光子

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🛡️ 光子 のまとめ

どの相互作用が起きやすいかは光子のエネルギーで変化する。

エネルギー 現象 特徴
超低 干渉性散乱 エネルギーを失わず、方向だけ変える。
光電効果 全エネルギーを電子に渡し、自身は消滅!
コンプトン散乱 一部のエネルギーを電子に渡し、自身は散乱。
電子対生成 1.022 MeV 以上が必要!電子と陽電子が誕生。
超高 光核反応 10 MeV 以上が必要!原子核を直接壊す。

※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。

問 72 [放射線物理学]
水における光子エネルギーと相互作用ごとの質量減弱係数の関係を図に示す。Aの相互作用で正しいのはどれか。ただし、実線は全質量減弱係数とする。
問題画像
1.光電効果
2.光核反応
3.干渉性散乱
4.電子対生成
5.Compton<コンプトン>散乱
問 61 [放射線物理学]
光電効果が生じたときに放出されるのはどれか。2つ選べ。
1.β 線
2.δ 線
3.特性 X 線
4.内部転換電子
5.Auger〈オージェ〉電子
問 72 [放射線物理学]
光電効果で正しいのはどれか。
1.軌道電子との弾性散乱である。
2.断面積は吸収端で急激に変化する。
3.光電子の反跳角は原子に固有の値となる。
4.L吸収端のエネルギーはK吸収端より高い。
5.入射光子と光電子の運動エネルギーは等しい。
問 72 [放射線物理学]
75 keV の光子がタングステンの K 殻軌道電子との光電効果を起こしたとき放出された光電子のエネルギー[keV]に最も近いのはどれか。ただし、タングステンの K 殻軌道電子の結合エネルギーは 69.5 keV とする。
1. 1.1
2. 5.5
3. 69.5
4.144.5
5.511.0
問 72 [放射線物理学]
511 keVのγ線がコンプトン散乱するときの散乱角90度の散乱線エネルギー[keV]に最も近いのはどれか。
1.128
2.170
3.256
4.341
5.511
問 71 [放射線物理学]
60 keV 光子の水中における全相互作用数に対するコンプトン効果の寄与の割合[%]に最も近いのはどれか。
1.25
2.40
3.55
4.70
5.85
問 62 [放射線物理学]
光子の水に対する質量減弱係数(A)と質量エネルギー転移係数(B)のエネルギー依存性を図に示す。水中において 1 MeV 光子がコンプトン反跳電子に付与する平均エネルギー [MeV] に最も近いのはどれか。
問題画像
1.0.24
2.0.31
3.0.43
4.0.52
5.0.67
問 72 [放射線物理学]
光子と物質との相互作用で正しいのはどれか。
1.電子対生成のしきいエネルギーは1.022 MeVである。
2.電子対生成で生じる電子と陽電子の運動エネルギーは等しい。
3.三電子生成のしきいエネルギーは1.533MeVである。
4.三電子生成では1個の電子と2個の陽電子が生成される。
5.三電子生成は原子核のCoulomb(クーロン)場との相互作用によって起きる。
問 72 [放射線物理学]
電子対生成で生じた電子と陽電子の全運動エネルギーが5MeV のとき、入射光子のエネルギー[MeV]に最も近いのはどれか。ただし、入射光子のエネルギーは単色とする。
1. 5
2. 6
3. 8
4.10
5.11
問 73 [放射線物理学]
X 線と物質との相互作用で正しいのはどれか。
1.X 線光子のエネルギーが低いほどレイリー散乱の寄与は小さい。
2.光電効果では運動量の保存則は成り立たない。
3.コンプトン電子の最大エネルギーは入射 X 線光子のエネルギーに等しい。
4.電子対生成は原子核の周りのクーロン場との相互作用により生じる。
5.光中性子が生じるしきい値エネルギーは元素に関係ない。
問 61 [放射線物理学]
光子と物質の相互作用で正しいのはどれか。
1.特性 X 線は連続スペクトルを持つ。
2.光電効果は最外殻の電子で起こることが多い。
3.電子対生成の生じた位置で消滅放射線が発生する。
4.コンプトン散乱において散乱光子の波長は入射光子の波長より長くなる。
5.光子エネルギーが 1 MeV のとき鉛と光子の相互作用は電子対生成が主である。
問 71 [放射線物理学]
密度 $11.3 g・cm^{-3}$ の鉛に γ 線が入射したときの質量減弱係数は $8.8 \times 10^{-2} cm^{2}・g^{-1}$であった。このときの平均自由行程[cm]に最も近いのはどれか。
1.0.70
2.0.99
3.1.01
4.1.43
5.2.32
問 63 [放射線物理学]
50 keV 光子の Al(原子番号 13、原子量 27、密度 $2.7 g・cm^{-3}$)に対する線減弱係数が $1.0 cm^{-1} $であるとき、この光子エネルギーに対する Al の電子断面積[b](バーン)に最も近いのはどれか。ただし、アボガドロ数を $6.0 \times 10^{23}$、$1 b = 10^{-24} cm^{2} $とする。
1. 0.08
2. 0.4
3. 1.3
4. 4.8
5.17
問 72 [放射線物理学]
光子エネルギーに対する水の質量減弱係数の関係を図に示す。0.45 MeVの細い光子ビームが厚さ10 cmの水を通過したときの一次線透過率に最も近いのはどれか。ただし、e =2.7 とする。
問題画像
1.0.10
2.0.37
3.0.50
4.0.60
5.0.69
問 73 [放射線物理学]
ある物質の光子エネルギーに対する質量減弱係数の関係を図に示す。この物質はどれか。
問題画像
1.Al
2.Cu
3.I
4.Mo
5.Pb
問 74 [放射線物理学]
水の 1.1 倍の線減弱係数を持つ組織の Hounsfield 値値はどれか。
1.-100
2. -10
3. 1
4. 10
5. 100