第77回　診療放射線技師　国家試験

答えは　3　ですね。

問題文の条件から、
①電離能力を有していること
②電磁放射線であること
の両方を満たす必要があります。

まず、電離能力を有するのは、1、2、3、4です。
つぎに、電磁放射線なのは、3、5です。

したがって、両方の条件を満たすのは　3　γ線　のみということになりますね。

答えは　4　ですね。

各選択肢を見ていきましょう。

1. 誤り。特性X線は線スペクトルです。
2. 誤り。光電効果はK殻が最も起こりやすいです。K殻以外で起こる光電吸収断面積の合計は、K殻のそれの20％程度になると実験で判明しています。
3. 誤り。この枝でひっかかる場合があります。消滅放射線が発生するのは、電子対生成で生じた陽電子が停止し、対消滅する位置で発生します。
4. 正解。散乱光子のエネルギーは入射光子よりも高くなることはありません。したがって、散乱光子のエネルギーは入射光子と同じか、それよりも低くなります。波長で表すと同じか長くなります。
5. 誤り。1MeVの光子の場合、どんな物質であってもコンプトン散乱が主になります。（図を参照）

答えは　5　です。

$$\color{#B22222}{
({\frac{S}{ρ}})_{col} \propto \frac{m{z_i}^2}{E} \propto \frac{{Z_i}^2}{v^2}
}$$

この式を見て、ピンと来た方も多いかもしれません。念のため各文字の意味を整理しておきましょう。

• (S/ρ)_col　質量衝突阻止能
• m　粒子の質量
• z_i　粒子の電荷数
• E　粒子のエネルギー
• v　粒子の速度

各選択肢を見ていきましょう。

1. 誤り。「質量〇〇」で表す場合は、すでに密度による影響を取り除いた形なので、密度には依存しません。「線」阻止能では密度に左右されてしまいます。それだと使いにくいということで、密度で除して依存しなくなるようにしたものです。
2. 誤り。物質の原子番号にも依存しません。1番の枝と同じく、「線」阻止能だと物質の原子番号に左右されますが、「質量」阻止能なので依存しません。
3. 誤り。入射粒子の質量には比例します。
4. 誤り。入射粒子の電荷数の「2乗」に比例します。これは引っ掛かるかもしれませんね。
5. 正解。式からも明らかですね。エネルギーが分母側にありますから反比例です。

答は　3　です。

$$
\color{#B22222}{
\begin{aligned}
{}_{e}{\mu}&=\frac{\mu}{\rho}\cdot \frac{1}{N_e}\\[6pt]
&=\frac{\mu}{\rho} \cdot \frac{A_w}{N_A \cdot Z}\\[6pt]
&=\frac{1}{2.7} \cdot \frac{27}{6.0 \times 10^{23} \times 13}\\[6pt]
&=1.28 \times 10^{-24} \:\mathrm{[cm^2]}\\[6pt]
&=1.28 \:\mathrm{[b]}
\end{aligned}}
$$

• _eμ　電子断面積
• μ　 線減弱係数
• ρ　 密度
• N_e　電子数
• N_A　アボガドロ数
• A_ｗ　原子量
• Z　　原子番号

減弱係数に関する代表的な一覧は、西臺先生の『放射線医学物理学 第3版増補』P.83上部にも掲載されています。あわせて確認しておくと理解が深まります。

答えは　2　です。
「医療物理の解説」は大人の事情でできません。悪しからず。

答えは　4　です。

1. 誤り。α壊変では質量数が　4　減る。
2. 誤り。β^＋壊変は質量数は　変わらない。
3. 誤り。β^－壊変は原子番号が1　増える。
4. 正解。γ壊変（正しくはγ線放出）では原子核のエネルギー準位のみが変わります。
5. 誤り。軌道電子捕獲は質量数が　変わらない。

4は正解枝ですが、γ「壊変」という表記は不適切に感じます。
γ線「放射」やγ線「放出」の方が正しい表記だと思います。
γ線を放出しているだけで、原子核内の内部構造に変化はありません。
余分なエネルギーを放出しているだけですので、壊れている訳ではありませんからね。
まぁ、お気になさらず。

答は　3　5　です。

光電効果は光子による電離現象です。
なおかつ、光電効果はK殻が最も起こりやすいという特徴があることから、内殻に空位ができることになります。
内殻の空位には外殻から軌道電子が遷移してきます。
それに伴い、特性X線またはオージェ電子の放出が起こります。

1. 誤り。β線はβ壊変に伴って放出される電子で、光電効果とは無関係です。
2. 誤り。δ線（デルタ線）は荷電粒子によって放出された二次電子のうち、電離能力を有するものです。光電効果は光子によって二次電子（光電子）を放出する現象ですから、光電子が電離能力を有していたとしても、δ線とは呼ばれません。
3. 正解。
4. 誤り。内部転換電子は励起状態の原子核からγ線が放出され、原子外に出る前にγ線の代わりに放出される軌道電子です。光電効果とは関係ありません。
5. 正解。

答えは　2　です。

これは、常々海馬が萎縮していると豪語している僕には難しい問題なんです。
エネルギーなんて覚えていられません。
ストーリー性のない暗記が苦手な僕と同類の方も難問に思うのではないでしょうか・・・

とは言え、考え方は単純明快です。
エネルギーが高い方が陽電子の飛程が伸びますので、放出する陽電子のエネルギーが低いものを選べばOKです。
エネルギーをあげておきます。
※当然覚えていませんから、ちゃんとアイソトープ手帳で調べました。

1. 960keV
2. 634keV
3. 1198keV
4. 1732keV
5. 1899keV

答えは　5　です。

1. 誤り。熱中性子に限らず、どんなエネルギーの中性子でも主な相互作用は弾性散乱である。熱中性子は弾性散乱の他に捕獲反応も良く起こる。
2. 誤り。中性子は電荷を持たないため、クーロン力の影響を受けない。したがって原子核との相互作用が主となる。
3. 誤り。減速材は中性子のエネルギーを効率よく奪い取るものである。したがって、中性子と質量数の等しい陽子（水素）を多く含むものが適している。したがって、低原子番号物質の方が減速材として適している。
4. 誤り。中性子捕獲断面積は中性子の速度に反比例する。これを$\frac{ 1 }{ v }$法則という。
5. 正解。中性子の減弱は線減弱係数に従います。

答えは　5　です。
「医療物理の解説」は大人の事情でできません。悪しからず。