第63回第1種放射線取扱主任者試験の物理についての
個人の備忘録的なものですが、
もしよかったら読んでみてください。
正解かどうかは保証できませんので、
ご確認のほどよろしくお願いいたします。
第63回第1種放射線取扱主任者試験の物理問1から10
2018問1 5.3 MeVの α線が真空中を1m飛行するのに要する時間 [ns] として、最も近い値は次のうちどれか。ただし、α粒子の質量は6.7×10＾‐27 kg とする。
1） 28 2） 37 3） 45 4） 63 5） 75
〔解答〕
4
2018問2 660keV のγ線の振動数 [S -1] として最も近い値は次のうちどれか。ただし、プランク定数はh=6.63×10＾-34 J・sとする。
6．3×10＾18 2） 1．6×10＾20 3） 1．2×10＾28 4） 1．1×10＾29 5） 1．0×10＾39
〔解答〕
2
2018問3 次の記述のうち、正しいものはどれか。
3 水素原子の発光スペクトルに見られる輝線のうち、最も短い波長がライマン系列に属している。
〔解答〕
3
原子核の半径は頻出。
2018問4 次のうち、質量として小さいものから大きいものの順に正しく並んでいるものの組合せはどれか。
A 陽子
B 中性子
C 1 u（ 原子質量単位）
D 電子の質量の1800倍
1） ABCD 2） ABDC 3） BCDA 4） DCAB 5） DCBA
4） DCAB
〔解答〕
4
2018問5 次のうち、エネルギーが線スペクトルを示す正しい組み合わせはどれか。
A α線
C オージェ電子
1） ABDのみ 2） ABのみ 3） ACのみ 4） CDのみ 5） BCDのみ
〔解答〕
3
2018問6 内部転換に関する次の記述のうち、正しいものの組合せはどれか。
A 内部転換が起こっても原子番号は変わらない。
C 内部転換電子は線スペクトルを示す。
1 AとB 2 AとC 3 AとD 4 BとC 5 BとD
〔解答〕
2
2018問7 次の線源と放射性核種の組み合わせのうち、適切でないものはどれか。
1 γ線源―54 Mn 〇
2 × β-線源 ―55 Fe ×軌道電子捕獲
3 内部転換電子線源―137 Cs 〇
4 α線源―241 Am 〇
5 中性子線源―252 Cf 〇
〔解答〕
2
2018問8 半減期2分の核種を NaI(Tl) シンチレーション計数管を用いて30分間測定したところ、100,000カウントを得た。 バックグラウンド計数率は3 [S -1]である。 この場合、計数開始直後のバックグラウンドを含む計数率 [S -1]として、最も近い値は次のうちどれか。
1） 123 2） 332 3） 443 4） 550 5） 660
〔解答〕
4
2018問9 図には137 Csの壊変図を示す。 次の記述のうち、正しいものの組合せはどれか。
A （ ）に相当する核種は137 Ba である。
C 137 Csの壊変のうち94%は（ ）の核異性体となる。
1 ABDのみ 2 ABのみ3 ACのみ4 CDのみ5 B C Dのみ
〔解答〕
3
2018問10 次の記述のうち、正しいものの組合せはどれか。
B 電子捕獲に引き続いて、特性 X 線あるいはオージェ電子が放出される。
D β＋壊変は電子捕獲と競合して起こる。
〔解答〕
5
第63回第1種放射線取扱主任者試験の物理問11から20
2018問11 次の加速器に関する 組合せのうち、静電型と高周波型の組み合わせになっているものはどれか。
1 コックロフトワルトン型加速器 静電型―ライナック（リニアック）
2 ×ライナック（リニアック）‐シンクロトロン×
3× コッククロフト・ワルトン型加速器静電型―ファン・デ・グラーフ型加速器×静電型
4× サイクロトロン―シンクロトロン×
5 ×ベータトロン―サイクロトロン×
〔解答〕
1
コッククロフト・ワルトン型加速器とファン・デ・グラーフ型加速器 静電型
2018問12 磁束密度1 T のサイクロトロンで陽子を加速する場合、中心軸から30 ㎝のところから ビームを取り出すとして、その陽子エネルギー MeVとして、最も近い値は次のうちどれか。ただし、陽子の質量を、1.67×10の-27乗 kg とする。
1 2_5 2 3.0 3 3.6 4 4.3 5 5.3
4 4.3
〔解答〕
4
2018問13 次の記述のうち、正しいものの組合せはどれか。
B 光核反応は吸熱反応である。
D 原子核外の中性子はβ-壊変する。
