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)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。
- (2)電子対生成は、入射ガンマ線のエネルギーが、電子1個の静止質量に相当するエネルギー以上であるときに生じる。
- (3)ガンマ線光子と原子の軌道電子とが衝突し、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をコンプトン効果という。
- (4)コンプトン効果による散乱ガンマ線の波長は、入射ガンマ線の波長より長い。
- (5)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。
正答 (2)
正答は (2)。これが誤りです。
電子対生成は、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)以上のときに生じます。「電子1個の静止質量に相当するエネルギー以上」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。
【ほかの選択肢】
(1) 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
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ほど低下する 正しい
(3) ガンマ線光子と軌道電子が衝突し、電子が飛び出し、光子が
運動の方向を変える現象をコンプトン効果という 正しい
(4) コンプトン効果による散乱ガンマ線の波長は、入射ガンマ線の
波長より長い 正しい
(5) 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
【三つの相互作用】
光電効果 低エネルギーで優勢。原子番号の大きい物質で
起こりやすい
コンプトン効果 中間のエネルギーで優勢
電子対生成 1.02MeV以上で起こる。高エネルギーで優勢
エネルギーが低いほうから順に、光電効果 → コンプトン効果
→ 電子対生成と主役が移ります。
【散乱線の波長が長くなるわけ】
光子が電子にエネルギーを分け与える
エネルギーが減れば、波長は長くなります。エネルギーと波長は反比例の関係です。
【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。コンプトン効果との違いはここです。
出典:ガンマ線透過写真撮影作業主任者 2025年下半期実施分(2026年4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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