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放射線に関する量と単位(線量) (過去12年/15問出題)

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線量の種類と定義の総まとめ 💡

物理量 記号 対象放射線 対象物質 単位
照射線量 $X$ 光子のみ 空気のみ C/kg
吸収線量 $D$ すべて すべて Gy ($J/kg$)
カーマ $K$ 非荷電粒子(光子・中性子) すべて Gy ($J/kg$)
シーマ $C$ 荷電粒子のみ すべて Gy ($J/kg$)
W値 $W$ すべて すべて J/C

※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。

70PM79 【放射線計測学】
放射線計測で用いられる物理量と単位の組合せで正しいのはどれか。2つ選べ。
1.カーマ ー J・kg-1
2.吸収線量 ー C・kg-1
3.質量阻止能 ー m-2・kg-1
4.フルエンス ー m2
5.質量エネルギー吸収係数 ー m2・kg-1
正解:15
2.吸収線量 = $J \cdot kg^{-1}$ または $Gy$($C \cdot kg^{-1}$は照射線量)
3.質量阻止能 = $J \cdot m^2 \cdot kg^{-1}$。($m^{-2}$ではない点に注意)
4.フルエンス = $m^{-2}$。(単位面積あたりの粒子数のため)
72AM81 【放射線計測学】
物理量と単位の組合せで正しいのはどれか。2つ選べ。
1.カーマ ー C・kg-1
2.シーマ ー J・kg-1
3.吸収線量 ー C・kg-1
4.照射線量 ー J・kg-1
5.質量阻止能 ー J・m2・kg-1
正解:25
1.カーマ = $Gy$ または $J \cdot kg^{-1}$($C \cdot kg^{-1}$は照射線量)
3.吸収線量 = $Gy$ または $J \cdot kg^{-1}$
4.照射線量 = $C \cdot kg^{-1}$
76PM79 【放射線計測学】
物理量と単位の組合せで正しいのはどれか。2つ選べ。
1.カーマ  ー J・kg
2.吸収線量  ー C・kg-1
3.照射線量  ー J・kg-1
4.質量阻止能  ー J・m2・kg-1
5.線減弱係数  ー m-1
正解:45
1.カーマ = $J \cdot kg^{-1}$($-1$乗が抜けているのに注意)
2.吸収線量 = $J \cdot kg^{-1}$
3.照射線量 = $C \cdot kg^{-1}$
74AM81 【放射線計測学】
物理量と放射線の組合せで正しいのはどれか。2つ選べ。
1.カーマ  ー 中性子線
2.吸収線量  ー 陽子線
3.質量減弱係数 ー  電子線
4.照射線量  ー 電子線
5.阻止能  ー 光子線
正解:12
3.質量減弱係数 ー 光子線(非荷電粒子)
4.照射線量 ー 光子線
5.阻止能 ー 荷電粒子
68AM78 【放射線計測学】
物理量と放射線の組合せで正しいのはどれか。2つ選べ。
1.W値 ー 炭素線
2.カーマ ― 電子線
3.阻止能 ー X線
4.照射線量 ー 中性子線
5.質量エネルギー吸収係数 ― γ 線
正解:15
2.カーマ ー 光子線・中性子線(非荷電粒子)
3.阻止能 ー 荷電粒子
4.照射線量 ー 光子線
69AM78 【放射線計測学】
物理量と放射線の組合せで正しいのはどれか。2つ選べ。
1.W値 ー 陽子線
2.阻止能 ー γ線
3.カーマ ー 電子線
4.シーマ ー 中性子線
5.照射線量 ー X線
正解:15
2.阻止能 ー 荷電粒子
3.カーマ ー 光子線・中性子線(非荷電粒子)
4.シーマ ー 荷電粒子
67AM78 【放射線計測学】
光子のみに定義されるのはどれか。
1.W値
2.カーマ
3.阻止能
4.照射線量
5.吸収線量
正解:4
光子のみに定義されるのは照射線量

W値:すべての放射線
カーマ:非荷電粒子(光子・中性子)
阻止能:荷電粒子のみ
吸収線量:すべての放射線
70AM81 【放射線計測学】
照射線量について正しいのはどれか。2つ選べ。
1.水中で定義される。
2.単位は J・kg-1 である。
3.荷電粒子に対して定義される。
4.制動放射による電離を含めない。
5.エネルギーフルエンスに比例する。
正解:45
1.照射線量は「空気」に対して定義
2.短胃はC/kg
3.光子に対して定義
78AM71 【放射線計測学】
照射線量が 2.0 × 10⁻⁴ C/kg のとき、空気カーマ [Gy] に最も近いのはどれか。ただし、空気の W 値を 34 eV、電気素量を 1.6 × 10⁻¹⁹ C、1 eV = 1.6 × 10⁻¹⁹ Jとする。
1.1.7 × 10⁻⁴⁰
2.5.9 × 10⁻⁶
3.1.1 × 10⁻³
4.6.8 × 10⁻³
5.4.3 × 10¹⁶
正解:4
照射線量 X [C/kg] を 空気カーマ K [Gy (J/kg)] に変換する問題

