X線管、細見 ― 2016年01月11日 09時29分19秒
（昨日のつづき）
昨日のX線管にぐっと寄ってみます。
さらに角度を変えて、上から覗き込むと、こんな感じです。
理解の便のため、昨日紹介した島津の『理化学器械使用法』に載っていた模式図を引用しておきます。
手元のX線管とは、若干「角」の長さが違いますが、基本は一緒です。
まず、長い角の先の電極「A」を電源のマイナス側につなぎ、次いで反対の短い角「C」をプラス側につなぎます。すると、マイナス（陰極）からプラス（陽極）に向けて電子の流れが生じ、それが途中45度の角度に配置された金属板にぶつかって、エネルギーの一部がX線の形で外に飛び出してくる…という仕組みです。
では、中間にあって斜めに突き出している「B」の名称は何ぞやというと、本文中の説明には、
「エッキス線を得るには、第一図の如きクルックス管を用ふ。Aは陰極にして、Bは陽極なり。陰極の表面より射出する陰極線は、其焦点に設けたる対陰極Cに衝突してエッキス線を生じ、硝子壁を通じて発散す。」 （引用にあたり句読点を補いました）
…とあって、Bは「陽極」だというのですが、電子線の焦点にあるという以上、（Cではなく）Bこそ「対陰極（anticathode）」と呼ばれるもので、たぶん図中のアルファベットの付け方が間違っているのでしょう（どちらも電源のプラスにつながれているので、手っ取り早く言えば、両方とも「陽極」には違いないでしょうが）。
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念のため、別の資料も見ておきます。
以下は、永平幸雄・川合葉子（編著）『近代日本と物理実験機器』（京都大学出版会、2001）からの引用です（改行は引用者）。
以下は、永平幸雄・川合葉子（編著）『近代日本と物理実験機器』（京都大学出版会、2001）からの引用です（改行は引用者）。
「X線の発明後、直ちにその医学的応用の重要性が認められ、より強力で安定的なX線を発生する努力が続けられた。
まず電子線（陰極線）に対して表面が約45度傾く金属から強いX線が発生することが分かり、X線管の陽極と陰極の間に表面が白金（後にタングステン）の対陰極が挿入された。対陰極は陽極と繋がれたが、後に両者は一体となって陽極が対陰極の形をとることになった。
また鮮明なX線像を得るには対陰極に照射する電子線を集中させてX線源を小さくする必要がある。そのために陰極表面は放物面とした。このX線管は希薄残留気体の放電によるのでガス入り管（冷陰極管）と呼ばれる。」 （p.280）
まず電子線（陰極線）に対して表面が約45度傾く金属から強いX線が発生することが分かり、X線管の陽極と陰極の間に表面が白金（後にタングステン）の対陰極が挿入された。対陰極は陽極と繋がれたが、後に両者は一体となって陽極が対陰極の形をとることになった。
また鮮明なX線像を得るには対陰極に照射する電子線を集中させてX線源を小さくする必要がある。そのために陰極表面は放物面とした。このX線管は希薄残留気体の放電によるのでガス入り管（冷陰極管）と呼ばれる。」 （p.280）
この説明に従えば、やっぱり途中から斜めに突き出しているBは「対陰極」で、陰極の正反対の位置にあるCが「陽極」のようです（両者は後に一体化したので、逆にいうと、対陰極があるのは、X線管としては古いタイプと分かります）。
また、陰極の形状が凹面になっている理由も、これで明快に分かりました。
また、陰極の形状が凹面になっている理由も、これで明快に分かりました。
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とはいえ、英語版 Wikipedia の「X線管」の項を見たら、斜めに突き出しているのは「対陰極」ではなく、やっぱり「陽極」で、電極の配列は「陰極－陽極－対陰極」の順になっているのが一般的だ…という趣旨の記述があって、もういっぺん話がひっくり返ります。
