放射化学 小テスト May 26, 2010
A5 の用紙を縦に使って，一番上に学籍番号，氏名を書くこと。
必要なら裏面を使用してもよい。
1. 次の記述のうち，正しいものを二つ選べ。
A. 光電効果は，光子と自由電子との相互作用である。
B. 鉛の K 吸収端のエネルギーは，約 90 keV である。
C. 1.2 MeVγ線に対する鉛の半価層は，約 10 mm である。
D. 鉛と光子の相互作用は，光子エネルギーが 100 keV から 2 MeV の範囲で コンプトン効果が主である。
（2009 年度 第一種放射線取扱主任者試験 物理学より，一部修正）
（正解と解説）
正解：B と C
解説：A, 誤。光電効果やコンプトン効果は軌道電子との相互作用である。
B, 正。教科書 p59, 図 6.6 にあるように K 吸収端は約 90 keV (正確には 88 keV）
である。
C. 正。配布資料の資料 11 や教科書 p415 にあるように 1.2 MeV のγ線に対する 鉛の半価層は約 1 cm である。
D. 誤。配布資料の資料７や教科書 p59, 図 6.6 から分かるように，鉛と光子の 相互作用でコンプトン効果が主になるのは約 500 keV から 4 MeV の範囲で ある。
2. 角度 60 度でコンプトン散乱した結果生じた散乱光子のエネルギーとコンプ トン電子のエネルギーとが等しかった。この場合，入射光子のエネルギー (MeV) として最も近い値は，次のうちどれか。
A. 0.3 B. 0.5 C. 0.7 D. 1.0 E. 1.2
（2008 年度 第一種放射線取扱主任者試験 物理学より，一部修正）
（正解と解説）
正解：D
解説：入射光子のエネルギーを Eγ (MeV), 散乱光子のエネルギーを Eγ'とすると，
Eγ' = Eγ/[1+Eγ•(1-cosθ)/0.511] で，θ = 60˚のとき，cos60˚ = 0.5 なので，
Eγ' = Eγ/(1+0.5Eγ/0.511) ≃ Eγ/(1+Eγ)
入射光子のエネルギーは，散乱光子とコンプトン電子にそのエネルギーが分配 されるので，両者が等しかったことから，Eγ = 2Eγ'となる。よって，
0.5Eγ = Eγ/(1+Eγ)
Eγ = 1 (MeV)
3. 電子対生成に関する次の記述のうち，正しいものをすべて選べ。
A. 生成された陰電子と陽電子の運動エネルギーの和は，1.022 MeV である。
B. 断面積は物質の原子番号と無関係である。
C. 電子対生成の起きた位置で消滅放射線が発生する。
D.線減弱(減衰)係数は光子エネルギーの増加とともに増大する。
（2005 年度 第一種放射線取扱主任者試験 物理学より，一部修正）
（正解と解説）
正解：D のみ
解説：A, 誤。生成される電子対の運動エネルギーの合計 Ee,totは，入射光子のエ ネルギーEγから生成した電子対の質量をエネルギーに換算したもの(2·mc2
= 1.022 MeV)を引いた値となる（∴ Ee,tot = Eγ-2·mc2)。
B, 誤。電子対生成の反応断面積は原子番号の２乗に比例する。
C, 誤。電子対消滅が起きた位置，すなわち，多くの場合，陽電子が停止した位 置で消滅放射線が発生する。
D, 正。教科書 p59, 図 6.6 にあるように光子のエネルギーが大きくなるのに従 って電子対生成による減弱係数も大きくなる。