1 AとC 2 AとD 3 BとC 4 BとD 5 CとD
〔解答〕
4
2018問14 5 MeVのα線に対するアルミニウムの質量阻止能が0.61[MeV・㎝2・mg－1] であるとき1.25 MeVの陽子線に対するアルミニウムの質量阻止能[MeV・㎝2・mg－1]として、最も近い値は次のうちどれか。
1） 0．15 2） 0．33 3） 0．51 4） 1．3 5） 2．6
1） 0．15
〔解答〕
1
2018問15 光子と物質との相互作用に関する次の記述のうち、正しいものの組合せはどれか。
C 質量エネルギー吸収係数は、質量減弱係数より小さい。
D 線減弱係数は、物質とその密度および光子のエネルギーによって決まる。
1 AとB 2 AとC 3 BとC 4 BとD 5 CとD
〔解答〕
5
2018問16 1.02 MeVのγ線が物質でコンプトン効果を起こした場合、 散乱光子と反跳電子のエネルギーが同じであった。この場合、散乱角として。最も近い値は次のうちどれか。
1） 30° 2） 45° 3） 60° 4） 75° 5） 90°
〔解答〕
3
2018問17 137 Cs線源からの 662keVγ線が 、物質で入射方向に対して180°方向に後方散乱される時、この散乱光子のエネルギーkeV として、最も近い値は次のうちどれか。
1 92 2 184 3 288 4 477 5 662
〔解答〕
2
2018問18 コンプトン効果に関する次の記述のうち、正しいものの組合せはどれか。
A 散乱光子の波長は、入射光子の波長より長い。
B 入射光子のエネルギーが大きいほど、 前方散乱が増大する。
1） AとB 2） AとC 3） AとD 4） BとC 5） BとD
〔解答〕
1
2018問19 熱中性子の遮蔽材とし、て適したものの組み合わせは次のうちどれか。
A カドミウム板
B ガドリニウム含有ゴムシート
C ホウ素含有ゴムシート
1） ABCのみ 2） ABのみ 3） ADのみ 4） CDのみ 5） BCDのみ
〔解答〕
1
2018問20 次の記述のうち、正しいものはどれか。
D γ線を用いて中性子を発生させることができる。
1） ACDのみ 2） ABのみ 3） BCのみ 4） Dのみ 5） ABCDすべて
〔解答〕
4
第63回第1種放射線取扱主任者試験の物理問21から30
2018問21 次のうち、誤っているものはどれか。
1 30nBq = 3.0×10＾7fBq
2 100μSv・MBq-1・h-1 =1.0×10＾2pSv・Bq-1・h-1
×3 200fm2=2.0×10＾-1pm2×2．0×10＾?4pm2
4 0.1nJkg=1.0×10＾-1pJg-1
5 0.3ms-2=3.0×10＾13cms-2
〔解答〕
3
2018問22 次の量と SI単位の組み合わせのうち、正しいものはどれか。
5 質量阻止能―m4s-2[MeV・㎝2・mg－1]
〔解答〕
5
2018問23 分解時間200[μs]の GM 計数管を用いて計数したところ、計数率1800 [S -1]を得た。この時真の計数率 [S -1]として最も近い値は次のうちどれか。
1） 1,900 2） 2,200 3） 2,500 4） 2,800 5） 3,100
〔解答〕
4
2018問24 次の検出器のうち90 Sr ―90 Y から放出される β線のエネルギースペクトルの測定に適したものの組み合わせはどれか。
A Si(Li) 検出器
D プラスチックシンチレーション検出器
1 AとC 2 AとD 3 BとC 4 BとD 5 CとD
〔解答〕
2
2018問25 次の記述のうち、正しいものはどれか。
A 241 Am による表面汚染密度を ZnS(Aｇ）シンチレーション式サーベイメーターを用いて測定した。
B トリチウムによる表面汚染測定のため、スミア試料を液体シンチレーションカウンターを用いて測定した。
C 土壌試料中の137 Csの濃度をGe検出器を用いて測定した。
D 高速中性子のエネルギースペクトルを有機液体シンチレーション検出器を用いて測定した。
1 ABCのみ 2 ABDのみ 3 ACDのみ 4 BCDのみ 5 ABCDすべて
〔解答〕
5
2018問26 電子平衡条件下で有感体積1.0 ㎝3の空気空洞電離箱にγ線を照射したところ10nC の電荷を得た。電子の 空気に対する W 値を34 eV、この時の空気の密度を1.3 kg・m‐ 3とすると 、空気の吸収線量Gyとして最も近い値は次のうちどれか。
