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。
- (1)0.1 mSv/min
- (2)0.5 mSv/min
- (3)1.0 mSv/min
- (4)1.5 mSv/min
- (5)2.0 mSv/min
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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最終更新日
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