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診療放射線技師国家試験問題集(技師教育研究会)共立出版社 編

診療放射線技師国家試験問題集(技師教育研究会)<共立出版社編> に掲載されている放射線計測学の問題解答のための解説と資料を提示しています。併せて放射線計測学で使用しているスリムベーシック放射線計測学<メディカルレビュー社編>教科書の中で問題の正解答に繋がるページにリンクできるデジタル教科書を作成しました。学生諸君がスマホやタブレットから固有のURLにアクセスすれば、閲覧することが可能です。国試の対策資料として有効活用されるよう願っております。

解説や参考資料においてP(番号)をクリックすると解答に関係する教科書のページにリンク

できるので有効に活用して下さい。

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放射線計測の基礎

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80 倍数と接頭語の組合せで誤っているのはどれか。

1.102 ・・・・ C〈センチ〉

2.103 ・・・・ k〈キロ〉

3.106 ・・・・ M〈メガ〉

4.109 ・・・・ G〈ギガ〉

5.1012・・・・ T〈テラ〉

ans:1

次資料①参照

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接頭語とはSI単位の十進の倍量・分量単位を作成するために、単一記号で表記し、10の累乗倍の数を示す。国際単位系では�接頭辞と呼び日本工業規格(JIS)では接頭語と呼ぶ。

例) 1000K=103K=1M

   1MeV=106eV=103KeV

10-18

10-15

10-12

10-9

10-6

10-3

10-2

102

103

106

109

1012

アト

フェムト

ピコ

ナノ

マイクロ

ミリ

センチ

ヘクト

キロ

メガ

ギガ

テラ

a

f

p

n

μ

m

K

M

G

T

接頭語を用いると見やすく表現でき計算も簡単になる!

資料1

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正しい組合せはどれか。

1. 光子     シーマ

2. 電子     阻止能

3. 陽子     質量エネルギー吸収係数

4. 中性子   カーマ

  1. 重荷電粒子 照射線量

ans:2,4

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光子のみに定義されるのはどれか。

  1. W 値.

2. カーマ.

3. 阻止能

4. 照射線量

5. 吸収線量

ans:4

P22,P23,P24 参照

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物理量と放射線の組合せで正しいのはどれか。

  1. W値        陽子線
  2. 阻止能       γ
  3. カーマ       電子線
  4. シーマ       中性子線
  5. 照射線量      X線

ans:1,5

第69回国試・放射線計測学の問題

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 陽子線と物質の相互作用で誤っているのはどれか。

   1.核反応

   2.制動放射

   3.Coulomb〈クーロン〉散乱

   4.Compton〈コンプトン〉散乱

   5.Rutherford〈ラザフォード〉散乱

    P44, P45, P46, P61,             ans:4

第71回国試・放射線計測学の問題

*コンプトン効果の光子の散乱をコンプトン散乱と呼ぶ

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10MV以上のX線を発生させる加速器から中性子が放出される

  相互作用はどれか。

1.光電効果(P42)

2.光核反応(P43,P44)

3.Compton〈コンプトン〉散乱(P45,P46)

4.Cherenkow〈チェレンコフ〉放射(P60)

5.Rutherford〈ラザフォード〉散乱(P61)

ans:2

第74回国試・放射線計測学の問題

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組合せで誤っているのはどれか。

1. 放射能      s-1

2. 線阻止能 J・m-1

3. 質量減弱係数 Jm2・kg-1

4. カーマ J・kg-1

5. 吸収線量率 Gy・s-1

ans:3

参考

線阻止能S :単位長さ当たりのエネルギー損失[MeV/mm]

放射能:s-1

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放射線の量と単位との組合せで誤っているのはどれか。

  1. カーマ Gy
  2. 照射線量 C・kg-1
  3. 吸収線量 J・kg-1
  4. 線量当量 Sv
  5. 質量阻止能 m2・kg-1

ans:5

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単位としてGyを用いるのはどれか。2つ選べ。

l. エネルギーフルエンス

2.カーマ

3.吸収線量

4.実効線量.

5.照射線量

ans:2,3

P20, P23, P26 

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物理量と単位の組合せで誤っているのはどれか。

1. カーマ  J・kg-1

2. 阻止能  J・m-1

3. 放射能      s-1

4. 吸収線量率 Gy・s-1     

5. 質量減弱係数 J・m2・kg-1

ans:5

参考

放射能s-1

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放射線計測で用いられる物理量と単位の組合せで正しいのはどれか。2つ選べ。

  1. カーマ J・kg-1
  2. 吸収線量 C・kg-1
  3. 質量阻止能 m-2・kg-1
  4. フルエンス    m2
  5. 質量エネルギー吸収係数 m2・kg-1

ans:1,5

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物理量と単位の組合せで正しいのはどれか。2つ選べ。

  1. カーマ C・kg-1
  2. シーマ J・kg-1
  3. 吸収線量 C・kg-1
  4. 照射線量    J・kg-1
  5. 質量阻止能      J・m2・kg-1

ans:2,5

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質量阻止能の単位はどれか。

1.J

2.J・m-1

3.J・m2・kg -1

4.m-1

5.m2・kg-1

ans:3

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物理量と放射線の組み合わせで正しいのはどれか。

1.カーマ       中性子線

2.吸収線量      陽子線

3.質量減弱係数    電子線

4.照射線量      電子線

5.阻止能       光子線

ans:1,2

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  W値の定義で正しいのはどれか。

  1.電離箱中で生成される全電荷

  2,断面積daの球に入射する粒子の数

  3.質量dmの物体に付与された平均エネルギー

  4.粒子フルエンスφ中の物質との相互作用の確率

  5.気体中で1イオン対を生成するときに消費される平均エネルギー

ans:5

第74回国試・放射線計測学の問題

次資料①参照

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  • W値とは物質中でイオン対1個を生成するのに必要な荷電粒子の平均エネルギーである。W値の定義(P22, P65

気体中で1イオン対を生成するときに消費される平均エネルギー→W値

以下 (以下の項目に関してもよく出題されます

  • 電離箱中で生成される全電荷→照射線量(P23)
  • 断面積daの球に入射する粒子の数→フルエンス(P20)
  • 質量dmの物体に付与された平均エネルギー→吸収線量(P23)
  • 粒子フルエンスφ中の物質との相互作用の確率→断面積(P21)

資料①:前問の解説

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光子のエネルギーがhν, フルエンスがφである場の空気衝突カーマを求める式はどれか。

ただし,、W、μtr/ρ, μen/ρはそれぞれ空気のW値、質量エネルギー転移係数、質量エネルギー吸収収係数、eは電気素量である。

ans:2

P196参照

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カーマを求める際エネルギーフルエンスに乗じる相互作用係数はどれか。

l. 質量減弱係数

2. 質量衝突阻止能

3. 質量放射阻止能

4. 質量エネルギー吸収係数

5. 質量エネルギー転移係数

ans:5

P195参照

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カーマKを表す式はどれか。ただし、Eは光子エネルギー、Φはフルエンス、μtr/ρは物質の質量エネルギー転移係数、μen/ρは物質の質量エネルギー吸収係数、μ/ρは物質の質量減弱係数である。

第69回国試・放射線計測学の問題

ans:1

P195参照

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衝突カーマを求める式で正しいのはどれか。�ただし、フルエンスをΦ、エネルギーフルエンスをΨ、質量衝突阻止能をScol/ρ、質量エネルギー転移係数をμtr/ρ、質量エネルギー吸収係数をμen/ρとする。

  1. Φ Scol / ρ
  2. Φ μen / ρ
  3. Ψ  Scol / ρ
  4. Ψ μtr / ρ
  5. Ψ μen / ρ

第70回国試・放射線計測学の問題

ans:5

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微小容積V 内で下図のようなコンプトン散乱が発生した。カーマと吸収線量の組合せで正しいのはどれか。ただし、制動放射線は無視する。

第73回国試・放射線計測学の問題

ans:2

解説:次ページ資料①

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解説

カーマは間接電離放射線の空間における放射線の強度を示す量で、ある点において物質の単位質量あたりから放出される電子やイオンなどの荷電粒子の初期運動エネルギーの総和である。ここでは電子の初期運動エネルギーはT0である。吸収線量は物質内の単位質量あたりに吸収された平均のエネルギーで、X線によって放出される電子(反跳電子)の初期運動エネルギーT0の一部は制動X線として失われる。設問ではこの制動放射線を無視するものとするとしており、吸収線量は着目する微小容積外に出た電子の運動エネんギーT1を差し引いたエネルギーを微小容積Vの質量で除した値となる。 

資料①

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光子が1m2の照射面積を2秒間に1016個通過した。この時のフルエンス率[m-2・s-1]はどれか。

  1.  1 × 1015
  2.  5 × 1015
  3.  1 × 1016
  4.  5 × 1016
  5.  1 × 1017

ans:2

第73回国試・放射線計測学の問題

粒子フルエンス P20参照 粒子(放射線)の飛ぶ方向が一様の場合(平行線束)は、飛行方向に垂直である微少な面(面積da)を通過する粒子がdNである時、粒子フルエンスはdN/daで定義される。方向が単一でない場合は、単位面積の大円を有する球(すなわち半径1/π1/2の球)を通過する粒子の総数で定義される。単位は〔mー2〕である。単位時間当たりの粒子フルエンスは、粒子フルエンス率とよばれ、単位は〔mー2・s-1〕である。

フィルエンス= 1016÷2 = 5×1015(m-2)フルエンス率 = 5 × 1015(m-2 s-1

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線量で正しいのはどれか。

1.照射線量の単位はA/kgである。

2.照射線量はX線、γ線に定義される。

3.吸収線量は非電離放射線に定義される。

4.等価線量は吸収線量に組織加重係数を乗じたものである。

5.実効線量は等価線量に放射線加重係数を乗じたものである。

ans:2

第65回国試・放射線計測学の問題

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荷電粒子線による吸収線量を算出するための物理量はどれか。

  1. フルエンス
  2. 質量衝突阻止能
  3. エネルギーフルエンス
  4. 質量エネルギー吸収係数
  5. 質量エネルギー転移係数

ans:1,2

第66回国試・放射線計測学の問題

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吸収線量で正しいのはどれか。 

  1. 熱量計によって絶対測定ができる。 
  2. 制限質量衝突阻止能比に反比例する。 
  3. 測定値の温度気圧補正にはBoagの式が用いられる。 
  4. 過渡電子平衡が成立するときは衝突カーマに等しい。 
  5. 霧箱ではBragg-Gray〈ブラッグ・グレイ〉の空洞理論に基づいて測定する。

ans: 1

第68回国試・放射線計測学の問題

解説

  • 制限質量衝突阻止能比に比例する
  • 測定値のイオン再結合補正にはBoagの式が用いられる
  • 2次電子平衡が成立するときは衝突カーマに等しい
  • 霧箱はブラッグ・グレイの空洞理論と関係しない

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70回国試・放射線計測学の問題

照射線量について正しいのはどれか。

1.水中で定義される。

2.単位はJ・kg-1である。

3.荷電粒子に対して定義される。

4.制動放射による電離を含めない。

5.エネルギーフルエンスに比例する。

ans:4,5

解説

  • 空中で定義される
  • 単位はC・kg-1である
  • 光子に対して定義される

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荷電粒子線で誤っているのはどれか。

  1. 水中を直線的に進む。
  2. 放射損出は無視できる

3.電離は飛程の終端部で急激に増大する。

4. 衝突損失は運動エネルギーに比例する

5.衝突損失は粒子の電荷の2乗に比例する

P62,P63 ,P64 ans:4

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非荷電粒子のみに定義される量はどれか。

1. 断面積

2. 吸収線量

3. フルエンス

4. 質量阻止能

5. 質量減弱係数

                    ans:5

71回国試・放射線計測学の問題

解説

非荷電粒子のみに適応される定義�・質量減弱係数�・質量エネルギー転移係数�・質量エネルギー吸収係数�・カーマ

荷電粒子のみに適応される定義�・質量阻止能�・線エネルギー付与(LET)�・W値�・シーマ

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  二次電子平衡で正しいのはどれか。

  1.荷電粒子線の挙動である。

  2.荷電粒子平衡とは異なる。

  3.ビルドアップ領域で成立する。

  4.吸収線量は衝突ヵ-マに等しい。

  5.二次電子平衡厚はエネルギーに依存しない。

ans:4

*電子平衡厚(電子平衡に達するまでの深さ)

 は高エネルギー程厚くなる。

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荷電粒子平衡で正しいのはどれか。

1.空洞理論と無関係である。

2.光子のエネルギーと無関係である。

3.光子線の減弱に適用する概念である。

4.過渡電子平衝では衝突カーマと吸収線量は等しい。→吸収線量>衝突カーマ

5.ビルドアップ領域とは荷電粒子平衡が成立するまでの深さである。

ans:5

絶対的電子平衡と過渡平衡の図3,4参照(P74 ) 

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放射線計測の理論

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高エネルギー光子線の吸収線量計測で正しいのはどれか。2つ選べ。

  1. 水等価ファントムを使用することができる。 
  2. エネルギーが高くなるほど電離箱の線質変換係数は小さくなる。 
  3. 校正深でのファーマ形電離箱による測定では半径変位法を用いる。 
  4. パルス当たりの電離密度が高くなるほどイオン再結合は大きくなる。 
  5. エネルギーが高くなるほど水/空気の質量衝突阻止能比は大きくなる。

ans:2,4

第68回国試・放射線計測学の問題

解説

*水ファントムを使用する。水透過ファントムはダメ。

*ファーマ形電離箱による相対線量測定で半径変位法を用いる

*エネルギーが高くなるほど水/空気の質量衝突阻止能比は小さくなる

 *電子線測定の基準点に関してはファーマ型の場合、半径変位法と呼び

平行平板型の場合前壁変位法と呼ぶ。

               

               P205の表4, 表5,参照

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光子線の線量計測で誤っているのはどれか。

  1. 照射線量は電子平衡状態で測定する。
  2. 電子平衡状態では吸収線量とカーマは等しい。
  3. 吸収線量には二次電子から発生する制動放射線も寄与する。
  4. 電子平衡状態では物質の吸収線量は質量エネルギー吸収係数に比例する。
  5. カーマには荷電粒子の初期運動エネルギーに制動放射線として放出されるエネルギーが含まれる。

                                       ans:3

第66回国試・放射線計測学の問題に類似

実問題では(3.照射線量には二次電子から発生する制動放射線による電荷が含まれる)とあるが、照射線量には二次電子から発生する制動放射線による電荷は含まない。(P195)

ヒント:以下の参考資料①、②、③

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  • TPR20,10と電離箱の種類から当てはまる値を見つける。
  • 値がない場合は内挿により計算する。

   kQは電離箱の種類に依存する。

参考資料①

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○指頭型(円筒型、フアーマー型)電離箱検出器

X線の測定に用いられる

フアーマー型(0.6CC)は絶対線量測定に用いられる

電子線の場合、深さにより全撹乱補正係数の変化の影響を受ける(小型円筒形の場合は無視できる?)

