あるエックス線装置のエックス線管の焦点から1m離れた点における1cm線量当量率は16mSv/minであった。…

エックス線の管理に関する知識 第10問

あるエックス線装置のエックス線管の焦点から1m離れた点における1cm線量当量率は16mSv/minであった。このエックス線装置を用い、厚さ8mmの鋼板及び厚さ40mmのアルミニウム板にそれぞれ別々に照射したところ、透過したエックス線の1cm線量当量率はいずれも4mSv/minであった。厚さ14mmの鋼板と厚さ30mmのアルミニウム板を重ね合わせ44mmとした板に照射した場合、透過後の1cm線量当量率は次のうちどれか。ただし、エックス線は細い線束とし、測定点はいずれもエックス線管の焦点から1m離れた点とする。また、鋼板及びアルミニウム板を透過した後の実効エネルギーは、透過前と変わらないものとし、散乱線による影響は無いものとする。

正答 (2)
正答は (2)。0.5mSv/min です。 【それぞれの半価層を求める】 鋼板8mm  16 → 4mSv/min = 4分の1 = 2⁻²         → 半価層2枚分 → 半価層 = 4mm アルミ40mm 16 → 4mSv/min = 4分の1 = 2⁻²         → 半価層2枚分 → 半価層 = 20mm 【重ねた板が半価層何枚分か】 鋼板14mm    14 ÷ 4 = 3.5枚分 アルミ30mm   30 ÷ 20 = 1.5枚分 合計      3.5 + 1.5 = 5枚分
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【透過後の線量当量率】 16 × (1/2)⁵ = 16 ÷ 32 = 0.5mSv/min 【解く順序】 ① 与えられた測定値から、それぞれの半価層を求める ② 問われている厚さが、半価層何枚分かを出す ③ 枚数を足して、2のその乗で割る 【半価層の枚数は足せる】 減弱は掛け算で効きます 鋼板で(1/2)^3.5 × アルミで(1/2)^1.5  = (1/2)^(3.5+1.5) = (1/2)⁵ 指数の掛け算は肩の足し算になります。だから、異なる物質でも枚数を足せるのです。 【端数が出てもかまわない】 3.5枚分、1.5枚分という半端な数でも、足して整数になれば計算しやすくなります。 この問題は、合わせて5枚になるように数値が選ばれています。 【減弱係数で解くなら】 鋼  μ = 0.693 ÷ 0.4cm = 1.73cm⁻¹ アルミ μ = 0.693 ÷ 2.0cm = 0.347cm⁻¹ 1.73 × 1.4 + 0.347 × 3.0 = 2.42 + 1.04 = 3.46 e^(−3.46) = 約1/32 同じ答えになりますが、半価層で数えるほうが速いでしょう。 【「44mm」という数字に惑わされない】 14 + 30 = 44mm 厚さの合計そのものには意味がありません。物質ごとに半価層が違うのですから、まとめて扱うことはできません。

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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