1 0.26 2 0.38 3 2.6 4 3.8 5 4.4
〔解答〕
1
2018問27 気体を用いた放射線検出器に関する次の記述のうち、正しいものの組合せはどれか。
A 比例領域では、吸収されたエネルギーに比例したパルス波高が得られる。
B 電離箱領域では、一次電荷を直接収集する。
C GM 領域では、一次イオン対数に依存しないパルス波高が得られる。
1 ABCのみ 2 ABDのみ 3 ACDのみ 4 BCDのみ 5 ABCDすべて
〔解答〕
1
2018問28 次の記述のうち、誤っているものはどれか。
1 熱ルミネセンス線量計は、蛍光中心に捕捉された電子を加熱により解放した際に放出される光を利用する。
2× 蛍光ガラス線量計は、可視光レーザーを照射して発生する蛍光を利用する。×紫外線レーザー
3 OSL線量計は、炭素を添加した 酸化アルミニウムを母材としている。
4 固体飛跡検出器の母材には、ポリカーボネート 、CR－ 39、プラスチック、マイカなどが使われる。
5 一部の熱ルミネセンス線量計は熱中性子の測定に使用できる。
〔解答〕
2
2018問29 次の記述のうち、正しいものはどれか。
B 蛍光ガラス線量計は、読み取ることにより信号が消えないので、繰り返し測定が可能である。
D OSL線量計は、 熱ルミネセンス線量計よりもフェーディングの影響が小さい。
1 AとB 2 AとC 3 AとD 4 BとC 5 BとD
〔解答〕
5
2018問30 次の放射性核種が体内に存在する場合、その核種から放出される放射線を体外で直接検出することが著しく困難なものはどれか。
4 210Po
〔解答〕
4
第63回第1種放射線取扱主任者試験の物理問31,32
2018 物化生 問1 次のⅠ～Ⅲの文章の□の部分に入る最も適切な語句、記号又は数値を、それぞれの解答群＞ から1つだけ選べ。
質量数147の 原子核が α壊変して エネルギー2.3 MeV の α粒子を放出した。 この時、娘核である 反跳核の 運動エネルギーは （ア 6．4×10^-2 ） MeVである 。 一方、 質量数210の原子核がα壊変する 時の壊変エネルギーが5.4 MeV であれば、 放出されるα粒子のエネルギーは （イ 5．3×10^0 ） MeV である 。
質量数60の原子核が 1333 keVの γ線を放出する 時、 原子核が受ける反跳の運動エネルギーは （ウ 1．6×10^-2 ）keVである 。
質量数11の炭素原子核が （A β＋ ）壊変する とき、放出される （A β＋ ）線の エネルギーは最大で（エ 9．6×10^-1 ） MeV である 。 ただし、親核、娘核、並びに電子の質量を原子質量単位で、 それぞれ 11.01143u 、 11.00930u、 0.00055 u とする。
エネルギー2 MeV の 光子と物質との相互作用について考える。この場合、ほとんどの物質（原子番号 Z 質量数を Aとする） において主な相互作用は （B コンプトン効果 ）であり、 この相互作用に対する 原子断面積は（オ Z ）に比例し、 質量減弱係数は（カ Z/A ）に比例する。 （B コンプトン効果 ）により生じる反跳電子の平均エネルギーを T MeV とする と、この相互作用に対する 質量エネルギー転移係数は、その質量減弱係数に（キ T/2 ）を乗じたものとなる。
相互作用により生成した 二次電子のエネルギーのうち、その一部は（ C 制動放射）によって 遠方へ持ち出される 。 その割合を g とする と、 質量エネルギー吸収係数は質量エネルギー転移係数 μtrを用いて、μtr・ （ク （1-g） ）と表すことができる。
エネルギーE eVの光子が空気中のある 点にフルエンスφで m-2で入射する 場合を考える 。空気の質量エネルギー吸収係数を μen[m2・kg-1]、 空気に対する W 値を W air [eV]とする 時、 エネルギーフルエンスΨ[eV・m－2]は、
Ψ＝E・φ である 。その点における照射線量X[C・kg-1]、 並びに空気の吸収線量 Dair[Gy] は、 電子平衡が成立する 場合、
X = e×（ケ μen・Ψ/Wair）
Dair =1.6×10^-19× （コ μen・Ψ ）
と表わされる 。 但し、1.6×10^-19は eV を J に変換する係数[J・eV-1]であり、eは素電荷(1.6×10^-19C) である。 また、空気吸収線量Dair[Gy] は、 照射線量 X を用いて、
D air =1.6×10^-19／e×（サX・Wair ）