★測定点

・X線の吸収線量の絶対測定

 :幾何学中心を実効中心

・X線のTMR等の相対測定

 :幾何学中心から線源よりに0.6Cylずらした位置を実効中心(半径変位法)

電子線の吸収訟量の絶対測定

 :0.5Cyl線源よりにずらした位置を実効中心とする(半径変位法)

○平行平板形電離箱検出器

電子線の絶対線量測定に用いられる

特に10MeV以下の電子線には平行平板型の使用が推奨される

電子線の測定の場合、全攬乱補正係数Pqが変化しないとされている

・測定点

 電子線の吸収線量の絶対測定

:電離空洞内前面を実効中心とする(前壁変位法)

参考資料②

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  • TPR20,10と電離箱の種類から当てはまる値を見つける。
  • 値がない場合は内挿により計算する。

   kQは電離箱の種類に依存する。

参考資料③

41 of 181

水吸収線量計測で電離箱中の気体の吸収線量に乗じるパラメータはどれか。

 1.電子密度比

 2.フルエンス比

 3.実効原子番号比

 4.質量衝突阻止能比

 5.質量エネルギー吸収係数比        ans:4

P203の式参照

第74回国試・放射線計測学の問題

ヒント:次の参考資料①

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この問題のポイント

Mは何を示しているか?⇒照射線量

質量衝突阻止能比(Scol/ρ)m,g

M[C/kg]

参考資料①

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定位放射線治療の線量計測で正しいのはどれか。

1. 側方電子平衡は無視できる。

2. 電離空洞は小さい方がよい。

3. 出力係数の測定が必要である

4. フィルムは検出器として用いられない。

5. 電離箱線量計のステム効果は無視できる。

ans:2,3

ヒント:次の参考資料①、②、③ 

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放射線治療における高エネルギーX線の線量測定の目的は 、治療装置 の出力測定と線量校正である 。治療装置の出力測定は 、MU値を算出するため治療計画装置(RTP: Radiotherapy planning )に入力 されるビームデータである。 そ の測定は 、PDD (percent depth dose),TAR (tissue air ratio ),TMR (tissue maximum ratio ),OCR (Off center ratio )などがある。また 、出力測定としてのOPF(output factor)は 、全散乱係数として置き換え 、コリメータ散乱 (collimator scatter )とファントム散乱 (phantom scatter)に分離することによってRTPの 計算精度を向上させている 。 一方 、治療装置の線量校正は、リファレンス線量計を用いて測定した点の吸収線量(Gy )と治療装置のMU値の比較校正を意味する 。これは、国家標準の線量1Gyが 、線量校正された電離箱と電位計を用いて 1Gyになるように 、治療装置の内部に備えつけられたモニタ指示値(MU 値)を調整することである。つまり、治療装置のモニタ線量計から出力される増幅器の感度を調整してDMU ≒ 1cGy/MUとなるように校正し、MUに絶対値を持たせてDMUにすることである。これらの測定で重要な点は 、放射線治療線量のトレーサビリティを確立し、各施設で実施される線量測定および出力測定における全不確定度を±5%にすることである。そのため線量測定に関して詳細なプロトコールが書かれた本が吸収線量の標準計測法(12)である。

参考資料①

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  MU とは 

リニアックはガントリヘッド内にモニタ線量計という平行平板形電離箱線量計が内蔵されている.そして,モ ニタ線量計はある一定の電離量を収集すると 1 MU(モニタユニット)としてカウントされる.リニアックは設定 した MU 分の電離量が発生すると照射を停止する制御機構になっている.つまり,MU とはリニアックの出 力を表す単位である.臨床では,腫瘍に○○Gy 投与したい場合,何 MU 照射したらよいかを計算する必要 がある.この Gy から MU に変換する作業が MU 計算である. またDMU とは,基準照射野(10 cm×10 cm)での基準深(最大深)における,1MU あたりの吸収線 量[cGy]を表す.

参考資料②

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MUとDMU

参考資料③

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ブラッグ・グレイの空洞理論で誤っているのはどれか。

1.電子線の線量測定に適用できる。

2.空洞内での光子の相互作用は無視する。

3.吸収線量の評価には空洞内の気体の質量が必要である。

4.空洞の大きさは通過する荷電粒子の飛程に比べ十分大きい。

5.媒質と空洞との吸収線量の比はそれぞれの質量阻止能の比に等しい。

                          ans:4

第67回国試・放射線計測学の類似問題

P76, P77参照

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ブラッグ・グレイの空洞理論で正しいのはどれか。

1. X線とγ線のみに適用できる。

2. 空洞内でX線とγ線の相互作用は無視できる。

3. 空洞内の電離量から物質の吸収線量を求める。

4. 空洞の大きさは二次電子の飛程に比べ十分に大きい.

5. 空気と物質の吸収線量の比はそれぞれの質量阻止能の積に等しい。

ans:2,3

第67回国試・放射線計測学の問題

P76, P77参照

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Bragg-Gray〈ブラッグ・グレイ〉の空洞理論で誤っているのはどれか。

  1. 荷電粒子に適用できる。
  2. 電子平衡状態で成立する。
  3. 空洞内の電子フルエンスは一様である。
  4. 空洞の大きさは二次電子の最大飛程より小さい。
  5. 空気と物質の吸収線量の比は質量エネルギー吸収係数の比に等しい。

                                 ans:5

第69回国試・放射線計測学の問題

P75,P76,P77参照

 ヒント*Dm / Dg = Sm / Sg 吸収線量の比は質量阻止能の比と等しい。     質量エネルギー吸収係数の比に等しいは誤り。

Dm=物質の吸収線量; Dg=空気の吸収線量

Sm=物質の質量阻止能; Sg=空気の質量阻止能

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Bragg-Gray (ブラッグ・グレイ〉の空洞理論で正しいのはどれか

1 . 二次電子の飛程は空洞より小さい。

2.δ線を除外した阻止能比を用いている。

3 空洞内の電離電荷から媒質の吸収線量が求められる。

4 質量衝突組止能比がエネルギーで大きく変化しない。

5 媒質と空洞壁材の質量エネルギー吸収係数は同一である。 

                            ans:3,4

解説

ブラッグ・グレイの空洞理論�・空洞の大きさが、充填ガス中の2次粒子(δ線)の飛程と比べて小さい�・電離箱の壁の厚さが2次粒子の飛程より十分に大きく、一次放射線が乱されない程度に十分に小さい

条件が成立したときに電子平衡状態となり、空気と物質の吸収線量の比は質量エネルギー吸収係数の比に等しくなる

第71回国試・放射線計測学の問題

51 of 181

Bragg-Gray (ブラッグ・グレイ)の空洞理論の成立条件で正しいのはどれか。

1. 空洞内で消滅する二次電子があること.

2. 二次電子は媒質と空洞内で生じること。

3. 人射光子は空洞内で相互作用を生じないこと。

4. 空洞により二次電子フルエンスが変化すること。

5. 空洞の大きさは二次電子の飛程より大きいこと。  ans.:3

解説

以下の条件が成立したときに電子平衡状態となり、空気と物質の吸収線量の比は質量エネルギー吸収係数の比に等しくなる

  • 空洞の大きさが、充填ガス中の2次粒子(δ線)の飛程と比べて小さい
  • 電離箱の壁の厚さが2次粒子の飛程より十分に大きく、一次放射線が乱されない程度に十分に小さい
  • 入射光子は空洞内で相互作用を生じない
  • 空洞により二次電子フルエンスが変化しない

第73回国試・放射線計測学の問題

52 of 181

空洞空気を取り囲む水の吸収線量をBragg-Gray (ブッラグ.グレイ)の空洞理論によって表す式はどれか。ただし,空洞に生じた電荷量をQ,空洞の質量をm,空気中でイオン対を作るのに必要なエネルギーをW,素電荷をe,水の質量衝突阻止能を(Scol/ρ)w, 空気の質量衝突阻止能を(Scol/ρ)airとする。

水中に設置された空洞空気の質量mでの空洞空気内における吸収線量Dairは、水中に設置された空洞空気に生じた電荷量Q空洞空気内でイオン対を生成する際に消費される平均エネルギーWair 、電子の素電荷eとすると、Dair=Q/mWair /e となる。ここで水の吸収線量をDwとすると、DwとDairの比は電子に対する水と空気の質量衝突阻止能比

(Scol /ρ)w/(Scol /ρ) airを用いてDw / Dair = (Scol /ρ)w/(Scol /ρ) airと示され、

Dw= Q/m×Wair /e×(Scol /ρ)w/(Scol /ρ) air = Dair×(Scol /ρ)w/(Scol /ρ) airとなる。

教科書:P203-P204の内容をよく理解すること

ans:2

53 of 181

水中に1MeVの電子線を照射した。このとき水中の空洞空気吸収線量は2Gyであった。

ブラッグ・グレイの条件が成り立つ場合、その点における水吸収線量[Gy]に最も近いのはどれか。

ただし、空気および水の質量阻止能はそれぞれ1.7MeVcm2g-1、1.9MeVcm2g-1とする。ans:4

1   0.90

2   1.1

3   1.8

4   2.2

5   3.8

空気

水と空気の比

吸収線量

2

質量阻止能

1.9

1.7

問題文に

書いていない

問題のヒント

P76,P77参照

 

54 of 181

グラファイトに電子線を照射したところ温度が0.02K上昇した。

同じ照射条件での水の吸収線量[Gy]はどれか。ただし、グラファイトの熱容量は632[Jkg-1K-1 ] 、グラファイト及び水の質量衝突阻止能はそれぞれ1.745[MeVcm2g-1]及び1.968[MeVcm2g-1]とする。 ans:3

1. 11.2

2. 12.6

3. 14.3

4. 22.1

5. 24.9

 

問題のヒント

P76,P77参照

55 of 181

ある放射性試料の計数は5分間測定で、800カウント, バックグラウンドが10分間測定で、400カウントであった。

正味計数率[cpm]とその標準偏差はどれか。

1. 120±3

2. 120±6

3. 120±12

4. 160±15

5. 160±18 ans:2

解説

56 of 181

ある放射性試料で、同一の測定時間の計数をN回繰り返し,平均計数値はxカウントであった

この平均計数値の標準偏差はどれか。

ans:5

解説

第70回国試・放射線計測学の問題

57 of 181

放射性試料を測定時間 t で測定したとき全計数値 N が得られた。

このときの標準偏差を含む計数率を求める式として正しいのはどれか。ただし、測定値はPoisson(ポアソン)分布に従うものとする。

ans:4

P80参照

第72回国試・放射線計測学の問題

58 of 181

β線の測定において計測値100カウントが得られたとき、その標準偏差はどれか。

1. 1

2. 5

3.10

4.15

5.20                           ans:3

放射性崩壊を測定した値はポアソン分布に従い、測定放射能の平均値nと標準偏差σnは、t秒間の1回の測定で得られる値Nを用いて次式で示される(P80参照)。

n± σn=N±√N/t=N/t±√N/t  

設問では測定時間が記載されていないため、1とすると、σn=√N=√100=10

解説

第73回国試・放射線計測学の問題

59 of 181

 

次の資料をよく理解する(参考:P80, P81, P82)

第75回国試・放射線計測学の問題

解説

次資料①参照

60 of 181

ヒントとなる問題

  •  

 