何だか曖昧模糊としていますが、たぶんX線管の製品化にあたっては、最初いろいろな試行錯誤があり、人によって電極の呼び方に差があったせいではないでしょうか。
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なお、上記Wikipediaの記事には、次のような図が載っています。
（ウィキメディアコモンズより）
キャプションには、「1900年代初頭のクルックスX線管。右側は陰極、中央は陽極（左側の放熱板に接続されている）。図の10時の方向にある電極は対陰極である。上部にある装置はガスの圧力を調整する「調節器（softener）」である」…とあります。
「陽極」と「対陰極」の異同については改めて繰り返しませんが、ここに出てくる「調節器」とは何かをメモしておきます。この名は、昨日登場した島津製作所の古いカタログにも出ていました。
この部位は、手元のX線管（書き洩らしましたが、これはイギリスの人から買いました。メーカー名は不明です）にはないのですが、これがどういう仕組みで、どんな働きをしていたかについて、前記『近代日本と物理実験機器』には、こんな説明がありました。
「放電とともに真空度が上がり放電し難くなってX線の強度が落ちるが他方ではX線の硬度〔引用者注：物質を透過する度合いのこと〕が増す。そこでX線の強度と硬度を一定に保つために、X線管内の気圧を一定に保つ必要が生じ、そのための調節器が付けられた。封入した雲母等を加熱して気体を放出させ管内気圧を調節したのである。」 （永平・川合上掲書、p.280）
初期のX線管は、X線を生み出すために必要な電子を、管内にわずかに残っている気体の電離によって得ていました。そのため、気体の状態変化の影響を受けて、動作が安定しないという弱点を抱えていました。この点は、後に陰極を加熱し、そこから放出される「熱電子」を用いる方式の採用によって解決されましたが（この改良型X線管を「クーリッジ管（熱陰極管）」と呼びます）、初期にあっては、この調節器によってその弱点を補っていたわけです。
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…と、知りもしないことを、さも知っているように書くものではありません。
そもそも私の場合、放射線とX線の関係や、X線の正体とは？というレベルにとどまっているので、昔の「X線遊び」に興じた人たちを笑う資格は全くありません。迂闊な話です。でも、こうしていろいろ調べたおかげで、X線のことがボンヤリ分かりました。
今さら感はありますが、一応おさらいしておきます。
この「怪光線」は、文字通り「光」、すなわち電磁波の一種です。
そして、一口に「放射線」といっても、そこにはX線やガンマ線のような電磁波の仲間（電磁放射線）と、アルファ線やベータ線のような物質粒子の流れ（粒子放射線）の2種類がある…というのは、3.11のとき耳にした記憶がありますが、忘れかけていました。
また、他の放射線が放射性物質の崩壊によって生じるのに対し、X線は電子が高速で金属にぶつかったときに生じるというように、その発生源が異なることも、今回認識を新たにしたことです。
そして、一口に「放射線」といっても、そこにはX線やガンマ線のような電磁波の仲間（電磁放射線）と、アルファ線やベータ線のような物質粒子の流れ（粒子放射線）の2種類がある…というのは、3.11のとき耳にした記憶がありますが、忘れかけていました。
また、他の放射線が放射性物質の崩壊によって生じるのに対し、X線は電子が高速で金属にぶつかったときに生じるというように、その発生源が異なることも、今回認識を新たにしたことです。
（X線管の祖先に当るクルックス管。「クルックス氏」と「氏」の字が入るのは、古風な呼び方。島津の理科教材カタログ（昭和12＝1937）より）
さらに、理科室趣味の観点からいえば、愛すべき「クルックス管」とX線管は、元々同じもので、X線をより効率的に発生するよう進化したクルックス管を、特にX線管と呼んだという歴史的経過や、この初期のX線管（＝クルックスX線管）が、1930年代まで教育現場で使われていたことも知りました。
