エックス線管及びエックス線の発生に関する次の記述のうち、誤っているものはどれか。…
エックス線の管理に関する知識 第2問
エックス線管及びエックス線の発生に関する次の記述のうち、誤っているものはどれか。
- (1)エックス線管の管電流は、陽極から陰極に向かって流れる。
- (2)陰極で発生する熱電子の数は、フィラメント電流を変えることで制御される。
- (3)陽極のターゲットはエックス線管の軸に対して斜めになっており、エックス線が発生する領域である実焦点より、これをエックス線束の利用方向から見た実効焦点の方が小さくなるようにしてある。
- (4)管電圧がターゲット元素に固有の励起電圧を超える場合、発生するエックス線は、連続エックス線と特性エックス線が混在したものになる。
- (5)連続エックス線の発生効率は、ターゲット元素の原子番号と管電圧の2乗との積にほぼ比例する。
正答 (5)
正答は (5)。これが誤りです。
連続エックス線の発生効率は、ターゲット元素の原子番号と管電圧との積にほぼ比例します。「管電圧の2乗との積」ではありません。
【効率と全強度の違い】
発生効率 ∝ 原子番号 × 管電圧
全強度 ∝ 原子番号 × 管電圧² × 管電流
全強度 = 効率 × 投入電力
=(原子番号 × 管電圧)×(管電圧 × 管電流)
投入電力が管電圧 × 管電流ですから、掛け合わせると管電圧が2乗になります。2乗が出てくるのは全強度のほうです。
【効率の意味】
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投入した電力のうち、どれだけがエックス線になったか
電子の運動エネルギーの99%以上は熱に変わります。効率はごくわずかで、管電圧100kVのタングステンターゲットでも1%に届きません。
【ほかの選択肢】
(1) エックス線管の管電流は、陽極から陰極に向かって流れる
正しい
(2) 陰極で発生する熱電子の数は、フィラメント電流を変える
ことで制御される 正しい
(3) 実焦点より、これを利用方向から見た実効焦点のほうが
小さくなるようにしてある 正しい
(4) 管電圧が励起電圧を超える場合、連続エックス線と特性
エックス線が混在したものになる 正しい
【電流の向き】
電子は 陰極 → 陽極
電流は 陽極 → 陰極
電流の向きは、電子の流れと逆に定められています。電気の決まりごとです。
【実焦点と実効焦点】
実焦点 ターゲット上でエックス線が発生する領域
実効焦点 それを利用方向から見たもの
ターゲットを斜めにすることで、実焦点は広く(熱が分散)、実効焦点は小さく(鮮明な写真)という、両立しにくい二つを同時に満たしています。
【管電圧と管電流の役割】
管電圧 電子をどれだけ強く加速するか → 線質
管電流 電子をどれだけ多く飛ばすか → 強度
フィラメント電流を増やせば熱電子が増え、管電流が増えます。
出典:エックス線作業主任者 2023年下半期実施分(2024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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