測定値

平均との差

(平均との差)

の2乗

1回目

97

-6

36

2回目

103

3回目

102

-1

4回目

107

16

5回目

106

  103

62

 

資料①

61 of 181

真の計数率が500cpsのとき,数え落としが24cpsであった。

このGM計数管の分解時問(μs)はどれか。

1. 100 2. 150 3. 200 4. 250 5. 300 ans:1

GM計数管の分解時間を τ(tau) とする。 測定された毎秒の計数を n とすれば、 n*τ は不感時間である。 真の計数率を毎秒当たりNとすれば、 n*N*τ は1秒当たりの欠損カウントである。 従って、 N - n = N*n*τ ・・・(1) が成立する。 即ち、 τ = (N-n) / (N*n) ・・・(2) である。 真の計数率N=500、 数え落し (N- n) = 24、実測値 n=500-24=476。 故に、 (2)式においてN-n=24, N*n=500 *476 を代入してτ = 0.00010084 s= 100 マイクロ秒(μs)

114P 参照

解説

次資料①参照

62 of 181

 

資料①

63 of 181

GM計数管によるβ線の放射能測定において,試料台による後方散乱係数に影響しないのはどれか。

1. 測定時間

2. 試料台の厚さ

3. β線のエネルギー

4. 試料台の物質の組成

5. GM計数管と試料台との距離 ans:1

β線の後方散乱の測定の実験より

[目的]

β線の測定をする場合には、線源の背後にある物質(散乱体)により散乱されたものも計数されること、またその割合が散乱体の種類、厚さにより異なることを学ぶ

[理論]

β線測定に際しては、GM計数管とは反対方向に放射されたものが線源の背後にある物質 (線源を置く板など)に散乱されて、逆にGM計数管方向に戻されることがある。これを後方散乱という。散乱の起こる割合はβ線のエネルギー物質の種類厚さによってことなる。後方散乱の割合は物質の厚さが増すにつれて増加し、最大飛程の1/5程度で飽和するこの割合はエネルギーが低いほど、また原子番号が大きいほど急激に増加し、飽和する

第75回国試・放射線計測学の問題

解説

次資料①、②参照

64 of 181

GM計数装の計数効率の測定 P216, P217参照

GM計数装置の計数効率は測定配置と放射線エネルギーなどによ変化する正確な壊変率Ndpsを測定したときの測定値がncpsであるとき,この装置の計数効率η次式2で示されるGは幾何因子で, 般的に「立体角」と呼ばれる幾何学的な効率であるに示した線源からGM計数管の入射窓までの距離をdとしたとき,dに対してθの角度となる線源とGM計数管の管壁内側を結ぶ距離をr,半径rの球の表面積がGM計数管の窓に固まれた部分の面積をS'とすると,幾何因子Gは近似的に以下となる

式2

図1

資料①

65 of 181

① GM計数装置の計数効率に含まれる係数

  •  

P216, P217参照

資料②

66 of 181

分解時間200μsのGM計数管で放射能計測をしたところ計数率は

15,000cpmであった。この計数の数え落としの割合[%]はどれか。

  1.1 ans:5

  2.2

  3.3

  4.4

5.5     

真の計数率N,

実測された計数率n

分解時間τの関係は

N(1-nτ)=n

    P114の式

  ① 単位をそろえる 15000cpm=250cps

       200μs=200×10-6=2×10-4

    ② N(1-nτ)=n の式に代入する

N(1-250×2×10-4 )=250

N(1-0.05)=250

μ=10-6

5%

第74回国試・放射線計測学の問題

解説

67 of 181

GM計数管で試料を10分間測定したところ1 .2×106カウントを得た。

この場合の真の計数率[cpm]はどれか。

ただし,この計数管の分解時間を100μsとする。

1. 2.5×103

2. 1.2×104

3. 1.2×105

4. 1.5×105                  

5. 1.5×106                            ans=4

解説

真の計数率をN、実測された回数率をn、分解時間をτとすると、

N=n/1-τn ①式

分解時間が秒単位なので、先ず全てを秒単位にそろえる。

n=1.2×105cpm=1.2×106/60=2.0×103cps

①式よりn=2.0×103/1-(2.0×103×100×10-6)= 2.0×103/1-(2.0×105× 10-6)

=2.0×103/1-0.2=2500cps これをcpmに換算すると

2500×60=150000=1.5×105cpm

第69回国試・放射線計測学の問題

P114参照

68 of 181

真の計数率が500cpsのとき,数え落としが24cpsであった。

このGM計数管の分解時間(μs) はどれか。

  1. 100 2. 150 3. 200 4. 250 5. 300

ans:1

解説

GM計数管の分解時間を τ(tau) とする。

測定された毎秒の計数をnとすれば、

n*τ は不感時間である。

真の計数率を毎秒当たりNとすれば、

N*n*τ は1秒当たりの欠損カウントである。

従って、

N – n = N*n*τ ・・・(1)

が成立する。

よって

τ = (N – n) / (N*n) ・・・(2)

である。

数値データは、理想予定カウント N= 500、

数え落し (N – n) = 24、

実測値 n = 476。

故に、τ= 0.00010084 = 100 マイクロ秒(μs)

P114参照

69 of 181

放射性試料の計数率を測定した結果400±10cpmとなった。この測定時間[分]はどれか。ただし測定値はポアソン分布に従うものとする。

1 0.25 2 0.5 3. 1 4. 2 5. 4 ans:5

解説 国試対策本の解説    右解説はchat gptの解説(解りやすい)

400 ± 10 cpm

ということは、この「± 10」は「標準偏差」なので、「分散」はその2乗の「100」ということになる。

実際の計測値が n カウント、計測時間が t [分] だとすれば計数値の標準偏差は √n となるので(n ± √n)/t = 400 ± 10 ∴n± √n = 400t ± 10t 変形すると

400t = 10t2 → 400t=100t2→100t(t - 4) = 0

m≠0 なので m = 4  つまり、計測時間は 4 分となる                            

P80参照

70 of 181

統計誤差4%の測定値Aと統計誤差3%の測定値Bから得られる値A-Bの統計誤差[%]はどれか。

  1. 1  2. 3.5  3. 5  4. 7  5. 12   ans : 3   手順 chat gptの解説

誤差の伝播の式を使う

 

解説

71 of 181

確率分布が平均値μ,標準偏差σのGauss (ガウス)分布に従う放射線計測において,測定値がμ±σに入る確率に最も近いのはどれか。

1. 34%  2. 50%  3. 68%  4. 75%  5. 96%       ans:3

解説

標準偏差

偏りのない分散の平方根を「標準偏差(正確には「標本標準偏差)」という。標準偏差をσとするとき,「n -σ」から「n +σ」の範囲に誤差が入る確率は約68.3%である。±2σなら95.4%,±3σなら99.7%である。あくまで誤差の値であり、真の値ではない。真の値(母平均)をmとするとき、m±√mの範囲に測定値nが見いだされる確率なら68.3%である。

P81参照

第72回国試・放射線計測学の問題

72 of 181

放射線計測装置1

73 of 181

サーベイメータを用いた放射線測定において、真の読み値の85%

以上の値を得るには時定数の何倍の時間が必要か。

1. 0.1

2. 0.5

3. 1

4. 1.5

5. 2 ans:5

  *時定数2で計算すると0.86(86%)となり設問の85%に近似する

この問題のヒント:次資料①を参照

 

74 of 181

時定数:サーベイメータは計数率計(rate meter)であり,必ず時定数を持っている.短い時定数では測定値に対する応答は早いが,指針の振れが大きく定まった測定値として読み取りにくい・長い時定数では応答は遅いが指針の振れは小さく,測定値も読みやすい.一般に数秒~10数秒のものが多く,低計数率では長く,高計数率では短く設定されている.GM管式のものには3,10, 30秒の切替え式のものもある.測定に際して注意することは,時定数 (CR)10秒の場合には,1CR = 1O秒後で指針は最終指示値の63%しか示さない.2CR = 20秒で86%, 3CRで95%, 4CRで98%を示すことになる.したがって,正確な測定のためには3CR〜4CRの測定時間が経過した後に指針を読み取ることが必要である.計数率n、時定数RCとしたとき相対標準偏差は以下の式で表す.

サーベイメータの時定数

 

資料①

75 of 181

Chat GPT の解答は左記の様になります。

76 of 181

正しい組合せはどれか。

1. 光子    半導体検出器

2. 光子     ガスフロー比例計数管

3.電子 自由空気電離箱   (P93参照)

4.中性子 ファラデーカップ

5.重荷電粒子 原子核乾板

ans:1,2,5

*次資料①参照

77 of 181

半導体検出器で検出できる放射線には、以下のような種類がある。

1. α線(アルファ線)

    • ヘリウム原子核で構成される粒子線。
    • エネルギーが高いが、透過力が弱いため、表面が薄い半導体検出器でのみ測定可能。
    • 代表的な用途:アルファ線スペクトロスコピー(シリコン検出器がよく用いられる)。

2. β線(ベータ線)

    • 電子(β)または陽電子(β+)による放射線。
    • エネルギースペクトルが連続的で、シンチレーション検出器よりも高いエネルギー分解能で測定可能。
    • 代表的な用途:放射性同位体のβ崩壊の測定。

3. γ線(ガンマ線)光子

    • 高エネルギーの電磁波であり、透過力が強い。
    • 直接検出は困難だが、光電効果やコンプトン散乱を利用して検出可能。
    • 代表的な用途:核医学(PET)、環境放射線測定。

4. X線 光子

    • γ線と同様の電磁波だが、エネルギーが比較的低い(数keV〜数百keV)。
    • 半導体検出器(例:Si-PINフォトダイオードやHPGe検出器)で高精度にエネルギーが測定可能。

5.ファラデーカップ 放射線計測とは関係なし

ファラデーイオン検出器はすぐれた信号出力線形性を有するため,精密なイオン計測が求められる研究において最も標準的な検出器となっている.その原理はとても単純であり,質量分離されたイオンをファラデーカップ中の導体部へ衝突させ,発生した電荷の偏りを電流計もしくは電圧計で測定する.

6.原子核乾板は、主に荷電粒子(α線、β線、陽子など)を直接検出し、中性子やγ線は間接的な作用を通じて検出できる。そのため、高エネルギー粒子の飛跡を可視化する実験などで広く用いられる。

資料①

78 of 181

以下 Chat gptの解答 

79 of 181

放射線の電離作用を直接利用するのはどれか。

  1.  Ge半導体検出器
  2. 金箔しきい検出器
  3. 蛍光ガラス線量討
  4. チェレンコフ検州器
  5. Csl (Tl) シンチレーンョン検出器

ans:1 (P139)

2.金箔しきい(しきい値)検出器は、電荷の存在を検出するための装置。

特に、静電気の実験や放射線の検出に用いられることがある。

4.チェレンコフ検州器(P179, P180)

80 of 181

気体の電離を利用した検出器はどれか

1. 電離箱

2. GM計数管

4.シンチレーション検出器

3. Fricke <フリツケ〉線量計

5. Cherenkov <チェレンコフ〉検出器

ans:1,2

ヒント

1,2, 電離を利用 

3・ 化学線量計

       4・ 蛍光物質の蛍光を利用  

          5・ Cherenkov光を利用

第75回国試・放射線計測学の問題

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空洞電離箱に接続された電気回路を図に示す。この系で測定できるのはどれか。

1.放射能

2.照射線量

3.照射線量率

4.エネルギースペクトル

5.エネルギーフルエンス

                 ans:2

第62回国試・放射線計測学の問題

*図に示されたオペアンプ(A)において測定できるのは照射線量C/kgである。

                          次資料参照

82 of 181

オペアンプは、演算増幅器とも呼ばれ演算に利用できる増幅回路である。オペアンプは入力したアナログ信号を増大させたり減少させたりといった増幅だけでなく足し算や引き算、積分、微分など実行できる。オペアンプは幅広い用途に使用できるので非常に便利なICである。

83 of 181

電離箱線量計の一般再結合損失に影響を与えないのはどれか。

  1. LET
  2. 印加電圧
  3. 電極間隔
  4. 中心電極の半径
  5. 外側電極の半径

ans:1

解説

LETは、治療用の放射線の電離イオンの再結合のうち、初期(柱状)再結合に影響するが、一般再結合には影響しない。しかし、印加電圧、電極間隔、電極の形状、電離箱内の湿度、電離箱内の電離密度、ガスの種類などは一般(体積)再結合に影響する。(P92, P93)

第64回国試・放射線計測学の問題

84 of 181

Chat gptは以下の解答となります。

85 of 181

電離箱線量計について正しいのはどれか。

1.一定強度のX線照射では気圧が高くなると電離電荷は増加する。

2.一定強度のX線照射では気温が高くなると電離電荷は増加する。

3.平行平板形電離箱は円筒形電離箱に比べて一般的に極性効果が小さい。

4.パルス当たりの線量率が高くなるほどイオン再結合の割合は減少する。

5.同じ線量率では連続放射線はパルス放射線に比べてイオン再結合損失が少な い。

ans:1,5

第65回国試・放射線計測学の問題

解説

2.一定強度のX線照射では気温が高くなると電離電荷は低下する。

3.平行平板型電離箱は円筒型電離箱に比べて一般的に極性効果は大きい。

4.パルスあたりの線量率が高くなるほどイオン再結合の割合は増加する。

Chat gptは3(次の資料)も正解としているが、教科書98Pの*11極性効果の説明に極性効果は平行平板型の電離箱で起こりやすく、ファーマ型(円筒型)電離箱では考慮する必要が無いとの記載があり、1,5が正解で2,3,4はX

