図Ⅰのように、鋼板に垂直に細い線束のエックス線を照射し、エックス線管の焦点から5mの位置で、透過したエックス線の1cm線…

エックス線の管理に関する知識 第8問

図Ⅰのように、鋼板に垂直に細い線束のエックス線を照射し、エックス線管の焦点から5mの位置で、透過したエックス線の1cm線量当量率を測定したところ、16 mSv/hであった。次に図Ⅱのように、この線束を厚さ10 mmの鋼板で遮へいし、同じ位置で1cm線量当量率を測定したところ4mSv/hとなった。この位置における1cm線量当量率を0.5 mSv/h以下とするために必要な遮へい鋼板の最小の厚さは次のうちどれか。ただし、エックス線の実効エネルギーは変わらないものとする。また、散乱線の影響は無いものとする。

エックス線作業主任者 2023年上半期(2023年10月公表) 第8問の図
正答 (3)
正答は (3)。25mm です。 【10mmの鋼板の効果を調べる】 遮蔽なし 16mSv/h 厚さ10mm 4mSv/h 16 → 4 は 4分の1 = 2の2乗分の1 → 10mmが半価層2枚分にあたる → 半価層 = 10 ÷ 2 = 5mm 【求める厚さ】 0.5mSv/h以下にしたい 16 → 0.5 は 32分の1 = 2の5乗分の1 → 半価層5枚分が必要 5 × 5 = 25mm 【解く順序】 ① 遮蔽ありとなしを比べ、半価層何枚分かを出す
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② 目標まで何枚分要るかを数える ③ 半価層の厚さを掛ける 【この問題では距離が同じ】 図Ⅰも図Ⅱも、焦点から5mの位置で測定 距離が変わらないので、逆二乗の法則を使う必要はありません。同じ形式でも、距離が違う問題では先に補正が要ります。測定位置を確かめるのが最初の仕事です。 【半価層で数える】 16 → 8 → 4 → 2 → 1 → 0.5 16から0.5まで、5回半分にします。10mmが2回分なので、5回分は25mmです。 【なぜ掛け算で効くのか】 減弱は指数関数 透過後 = もとの強度 × (1/2)^(厚さ ÷ 半価層) 厚さが2倍になれば、減り方は2乗になります。足し算ではありません。 【減弱係数で解くなら】 μ = 0.693 ÷ 0.5cm = 1.386cm⁻¹ 16 → 0.5 は 32分の1 → 32の自然対数 = 3.47 d = 3.47 ÷ 1.386 = 2.5cm = 25mm 同じ答えになりますが、半価層で数えるほうが速いでしょう。 【「以下とするために必要な最小の厚さ」】 25mmでちょうど0.5mSv/h それ未満では0.5を超えるので、25mmが最小です。

出典:エックス線作業主任者 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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