と表わされる 。
速中性子と物質との主な相互作用は原子核との（D 弾性散乱 ）であり、 これにより原子核に運動エネルギーが与えられる。 生体軟組織においては、速中性子は主として（E 水素 ）原子核との （D 弾性散乱 ）により（F 反跳陽子 ）を生成し、 （F 反跳陽子 ）は原子との非弾性衝突により、電離や励起を起こし、物質にエネルギーを与える。 1回の（D 弾性散乱 ）で 速中性子のエネルギーを平均して（ シ 1/2）になり、 この過程を繰り返すことにより、中性子のエネルギーが1/1000以下になる ためには、少なくとも（ ス 10）回の（D 弾性散乱 ）が必要である。
速中性子は（D 弾性散乱 ）を繰り返して熱中性子となり、 生体軟組織中の原子核に吸収される 。 （E 水素 ）原子核の場合には（G (n,γ) ）反応を起こし、物質にエネルギーを与える。
2018物化生 問2 次のⅠ、Ⅱの文章の□の部分に入る最も適切な語句、記号又は数値を、それぞれの解答群＞ から1つだけ選べ。
原子番号 Z 質量数 A の原子核（以下、荷電粒子と呼ぶ） が非相対論的な速さ V で2室に入射した 場合、の物質の との相互作用について考えよう
荷電粒子の相互作用の相手の大部分は物質中の電子（電荷-e、質量 m） であり、両者の間には（A クーロン力 ）が働く。 図に示すとおり、荷電粒子と電子の間の距離をr とする と、 （A クーロン力 ）の大きさ F は F = k （ア ze2/r2 ）（ k は正の比例定数）と表せ、電子の得る運動量はこの（A クーロン力 ）に伴う（B 力積 ） に等しい。 荷電粒子の速度が電子の速度に比べ十分大きい場合、運動量の（C 荷電粒子の進行方向の ）成分は荷電粒子に近づく間と遠ざかる間で互いに相殺されるため、その（B 力積 ）の大きさ P の評価においては（D 荷電粒子の進行方向に垂直な ）成分のみを考慮すれば良い。
時刻t から時刻 T + dt の 間に働く（A クーロン力 ）の大きさが F であり、 また、荷電粒子の進行方向と、荷電粒子から見た電子の方向のなす角をθとする と、 Pは
・・・ 1 アze2/r2 イ sinθ
と書ける。なお、｜｜は絶対値を示す。
ここで、
2
また荷電粒子が電子に最接近した 際の両者の距離を r min とする と、
3 ウv
の関係があり、よって、（2）及び(3)式より、 を得る。 これを（1）に反映させ、 さらに r =rminsin-1θ の関係を用いると
4 エ kze2/vrmin
となる。
また電子の得た運動量 P と運動エネルギーEの間にはE= （オ P^2/2m ）の 関係がある ことから、電子の得るエネルギー（＝ 荷電粒子の失うエネルギー）は荷電粒子の電荷のze の （ カ 2 ）乗に、また速さv の（キ -2 ）乗にそれぞれ比例する。
2
これまで1個の電子と荷電粒子が相互作用する 場合のエネルギーの授受について述べたが、数多くの電子を含む現実の物質に対しては、 相互作用を表す量として、 荷電粒子が物質中で単位長さ dx あたりに失うエネルギーである （E 阻止能 ）が一般に用いられる。 （E 阻止能 ）は前述の荷電粒子の電荷 ze と速さ ｖに対する 依存性に加え、 物質の電子密度 ne にも比例する。
また、（E 阻止能 ）を物質の密度ρで割ったものは（ F 質量阻止能）と呼ばれる。 単位体積中に含まれる 物質のモル数は、その物質の原子番号を Z、 原子量を M とし、 アボガドロ数を NA とする と、 密度を用いて（ク ρ/M ）と表せ、また電子密度を用いて(ケ ne/ZNA）と表せる。 従って電子密度と密度の比は物質の原子番号と原子量の比に比例する 。 （G 水素 ）を除けば、この比はほぼ1/3から1/2の値を取ることから、（F 質量阻止能 ）は物質の種類にはあまり依存しない。
5
すなわち、（H 飛程 ）は（E 阻止能 ）の逆数を T で積分した 長さとして表される 。
5式に従えば、速さの等しい二つの異なる荷電粒子の飛程の比は、両者の運動エネルギーの比が（I 質量数 ）に比例する こととこれまでの結果を利用すれば求めることができる。例えば、150 MeV の陽子の水中が16 ㎝であったとする と、 等速の12Cイオンの運動エネルギーは（コ 1,800 ） MeV であり、 水中飛程は陽子の水中飛程16 ㎝の（サ 1/3 ）倍となる。
動画リンク
まとめ
第63回第1種放射線取扱主任者試験物理についてでした。