86 of 181

左記Chat gptの解答

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Si半導体検出器の空洞電離箱に対する感度比で最も近いのはどれか。

ただし, 両者の有感体積は等しいものとする。

1.20

2. 200

3. 2.000

4. 20.000

5. 200.000

                           ans:4

解説

半導体検出器の特性

1.エネルギー分解能はシンチレータ検出器の数倍

2.時間分解能は気体や発光を利用した検出器の1000倍程度

3.感度はシンチレータ検出器に比べて低い。Si半導体検出器は空洞電離箱に対して20000倍程度

4 . 半導体によってエネルギー依存性(応答)が異なる

5 . 放射線損傷がある。

88 of 181

電離箱線量計を用いた高エネルギーX線の線量計測で必要ない補正項目はどれか。

1.温度

2.極性効果

3.線量率依存性

4.イオン再結合

5. エネルギー依存性

ans.3

第68回国試・放射線計測学の問題

解説

電離箱線量計を用いた高エネルギーX線の線量計測において、一般的に考慮すべき補正項目には以下のようなものがある。

  • 温度・圧力補正 (気体の密度変化に対する補正)
  • 極性効果補正 (電圧の極性による影響補正)
  • 再結合補正 (電離したイオンの再結合による補正)
  • エネルギー依存性補正 (測定するX線のエネルギーに対する補正)

*電離箱線量計は線量率依存性はほとんどない。

89 of 181

空洞電離箱線量計を用いた診断用X線の線量測定について正しいのはどれか。

1.温度気圧補正が必要である。

2.極性効果補正が必要である。

3.イオン再結合補正が必要である。

4.水吸収線量校正定数が必要である。

5 線量計にビルドアップキャップを装着して測定する。

ans:1

第73回国試・放射線計測学の問題

ヒント

空洞電離箱は空気等価物質の壁材の内面に導電性被膜を塗布した電離箱で、内部の空洞中で生じた電離イオン対の電子が中心(集)電極に収集され、電位計により電流または電荷として測定する。空洞密封型ではない場合は、温度と気圧による空洞内気体の質最変化分を補正する必要がある電離箱に印加する電圧の極性により電位計の指示値が異なることを極性効果(P208)という。相互作用により発生したコンプトン電子が集電極などの電気的結線系に流入することが主要因で、照射される絶縁体の体積などに依存するが、診断用X線のエネルギー範囲ではほぼ無視できる。線量率が大きくなると電離密度が増加し、空洞気体内で生じたイオンの再結合により飽和電流が得られなくなるためイオンの再結合損失分を補正する診断用X線の線量測定ではほとんどの場合は補正する必要がない線量率の範囲である。診断用X線の線量測定は空気カーマを計測することが多いため、国家標準にトレーサブルな校正定数は空気カーマで与えられている。診断用X線のエネルギーは最大でも150keVなのでビルドアッアキャッブは装着しないで測定する選択肢2~5は放射線治療の線量測定で必要となる

 

90 of 181

chat gptの解説

正解:1. 温度気圧補正が必要である。

各選択肢の解説:

1. 温度気圧補正が必要である。✅(正しい)

空洞電離箱は内部の気体の密度に依存して電離電荷を測定します。気温や気圧の変化により気体の密度が変化するため、測定値を標準状態(通常は温度20℃、気圧1013 hPa)に補正する必要があります。

2. 極性効果補正が必要である。❌(誤り)

極性効果(電圧の正負による違い)は**高エネルギー線(例:外部照射用の高エネルギーX線やγ線)**では重要ですが、診断用X線領域(数十~百数十keV)では極性効果はほぼ無視できるため、通常は補正不要です。

3. イオン再結合補正が必要である。❌(誤り)

再結合損失も同様に高線量率・高エネルギーの場面では重要になりますが、診断X線(低線量率)ではほとんど再結合が起こらないため、通常は補正しません。

4. 水吸収線量校正定数が必要である。❌(誤り)

診断X線の測定では、通常、**空気カーマ(または空気吸収線量)**が評価されます。**水吸収線量(Gy in water)**は治療用高エネルギー放射線測定に関連するもので、診断線量測定には使用しません。

5. 線量計にビルドアップキャップを装着して測定する。❌(誤り)

ビルドアップキャップは、電子平衡を得るために放射線治療領域(高エネルギー)で使うもので、診断用X線(低エネルギー)では使用しません。

正しいのは

👉 1. 温度気圧補正が必要である。

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標準計測法12の空洞電離箱の温度気圧補正係数の式で正しいのはどれか。

ただし,測定時の温度をT[℃] , 気圧をP[kPa]とする。

P209大気補正の式参照

第74回国試・放射線計測学の問題

 

ans:1

92 of 181

GM計数管で正しいのはどれか。

1. β線の検出が可能である。

2. 放射線エネルギーの分析が可能である。

3. 分解時間内に入射してきた放射線が計数される。

4. 出力パルスの大きさは一次イオン対数に比例する。

5. 連続放電を停止させるために. クエンチングガスを用いる。

ans:1,5

解説

GM(ガイガー・ミュラー)計数管の特性を考慮すると、正しい選択肢は以下のとおり。

  1. β線の検出が可能である。�→ 正しい。 GM計数管はα線、β線、γ線の検出が可能です。ただし、α線の検出には窓付きタイプが必要。
  2. 放射線エネルギーの分析が可能である。�→ 誤り。 GM計数管は放射線のエネルギーを測定する能力はなく、単に放射線の検出と計数が可能。
  3. 分解時間内に入射してきた放射線が計数される。�→ 誤り。 GM計数管は分解時間(デッドタイム)の間、次の放射線を検出できない。
  4. 出力パルスの大きさは一次イオン対数に比例する。�→ 誤り。 GM計数管では、入射した放射線のエネルギーに関わらず、パルスの大きさは一定。
  5. 連続放電を停止させるために、クエンチングガスを用いる。�→ 正しい。 GM計数管では、放電を抑制するためにクエンチングガス(例えばハロゲンガスや有機ガス)が使用される。

93 of 181

GM計数管で正しいのはどれか。

1. 不感時間がない。

2. 電離箱領域で動作する。

3. 中心電極の近傍では電界が弱い。

4. 出力信号は一次電離量に比例しない。

5. 外部消滅法は放電直後に印加電圧を上げる。

ans:4

解説

1. 不感時間がない。→ 誤り。 GM計数管には「不感時間(デッドタイム)」があり、この間は新たな放射線を検出できない。(P112, P113)

2. 電離箱領域で動作する。→ 誤り。 GM計数管は「ガイガー領域(ガイガーミュラー領域)」で動作し、電離箱領域(低電圧領域)では動作しない。(P88,P89)

3. 中心電極の近傍では電界が弱い。→ 誤り。 GM計数管では、中心電極に高電圧がかかっており、その近傍では電界が非常に強くなる。(P111)

4. 出力信号は一次電離量に比例しない。→ 正しい。 GM計数管の出力パルスは一定であり、一次電離量(入射放射線のエネルギー量)には比例しない。(P109)

5. 外部消滅法は放電直後に印加電圧を上げる。→ 誤り。 外部消滅法(エクスターナルクエンチング)は、印加電圧を下げることで放電を止める手法である。(P111)

94 of 181

α線源とβ-線源の混合線源を2πガスフロー比例計数管で計測した場合の印加電圧による計数率の変化を下図に示す。α線源の放射能[Bq] はどれか。

ただし, α線、β-線に対する検出効率は1とする.

1. 500

2. 660

3. 830

4. 1000

5. 1660

ans:4

2πガスフロー型比例計数管は,その幾何学的構造が半球型であるため線源から放出された粒子数の約半数が計測される(幾何学的効率=0.5)。一方、4兀ガスフロー型比例計数管は球型であるため,約100[%]計測される(幾何学的効率=1 .0)。問題では2πガスフロー型比例計数管で計測したので、図より低い印加電圧のプラトーは約30000カウント/分であるため2 × 30000 / 60 = 1000   P106参照

αプラトー

βプラトー

第66回国試・放射線計測学の問題

95 of 181

放射線計測装置2

96 of 181

誤っている組合せはどれか。

  1. 電離箱    イオン再結合
  2. GM計数管  電子なだれ
  3. ガラス線量計 グロー曲線
  4. シンチレーター クエンチング
  5. イメージングプレート フェーディング

ans:3

解説

1.〇    (P92)

2.〇 (P110)

3.× (P149)

4.〇 (P136)

5.〇 (P167)

97 of 181

正しい組合せはどれか。

  1. TLD        クエンチング
  2. 電離箱      極性効果
  3. シンチレータ   イオン再結合
  4. 半導体検出器   電子正孔対
  5. ガラス線量計   温度気圧補正

ans:2,4

解説

1.×    (P136)

2.〇 (P98)

3.× (P92)

4.〇 (P140)

5.× (P101)

98 of 181

放射線検出器に関する組合せで正しいのはどれか。

1. 電離箱 シンチレーシヨン

2. CR-39 黒化度

3. Nal (TI) 潮解性

4. GM計数管 電子なだれ

5. 蛍光ガラス線量計 グロー曲線

                 ans:3,4

 解説

1. ×

2. × (P163, P164,P171)

3. 〇 (P120)

4. 〇

5. ×

99 of 181

放射線検出器とその関連項目の組合せて正しいのはどれか。

1.電離箱線量計           電子なだれ

2.半導体検出器           放射線損傷

3 蛍光ガラス線量計         加熱特性

4.熱ルミネセンス線量計       紫外線照射

5.シンチレーション式サーベイメータ 同時係数回路

                      ans:2

解説

  1. 電離箱線量計 → 電子なだれ      ×�電離箱線量計は、放射線によって生じた電離を測定するが、「電子なだれ」は比例計数管やガイガーカウンターに関連する現象。
  2. 半導体検出器 → 放射線損傷      �半導体検出器は高エネルギー放射線による損傷を受けることがあり、性能低下の原因となる。

✅ 正しい

半導体検出器は高感度であるが、長期間の使用や高線量下では**放射線損傷(ラジエーション・ダメージ)**を受けて性能が劣化する。

  • 蛍光ガラス線量計 → 加熱特性   ×�蛍光ガラス線量計は、放射線照射後に光励起されて発光するが、加熱とは関係がない。
  • 熱ルミネセンス線量計 → 紫外線照射 ×�熱ルミネセンス線量計(TLD)は放射線により捕獲されたエネルギーを加熱することで発光させて測定する。紫外線照射とは関係がない。 
  • シンチレーション式サーベイメータ → 同時係数回路 ×�シンチレーション式サーベイメータは、シンチレータが放射線と相互作用して発光し、その光を光電子増倍管(PMT)で検出する。

通常、「同時係数回路」とは関連しない。

100 of 181

放射線検出器と関係する事項の組合せで正しいのはどれか。

1.GM計数管            不感時間

2.半導体検出器           W値

3.自由空気電離箱          吸収線量測定

4.イメージングプレート       フェーディンク

5.シンチレーションカウンター    アニーリング

ans:1,4

解説

  1. GM計数管(ガイガー・ミュラー計数管) - 不感時間  GM計数管には「不感時間(Dead Time)」が存在し、ある放射線を検出した後、次の放射線を検出するまでの時間が必要になる。  
  2. 半導体検出器 - W値  ×W値(平均エネルギー損失)は気体電離箱などに関連する値で、半導体検出器とは関係がない。   
  3. 自由空気電離箱 - 吸収線量測定  ×自由空気電離箱は30-300kV程度の管電圧によって発生する照射線量の測定に用いられる(P93)
  4. イメージングプレート – フェーディング  イメージングプレート(IP)は、蓄積された放射線の情報が時間とともに減少する現象(フェーディング)を持つ。
  5. シンチレーションカウンター – アニーリング  ×アニーリング(熱処理)は、主に熱ルミネセンス線量計(TLD)などに関係し、シンチレーションカウンターには関係しない。

101 of 181

1回の照射による変化を繰り返し読み取り可能な検出器はどれか。

  1. MOSFET
  2. 蛍光ガラス
  3. イメージングプレート
  4. フラットパネルデイテクター
  5. ラジオクロミックフィルム

ans:1,2,5 第66回国試計測学の修正問題

解説

1.放射線によって生じた電子正孔対による電流-ゲート電圧カーブのシフトが吸収線量に比例し

繰り返し読み取りが可能

MOSFET(Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor)照射によってしきい電圧が変化する半導体検出器。

2.測定値読み取り後も蛍光中心の消失がないので、何度も読み取りが可能(P158)

5.人体軟部組織に近いフィルムで照射量に応じて看色される繰り返し読取は可能(P169-P170)

3, (P167)4,は繰り返し読み取りはできない。

102 of 181

ジオクロミックフィルムの特性(P170参照)

