エックス線装置について、次のAからDのように条件を変化させるとき、発生する連続エックス線の全強度を大きくするものの全ての…
エックス線の管理に関する知識 第3問
エックス線装置について、次のAからDのように条件を変化させるとき、発生する連続エックス線の全強度を大きくするものの全ての組合せは(1)~(5)のうちどれか。A 管電流は一定にして、管電圧を2倍にする。B 管電圧は1/2にして、管電流を2倍にする。C 管電圧は2倍にして、管電流を1/2にする。D 管電圧及び管電流は一定にして、ターゲットを原子番号のより大きな元素にする。
- (1)A,B
- (2)A,C,D
- (3)A,D
- (4)B,C
- (5)B,C,D
正答 (2)
正答は (2)。A,C,D が全強度を大きくします。
【連続エックス線の全強度】
全強度 ∝ ターゲット元素の原子番号 × 管電圧² × 管電流
→ 管電圧は2乗で効くのが要点です。
【A 管電流一定、管電圧2倍】
管電圧² → 4倍
→ 全強度は4倍 → 大きくなる ◎
【B 管電圧1/2、管電流2倍】
(1/2)² = 1/4 管電流 2倍
→ 1/4 × 2 = 1/2 → 小さくなる ×
【C 管電圧2倍、管電流1/2】
2² = 4倍 管電流 1/2
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→ 4 × 1/2 = 2倍 → 大きくなる ◎
【D ターゲットを原子番号のより大きな元素に】
原子番号に比例 → 大きくなる ◎
【BとCの対比】
同じ「一方を2倍、他方を1/2」でも、結果が正反対
B 管電圧を下げ、管電流を上げる → 1/2に減る
C 管電圧を上げ、管電流を下げる → 2倍に増える
2乗で効く管電圧を上げたほうが得なのです。この非対称が、この設問の要点です。
【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。二つの式はつながっています。
【原子番号が効くわけ】
核の電場が強いほど、電子がよく曲げられる
制動放射は、電子が曲げられるときに起こります。だからタングステン(原子番号74)のような重い元素が使われます。
【管電圧を上げるときの注意】
全強度は増えるが、線質も硬くなる
透過力が変わるので、量だけを調節したいときは管電流を使います。
出典:エックス線作業主任者 2024年下半期実施分(2025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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