第64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64回第1種放射線取扱主任者試験の物理問1から10
2019問1 次の記述のうち、相対論的立場から正しいものの組合せはどれか。
B 質量をもつ粒子のド・ブロイ波長は、運動量に逆比例する。
D 光子のエネルギーは、波長に逆比例する。
E 光子の運動量は、エネルギーに比例する。
1 ABCのみ 2 ABDのみ 3 ACEのみ 4 BDEのみ 5 CDEのみ
〔解答〕 4
B：λ＝h/p
C：E＝mc＾2。
基本的な公式をしっかり理解すること。
2019問2 NaI(T1)結晶から放出されるシンチレーション光のピーク波長 (最大発光波長) はほぼ410 nmである。410 nmの光子のエネルギー[eV]として最も近い値は、次のうちどれか。
1 1.0
2 3.0
3 6.0
4 14
5 34
2 3.0
〔解答〕 2
2019問3 次の記述のうち、正しいものはどれか。
1 同重体は、質量数が互いに等しい。
〔解答〕 1
2019問4 次の用語のうち、放射性壊変に直接関係のないものはどれか。
1 半減期
3 トンネル効果
4 永続平衡
5 内部転換
〔解答〕 2
2 吸収端×
吸収端が忘れていても、関係あるものがわかるはず。
2019問5 ある短半減期核種の線源をNaI(T1)シンチレーション計数管を用いた計数装置で2秒間計数したところ、1,000カウントを得た。その後、リセットをかけずに、そのままの状態にして全部で1,500秒間計数を続けた結果、積算計数値は90,000カウントであり、さらに計数を続行しても、計数値は変わらなかった。 ただし、計数値はバックグラウンド計数を補正してある。 この核種の半減期[s]として最も近い値は、次のうちどれか。
1 75
2 100
3 125
4 150
5 175
3 125
〔解答〕 3
2019問6 次の記述のうち、 正しいものの組合せはどれか。
A 226Raがα壊変すると222Rnが生成する。
C 252Cf中性子線源は、226Ra-Be中性子線源より、線源強度[s-1]の減衰が速い。
1 AとB 2 AとC 3 BとC 4 BとD 5 CとD
B
〔解答〕 2
2019問7 40Kは、 半減期 1.25×10＾9yでβ-壊変またはEC壊変する。 これらの壊変の分岐比をそれぞれ0.89、0.11とするとき、EC壊変の部分壊変定数[y-1]として最も近い値は次のうちどれか。
1 5.4×10＾11 2 6.1×10＾11 3 6.7×10＾- ll 4 4.8×10＾- 10 5 5.4×10＾10
2 6.1×10＾‐11
〔解答〕 2
2019問8 2価のヘリウムイオンHe2+と 1価の水素分子イオンH2+を同じ加速電圧で加速した。 加速後のHe2+とH2+の運動エネルギーをそれぞれ E1/E2 とする と、E1/E2に最も近い値は次のうちどれか。
1 1/2 2 1 3 √2 4 2 5 4
4 2
〔解答〕 4
2019問9 次の加速器、 加速粒子、 加速電場の組合せのうち、 適切でないものはどれか。
加速器 加速粒子 加速電場
1 コッククロフト・ワルトン型加速装置 電子、イオン 静電場
2 ファン・デ・グラーフ型加速装置 電子、イオン 静電場
3 サイクロトロン 電子、イオン 高周波
4 シンクロトロン 電子、イオン 高周波
5 リニアック 電子、イオン 高周波
〔解答〕 3
2019問10 次の核反応のうち発熱反応であるものの組合せはどれか。
A 6Li(n,α)3H
B 10B(n,α)7Li
D 14N(n,p)14C
1 ABDのみ 2 AC Eのみ 3 AD Eのみ 4 B C Dのみ 5 B C Eのみ
〔解答〕 1
第64回第1種放射線取扱主任者試験の物理問11から20
2019問11 次の記述のうち、 誤っているものはどれか。
1 239Puは、熱中性子照射により核分裂を起こす。
2 × 238Uは自発核分裂を起こさない。×起こす
3 252Cfの放射性壊変の大半はα壊変であり、 自発核分裂の分岐比は約3%である。
4 天然に存在するウラン同位体の99%以上は、238Uである。
5 252Cfは、人工的に生成される。
〔解答〕 2
2019問12 軌道電子と直接関係のないものの組合せは、 次のうちどれか。
A 内部転換 関係ある