水中利用は可能

保管は常温(40 度以下)の机の中等で行う。

高温状態に曝されるとオレンジに変色する。

曝射終了後の経過時間に寄って濃度が変化する。

Ag+の含有がないため、エネルギー依存性が小さい。

スキャン時の方向依存性がある。

明室で作業が可能な為、暗室を必要としない。

現像を必要としない為、自動現像機が不要。

照射時の方向依存性や表裏の区別はない。

82 X 線フィルム(ラジオグラフィックフィルム)に対するラジオクロミックフィルムの特徴で正しいのはどれか。

1.水中利用はできない。

2.反応は温度依存がない。

3.照射後の濃度上昇はない。

4.エネルギー依存性が大きい。

5.読み取り方向の依存性がある。

ans:5

第73回国試放射線計測の問題

ラジオクロミックフィルムに関する問題

103 of 181

発光現象を利用した検出器はどれか。 

  1. 電離箱 
  2. GM計数管 
  3. 比例計数管 
  4. シンチレーション検出器 
  5. 熱ルミネッセンス線量計

ans:4,5 

解説

  • 電離箱:電離作用を利用
  • GM計数管:電離作用を利用
  • 比例計数管:電離作用を利用
  • シンチレーション検出器:発光現象を利用 (P117)
  • 熱ルミネッセンス線量計:発光現象を利用(P149)

第68回国試・放射線計測学の問題

104 of 181

放射線検出器と関係する項目の組合せで正しいのはどれか。

 

1.BF3 比例計数管           熱中性子線

2.半導体検出器            イオン再結合

3.電離箱線量計            電子なだれ 

4.蛍光ガラス線量計          紫外線照射

5ラジオクロミックフィルム       現像

ans:1,4

  1. BF₃ 比例計数管 → 熱中性子線  〇  (P106,P107)�BF₃ ガスを用いた比例計数管は、熱中性子検出器として用いられることが一般的です。熱中性子と反応しやすい³⁵B(ホウ素)を含むため、熱中性子の測定に用いられる。
  2. 半導体検出器 → イオン再結合  ×�イオン再結合(ion recombination)は、主にガスを充填した電離箱や比例計数管で問題になる現象です。半導体検出器では、放射線によって生成された電子-正孔対を測定する。×
  3. 電離箱線量計 → 電子なだれ (electron avalanche)�電離箱領域(ionization chamber region)では、加速電圧が比較的低いため、電子なだれ(雪崩増幅)は生じない。電子なだれは比例計数管やGM計数管で生じる現象である。  ×
  4. 蛍光ガラス線量計 → 紫外線照射�蛍光ガラス線量計は、放射線を受けたガラスを紫外線や特定波長の光で励起し、発光量を測定して線量を評価する。蛍光ガラス線量計を読み出す際に紫外線照射などの光励起を用いる。 
  5. ラジオクロミックフィルム → 現像�ラジオクロミックフィルムは、放射線照射によりフィルム自体が着色(変色)する自己現像型のフィルムで、一般的なX線フィルムのように化学的な「現像」処理は不要である。 ×

105 of 181

化学反応を利用するのはどれか。2つ選べ。

  1. セリウム線量計
  2. ゲルマニウム検出器
  3. フォトダイオード検出器
  4. Fricke〈フリッケ〉線量計
  5. Cherenkov〈チェレンコフ〉検出器

ans:1,4

第69回国試・放射線計測学の問題

解説

  • 化学線量計:セリウム線量計(還元反応,)、フリッケ線量計(酸化反応)P176,P177,P178
  • ゲルマニウム検出器:自由電子を利用
  • フォトダイオード検出器:光電効果を利用
  • チェレンコフ検出器:チェレンコフ光を光電子増倍管などで検出する(P179, P180)

106 of 181

放射線検出器でMg2SiO4:Tbを用いるのはどれか。

  1. 半導体検出器
  2. 蛍光ガラス線量計
  3. 熱ルミネセンス線量計
  4. シンチレーション検出器
  5. 光刺激ルミネセンス線量計

ans:3

解説

Mg2SiO4:Tbは高感度でフェーディングがほとんどなく、応答の直線領域が長い(P151,P154)

第69回国試・放射線計測学の問題

107 of 181

放射線検出器で正しいのはどれか。

  1. GM計数管は電子なだれを生じる。
  2. 自由空気電離箱は吸収線量の測定に使用される。
  3. Fricke〈フリッケ〉線量計は還元作用を利用する。
  4. 熱ルミネセンス線量計は紫外線照射によって発光する。
  5. ゲルマニウム検出器はエネルギースペクトルの測定に使用される。

ans:1,5

解説

  • 自由空気電離箱は照射線量の測定に使用される
  • フリッケ線量計は酸化作用を利用する
  • 熱ルミネセンス線量計は加熱によって発光する

*高純度ゲルマニウム検出器(HPGe)は、優れたエネルギー分解能を持ち、ガンマ線のエネルギースペクトル測定に使われる。

第69回国試・放射線計測学の問題

108 of 181

発光現象を利用した検出器はどれか。 

  1. 電離箱 
  2. OSLD
  3. GM計数管 
  4. 半導体検出器 
  5. フリッケ線量計 

ans:2

解説

  • 電離箱:気体の電離作用を利用
  • OSLD:ガラス素子(銀活性リン酸塩ガラス)の発光現象を利用
  • GM計数管 :気体の電離作用を利用
  • 半導体検出器:半導体の電離作用を利用
  • フリッケ線量計:化学反応を利用

109 of 181

固体の電離電荷を測定する放射線検出器はどれか。

  1. 電離箱
  2. GM計数管
  3. 半導体検出器
  4. シンチレーション検出器
  5. ラジオクロミックフィルム

                      ans:3                      

解説

固体の電離を利用した放射線検出器� 半導体検出器

気体の電離を利用した放射線検出器� 電離箱、比例計数管、GM計数管

第71回国試・放射線計測学の問題

110 of 181

空間分解能が最も優れているのはどれか。

  1. 蛍光ガラス素子
  2. ファーマ形電離箱
  3. 平行平板形電離箱
  4. 熱ルミネセンス素子
  5. ラジオクロミックフィルム

ans:5

解説

ジオクロミックフィルムの空間分解能の特徴

  • 一般的に 10 μm 以下の分解能 を持つとされ、光学顕微鏡レベルの詳細な線量測定が可能である。
  • これは放射線検出器の中でも最高クラスの空間分解能であり、特にX線・電子線・陽子線などの放射線治療の線量評価に有用である。

第73回国試・放射線計測学の問題

*ラジオクロミックフィルムの特性(P169,P170)

111 of 181

X線フィルム(ラジオグラフィックフィルム)に対するラジオクロミックフィルムの特徴で正しいのはどれか。

   1.水中利用はできない。

   2.反応は温度依存がない。

   3.照射後の濃度上昇はない。

   4.エネルギー依存性が大きい。

   5.読み収り方向の依存性がある。

     ans:5

解説

1.水中利用はできない。できる

   2.反応は温度依存がないある

   3.照射後の濃度上昇はない。上昇する

   4.エネルギー依存性が大きい。小さい

   5.フィルムスキャン時の読み収り方向の依存性がある。

第73回国試・放射線計測学の問題

*ラジオクロミックフィルムの特性(P169,P170)

112 of 181

ラジオクロミックフィルムで正しいのはどれか。

1.温度依存はない。

2.感度不均一はない。

3.明室で使用できない。

4.照射後の温度上昇はない。

5.線量は直接読み取れない。

                                ans:5

解説

1.温度依存はない。ある

2.感度不均一はない。ある

3.明室で使用できない。使用できる

4.照射後の温度上昇はない。温度上昇あり

5.線量は直接読み取れない。スキャナーで処理後校正曲線から読み取る

*ラジオクロミックフィルムの特性(P169,P170)、次資料①参照

第73回国試・放射線計測学の類似問題

113 of 181

  • 保管は常温(40 度以下)の机の中等で行う。
  • 高温状態に曝されるとオレンジに変色する。
  • 曝射終了後の経過時間に寄って濃度が変化する。
  • Ag+の含有がないため、エネルギー依存性が小さい。
  • スキャン時の方向依存性がある。
  • 明室で作業が可能な為、暗室を必要としない。
  • 現像を必要としない為、自動現像機が不要。
  • 照射時の方向依存性や表裏の区別はない。

ラジオクロミックフィルムの主な特性P170参照

資料①

114 of 181

光電子増倍管について正しいのはどれか。

  1. 電離箱と組合せて使用される。
  2. ダイノードは10〜15段で構成される。
  3. 検出器で発生した蛍光は光電陽極で光電子に変換される。
  4. ダイノード間では印加された磁場により電子が加速・増幅される。
  5. 増幅された電子はライトガイドを通じてプリアンプへ信号が送られる。

ans:2

第73回国試・放射線計測学の問題

光電子増倍管が用いられている放射線計測機はシンチレーション検出器、熱線量計、蛍光ガラス線量計、

 OSL線量計などであり電離箱ではない。

2.(128Pの⑥)電子増幅部の説明に10~15段のダイノードで構成されると明記

3. 光電陰極で光電子に変換される。(126Pの図9)

4.磁場ではなく高圧直流電源によって加速される。

5.増幅された電子はシンチレータで蛍光した後にライトガイドを通じてプリアンプへ信号が送られる

  ライトガイドはシンチレーターと光電子増倍管をつなぐケーブル。

115 of 181

光電子増倍管を利用する放射線検出器はどれか。

1.GM計数管

2.OSL線量計

3.半導体検出器

4.蛍光ガラス線量計

5.ラジオクロミックフィルム

ans:2,4

光電子増倍管は光を電気信号に変換して信号増幅する真空管。光(蛍光)の発生を利用した放射線検出器は、光刺激ルミネセンス線量計:OSL(P161)と蛍光ガラス線量計:RPL(P156)で、いずれも蓄積型の放射線検出器で、放射線照射後の読取装置に光電子増倍管が利用されている。熱蛍光線量計TLD(P149)やシンチレーション(P118)検出器にも光電子増倍管は使われている。

第73回国試・放射線計測学の問題

116 of 181

組合せで正しいのはどれか。

1. 電離箱     クエンチング

2. 蛍光ガラス線量計    レーザー

3.シンチレータ    グロー曲線

4.熱ルミネセンス線量計    アニーリング

5.ラジオクロミックフィルム   現像

ans:2,4

解説

1.電離箱:クエンチング(P222)

2.蛍光ガラス線量計:レーザ(P156)

3.シンチレータ:グロー曲線(P149)

4.熱ルミネセンス線量計:アニーリング(P154)

5.ラジオクロミックフィルム:現像(必要なし)(P170)

117 of 181

組み合わせで正しいのはどれか。

1. GM計数管           クエンチング

2 比例計数管           コンプトンピーク

3 半導体検出器          空乏層

4.熱ルミネセンス線量計      プレヒート

5.シンチレーンョン検出器     フェーディング

ans:1,3

解説

1.GM計数管:クエンチング 

 *GM計数管ではクエンチングガス(内部消滅ガス)でガス増幅を抑えている。

2.比例計数管:コンプトンピーク ×

3.半導体検出器:空乏層(P139) 

4.熱ルミネセンス:プレヒート (ガラス線量計に適応:P158) ×

5.シンチレーション検出器:フェーディング ×

118 of 181

誤っているのはどれか。

1. ポケット線量計は電離作用を利用する。

2. 蛍光ガラス線量計はOSL反応を利用する。

3. BF3比例計数管はB10(n,α)7Li反応を利用する。

4. 熱ルミネセンス線量計は加熱による発光を利用する。

5.フリッケ線量計は照射によってFe2+が酸化する反応を利用する。

ans:2

解説

  • 2が × 蛍ガラス線量計とOSL(光刺激ルミネセンス)は別物。
  • その他は 〇

119 of 181

Nal (Tl)のホールボディカウンターで測定できるのはどれか。

1. 実効線量

2. 甲状腺等価線量

3. 体内のγ線放出核種の放射能

4. 体内の純β線放出核種の放射能

5. 体内に存在する放射性物質からのα線スペクトル

ans:3

解説

NaI(Tl)シンチレーション検出器は、γ線を高感度で検出することができる。ホールボディカウンターは体全体からのγ線放出を測定し、体内のγ線放出核種の放射能を評価する。一方で、β線やα線は体内で減衰しやすく、外部の検出器で直接測定するのは困難である。そのため、選択肢4と5は測定不可能。実効線量や甲状腺等価線量は、測定値から換算して評価するものであり、直接測定はできない。

120 of 181

放射線測定器の原理と関係する事項の組合せで正しいのはどれか。

1. TLD    紫外線

2. OSLD   加熱

3.ガラス線量計 着色

4.半導体検出器 電離作用

5.フリッケ線量計 酸化現象

ans:4,5

解説

1.TLD      加熱    ×

2.OSLD      光刺激   ×

3.ガラス線量計  紫外線   ×

4.半導体検出器  電離作用

5.フリッケ線量計 酸化現象  

121 of 181

蛍光ガラス線量計について正しいのはどれか。

1 . 放射線照射により蛍光中心が生成される。

2. TLDと比較してフェーディングの影響が大きい。

3. 1回読み取りを行うと照射された線量情報を失う。

4. 放射線のエネルギーに対する依存性は無視できる。

5.放射線照射後,紫外光を当てると青色の蛍光を発生する。

ans.1

解説 以下の教科書Pを参照

1.(P157,P158)