以上を以て、今回の収穫とします。
改めてガラス球に目をやれば、電子の流れとX線の放射が、今や目に浮かぶようです。
コメント
_ S.U ― 2016年01月11日 15時50分44秒
_ 玉青 ― 2016年01月12日 23時03分24秒
貴重な情報をありがとうございます。
私自身はまったく見たことが無かったので、X線装置は戦前に限る…と思いこんでいましたが、戦後もちゃんとあったんですね。しかも、わりと最近（H14年といえば21世紀ですから）まで使われていて、被曝事故まで生じていたとは。いや、それどころか、X線装置は立派な現行品だと知って、本当に驚きました。
では…と改めて、毎度参照する1955年刊行の理科教材カタログを見たら、現行品とはだいぶ姿形が違いますが、ソフテックスはちゃんとその商品名で載っていました。こちらも随分息の長い商品ですね（S.Uさんがご覧になったのは、どちらに近いでしょうか）。
http://www.ne.jp/asahi/mononoke/ttnd/temp_image/softex
商品説明には、「本装置は超柔X線装置で電灯線から自由にとれ、透視や撮影が簡単にできる。昆虫や小魚の骨格、植物の繊維等の観察、記録ができ、幻灯やスライドの教材が即座にできる低電圧X線装置。￥40,000」とあります。
なるほど、「超柔X線」だから「ソフト＋エックス＝ソフテックス」。
そして、「柔」だからこそ透過力が弱く、皮膚障害を起こしやすい弊害もあった…というのを、今回の記事を書いたおかげで理解できたのは余禄でしたが、まあいずれにしても、怪光線はやっぱり怪光線で、遊び半分で使うには危険が伴いますね。
私自身はまったく見たことが無かったので、X線装置は戦前に限る…と思いこんでいましたが、戦後もちゃんとあったんですね。しかも、わりと最近（H14年といえば21世紀ですから）まで使われていて、被曝事故まで生じていたとは。いや、それどころか、X線装置は立派な現行品だと知って、本当に驚きました。
では…と改めて、毎度参照する1955年刊行の理科教材カタログを見たら、現行品とはだいぶ姿形が違いますが、ソフテックスはちゃんとその商品名で載っていました。こちらも随分息の長い商品ですね（S.Uさんがご覧になったのは、どちらに近いでしょうか）。
http://www.ne.jp/asahi/mononoke/ttnd/temp_image/softex
商品説明には、「本装置は超柔X線装置で電灯線から自由にとれ、透視や撮影が簡単にできる。昆虫や小魚の骨格、植物の繊維等の観察、記録ができ、幻灯やスライドの教材が即座にできる低電圧X線装置。￥40,000」とあります。
なるほど、「超柔X線」だから「ソフト＋エックス＝ソフテックス」。
そして、「柔」だからこそ透過力が弱く、皮膚障害を起こしやすい弊害もあった…というのを、今回の記事を書いたおかげで理解できたのは余禄でしたが、まあいずれにしても、怪光線はやっぱり怪光線で、遊び半分で使うには危険が伴いますね。
_ S.U ― 2016年01月13日 18時23分32秒
こちらも貴重な装置「ソフテックス」に触れた体験を思い出すことができ、さらに詳細な情報が得られてありがたかったです。カタログのお調べもありがとうございます。
私が母校で触れたのは、1955年のカタログにある形（これは上がまるまる開いているのじゃないでしょうか）とは全く違い、さりとて内田洋行販売の現行品とも違う、どちらかというと下の写真に近い物でした。（これは例の岩手の高校のと同じ型ではないかと思いますが、出典詳細不明です）
http://www.remnet.jp/lecture/b05_01/images/3-111-2.jpg
でも、これと同じではなくてもっと縦長にスリム化されオレンジ色に塗装されていたように思います。当時、モダンに感じましたので、おそらく1970年代になってから製造された型だと思います。
