エックス線と物質との相互作用に関する次の記述のうち、正しいものはどれか。…

エックス線の管理に関する知識 第4問

エックス線と物質との相互作用に関する次の記述のうち、正しいものはどれか。

正答 (3)
正答は (3)。これが正しい記述です。 光電効果の起こる確率は、入射エックス線のエネルギーが高くなると急激に下がります。おおよそエネルギーの3乗に反比例します。一方コンプトン効果は、そこまで急には下がりません。だから、エネルギーが上がるほどコンプトン効果が主役になっていきます。 【三つの相互作用】 光電効果  低エネルギーで主役         確率は原子番号の4〜5乗に比例し、エネルギーの3乗に反比例 コンプトン効果 中間のエネルギーで主役           確率は原子番号(電子の数)に比例
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電子対生成 1.02MeV以上で起こる 遮蔽材に鉛を使うのは、光電効果が原子番号の4乗から5乗で効くためです。原子番号82の鉛は、26の鉄よりはるかによく吸収します。 【ほかの選択肢】 (1) コンプトン散乱線は、エネルギーの一部を電子に渡すので   入射より波長が長くなる。短いものは無い (2) コンプトン効果は外殻電子との相互作用なので、   必ずしも特性エックス線を伴わない (4) 放出される光電子の運動エネルギーは、   入射エックス線のエネルギー − 電子の結合エネルギー。   入射エックス線に等しくはならない (5) 電子対生成に要るのは、電子の静止質量に相当するエネル   ギーの2倍(1.02MeV)以上。電子と陽電子の2個が生まれるため 【(5)の見抜き方】 電子1個分 0.51MeV 電子2個分 1.02MeV ← 電子対生成のしきい値 生まれるのは電子と陽電子の対です。対と書いてあるのに1個分で足りるはずがない、と考えれば気づけます。 【エネルギーによる主役の移り変わり】 低い   → 光電効果 中くらい → コンプトン効果 高い   → 電子対生成 境目は物質の原子番号でも動きます。原子番号が大きいほど、光電効果が主役でいられる範囲が広くなります。

出典:エックス線作業主任者 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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