2.(P158)

3.(P158)

4.(P159)

5.(P156) 橙色の蛍光を発生する

122 of 181

蛍光ガラス線量計について正しいのはどれか。

1. 積算型の線量計である。

2.繰り返し読取ができない。

3.プレヒートで蛍光中心が消去できる。

4.TLDと比較してフェーデイングの影響が大きい。

5.フィルタなしの素子はエネルギーが1MV以上のX線に対して高感度である。

ans:1

第74回国試・放射線計測学の問題

解説

  • 積算型の線量計である(P158
  • 繰り返し読取が可能 (P158
  • プレヒートで蛍光中心の生成を促進(消去されない)(P158
  • TLDと比較してフェーディングの影響は小さい(P158
  • フィルタなしの蛍光ガラス線量計は、1MV以上のX線に対して高感度で

あるが、測定の際にはエネルギー補正が重要となる

123 of 181

荷電粒子の飛跡検出に使われるのはどれか。

l. 霧箱

2.電離箱

3.原子核乾板

4.BF3比例計数管

5.Nal (Tl) シンチレータ

ans:1,3

解説

1.霧箱:荷電粒子の飛跡検出に利用できる(P180)

3.原子核乾板:素粒子・原子核などの荷電粒子が通過したときの飛跡を現像して見ることが

  できる特殊な写真乾板

124 of 181

電離箱線量計のイオン再結合補正で正しいのはどれか。

  1. 補正係数は 1.0 未満である。
  2. パルス放射線には2点電圧法が推奨される。
  3. 初期再結合は異なる電離トラック間で生じる。
  4. 計算式はパルス放射線と連続放射線で共通である。
  5. 印加電圧の変更ができない場合、Boag〈ボーグ〉の理論式で計算する。

ans:2,5

解説

*印加電圧が低いほど、線量率が高いほど、LETが高

 いほど補正係数は大きい�*パルス放射線と連続放射線では計算式が異なる�*初期再結合は1つの電離トラック間で生じ、一般再結合は

異なる電離トラック間で生じる

第72回国試・放射線計測学の問題

以下のヒント1~3参照

125 of 181

イオン再結合補正計数

 イオン再結合補正係数 Pion

照射によって電離箱内にできたイオン対が再結合により失われる現象を示す.電離箱内にできたイオ ン対をすべて収集したときの値が真の値である.イオン再結合補正係数の取得には 2点電圧法が推奨される.また,事前に印加電圧と電離量の関係(Jaffe plot)を取得し,線形性が成立する印加電圧の領域を確かめておくことが必要である. 右表よりイオン再結合補正係数 は1以上であることが分る。

参考資料:基礎講座

AAPM TG-51 addendum から学ぶ光子線標準計測の精度担保

都島放射線科クリニック 辰己 大作

ヒント1

126 of 181

 

ヒント2

127 of 181

イオン再結合の補正方法には2点電圧法とBoagの理論式による方法があり,いずれの方法においても診断用X線のような連続放射線と治療に用いられるパルス放射線とではイオン収集効率が異なるため補正方法(補正式)も異なる.印加電圧が変更できない場合にはBoagの式が用いられる.

以下2点電圧法 改訂版 放射線計測学 P207-P208参照

  (a)パルス放射線(およびパルススキャン放射線)の場合

                     

                    * ao.a1.a2は定数である

                                     

  (b)連続放射線の場合               

                  * M1,M2は印加電圧v1,v2で得られる指示値

動作印加電圧 V1とそれよりも低い印加電圧V2で得られる指示値がそれぞM1. M2のときイオン再結合補正係数 ks は次式により求められる.なお,V1/V2≧2~3とし,極性効果の補正は考慮する必要がある. 以下Boagの式.  

(a)パルス放射線(およびパルススキャン放射線)の場合

  (b)連続放射線の場合

ヒント3

128 of 181

端窓形GM計数管によるβ安線源の放射能測定の配置を図に示す。 線源から入射窓を見込む立体角Ωがπ/5ステラジアン、正味の計数率が100cps であるときのβ-線源の放射能Bqはどれか。 ただし、線源はβ-を100%放出し、線源による自己吸収は無視できる。また、 GM計数管のβ-線に対する検出効率をとする。

1. 100

2. 159

3. 500

4.1570

5.2000

第64回国試・放射線計測学の問題

考察

幾何学的検出効率(G)は全立体角4πに対する検出立体角Ω(ステラジアン)の割合で算出できる。G=1- (π/5)/4π}。本設問は、検出効率を求めるのではなく、正味の計数率を利用し、放射能(Bq=s-1)を算出する。検出立体角:全立体角=検出された正味の計数率:幾何学的補正を行った後の(正味の)計数率より、π/5:4=100:X, ∴ 400=1/5X, ∴ X=2000

(P110,P216,P217)

ans:5

129 of 181

端窓型GM計数装置による放射能絶対測定に必要がないのはどれか。

  1. 幾何学的効率の補正
  2. イオン再結合補正
  3. 線源の自己吸収補正
  4. 数え落としに関する補正
  5. 試料台による後方散乱補正

ans:2

解説

GM計数管は電子なだれによる電圧パルス数を計数しており、イオン再結合は起こらない

P114, P216,P217,P218,P219

第70回国試・放射線計測学の問題

130 of 181

気体検出器の印加電圧と出力電流パルスの関係において、ガス増幅が起こり始める領域はどれか。

1.境 界

2.再結合

3.電離箱

4.比例計数管

5.GM 計数管

               ans:4

第72回国試・放射線計測学の問題

次ページの資料①を参照

131 of 181

印加電圧[V]

①再結合領域、②電離箱領域、③比例計数管領域

④境界領域、⑤GM領域、⑥連続放電領域

(P88, P89)

資料①

132 of 181

中性子線の測定において(n,α)反応を利用するのはどれか。

  1. BF3計数管
  2. GM計数管
  3. 金箔検出器
  4. Ge(Li)半導体検出器
  5. Nal(TI)シンチレーシヨン検出器

ans:1

P106.P107参照

133 of 181

放射線計測装置の特性について正しいのはどれか。

1. 比例計数管にはPRガスが用いられる。

2. 高純度Ge検出器は常時冷却する必要がある。

3. 2兀型ガスフロー比例計数管の幾何学的効率はほぼ1である。

4. GM計数管では計数率が大きいとき分解時間に係る補正が必要となる。

5. Nal(Tl)シンチレーション検出器は電離箱に比べX線に対する感度が低い。

ans:1.4

第67回国試・放射線計測学の問題

解説

1.PRガスまたはP10ガスとも呼ばれる。(P104)

2.使用時のみの冷却でよい。保管時は室温で可能(P145)

3.2π型の幾何学的効率は0.5、4π型が1。(P106)

4.計数率が大きい時は分解時間の補正が必要。(P113,P114)

5.Nal(Tl)シンチレーション検出器は、電離箱式サーベイやGM式サーベイ

に比べて、γ(X線)に対して最も検出感度が高い。(P136,P137)

134 of 181

Nal :Tlシンチレーション検出器と比較した場合の高純度Ge半導体検出器の特性で正しいのはどれか。

1. 検出感度が低い。

2. 時間分解能が低い。

3. エネルギー分解能が低い。

4. 使用時は冷却を必要とする

5. エネルギー依存性が大きい。

ans:1,4

解説

1.検出感度が低い。〇

2.時間分解能が低い。 × 一概にそうとも言えない

3.エネルギー分解能が低い。×エネルギー分解能に優れ

(ピークが鋭い、即ち他の放 射性物質と混同しない)精度の高い定量が可能。

4.使用時は冷却を必要とする。〇 必要とする

5.エネルギー依存性が大きい。× 小さい

第70回国試・放射線計測学の問題

次資料①参照

135 of 181

�ゲルマニウム半導体(Ge)は、分解能に優れる為、検出限界が低い。ただし、特別の部屋を用意する、液体窒素で冷却しないといけないなど取扱が難しい。

NaI検出器は、ガンマ線のエネルギーの識別能力(エネルギー分解能)は劣りますが、ガンマ線の検出能力(計数効率)はGe検出器よりも優れている。

精密分析(核種)に用いられるゲルマニウム半導体検出器は、各エネルギースペクトルパルスを解析する事で、非常に高いエネルギー分解能を有し、異なるγ線(Cs-134や137)を個々に精度良く測定できる。しかし、ゲルマニウム半導体検出器は、検出感度においては、NaI検出器などよりも低い為、低い濃度の放射能を測定する為には、測定時間をより長く設定する必要がある。一方、NaI検出器の特徴は、良好な感度である。核種別の分解能では劣るものの、短時間に低い放射能含有レベルでも検出する事が可能である。 �検出感度が高く、かつエネルギー分解能が高い装置があれば、まさに一台で高精度・迅速検査を遂行できるが、上記のように実際の測定現場では両立は困難である。そのため迅速・高精度での測定を行おうとする場合、適切な測定装置の組み合わせが必要となる。 

NaIシンチレーション型の測定装置とゲルマニウム半導体型の測定装置を組み合わせる事で迅速・高精度の測定体系を構築する事が可能である。

Nal :Tlシンチレーション検出器と比較した場合の高純度Ge半導体検出器の特性について

資料①

136 of 181

放射線計測技術

137 of 181

空気の質量減弱係数および質量エネルギー吸収係数を図(図5-1)に示す。0.1MeV光子の

エネルギーフルエンス率が2×102J-2 Jm-2h-1である点の空気衝突カーマ率[Gyh-1]はどれか。

1. 0.03

2. 0.05

3. 0.31

4. 0.47

5. 3.1

ans:4

第63回国試・放射線計測学の問題

解説

設問においてグラフより0.1Mev光子の質量エネルギー吸収係数の値(約0.00235m2kg-1)を読み取り、エネルギーフルエンス率(2×102J-2 Jm-2h-1)を乗ずると

0.47となる。0.00235×200=0.47

(P19, P20, P21)参照

138 of 181

鉛の1/10価層が0.203 cmの単一エネルギー光子の質量減弱係数 (cm2/g)はどれか。ただし、鉛の密度を11.3g/cm3、In10 = 2.3とする。

1. 0.02

2. 0.50

3. 1.00

4. 2.00

5. 1.28×102

   ans:3 

 

P47, P48, P49,

139 of 181

照射線量Xを表す式はどれか。ただし、Ψは光子のエネルギーフルエンス、μtr /ρは空気に対する質量エネルギー転移係数、μen /ρは空気に対する質量エネルギー吸収係数、μ/ρは空気に対する質量減弱係数、Wは空気中で1イオン対を作るのに必要なエネルギー、eは素電荷とする。

第66回国試・放射線計測学の問題

ans:5

140 of 181

標準測定法の線質変換係数について誤っているのはどれか。

  1. 電離箱の種類に依存する。
  2. Coγ線に対して1である。
  3. 光子線では電子線に比べて大きい。
  4. 主に水/空気の質量街突阻止能比に依存する。
  5. 光子線ではエネルギーが高くなると大きくなる。

ans:5

第67回国試・放射線計測学の問題

次資料①、②参照

141 of 181

標準測定法の線質変換係数について誤っているのはどれか。

1.電離箱の種類に依存する。

2. 60Coγ線に対して1である。

3.光子線では電子線に比べて大きい。

4.主に水/空気の質量衝突阻止能比に依存する。

5.光子線ではエネルギーが高くなると大きくなる。

エネルギーが高くなるほど線質変換係数は小さくなる。

電離箱の種類と

TPR20,10の値から決まる。

60Coγ線で校正しているから

文章を

そのまま

覚えて

おいて

ください

KQが1に近いほうが60Coγ線の線質に近い。

第67回国試・放射線計測学の問題

資料①

142 of 181

資料②

143 of 181

ある物質の質量減弱係数 μ/ρ、質量エネルギー転移係数 μtr、質量エネルギー吸収係数 μen で、正しい関係はどれか。ただし、光子エネルギーは一定とする。

1.μ/ρ > μen/ρ > μtr

2.μ/ρ > μtr/ρ > μen

3.μen/ρ > μtr/ρ > μ/ρ

4.μtr/ρ > μen/ρ > μ/ρ

5.μtr/ρ > μ/ρ > μen

ans2

第72回国試・放射線計測学の問題

次資料①、②参照

144 of 181

質量減弱係数 μ/ρ、質量エネルギー転移係数 μtr、�質量エネルギー吸収係数 μenの定義

 

資料①

145 of 181

 

