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X線 (過去12年／10問出題)

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🛡️ X線 のまとめ ▼

X線の2つの種類と特徴 💥

頻出の数式と発生効率 💡

※以下の国家試験問題・選択肢は学習支援を目的として引用しています。問題文および選択肢の著作権は厚生労働省に帰属します。解説・補足・分野分類・関連知識の整理は当サイトが独自に作成しています。

73AM71 【放射線物理学】
X 線管での制動 X 線の発生で正しいのはどれか。
1．発生効率は管電流に比例する。
2．全強度は管電流の2乗に比例する。
3．発生効率は管電圧の2乗に比例する。
4．全強度はターゲット物質の原子番号に比例する。
5．発生効率はターゲット物質の温度に反比例する。
正解：4

項目		式決めるのはコレ！よくあるひっかけ
最大エネルギー		$\lambda _{min}=12.4/V$管電圧(V)ターゲットの原子番号(Z)には無関係！
X線の全強度		$p=kZIV^{2}$管電流(I),Z,$V^{2}$Vの２乗
発生効率		$η=kZV$Z,VVの１乗
67AM71 【放射線物理学】
制動放射線で正しいのはどれか。 2 つ選べ。
1．発生強度は管電流に比例する。
2．最短波長は管電圧に比例する。
3．最大振動数は管電流に比例する。
4．最大エネルギーは管電流に比例する。
5．発生効率はターゲットの原子番号に比例する。
正解：15

項目		式決めるのはコレ！よくあるひっかけ
最大エネルギー		$\lambda _{min}=12.4/V$管電圧(V)ターゲットの原子番号(Z)には無関係！
X線の全強度		$p=kZIV^{2}$管電流(I),Z,$V^{2}$Vの２乗
発生効率		$η=kZV$Z,VVの１乗
72PM71 【放射線物理学】
制動 X 線で正しいのはどれか。
1．最短波長は管電圧に比例する。
2．発生効率は管電圧に依存しない。
3．エネルギー分布は線スペクトルを示す。
4．発生強度は陽極の原子番号に比例する。
5．診断用 X 線装置の発生効率は約 10％である。
正解：4
陽極っていうのはターゲット！
3.制動X線は連続スペクトル！
4.発生効率は超非効率！電子の運動エネルギーの 99%以上が「熱」 になってしまい、X線として取り出せるのはわずか1%もない！
78AM62 【放射線物理学】
特性X線で正しいのはどれか。2つ選べ。
1．オージェ電子と競合して放出される。
2．原子番号が高いほど波長が短くなる。
3．エネルギー分布は連続スペクトルである。
4．中性子と物質との相互作用によって発生する。
5．電子が原子核のクローン力によって減速する過程で発生する。
正解：12
3.特性X線は線スペクトル
4..特性X線は、主に電子線や光子が原子中の電子を叩き出した後に発生します。中性子は主に原子核と反応するので、この過程の主役ではありません。
5.これは制動X線
76PM73 【放射線物理学】
X 線の発生で正しいのはどれか。２つ選べ。
1．特性 X 線のエネルギーは管電圧に比例する。
2．制動 X 線の全強度は管電圧を 2 倍にすると 4 倍になる。
3．Kα線のエネルギーはモリブデンよりタングステンの方が大きい。
4．ターゲットの原子番号が大きくなるほど制動 X 線の最大エネルギーは大きくなる。
5．K 特性 X 線は、ターゲットへの入射電子エネルギーが K 殻軌道電子の結合エネルギーより小さいときに生じる。
正解：23

