豊富 |
PETの原理： β⁺（陽電子）放出 → 周囲の電子と消滅 → 180°反対方向に511 keVのγ線2本を同時放出 → 同時計数で位置を特定
⚠️ ⁶⁷Ga・¹²³I は SPECT 核種（γ線放出）。PETは¹⁸Fが代表。
⚠️ ¹⁵O は PET 核種（β⁺壊変・半減期2分）。SPECTではない。
主な核種と用途
| 核種 | 半減期 | 検査法 | 用途 |
|---|---|---|---|
| ¹⁸F | 110分 | PET | ¹⁸F-FDGでがん・脳代謝 |
| ⁹⁹ᵐTc | 6時間 | SPECT | 骨・脳・心臓・腎臓など |
| ¹²³I | 13時間 | SPECT | 甲状腺機能検査 |
| ⁶⁷Ga | 78時間 | SPECT | 炎症・腫瘍 |
| ¹⁵O | 2分 | PET | 脳血流・酸素代謝 |
📋 国試頻出まとめ
| # | ポイント | 内容 |
|---|---|---|
| 1 | 電離作用 | α ＞ β ＞ γ（α線が最強） |
| 2 | 透過力 | γ ＞ β ＞ α（α線は紙で遮蔽） |
| 3 | α線の飛跡 | 直線状（ジグザグはβ線） |
| 4 | β線の透過 | 指数関数的に減少（直線的ではない） |
| 5 | γ線の相互作用 | 低E→光電、中E→コンプトン、高E→電子対生成 |
| 6 | PET核種 | β⁺壊変（¹⁸F・¹⁵O など）→ 511 keV × 2本 |
| 7 | SPECT核種 | γ線放出（⁹⁹ᵐTc・¹²³I・⁶⁷Ga） |
| 8 | ⁹⁹ᵐTcの壊変 | 核異性体転移（半減期6時間） |
| 9 | 放射線の分類 | 粒子放射線（α・β・中性子）＋ 電磁波放射線（γ・X線） |
📝 国試過去問チェック
第108回薬剤師国家試験 問91（一般）
放射線と物質の相互作用に関する記述のうち、正しいのはどれか。2つ選べ。
１. 放射線は粒子放射線と電磁波放射線とに分類される。
２. α線は物質を通過するときに物質中の原子と相互作用し、飛跡がジグザグ状になる。
３. β⁻線の透過放射線量は、吸収体の厚さに対して直線的に減少する。
４. 電離作用の強さは、α線 ＜ β⁻線 ＜ γ線の順である。
５. γ線は物質と相互作用するとき、光電効果、コンプトン効果又は電子対生成によりエネルギーを失う。
解答と解説を見る
正解：1、5
1○ 放射線は粒子放射線（α線・β線・中性子線など）と電磁波放射線（γ線・X線）に大別される。正しい。
5○ γ線（光子）の物質との相互作用は光電効果・コンプトン効果・電子対生成の3種類。これらによりエネルギーを失う。正しい。
2✗ α線の飛跡は直線状。質量が大きく（ヘリウム原子核）、方向が変わりにくいため直進する。ジグザグになるのはβ線（電子）。
3✗ β線の透過放射線量は指数関数的に減少する。「直線的」ではない。
4✗ 電離作用の強さは α線 ＞ β線 ＞ γ線。α線が最も強い電離作用をもつ（飛程が短く単位距離あたりの電離量が多い）。選択肢は順序が逆。
第108回薬剤師国家試験 問100（一般）
核医学画像診断法と、使用される放射性核種の組合せとして正しいのはどれか。2つ選べ。
＿＿診断法 核種
１. PET ⁶⁷Ga
２. PET ¹²³I
３. PET ¹⁸F
４. SPECT ⁹⁹ᵐTc
５. SPECT ¹⁵O
解答と解説を見る
正解：3、4
3○ ¹⁸FはPET核種（β⁺壊変・半減期110分）。¹⁸F-FDGとしてがん・脳代謝検査に最も広く使用される。正しい。
4○ ⁹⁹ᵐTcはSPECT核種（核異性体転移・半減期6時間）。SPECTで最も広く使用される核種。正しい。
1✗ ⁶⁷GaはSPECT核種（γ線放出・半減期78時間）。炎症・腫瘍シンチグラフィーに使用。PETではない。
2✗ ¹²³IもSPECT核種（γ線放出・半減期13時間）。甲状腺機能検査に使用。PETではない。
5✗ ¹⁵OはPET核種（β⁺壊変・半減期2分）。脳血流・酸素代謝検査に使用。SPECTではない。