資料②

146 of 181

アルミニウム板によるX線の減弱曲線を図に示す。

このX線の均等度はどれか。

1. 0.1

2. 0.2

3. 0.5

4. 0.8

5. 1.0

ans=3

第67回国試・放射線計測学の問題

H1=図より透過率0.5=5mm

図よりH2の透過率0. 25=10mm

∴ H2=10mm -5mm=5mm

∴ 均等度は=10-5/10 = 0.5

第一、第二半価層の定義に注意

H1

H2

以下:問題のヒント

147 of 181

X線の半価層の測定に適しているのはどれか。

  1. 電離箱
  2. Fricke (フリツケ)線量計
  3. ゲルマニウム半導体検出器
  4. 光刺激ルミネセンス線量計
  5. Nalシンチレーション検出器

ans:1

第72回国試・放射線計測学の問題

*3のポケット線量計は電子式(半導体式)ポケット線量計(X線)タイプが

使用されている。(P147図9参照), 次資料①参照

*2は化学線量計(P176, P177)

148 of 181

個人線量計 <概要>

 放射線を取扱う施設において、管理区域に立ち入る者は放射線測定器を着用し、その立ち入り期間中の外部被ばく線量を測定しなければならない。このように個人外部被ばくモニタリングに利用される測定器または測定用具を個人線量計という。個人線量計には、蛍光ガラス線量計熱ルミネッセンス線量計(TLD)OSL(光刺激ルミネセンス)線量計フィルムバッジ電離箱式線量計及び電子式線量計等の種類があり、使用目的、対象線種などによりそれぞれの機能に応じて使い分けられている。

原子力百科事典(ATOMICA)出典

資料①

149 of 181

X線の半価層の測定を行ったところ,正常値よりも大きな値を得た。

原因として考えられるのはどれか。

  1. 管電流が増加している.
  2. 管電圧が上昇している。
  3. 検出器が吸収板に近接している。

4. 検出器がビーム軸に対して傾いている

5. 高原子番号の不純物が混入した吸収板を使用している。

ans:2,3

解説

2.管電流を一定にして管電圧を上げると、エックス線の最大エネルギーは高くなる。

3.検出器が吸収板に近接していると吸収板の散乱線の影響で測定器の計測値が増加する。

150 of 181

診断用X線の半価層計測で正しいのはどれか。

1.吸収体として鉛を用いる。

2.小型の空気電離箱を用いる。

3.吸収体と検出器を密着させる。

4.純度50%以上の吸収体を用いる。

5 照射野を吸収体の大きさに合わせる。

ans:2

解説

1.吸収体にはCuやAlのフィルターを用いる。

2.小型の指頭型電離箱線量計を用いる。

3.散乱線の影響を最小にするため吸収体と検出器の密着を避ける

4.純度は純度は Al が 99.4%以上でその他の材質が 99.9%以上、厚さの精度は ±1%以内である。

5.照射野は線量計のの大きさまで絞るのが望ましい。

151 of 181

リファレンス線量計を用いてCo60γ線の校正点水吸収線量を求めるときに必要なのはどれか。

1. TMR 

2. TPR20,10

3. 収集電荷

4. 線質変換係数 

5. 水吸収線量校正定数

ans:3,5

解説 

*リファレンス線量計を用いて水吸収線量を計測する際、必要となるのは電離箱線量計

の照射線量測定値(収集電荷量)と水吸収線量校正定数である。

次資料①を参照

校正点⽔吸収線量DW,Q

(2016 記述、2015 記述)

 DW,Q=MQ0×ND,W,Q0×kQ,Q0

 MQ0ユーザ電離箱表⽰値(補正後)

 ND,W,Q0⽔吸収線量校正定数  

 kQ,Q0線質変換係数

152 of 181

「放射線治療における水吸収線量計測の基本のキホン」

埼玉医科大学総合医療センター

畑中 星吾

この水吸収線量校正定数を計測した電荷に乗ずることで

水吸収線量が算出可能となる。

資料①

153 of 181

ファーマ形電離箱線量計を用いた診断用X線の線量測定で正しいのはどれか。

1. 温度気圧補正が必要である。

2. 極性効果補正が必要である。

3. 照射野は線量計の幅に合わせて絞る。

4. 電離容積の小さいものは使用できない。

5. 線量計にビルドアップキャップを装着して測定する。

ans:1

解説

1.温度気圧補正が必要(P100, P101)

2.極性効果補正は平行平板型電離箱で必要(P98)

3.実用照射野に合わせる

4.電離容積の小さい電離箱を使用することもある。

5.エネルギーの変化に合わせてビルドアップキャップを使用

するが診断用X線の線量測定では用いない(P96)

154 of 181

電子線の線質指標R50の決定方法で正しいのはどれか。

  1. 深部量百分率曲線より読み取る。
  2. 電離箱の基準点は実効中心である。
  3. 照射野サイズは5cm × 5cmである。
  4. 固体ファントムは R50 > 4g・cm-2で使用できる。
  5. Farmer〈ファーマ〉形電離箱は R50 < 4g・cm-2で使用できる。

ans:2

解説

  • 照射野サイズは10cm × 10cm(R50 ≦ 7g・cm-2)�もしくは20cm × 20cm(R50 > 7g・cm-2
  • ファーマ形電離箱は R50 ≧ 4g・cm-2で使用できる

第71回国試・放射線計測学の問題

次資料①、(P206)参照

155 of 181

電子線の場合:R50(線量半価深)

SSD(線源表面間距離)=100cmと、照射野(水面での大きさ)を固定し、線量計で深部電離量百分率(PDI)が50%になる深さI50を測定し、この値から、水中の深部線量百分率(PDD)が50%になる深さR50を求めます。

照射野

・10cm×10cm:R50≦ 7 cm

・20cm×20cm:R50> 7 cm

〇電離箱の種類

平行平板型またはファーマ型(R50≧ 4 cm)

・平行平板型(R50< 4 cm)

電離箱の基準点

・ファーマ型:実効中心(電離空洞の幾何学的中心から0.5rcyl線源側)

・平行平板型:実効中心(電離空洞内前面の中心)

資料①

156 of 181

光子線の線質指標 TPR20,10 測定(標準計測法 12)の基準条件で、誤っているのはどれか。

  1. 固体ファントムを使用
  2. 照射野サイズは 10 cm × 10 cm
  3. 線源電離箱間距離(SCD〉は 100 cm
  4. 測定深は 10 g・cm-2 および 20 g・cm-2
  5. 円筒形電離箱の基準点は電離空洞の幾何学的中心

ans:1

解説

光子線の線質指標 TPR20,10 測定の基準条件�水ファントムを用いる�指頭型(円筒形、ファーマー型)電離箱を用いる�SCD 100cm、照射野 10 cm × 10 cm、測定深 10 g・cm-2 もしくは 20 g・cm-2

第72回国試・放射線計測学の問題

P205参照

157 of 181

標準計測法12の光子線における水吸収線量計測の基準条件で正しいのはどれか。

1.校正深は線質に依存する。10g・cm-1

2.平行平板形電離箱を使用する。ファーマ型

3.電離箱は半径変位法を用いて設置する。幾何学的中心

4.固体ファントムの使用が認められている。水ファントムのみ

5.セットアップはSSD法またはSAD法による。

ans:5

ヒント: P205の表4, 表5, P206の表6, 表7,参照

解説

電子線測定の基準点に関してはファーマ型の場合、半径変位法と呼び、平行平板型の場合、前壁変位法と呼ぶ

解説 外部放射線治療における吸収線量の標準計測法(日本医学物理学会編、標準計測法は、通商産業研究社)によれば、その基準条件は、ファントム材質は水電離箱はファーマ形校正深10gcm-2電離箱の基準点は電離空洞の幾何学的中心としているSSD (source to surface distance)または SAD (source to axis distance)は臨床のセットアップ値を用いる。照射野サイズは、SSDセットアップではファントム表面、SADセットアップでは校正深での大きさとする

第75回国試・放射線計測学の問題

158 of 181

個人被ばく線量計として用いられないのはどれか。

1.TLD 線量計

2.半導体線量計

3.ポケット線量計

4.フィルムバッジ線量計

5.Frickeフリッケ線量計

ans:5

                        

*3のポケット線量計は電子式(半導体式)ポケット線量計(X線)タイプが

使用されている。(P147図9参照), 次資料①参照

*5は化学線量計(P176, P177)

第72回国試・放射線計測学の問題

159 of 181

個人線量計 <概要>

 放射線を取扱う施設において、管理区域に立ち入る者は放射線測定器を着用し、その立ち入り期間中の外部被ばく線量を測定しなければならない。このように個人外部被ばくモニタリングに利用される測定器または測定用具を個人線量計という。個人線量計には、蛍光ガラス線量計熱ルミネッセンス線量計(TLD)OSL(光刺激ルミネセンス)線量計フィルムバッジ電離箱式線量計及び電子式線量計等の種類があり、使用目的、対象線種などによりそれぞれの機能に応じて使い分けられている。

ans:5

原子力百科事典(ATOMICA)出典

資料①

160 of 181

α線放出核種の放射能測定に適した検出器はどれか。

  1. 外挿電離箱
  2. イメージングプレート
  3. 表面障壁半導体検出器
  4. Nal井戸形シンチレータ
  5. 4 πガスフロー比例計数管

ans:3,5

解説

  1. X線の測定に使用(P99)
  2. 輝尽現象を利用した放射線の検出器(P167)
  3. α線や低エネルギーβ線などの荷電粒子のエネルギー分析に利用(P143,P144)
  4. 試験管内γ線資料を効率よく測定できる(P133)
  5. α線や低エネルギーβ線の測定に適している(P105)

161 of 181

放射能の測定法でないのはどれか。

1. 4π計数法

2. カロリメータ法

3. 定立体角計数法

4. β-γ同時計数法

5. Feather <フェザー〉法

ans:5

解説

.4π2π計数法

放射性試料を検出器に対して比例計数管などの中心部に設定して測定を行うと、立体角4π方向に放出される放射線が効果的に測定される。特に、α線、β線などでは、自己吸収の補正などを行い、絶対測定ができる。(P216,P217)。

2.カロリメータ法

物質に吸収された熱量を測定することにより吸収線量の絶対測定が可能であり、さらに、放射能に換算することにより放射能の絶対測定ができる。

ただし、測定可能な放射能は数10 MBq以上である。(P209, P210)

3.定立体角計数法

放射性試料を検出器に対して定位置に置けば幾何学的効率を理論的に計算できる。自己吸収などの補正を行うことにより、放射能標準試料との比較を行うことなく放射能が決定できる。(P216,P217)

4. β-γ同時計数法

β-γ放出核種に適用できる。β線検出器およびγ線検出器を用意し、それぞれの検出器からの計数率(s-1)をnβnγとする。両方の検出器から同時に出力信号が出た場合に計数するように同時計数回路を設定し、その計数率(s-1)をnc、求める放射能をD (Bq)とすると、�nβ = D • eβnγ = D • eγnc  = D • eβ • eγ�が成立する。ここで、β線、γ線検出器の計数効率をeβeγとし、これらの式から計数効率を消去すると、D = (nβ • nγ) / ncとなり、計数効率を知ることなく

放射能を測定できる。(P224)

5. フェザー法 連続スペクトルであるβ線の最大エネルギーを求める方法として吸収曲線を利用する方法がある。フェザー法と呼ばれる。(P59,P233)

162 of 181

サーベイメータを用いた放射性同位元素による表面汚染の直接測定法について、

  正しいのはどれか。2つ選べ。

  

1.あらかじめ自然計数率を求めておく。

   2.測定器を測定面に接触させて計測する。

   3.汚染が発見された場合、その場所で測定器を保持して測定する。

   4.正確な側定を必要とする場合、時定数に等しい待ち時間をおいて測定を行う。

   5.表面汚染密度は自然計数率を引いた計数率に、機器効率、線源効率および

有効窓面積を乗じたものである。

ans :1、3

次資料①、②、③参照

第71回国試・放射線計測学の問題

163 of 181

表面汚染の測定方法について

①直接法:固着性、遊離性の両方の汚染の検出�②間接法(スミア法):遊離性の汚染の検出�固着性汚染:体外被ばくのみ問題となる�遊離性汚染:体外、体内被ばくの両方が問題となる�①直接法:サーベイメータを使用して汚染を検査する�線源自身の汚染、バックグラウンドの高い場所では不向き�測定時間は時定数の3倍以上に設定 測定時間を時定数の3倍 に設定しておけば十分な計数率が得られる(時定数とは最終値の63.2%に達する時間)

②間接法(スミア法):ろ紙等により汚染表面を拭き取り、その放射能を測定する。

資料①

164 of 181

直接法による表面汚染密度を求める公式

A:表面汚染密度[Bq/cm2]、N:測定計数率、Nb:バックグラウンド計数率

 ε1:α,β線などの検出効率、W:測定器の有効面積、εs:汚染の線源効率

線源効率εsは汚染線源の性状で変化するため実験的に求めることが望ましいが、不明の場合は、

 0.25(0.15-0.4MeVのβ線及びα線)

 0.5(0.4MeV以上のβ線)

資料②

165 of 181

間接法による表面汚染密度を求める公式

ふき取り効率Fは

 0.5(PVCなどの非浸透性固体表面)

 0.05(コンクリートなどの浸透性固体表面)

 0.1(浸透性、非浸透性の区分がない場合)