「超柔X線」というのはちょっと怪しげに感じる訳語ですね。透視が出来るくらいのエネルギーなら今日では「軟X線」と呼ばれるのが普通だと思います。softで柔だから皮膚にも優しいなどと誤解されるとおおごとだと思いますが、被曝との関連は別にしてもそのように誤解した人はきっと多かったことでしょう。
私が母校で触れたのは、1955年のカタログにある形（これは上がまるまる開いているのじゃないでしょうか）とは全く違い、さりとて内田洋行販売の現行品とも違う、どちらかというと下の写真に近い物でした。（これは例の岩手の高校のと同じ型ではないかと思いますが、出典詳細不明です）
http://www.remnet.jp/lecture/b05_01/images/3-111-2.jpg
でも、これと同じではなくてもっと縦長にスリム化されオレンジ色に塗装されていたように思います。当時、モダンに感じましたので、おそらく1970年代になってから製造された型だと思います。
「超柔X線」というのはちょっと怪しげに感じる訳語ですね。透視が出来るくらいのエネルギーなら今日では「軟X線」と呼ばれるのが普通だと思います。softで柔だから皮膚にも優しいなどと誤解されるとおおごとだと思いますが、被曝との関連は別にしてもそのように誤解した人はきっと多かったことでしょう。
_ 玉青 ― 2016年01月13日 22時24分05秒
ソフテックスは、なかなかモデルチェンジが早いですね。それだけ売れたのでしょう。
例の被ばく事故の記事によれは、その後岩手県内だけでもゾロゾロ見つかったそうですから、きっとあちこちの学校に今もひっそり眠っていることでしょうね。
私自身はまったく知らなかったので、ちょっと狐につままれた気分ですが、これはX線装置が置かれたのは、戦後は主に高校に限られたからだと思います（私は文系でしたから）。そして、高校の備品としてあちこちで購入されたのは、理振法の指定を受けていたからに違いありません。さっき理振法の解説書を見たら、少なくとも1966年の段階では指定を受けているのを見つけました（X線装置が指定を受けたのは高校のみで、小中は対象外です）。
>超柔X線
なるほど、たしかに「硬」と「柔」では対がとれてませんね。
「柔X線」に対するのは「剛X線」。
なんだかえらく強そうで、怪獣でも倒せそうです（笑）
例の被ばく事故の記事によれは、その後岩手県内だけでもゾロゾロ見つかったそうですから、きっとあちこちの学校に今もひっそり眠っていることでしょうね。
私自身はまったく知らなかったので、ちょっと狐につままれた気分ですが、これはX線装置が置かれたのは、戦後は主に高校に限られたからだと思います（私は文系でしたから）。そして、高校の備品としてあちこちで購入されたのは、理振法の指定を受けていたからに違いありません。さっき理振法の解説書を見たら、少なくとも1966年の段階では指定を受けているのを見つけました（X線装置が指定を受けたのは高校のみで、小中は対象外です）。
>超柔X線
なるほど、たしかに「硬」と「柔」では対がとれてませんね。
「柔X線」に対するのは「剛X線」。
なんだかえらく強そうで、怪獣でも倒せそうです（笑）
_ S.U ― 2016年01月14日 19時23分22秒
>理振法の指定
さらなるご調査ありがとうございます。「X線透視」の演示実験はそれだけの価値があると存じます。X線透視に代表される放射線の現象は、その学術的基礎と発展性、原理と現象の明快性と難解性において、また、利便性と福利厚生、ローテクとハイテクにわたる応用において、さらに、驚異と畏怖、技術の功罪、文系、芸術を含む他分野へのインパクトにおいて、まさに真の意味であらゆる方面において、他に類を見ないスーパースターぶりを発揮していると言えるのではないでしょうか。記念すべき第１回のノーベル物理学賞を受賞したのも（受賞したのはX線ではなくレントゲンさんですが）ごく当然のように受け止められます。
前越氏も書いておられますが、じゅうぶんな安全装置を施して生徒には操作させないようにし、定期的に装置の点検や先生の安全講習を行ってこの演示実験が各高校で続けられる方向で検討されるよう、個人的にですが強く希望いたします。