吸収線量(または空気カーマ) = 照射線量 $\times$ W値
$K = 2.0 \times 10^{-4} \times 34 = 68 \times 10^{-4} = 6.8 \times 10^{-3}$
77PM68 【放射線計測学】
中性子線に対して定義されている量はどれか。2つ選べ。
1.飛 程
2.カーマ
3.照射線量
4.線エネルギー付与
5.質量エネルギー吸収係数
正解:25
1.飛程は荷電粒子(電子や陽子など)が物質中で止まるまでに進む距離のこと。中性子のような非荷電粒子は、明確に「ここで止まる」という飛程は定義されません。
4.線エネルギー付与(LET)は中性子そのものには定義されません。
74AM78 【放射線計測学】
W 値の定義で正しいのはどれか。
1.電離箱中で生成される全電荷
2.断面積 da の球に入射する粒子の数
3.質量 dm の物体に付与された平均エネルギー
4.粒子フルエンス Φ 中の物質との相互作用の確率
5.気体中で1イオン対を生成するときに消費される平均エネルギー
正解:5
W値:荷電粒子が気体中で「プラスとマイナスのペア(イオン対)」を1個作るのに、平均でどれだけのエネルギー(eVなど)を使い果たしたか、という値
73AM78 【放射線計測学】
微小容積 V 内で下図のようなコンプトン散乱が発生した。カーマと吸収線量の組合せで正しいのはどれか。ただし、制動放射線は無視する。
カーマ
吸収線量
1.
$E_1$
$T_0$
2.
$T_0$
$T_0 - T_1$
3.
$T_1$
$T_1$
4.
$E_0 - T_1$
$E_0 - E_1$
5.
$E_0 - E_1$
$T_0 - T_1 - E_1$
正解:2
カーマは光子が電子を叩き出すために渡した「瞬間」のエネルギー
図を見ると、入射X線($E_0$)が電子にぶつかり、散乱X線($E_1$)として出ていっています。
このとき、電子が光子からもらった初期運動エネルギー(カーマ)は $T_0$と書かれています。

吸収仙腸は電子が周りの物質に与えた(吸収された)エネルギー
電子は最初 $T_0$ というエネルギーを持って動き出してVの外へ飛び出しています。Vの外でのエネルギーは $T_1$
Vの中で電子が周りの物質に与えたエネルギー(吸収線量 )は$T_0 - T_1$
69PM79 【放射線計測学】
カーマ K を表す式はどれか。ただし、E は光子エネルギー、Φ はフルエンス、μtr/ρ は物質の質量エネルギー転移係数、μen/ρ は物質の質量エネルギー吸収係数、μ/ρ は物質の質量減弱係数である。
1. $K = E \Phi \frac{\mu_{\text{tr}}}{\rho}$
2. $K = \frac{E}{\Phi} \frac{\mu_{\text{tr}}}{\rho}$
3. $K = E \Phi \frac{\mu_{\text{en}}}{\rho}$
4. $K = \frac{E}{\Phi} \frac{\mu_{\text{en}}}{\rho}$
5. $K = E \Phi \frac{\mu}{\rho}$
正解:1
カーマは光子が電子を叩き出すために渡した「瞬間」のエネルギー

E:光子一個のエネルギー
Φ:空間を飛んでる光子の数
E×Φ=その空間にある光子のエネルギー(エネルギーフルエンス)

μtr/ρ:質量エネルギー転移係数(二次電子に最初の運動エネルギーとして渡した割合)

すべてを掛け算すると、その瞬間光子から電子へと手渡された(転移した)エネルギーの合計となる
70AM78 【放射線計測学】
衝突カーマを求める式で正しいのはどれか。ただし、フルエンスを Φ、エネルギーフルエンスを Ψ、質量衝突阻止能をScol/ρ、質量エネルギー転移係数を μtr/ρ、質量エネルギー吸収係数を μen/ρ とする。
1. $\Phi \cdot (S_{\text{col}}/\rho)$
2. $\Phi \cdot (\mu_{\text{en}}/\rho)$
3. $\Psi \cdot (S_{\text{col}}/\rho)$
4. $\Psi \cdot (\mu_{\text{tr}}/\rho)$
5. $\Psi \cdot (\mu_{\text{en}}/\rho)$
正解:5
衝突カーマはカーマのうちカーマのうち、衝突損失によって物質に吸収されるエネルギー

その空間にある光子のエネルギー(エネルギーフルエンス)Ψ 
かける
放射損失で外へ逃げずに、衝突損失によりエネルギーが吸収される割合(質量エネルギー吸収係数) μen/ρ
68PM79 【放射線計測学】
吸収線量Dを表す式はどれか。ただし、E光子のエネルギー、Φはフルエンス、 μtr/ρは物質の質量エネルギ ー転移係数、μen/ρは物質の質量エネルギー吸収係数、μ/ρは物質の質量減弱係数とする。
1. $D = E \Phi \frac{\mu_{\text{tr}}}{\rho}$
2. $D = \frac{E}{\Phi} \frac{\mu_{\text{tr}}}{\rho}$
3. $D = E \Phi \frac{\mu_{\text{en}}}{\rho}$
4. $D = \frac{E}{\Phi} \frac{\mu_{\text{en}}}{\rho}$
5. $D = E \Phi \frac{\mu}{\rho}$
正解:3
吸収線量:電子が周りの物質に与えた(吸収された)エネルギー。

その空間にある光子のエネルギー(エネルギーフルエンス)Ψ 
かける
放射損失で外へ逃げずに、衝突損失によりエネルギーが吸収される割合(質量エネルギー吸収係数) μen/ρ