 A:表面汚染密度[Bq/cm2]、N:測定計数率、Nb:バックグラウンド計数率

 ε1:α,β線などの検出効率、F:ふき取り効率、S:ふき取り面積

 εs:汚染の線源効率

資料③

166 of 181

ウェル型NaI(Tl)検出器による放射能測定について正しいのはどれか。

  1. 測定位置依存性がない。
  2. 気体状の試料の放射能測定に用いる。
  3. 検出効率は試料の体積には依存しない。
  4. パルス波高分布のデータをもとに、計数値を決定する。
  5. 放出β線のエネルギーを含む波高弁別レベルを設定する。

ans:4

解説

1.試料位置が深いと幾何学効率がよい(測定位置依存性がある)

2.個体状の試料の放射能測定に用いる。

3.検出効率は試料の体積には依存する(試料の自己吸収、深さの幾何学効率など)。(P134

4.パルス計測により波高分布を測定して分析する方法や、光電ピークの波高弁別により放射性核種別の放射能を測定する方法などがある。

5.放出γ線のエネルギーを含む波高弁別レベルを設定する。NaI(TI)シンチレータは潮解性があるためにアルミニウム容器に封入されておりβ線の測定はできない(P120)。

第73回国試・放射線計測学の問題

167 of 181

γ線のエネルギースペクトル測定で使われる放射線検出器はどれか。

1. TLD

2. CR-39

3. 電離箱

4. GM計数管

5. Ge半導体検出器

ans:5

解説

γ線の測定には主にヨウ化ナトリウム(NaI)シンチレーション検出器またはゲルマニウム (Ge)半導体検出器が利用される。NaI検出器はγ線のエネルギー分解能は劣るが、ガンマ線の計数効率はGe検出器よりも優れ、Ge検出器はエネルギー分解能に優れているが、計数効率はNaI検出器より劣る。

168 of 181

88Yのγ線スペクトルを図(図5-22)に示す。

正しいのはどれか。

1 . Aはシングルエスケープピークである。

2. Bはダブルエスケープピークである。

3. Cは後方散乱ピークである。

4. コンプトン端は見られない。

5. 511keVのピークは898keV光子によって生じた陽電子の

消滅γ線を示す。

ans:2

次の資料①、②を参考に解答に導く

169 of 181

γ線のスペクトル

この資料①は、ネットに掲載されていたが、理論的に、問題の正答として、88Yの1836keVの全吸収ピークよりa keV低いエネルギーの位置をシングルエスケープピークと捉え、さらにb keV低いエネルギーの位置をダブルエスケープピークと考えるとa≒bなので、次資料②の説明と合致する。

スペクトル図からは、1836keV(チャンネル数≒3000)、898keV(チャンネル数≒1320)と読み取れる。

*チャンネル数とエネルギーは比例の関係にあることを覚えておく。

資料①

a

b

170 of 181

全吸収ピーク

核種から発するγ線エネルギーに対応。光電効果による寄与がほとんどを占める。

コンプトン端(エッジ)

全吸収ピークより、おおよそ0.2Mev程低い位置に端が現れる。コンプトン散乱の結果、反跳電子が得る最大エネルギーに相当。

後方散乱ピーク

γ線が遮蔽材など周囲の物質とコンプトン効果を起こし、結果、エネルギーを一部失った散乱γ線が再ぴ検出器に入って光電効果を起こしたもの。0.2~0.25Mev付近に観測される。

特性X線ピーク

γ線が遮蔽材などと光電効果を起した結果、そこから発せられる特性X線。鉛なら75kev付近にK-X線ピークが見られる。

サム・ピーク

Co60などγ線をカスケード放出する核種は、2本のγ線のエネルギーの和(1.17十l.33=2.5Mev)の位置にピークが生ずる。

シングルエスケープピーク

電子対生成が起きた際、2本の消滅放射線の内、1本が外に逃げた場合のピーク。全吸収ピークより0.511Mev低い位置に出現。

ダブルエスケープピーク

電子対生成が起きた際、2本の消滅放射線の内2本とも外に逃げた場合のピーク。全吸収ピークより1.022Mev低い位置に出現。

消滅放射線ピーク

γ線が遮蔽材などと電子対生成を起した結果、そこから発せられる消滅放射線が検出器に入り起すピーク。 0.511MeV付近。

分解能

半値幅/ピークエネルギーで表す分解能を表す指標。Csl37→全吸収ピーク662keV。Nalシンチレータでの半値幅は50keV程度。分解能8%程度。問題によっては分解能(keV)として、半値幅を間われることもあるので要注意。

γ線エネルギースペクトル関連用語まとめ

この表から全吸収ピーク、シングルエスケープピークダブルエスケープピークのエネルギー大きさの規則性を覚えておくこと。

全吸収ピーク>シングルエスケープピーク>ダブルエスケープピーク

資料②

171 of 181

アルミニウムでの最大飛程が0.5 cmであるβ線の最大エネルギー[MeV]はどれか。 ただし、アルミニウムの密度と質量阻止能はそれぞれ2.7 g/cm3、1.5 MeV cm2/g とする。

1.1.0

2.1.5

3.2.0

4.2.7

5.4.1

ans:4

解説

飛程:R[g/cm2],エネルギーE[MeV]とすると

Rmax=0.542E-0.133 が成立する。

アルミニウム内での飛程が0.5[cm]であるから

密度2.7[g/cm3]を考慮して

Rmax=0.542E-0.133 に代入すると

2.7×0.5=0.542E-0.133 ∴E=2.7[MeV]

飛程とは,荷電粒子が物質中に入射した点から運動エネルギーを失って静止するまでの直線距離(cm)である。また, 飛程に物質の密度(g・cm-3)を乗じた「g・cm-2」の単位を用いるとあまり物質の種類に左右されないため一般によく用いられる。

第66回国試・放射線計測学の問題

172 of 181

1 37及び2.75MeVのγ線を放出する24Naのエネルギースペクトルを測定した結果0.51MeVにピークが観測された。このピークを説明する現象はどれか。

1.後方散乱

2.干渉性散乱

3.コンプトン散乱

4.制動放射

5.電子対生成

          ans:5

P42, P43参照

解説

24Naのエネルギースペクトルでは全吸収ピークが1.37MeV,2.75MeVにありいずれも1.022MeVを超えており電子対生成によるものである。

173 of 181

chat gptの解説

24Naは、崩壊によって 1.37 MeV および 2.75 MeV のγ線を放出します。このうち 2.75 MeVのγ線 は、電子対生成(ペア生成)が可能なエネルギー(1.022 MeV以上)を持っており、物質中で陽電子と電子の対を生成することがあります。生成された陽電子(e⁺)は、物質中の電子(e⁻)と対消滅し、その際に0.511 MeVの消滅放射線(アナイアレーションフォトン)が2本放出されます(180度反対方向)。よって、スペクトルに観測された 0.51 MeVのピークは:→ 電子対生成 → 陽電子消滅 → 0.511 MeVのγ線が検出された結果です。

174 of 181

ゲルマニウム検出器の γ 線エネルギー校正で、500 keV と 1,000 keV の光電ピークのチャネルが 900 と 1,900 であった。光電ピークが 1,300 チャネルである未知核種のエネルギー値[keV]はどれか。 ただし、エネルギー校正曲線は直線近似できるものとする。

1.600

2.650

3.700

4.750

5.800

ans:3

第69回国試・放射線計測学の問題

解説

一般的に、MCA(マルチチャンネルアナライザー)のチャンネル数と放射線のエネルギーというのは一次関数的な直線対応として考えればよい。

よって一次方程式の近似を考える。

Y=ax+b -----この一次方程式に与えられた数値を代入

500=900a+b

1000=1900a+b

連立方程式を解く-----a=1/2, b=50

∴ X=1300の時

Y=1/2×1300+50=700

175 of 181

60Co γ線のエネルギースペクトルでエネルギーが最も高い

のはどれか。

  1. サムピーク
  2. 後方散乱ピーク
  3. コンプトンエッジ
  4. ダブルエスケープピーク
  5. シングルエスケープピーク

ans:1

解説

60Coは1.17MeVと1.33MeVのエネルギーが放出され、この2つのエネルギーを同時に計測するサムピークが2.5MeVとなる

  • 後方散乱ピーク:検出器外でコンプトン散乱を起こしエネルギーの一部を失ったγ線の全吸収ピーク
  • コンプトンエッジ:散乱角が180度の場合にコンプトン電子は最大のエネルギーを持つ
  • シングルエスケープピーク:陽電子から別れた2本のガンマ線の1本が検出器の外に逃げてしまい0.51MeV低い位置にピークができる
  • ダブルエスケープピーク:2本とも検出器外に逃げてしまうと、さらに0.51MeV低い位置にピークができる

第69回国試・放射線計測学の問題

176 of 181

高エネルギー電子線における水の深さと深部量百分率の関係を下図に示す。

電子線のエネルギ- [MeV]に最も近いのはどれか。

ただし,水の質量阻止能は1.9MeV・cm2.g-1とする。

第70回国試・放射線計測学の問題

1. 10

 2. 12

 3. 14

 4. 16

 5. 18

ans:4

解説 次ページ

177 of 181

-

-

Rp=8.2g/cm2

8.2= 0. 52Ea - 0.3 (cm)よりEa=(8.20.3)/0.52=16.34≒16

∴ans.4

Rp=8.2g/cm21/2Ea. = Rp より求めるとEa= 16.4

-

-

Rp =0. 52Ea - 0.3 (cm) 5MeV< Eaく50MeV 式から

実用飛程(Rp)を求め電子線のエネルギーEaを求める。                     

1/2Ea. = Rp より求めてもよい。

解説

178 of 181

エネルギースペクトルで正しいのはどれか。

1.90Srのβ線は線スペクトルである。

2.241Amのα線は線スペクトルである。

3.60Coのγ線は連続スペクトルである。

4.リニアック治療装置のX線は線スペクトルである。

5.拡大ブラッグピーク内の陽子線は線スペクトルである。

ans:2

第65回、第70回国試・放射線計測学の問題

解説

1.90Srのベータ線は線スペクトルである。

*連続スペクトル

2. 241Amのα線は線スペクトルである。

*線スペクトル

3. 60Coのγ線は連続スペクトルである。

*線スペクトル

4. リニアック治療装置のX線は線スペクトルである。

*連続スペクトル

5.拡大ブラッグピーク内の陽子線は線スペクトルである。

*連続スペクトル

179 of 181

Nal (TI) シンチレータに2.2MeVのγ線を入射させた場合に観察されるエネルギースペクトルにおいて、エネルギーの高いものから順に並べたのはどれか。

ただし, Compton (コンプトン)端をa、全エネルギー吸収ピークをb、ダブルエスケープピークをc、シングルエスケープピークをdとする。

1. a c b d

2. b a d c

3. b d c a

4. c d a b

5. d a b c

ans:2

第71回国試・放射線計測学の問題

次資料①参照

180 of 181

全吸収エネルギー吸収ピーク

核種から発するγ線エネルギーに対応。光電効果による寄与がほとんどを占める。

コンプトン端(エッジ)

全吸収ピークより、おおよそ0.2Mev程低い位置に端が現れる。コンプトン散乱の結果、反跳電子が得る最大エネルギーに相当。

後方散乱ピーク

γ線が遮蔽材など周囲の物質とコンプトン効果を起こし、結果、エネルギーを一部失った散乱γ線が再ぴ検出器に入って光電効果を起こしたもの。0.2~0.25Mev付近に観測される。

特性X線ピーク

γ線が遮蔽材などと光電効果を起した結果、そこから発せられる特性X線。鉛なら75kev付近にK-X線ピークが見られる。

サム・ピーク

60Coなどγ線をカスケード放出する核種は、2本のγ線のエネルギーの和(1.17十l.33=2.5Mev)の位置にピークが生ずる。

シングルエスケープピーク

電子対生成が起きた際、2本の消滅放射線の内、1本が外に逃げた場合のピーク。全吸収ピークより0.511Mev低い位置に出現。

ダブルエスケープピーク

電子対生成が起きた際、2本の消滅放射線の内、2本とも外に逃げた場合のピーク。全吸収ピークより1.022Mev低い位置に出現。

消滅放射線ピーク

γ線が遮蔽材などと電子対生成を起した結果、そこから発せられる消滅放射線が検出器に入り起すピーク。 0.511MeV付近。

分解能

半値幅/ピークエネルギーで表す分解能を表す指標。Csl37→全吸収ピーク662keV。Nalシンチレータでの半値幅は50keV程度。分解能8%程度。問題によっては分解能(keV)として、半値幅を間われることもあるので要注意。

γ線エネルギースペクトル関連用語まとめ

資料①

      上表からエネルギーの高い順に並べるとb,a,d,cとなる。

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γ線のエネルギースペクトル測定に適しているのはどれか。

1. BF3計数管

2. 熱蛍光線量計

3. 高純度Ge半導体検出器

4. 表面障壁型Si半導体検出器

5. 液体シンチレーシヨン検出器

ans:3

解説

γ線の測定には主にヨウ化ナトリウム(NaI)シンチレーション検出器またはゲルマニウム (Ge)半導体検出器が利用される。NaI検出器はγ線のエネルギー分解能は劣るが、ガンマ線の計数効率はGe検出器よりも優れ、Ge検出器はエネルギー分解能に優れているが、計数効率はNaI検出器より劣る。

第71回国試・放射線計測学の問題