次のAからDのエックス線と物質との相互作用について、その作用によって入射エックス線が消滅してしまうものの組合せは(1)~…
エックス線の管理に関する知識 第4問
次のAからDのエックス線と物質との相互作用について、その作用によって入射エックス線が消滅してしまうものの組合せは(1)~(5)のうちどれか。A レイリー散乱B 光電効果C コンプトン効果D 電子対生成
- (1)A,B
- (2)A,C
- (3)B,C
- (4)B,D
- (5)C,D
正答 (4)
正答は (4)。B(光電効果)とD(電子対生成)で、入射エックス線が消滅します。
【四つの相互作用と光子の運命】
A レイリー散乱 光子は残る(向きだけ変わる)
B 光電効果 光子は消滅する
C コンプトン効果 光子は残る(エネルギーの一部を失う)
D 電子対生成 光子は消滅する
【光電効果で消滅するわけ】
光子のエネルギーが、まるごと軌道電子に渡される
電子は軌道から弾き出され(光電子)、光子は何も残りません。全部を渡してしまったのですから、消えるほかありません。
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【電子対生成で消滅するわけ】
光子が、電子と陽電子という物質に変わる
エネルギーが質量に転化します。光子そのものが姿を変えるのですから、消滅します。1.02MeV以上でなければ起こりません(電子2個分の静止質量)。
【残るほうの二つ】
コンプトン効果 一部のエネルギーを渡し、向きを変えて
進み続ける(散乱エックス線)
レイリー散乱 エネルギーを失わず、向きだけ変える
散乱線が問題になるのは、光子が残るからです。残った光子があちこちへ飛んで、まわりの人に当たります。
【見分け方】
散乱と名の付くもの → 光子は残る
効果・生成と名の付くもの → 光子は消滅
「コンプトン効果」だけが例外に見えますが、これはコンプトン散乱とも呼ばれます。散乱するのだから残ると考えれば整理できます。
【エネルギーによる主役の交代】
低い → 光電効果(消滅)
中間 → コンプトン効果(残る)
高い → 電子対生成(消滅、1.02MeV以上)
工業用エックス線(100~400kV程度)では、光電効果とコンプトン効果が主です。電子対生成は起こりません。
【遮蔽との関係】
消滅してくれるほうが、遮蔽としてはありがたい
鉛が優れているのは、光電効果が原子番号の4~5乗に比例するためです。
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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