さらなるご調査ありがとうございます。「X線透視」の演示実験はそれだけの価値があると存じます。X線透視に代表される放射線の現象は、その学術的基礎と発展性、原理と現象の明快性と難解性において、また、利便性と福利厚生、ローテクとハイテクにわたる応用において、さらに、驚異と畏怖、技術の功罪、文系、芸術を含む他分野へのインパクトにおいて、まさに真の意味であらゆる方面において、他に類を見ないスーパースターぶりを発揮していると言えるのではないでしょうか。記念すべき第１回のノーベル物理学賞を受賞したのも（受賞したのはX線ではなくレントゲンさんですが）ごく当然のように受け止められます。
前越氏も書いておられますが、じゅうぶんな安全装置を施して生徒には操作させないようにし、定期的に装置の点検や先生の安全講習を行ってこの演示実験が各高校で続けられる方向で検討されるよう、個人的にですが強く希望いたします。
_ 玉青 ― 2016年01月14日 20時41分23秒
S.Uさんが絶賛されるのを聞き、何だか私もX線がとてもありがたいものに思えてきました。バリウムをやっとの思いで飲み下し、機械にしがみついてグルグル回されるのも、また愉しかからずや。これぞレントゲン博士と20世紀科学の恩沢と思うことにいたしましょう。（笑）
_ S.U ― 2016年01月16日 13時30分39秒
>バリウム・・・
おっしゃる通りで、信頼できる医師に、文字通り腹を割って腹蔵なく診断してもらえるならば、これほどの恩沢はございません。
お風邪を召されたそうで、お大事になさってください。
おっしゃる通りで、信頼できる医師に、文字通り腹を割って腹蔵なく診断してもらえるならば、これほどの恩沢はございません。
お風邪を召されたそうで、お大事になさってください。
_ 玉青 ― 2016年01月17日 12時03分26秒
ありがとうございます。ようやく本復しました。
時代が21世紀になっても、風邪を引けば、うどんを掻き込んで布団にもぐるに如くはありません。まあそれでしばらくジッとしていればいいのですから、この方面では、あえてそれ以上の恩沢は必要ないのかもしれませんね。（たぶんお医者さんもそうしているんじゃないでしょうか。）
時代が21世紀になっても、風邪を引けば、うどんを掻き込んで布団にもぐるに如くはありません。まあそれでしばらくジッとしていればいいのですから、この方面では、あえてそれ以上の恩沢は必要ないのかもしれませんね。（たぶんお医者さんもそうしているんじゃないでしょうか。）
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ところで、教育現場の話ですが、私が高校にいたときには、教材用のX線発生装置がありました。実際、先生と一緒に使ったこともあります。小銭入れのコインを透視しました。何という装置だったかと検索をしてみると、下で報告されているのと同種のソフテックスという装置だったと思います。
（前越久「高校生のＸ線被ばく事故を知って」）
http://www.kenkobunka.jp/kenbun/kb34/maeko34.pdf
不幸にして、岩手県の高校では、先生の不注意により被曝事故を起こしてしまいましたが、元来、小さい箱の扉に安全装置が付いており、扉を閉めて実験する限りは安全な物でした。先生は、ある程度自由に操作させてくれましたが、私らは相当恐れていたので、手を入れようという気は起こりませんでした。悪ガキでしたからカエルやネズミを入れたいくらいのことは考えたかもしれません。当時、かなり新しそうに見え、先生も最近購入したように言っていたので、たぶん、1970～75年の間に購入されたものと思います。
現代でも、内田洋行がソフテックスを教材用として扱っているようです。形はだいぶ変わっているようです。
(理化学機器カタログ Vol.63 中学高校)
http://www.uchida.co.jp/education/catalog/science63-jr/html/0485.html