エネルギー計測の過去問・知識解説まとめ【診療放射線技師国家試験】

📖 エネルギー計測の知識へ

🛡️ エネルギー計測のまとめ ▼

スペクトルの種類 💡

α線、γ線、特性X線は「線スペクトル」である。
β線、制動X線は「連続スペクトル」である。

γ線スペクトルのピーク 💥

$^{60}\text{Co}$ のγ線スペクトルで最も高いエネルギーは「サムピーク（和ピーク）」である。
0.51 MeV の消滅放射線ピークは「電子対生成」に起因する。
エネルギーの高い順：全エネルギー吸収ピーク＞コンプトン端＞シングルエスケープピーク＞ダブルエスケープピーク。

エネルギー校正の計算 🚀

チャネル番号とエネルギー値の差から「1チャネルあたりのエネルギー（keV）」を算出して比例計算する。

※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。

70PM83 【放射線計測学】

エネルギースペクトルで正しいのはどれか。

1．⁹⁰Srのβ 線は線スペクトルである。

2．²⁴¹Am のα線は線スペクトルである。

3．⁶⁰Coのγ 線は連続スペクトルである。

4．リニアック治療装置のX 線は線スペクトルである。

5．拡大ブラッグピーク内の陽子線は線スペクトルである。

正解：2

$\alpha$崩壊では、親核から娘核へ移る際に決まったエネルギー差を $\alpha$ 粒子として放出します。

76AM80 【放射線計測学】

下図に示す放射線のエネルギーピークの FWHM はどれか。

1．a

2．b

3．c

4．d

5．e

正解：4

FWHM（Full Width at Half Maximum）は、日本語で「半値全幅」と呼ばれます。文字通り「値が半分（Half Maximum）になるときの全幅（Full Width）」です。

77PM72 【放射線計測学】

⁶⁰Co γ 線のエネルギースペクトル測定の結果を図に示す。エスケープピークはどれか。

1．ア

2．イ

3．ウ

4．エ

5．オ

正解：1

アーシングルエスケープピーク：最も高いフォトピーク（1.33 MeV）から、消滅放射線のエネルギー（0.511 MeV）が1個分逃げた位置に現れます。
イ・ウーフォトピーク：$^{60}\text{Co}$ 特有の 2 本の線スペクトル。
エーコンプトンエッジ
オーサムピーク：.17 MeV と 1.33 MeV が合体したものです。

69PM83 【放射線計測学】

⁶⁰Co γ 線のエネルギースペクトルでエネルギーが最も高いのはどれか。

1．サムピーク

2．後方散乱ピーク

3．コンプトンエッジ

4．ダブルエスケープピーク

5．シングルエスケープピーク

正解：1

$^{60}\text{Co}$ は一度の崩壊で 1.17 MeV と 1.33 MeV の2本の $\gamma$ 線をほぼ同時に放出します。これらが「たまたま同時に」検出器に入り、 $1.17 + 1.33 = \mathbf{2.50 \text{ MeV}}$の信号として処理されてしまったものがサムピークです。

68PM83 【放射線計測学】

1.37及び2.75MeVのγ線を放出する²⁴Naのエネルギースペクトルを測定した結果、0.51MeVにピークが観測された。このピークを説明する現象はどれか。

1．後方散乱

2．制動放射

3．干渉性散乱

4．電子対生成

5．コンプトン散乱

正解：4

電子対生成によって発生した消滅放射線が検出器にキャッチされ0.51MeVの位置にピークが現れる。

71PM81 【放射線計測学】

NaI(Tl)シンチレータに 2.2 MeV の γ 線を入射させた場合に観察されるエネルギースペクトルにおいて、エネルギーの高いものから順に並べたのはどれか。ただし、Compton<コンプトン>端をａ、全エネルギー吸収ピークをｂ、ダブルエスケープピークをｃ、シングルエスケープピークをｄとする。

1．ａｃｂｄ

2．ｂａｄｃ

3．ｂｄｃａ

4．ｃｄａｂ

5．ｄａｂｃ

正解：2

各ピークのエネルギー算出（2.2 MeV 入射の場合）b：全エネルギー吸収ピーク（フォトピーク）入射した $\gamma$ 線の全エネルギーが検出器内で吸収されたものです。$$2.2 \text{ MeV}$$d：シングルエスケープピーク電子対生成で発生した消滅放射線（0.51 MeV）の1本が検出器外へ逃げたものです。$$2.2 - 0.51 = \mathbf{1.69 \text{ MeV}}$$c：ダブルエスケープピーク消滅放射線の2本ともが検出器外へ逃げたものです。$$2.2 - (0.51 \times 2) = \mathbf{1.18 \text{ MeV}}$$a：コンプトン端（Compton Edge）コンプトン散乱で電子が受け取れる最大エネルギーです。2.2 MeV の入射 $\gamma$ 線の場合、以下の簡易式や計算から約 1.98 MeV 付近になります。

69AM82 【放射線計測学】

ゲルマニウム検出器のγ線エネルギー校正で、500keVと1,000keVの光電ピークのチャネルが900と1,900であった。光電ピークが1,300チャネルである未知核種のエネルギー値［keV］はどれか。ただし、エネルギー校正曲線は直線近似できるものとする。

1．600

2．650

3．700

4．750

5．800

正解：3

エネルギーの差：$1,000 \text{ keV} - 500 \text{ keV} = 500 \text{ keV}$チャネルの差：$1,900 \text{ ch} - 900 \text{ ch} = 1,000 \text{ ch}$つまり、1,000チャネル増えると500 keV増えるので、$$500 \div 1,000 = \mathbf{0.5 \text{ keV/ch}}$$
1チャネル増えるごとに 0.5 keV ずつエネルギーが上がる設定

基準となる「500 keV（900 ch）」から、目的の「1,300 ch」までどれだけ離れているかを見ます。チャネルの増加分：$1,300 \text{ ch} - 900 \text{ ch} = 400 \text{ ch}$エネルギーの増加分：$400 \text{ ch} \times 0.5 \text{ keV/ch} = \mathbf{200 \text{ keV}}$最後に、基準のエネルギーに足します。$$500 \text{ keV} + 200 \text{ keV} = \mathbf{700 \text{ keV}}$$