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6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)。光電効果が起こる確率は、物質の原子番号が大きくなるほど増大します。 【原子番号との関係】 光電効果  原子番号の4~5乗に比例(強く効く) コンプトン効果 原子番号に比例(電子の数に比例) 鉛(原子番号82)が遮蔽材に使われるのは、光電効果が原子番号に強く効くためです。 【ほかの選択肢】 (1) コンプトン効果は、外殻の(自由に近い)電子との相互作用。   内殻電子との作用は光電効果 (2) コンプトン効果は、特性エックス線の発生を必ずしも伴わない (4) 光電子の運動エネルギーは、入射エネルギー − 結合エネルギー。
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  入射エックス線に等しくはない (5) 電子対生成は、入射エネルギーが電子2個分の静止質量に   相当するエネルギー(1.02MeV)以上のときに生じる 【(1)と(3)の関係】 (1)は光電効果の説明に「コンプトン効果」という名を付けたもの 内殻電子を弾き出すのが光電効果です。コンプトン効果は、束縛のゆるい外殻電子を弾きます。内殻か外殻かが見分けの手がかりになります。 【(2)が誤りなわけ】 特性エックス線が出るのは、内殻に空きができたとき 光電効果  内殻電子を弾く → 特性エックス線を伴う コンプトン効果 外殻電子を弾く → 伴わないことが多い 外殻の空きは、すぐ外から埋まります。エネルギー差が小さく、エックス線としては出てきません。 【(4)が誤りなわけ】 光電子の運動エネルギー = 入射エネルギー − 結合エネルギー 電子を軌道から引きはがすのに、結合エネルギーの分だけ使われます。残りが運動エネルギーになります。 【(5)が誤りなわけ】 電子対生成では、電子と陽電子が対で生まれる 二つの粒子が生まれるのですから、その二つ分の質量に相当するエネルギーが要ります。電子1個の静止質量は約0.51MeV。その2倍で1.02MeVです。 【エネルギーによる主役の交代】 低い → 光電効果 中間 → コンプトン効果 高い → 電子対生成(1.02MeV以上)

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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