B オージェ効果 関係ある
C EC壊変 関係ある
D × β‐壊変×
E × ラザフォード散乱×
1 AとB 2 AとC 3 BとD 4 CとE 5 DとE
5 DとE
〔解答〕 5
基本事項です。
2019問13 同じ速度の陽子、 重陽子及びα粒子の物質中での飛程をそれぞれRp、 Rd、 Rαとするとき、 飛程の大小関係として正しいものは、 次のうちどれか。
1 Rd >Rp ≒ Rα
1 Rd >Rp ≒ Rα
〔解答〕 1
dE/dx∝ z＾2M/E
（陽子）：（重陽子）：（α粒子）≒1/1＾2 ：2/1＾2 ：4/2＾2＝1：2：1
Rd＞Rp≒Rα。
2019問14 5 MeVの電子線を鉛に入射させたときに直接起こる相互作用として、正しいものの組合せは次のうちどれか。
B 制動放射
D 電離
1 AとB 2 AとC 3 AとD 4 BとC 5 BとD
〔解答〕 5
[解説]
A × コンプトン散乱×
C × 光電効果×
電子との作用か、光子との作用か。
2019問15 次の文章の ア 、 イ に入る数値として、 最も適切な組合せは次のうちどれか。
ベーテの式によれば、重荷電粒子に対する衝突阻止能は、重荷電粒子の電荷の ア 2 乗およびその速度の イ ‐2 乗に比例する。
ア イ
1 -2 2
2 -1 1
3 1 -1
4 2 2
5 2 -2
〔解答〕 5
[解説]
Scol ∝（ze）＾2/v＾2∝（ze）＾2M/E
2019問16 核子当たり 200 MeV の運動エネルギーを持つ 6 価の炭素イオンがアルミニウムの板に1.0 ×10＾10 cm-2のフルエンスで入射したとき、 入射面近傍の平均の吸収線量[Gy]として、 最も近い値は次のうちどれか。 ただし、 200 MeVの陽子線のアルミニウムに対する質量阻止能の値は3.5 MeV・cm2・g-1とする。
1 2.0 2 5.6 3 34 4 120 5 200
5 200
〔解答〕 5
[解説]
（陽子線の質量阻止能）：（炭素イオンの質量阻止能）≅1＾2×1/ 200 ： 6＾2×12 / 200×12 ＝1：36
D≅（3．5×36）［MeV・cm＾2・g−1］×（1．0×10＾10）［cm−2］×（1．6×10＾-19×10＾6）［J・MeV−1］
＝201．6×10＾-3［J・g−1］＝201．6［J・kg−1］ ＝201．6［Gy］
質量阻止能の式は頻出。
2019問17 次の記述のうち、 正しいものの組合せはどれか。
B コンプトン効果では、入射光子エネルギーが大きいほど、前方散乱が増大する。
C 質量数56の鉄におけるコンプトン効果の原子当たりの断面積は電子当たりの断面積の26倍である。
1 AとB 2 AとC 3 AとD 4 BとC 5 BとD
〔解答〕 4
[解説]
A × コンプトン効果による散乱光子の波長は、入射光子の波長より長い。×
D × コンプトン効果により生じた電子のエネルギーは、入射光子のエネルギーに等しくなることがない。×
基本事項。頻出。
2019問18 γ線スぺクトロスコピーにおいて、 コンプトンエッジと全吸収ピークとのエネルギー差は、 入射光子のエネルギーが大きくなると、次のどの値[MeV]に近づくか。
1 0.128 2 0.256 3 0.511 4 1.02 5 2.04
2 0.256
〔解答〕 2
[解説]
コンプトン効果の式は頻出。
2019問19 電子対生成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 電子対生成の原子当たりの断面積は物質の原子番号のほぼ2乗に比例する。
D 光子と原子核の電場との相互作用により生じる。
1 AとB 2 AとE 3 BとD 4 CとD 5 CとE
〔解答〕 4
2019問20 図に示す通り、 エネルギーhvの光子がコンプトン効果によりエネルギーhv’、 散乱角φで散乱され、 コンプトン電子が運動エネルギーE、運動量p、角度θで反跳されたとする。電子の質量をm、光速度をcとすると、正しい式の組合せは次のうちどれか。
A hν/c＝（hν’/c）cosφ+p cos θ
B 0=（hν’/c）sinφ-p sin θ
C hν=hν’+ E
D (pc^2)=E(E+2mc^2)
1 ABCのみ 2 ABDのみ 3 ACDのみ 4 BCDのみ 5 ABCDすべて
5 ABCDすべて
