ガンマ線と物質との相互作用に関する次の記述のうち、誤っているものはどれか。…

ガンマ線照射装置に関する知識　第23問

ガンマ線と物質との相互作用に関する次の記述のうち、誤っているものはどれか。

(1)入射ガンマ線のエネルギーが中性子１個の静止質量に相当するエネルギー以上になると、電子及び陽電子を生じる電子対生成が起こるようになる。
(2)コンプトン効果は、ガンマ線光子と電子とが衝突し、電子が原子の外に飛び出し、光子が運動の方向を変える現象である。
(3)コンプトン効果による散乱ガンマ線は、入射ガンマ線のエネルギーが高くなるほど前方に散乱されやすくなる。
(4)光電効果は、原子の軌道電子がガンマ線光子のエネルギーを吸収して原子の外に飛び出し、光子が消滅する現象である。
(5)光電効果が起こる確率は、ガンマ線のエネルギーが高くなるほど低下する。

正答 (1)

正答は (1)。これが誤りです。電子対生成が起こるのは、入射ガンマ線のエネルギーが電子２個分の静止質量に相当するエネルギー（1.02MeV）以上のときです。「中性子１個の静止質量」ではありません。【電子対生成】ガンマ線が原子核のそばで消え、電子と陽電子が対で生まれる二つの粒子が生まれるのですから、その二つ分の質量に相当するエネルギーが要ります。電子１個の静止質量は約0.51MeV。その２倍で1.02MeVです。【中性子の静止質量】約939MeV 電子の約1800倍も重く、けた違いの値です。ガンマ線がそのエネルギーを持つことは、まずありません。生まれるのは電子と陽電子なのですから、中性子の質量は関係ありません。

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【ほかの選択肢】 (2) コンプトン効果は、ガンマ線光子と電子とが衝突し、電子が　　原子の外に飛び出し、光子が運動の方向を変える現象　正しい (3) コンプトン効果による散乱ガンマ線は、入射ガンマ線の　　エネルギーが高くなるほど前方に散乱されやすくなる　正しい (4) 光電効果は、原子の軌道電子がガンマ線光子のエネルギーを　　吸収して原子の外に飛び出し、光子が消滅する現象　正しい (5) 光電効果が起こる確率は、ガンマ線のエネルギーが高くなる　　ほど低下する　　　　　　　　　　　　　　　　正しい【光電効果とコンプトン効果の違い】光電効果　　光子が消滅し、全エネルギーを電子に渡すコンプトン効果　光子は残り、一部のエネルギーを渡して　　　　　　　　　　向きを変える光子が消えるか、残るかが違いです。【前方散乱】エネルギーが高いほど、光子はまっすぐ進みたがる勢いのあるものほど、曲がりにくいという感覚と合います。【エネルギーによる主役の交代】低い　→　光電効果　／　中間　→　コンプトン効果高い　→　電子対生成

出典：ガンマ線透過写真撮影作業主任者 2023年上半期実施分（2023年10月掲載／公益財団法人安全衛生技術試験協会公表試験問題）出典元ページ

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最終更新日 2026年10月14日

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