1.特性X線のエネルギーを決めるのは、原子番号のみ！モーズレイの法則
3.原子番号が大きいほど、特性X線のエネルギーは高くなる（モリブデン=42＜タングステン＝74）
5.ターゲットへの入射電子エネルギーがK殻軌道電子の結合エネルギーより大きい（上回る）ときに生じる。
74PM71 【放射線物理学】
X 線の発生で正しいのはどれか。
1．制動 X 線の最短波長は管電圧に比例する。
2．X 線の発生強度は管電圧の2乗に比例する。
3．特性 X 線のエネルギーは管電圧に依存する。
4．エネルギーフルエンスは管電圧に依存しない。
5．特性 X 線の発生は入射電子のエネルギーに依存しない。
正解：2
4.制動X線のエネルギーフルエンス（単位面積あたりのエネルギー総量）は、管電圧に大きく依存。
5.入射電子のエネルギーが、ターゲットの電子の結合エネルギーより大きくないと発生しません。
72AM72 【放射線物理学】
診断領域X 線のエネルギースペクトルを図に示す。正しいのはどれか。
1．Aの管電圧は60 kV である。
2．AとB のターゲットは異なる。
3．AとB の出力線量は同じである。
4．Aにフィルタを付加するとB の形状に近づく。
5．AとBにL殻への遷移による特性X線が認められる。
正解：4
4.X線にフィルタをかませると、低エネルギー成分と全体的なX線の量が減る！

1.A,Bの光子エネルギーの最大値は95付近、管電圧は95kV程度
2.A,Bの特性X線（グラフ上のとげ）が同じエネルギー付近に見られる。特性X線のエネルギーを決めるのは、原子番号のみなのでターゲットの原子は同じ！
3.Aの方がグラフが大きい＝Aの方が出力線量高い！
5.A,Bの特性X線（グラフ上のとげ）はK殻への遷移特性X線！L殻への遷移特性X線は弱すぎて基本的にグラフでは見えない！
75AM71 【放射線物理学】
X 線管から発生したエネルギースペクトルを図に示す。正しいのはどれか。
1．管電圧は 100 kV である。
2．付加フィルタの吸収端が観察される。
3．K 特性 X 線と L 特性 X 線が観察される。
4．タングステンターゲットから発生した X 線である。
5．連続スペクトルより線スペクトルの発生した割合が多い。
正解：4
この辺にトゲがあるグラフはタングステン

1.光子エネルギーの最大値は80、管電圧は80kV
2.72AM72のBのように低エネルギーがカットされたグラフではない＝付加フィルタ使用していない。
3.L殻への遷移の特性X線は弱すぎて基本的にグラフでは見えない！
5.グラフの面積はほとんど連続スペクトルのX線
70AM72 【放射線物理学】
同一管電圧で得られたつの X 線エネルギースペクトルを図に示す。正しいのはどれか。
1．A と B は管電圧 40 kV のものである。
2．B はロジウム付加フィルタを使用したものである。
3．A はモリブデン付加フィルタを使用したものである。
4．A と B はタングステンターゲットを使用したものである。
5．A と B には K 殻への遷移による特性 X 線が認められる。
正解：5
1..A,Bの光子エネルギーの最大値は30付近、管電圧は30kV程度
2.K吸収端の問題。Bのグラフは20付近で崖になってる。20keVで崖ならモリブデンフィルタを使用、23.2で崖ならロジウムフィルタを使用
3.Aは付加フィルタを使用していない！
4.17keVと20keV付近にとげがあるのはモリブデン！
68PM71 【放射線物理学】
制動X線で正しいのはどれか。
1．第1半価層は第2半価層より厚い。
2．実効エネルギーは線質表示に用いられる。
3．最短波長はターゲットの原子番号で決まる。
4．発生効率はターゲットの原子番号に反比例する。
5．エネルギー分布はMoseley（モーズレー）の法則に従う。
正解：2
2.実効エネルギーは連続スペクトルである X 線の透過力を、同等の透過力を持つ単一エネルギー光子の値で代表させたもの

第1半価層：100あったX線を50にする板の厚さ
第2半価層：100あったX線を25にする板の厚さ
25にする方が厚さ必要！
5.Moseley（モーズレー）の法則は特性X線