〔解答〕 5
コンプトン効果の公式は必須。頻出。
第64回第1種放射線取扱主任者試験の物理問21から30
2019問21 運動エネルギー20 MeV中性子の速度[m・s-1]として、最も近い値は次のうちどれか。 ただし、中性子の質量はエネルギーに換算すると939.6 MeVである。
1 4.5×10＾7 2 5.1×10＾7 3 5.5×10＾7 4 6.1×10＾7 5 6.6×10＾7
4 6.1×10＾7
〔解答〕 4
2019問22 中性子が静止している標的核に正面衝突して、標的核が入射中性子の進行方向に反跳されるときを考える。標的核が1Hまたは16Oである場合のそれぞれの反跳エネルギーをEH、EOとすると、その比(EH/EO)として最も近い値は次のうちどれか。
1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 4.5 5 5.5
4 4.5
〔解答〕 4
2019問23 量と単位に関する次の組合せのうち、正しいものはどれか。
A ε値 – m2・kg・s-2
C 質量阻止能 – m4・s-2
E 質量エネルギー吸収係数 – m2・kg-1
1 ABCのみ 2 ABDのみ 3 ACEのみ 4 BDEのみ 5 CDEのみ
〔解答〕 3
2019問24 試料を1分間測定して4,800カウントを得た。次に試料を除いて3分間バックグラウンドを測定したところ、900カウントであった。この試料の正味計数率の標準偏差[cpm]として最も近い値は、次のうちどれか。
1 40 2 50 3 60 4 70 5 80
4 70
〔解答〕 4
正味計数率と標準偏差も頻出事項。
2019問25 イメージングプレート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 ガドリニウム含有蛍光体を用いることにより熱中性子の二次元分布を取得できる。
D 紫外線照射で初期化が可能である。
1 AとB 2 AとC 3 AとD 4 BとC 5 BとD
〔解答〕 3
2019問26 あるシンチレーション検出器を用いて137Cs線源からのγ線による波高分布を測定したところ、図に示すような全吸収ピークが観測された。 この場合の相対エネルギー分解能% として最も近い値は次のうちどれか。なお、図中のσは、全吸収ピークの形状をガウス分布としたときの標準偏差を表す。
1 1.8 2 2.1 3 3.6 4 4.2 5 5.4
〔解答〕 4
2019問27 中性子の検出に用いる核分裂計数管に関する次の記述の うち、適切なものの組合せはどれか。
A 235Uを計数管の内面に薄く被覆する。
B パルス波高を利用して中性子とγ線の信号を弁別できる。
1 AとB 2 AとC 3 AとD 4 BとC 5 BとD
〔解答〕 1
2019問28 図は気体の電離を利用した検出器の印加電圧と出力パルス波高の関係を概念的に示したものである。 次の記述のうち、正しいものの組合せはどれか。
A ①の領域では、生成したイオン対の一部が再結合を起こす。
B ②の領域では、生成イオン対のほとんどは集電極で集められる。
C ③の領域では、ガス増幅により出力パルス波高は一次イオン対の数に比例する。
D ④の領域では、出力パルス波高は一次イオン対の数に比例しない。
1 ABCのみ 2 ABDのみ 3 ACDのみ 4 BCDのみ 5 ABCDすべて
〔解答〕 5
頻出。
2019問29 γ線 (60 keV～1.5 MeV) の1cm線量当量の測定に関する次の記述のうち、適切なものの組合せはどれか。
A NaI(T1)シンチレーション式サーベイメータでの正確な測定に、エネルギー補償機能付を用いる。
C 電離箱式サーベイメータで測定した。
1 AとB 2 AとC 3 AとD 4 BとC 5 BとD
〔解答〕 2
2019問30 次の記述のうち、正しいものの組合せはどれか。
B 外部被ばくによる実効線量を評価するため、放射線管理の測定では1cm線量当量が導入されている。
C 照射線量は空気に対してのみ定義される。
1 AとB 2 AとC 3 AとD 4 BとC 5 BとD
〔解答〕 4
AとDが×ということは基本。
第64回第1種放射線取扱主任者試験の物理問31,32
2019問31 次の文章の □ の部分について、解答群の選択肢のうち最も適切な答えを1つだけ選べ。 なお、解答群の選択肢は必要に応じて2回以上使ってもよい。
