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)ガンマ線がレイリー散乱しても、そのエネルギーは変化しない。
- (2)光電効果の発生する確率は、物質の原子番号が大きくなるほど増大する。
- (3)光電効果により、原子の外に飛び出す光電子の運動エネルギーは、入射ガンマ線光子のエネルギーより小さい。
- (4)光電効果の生じる確率は、ガンマ線のエネルギーが高くなるほど増大する。
- (5)ガンマ線が1.02 MeV以上のエネルギーを持っていないと、電子対生成は生じない。
正答 (4)
正答は (4)。これが誤りです。
光電効果の生じる確率は、ガンマ線のエネルギーが高くなるほど減少します。「増大する」が誤りです。
【エネルギーによる主役の交代】
低いエネルギー 光電効果が優勢
中間(約1MeV前後) コンプトン効果が優勢
高いエネルギー 電子対生成が優勢(1.02MeV以上で起こる)
光電効果は、エネルギーが低いほど起こりやすいのです。
【ほかの選択肢】
(1) ガンマ線がレイリー散乱しても、そのエネルギーは変化
しない 正しい
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(2) 光電効果の発生する確率は、物質の原子番号が大きくなるほど
増大する 正しい
(3) 光電効果により飛び出す光電子の運動エネルギーは、入射ガンマ
線光子のエネルギーより小さい 正しい
(5) ガンマ線が1.02MeV以上のエネルギーを持っていないと、
電子対生成は生じない 正しい
【原子番号が大きいほど起こりやすい】
鉛のように原子番号の大きい物質では、光電効果がよく起こる
鉛が遮蔽材に使われるのは、このためでもあります。「エネルギーが低いほど、原子番号が大きいほど」起こりやすい、と組で覚えます。
【光電子のエネルギー】
光電子の運動エネルギー
= 入射ガンマ線のエネルギー − 電子の結合エネルギー
軌道から電子を引きはがすのに、いくらか使われるので、その分だけ小さくなります。
【1.02MeVという数字】
電子の静止質量に相当するエネルギー 約0.51MeV
電子と陽電子の2個分が生まれるので、その2倍が最低限必要です。
【レイリー散乱】
光子が方向だけ変え、エネルギーを失わない散乱
弾性散乱なので、波長も変わりません。
出典:ガンマ線透過写真撮影作業主任者 2024年上半期実施分(2024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
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