線量測定において主に用いられる物理量として、 Aカーマ と B 吸収線量がある。前者は電気的に中性な放射線にのみ使用されるのに対し、後者は全ての放射線に対し適用される。単位は J・kg-1であるが、特別な単位としてGyを用いることも多い。
光子のA カーマ は C エネルギーフルエンス と質量エネルギー転移係数の積によって得ることができる。.例えば、1.25 MeVの光子が面積1cm＾2当たり 1.00×10＾10個で一様に空気に入射した場合、このときの質量エネルギー吸収係数および制動放射により 失われる電子のエネルギーの割合をそれぞれ0.0267cm＾2・g-1および0.3%とすると、空気 A カーマの値はア 5.36×＾10＾-2 J・kg-1と計算できる。
実際の空気 A カーマ の測定では、 C エネルギーフルエンス を直接測定することが困難であることから、通常は空洞電離箱が用いられる。例えば、1cm3の空気が詰められた空洞電離箱を用いて1.25 MeVの光子を測定したところ、1nCの収集電荷を得た。このとき、空洞電離箱の存在による放射線場の乱れが無視できる場合、単位質量当たりの空洞空気に転移したエネルギーは、空気のW値を34.0 eV、空気の密度を1.20 ×10＾- 3g・cm-3とすると イ 2.84×10＾-2 J・kg-1と算出される。ただし、この値を直接空気 A カーマ の値として採用できない点には注意が必要である。その理由は、収集電荷量は、主に電離箱のD 壁物質 中で発生した E 二次電子によるF 空気における電離に由来するためである。 この場合、まずはG 空洞原理 に基づき、空洞電離箱のH 空気の B 吸収線量 値にH 空気に対する電離箱のD 壁物質 の I 質量阻止能 を乗じて、電離箱のD 壁物質 におけるB 吸収線量 を求める。 さらに荷電粒子平衡条件により、電離箱のD 壁物質 に対する B 吸収線量 の J 質量エネルギー吸収係数比 を乗じ、さらに制動放射により失われる電子のエネルギーの割合を加味すれば、空気 A カーマ が得られる。 このような測定では、物質による違いを小さくするため、電離箱のD 壁物質 としてK グラファイト を用いることが多い。
荷電粒子平衡が成立し、制動放射により失われる電子のエネルギーの割合が無視できる場合、A カーマ と B 吸収線量 は互いに等しくなる。
2019問32 次の文章の □ の部分について、解答群の選択肢のうち最も適切な答えを1つだけ選べ。
図は、一様な磁場中における放射線の特徴を表すために模式的に描かれた図である。真空中に置かれた鉛容器には放射線源が入っており、放射線は鉛容器の小孔でコリメートされてy-y’軸上(y→y’) に向かう向きに放出される。
(1)放射線として放出される粒子a、b及びcは、それぞれ A α粒子、光子及び電子である。磁界の方向は紙面にB 垂直に表から裏に向かう向きである。
(2)粒子aは、粒子に働く C ローレンツ力 を受けて、一定の軌道(半径.r)をとる。粒子の質量をma、電気素量をe、磁束密度をBとすると、粒子aの運動量はア 2erB であり、運動エネルギーはイ 2(erB)^2/maである。壊変前の原子核を(Z、A)で表すと、壊変エネルギーは、粒子aの運動エネルギーのウ A/(A-4) 倍に等しく、壊変後の原子核はD (Z-2)/(Z-4) となる。ここで、Zは原子番号、Aは質量数を表す。
(3)粒子cは、図に示されているように、壊変ごとに軌道半径が異なる。この理由は壊変エネルギーの一部をE 反ニュートリノが持ち去るためであり、粒子cのエネルギーはF 連続分布を示す。 この壊変をG β-壊変 といい、壊変前の原子核を(Z、A) と表すと、壊変後の原子核はH （Z+1,A) となる。ここで、Zは原子番号、Aは質量数を表す。
(4)粒子bは電磁波の性質を示し、その振動数をν、ブランク定数をh、光速度をc、原子核の質量をMとすると、その運動量はエ hν/c、エネルギーはオ hνである。一方、粒子放出後の原子核の運動工ネルキーはカ （hν）^2/2Mc^2であり、これをI 反跳 エネルギーという。
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まとめ
第64回第1種放射線取扱主任者試験物理についてです。
