放射線物理学

練習問題集

放射線物理学

68問 • 1年前練習問題集

問題一覧

電子線と物質との相互作用について正しいのはどれか。 a.骨や肺など不均質組織による線量分布への影響は同じエネルギーのX線より大きい。 b.放射損失は電子のエネルギーが高いほど、また物質の原子番号が大きいほど大きい。 c.原子核との相互作用により中性子を放出することがある。 d．電子のエネルギーが低いほど、また物質の原子番号が大きいほど散乱されやすい。

a-dのすべて

陽電子が関与するのはどれか。 a.電子対生成 b.軌道電子捕獲 c.消滅放射線 d.β⁺壊変

a.c.dのみ

ある平均寿命で崩壊する粒子はどれか。 a.陰電子 b.陽子 c.中性子 d.中間子 e.中性微子

c.d

電子線と物質との相互作用に分極効果がある。この一般的な名称はどれか。

密度効果

最大エネルギーが800keVのβ線の水中での最大飛程はおよそ何mmか。

200keVの電子が物質に衝突したとき発生するX線で正しいものはどれか。2つ選べ。

最短波長0.062Åの連続スペクトル, エネルギーは物質により異なる線スペクトル

β線の物質との相互作用について誤っているものはどれか。

物質中の飛程は直線的である。

α線について正しいのはどれか。 a.α粒子は⁴He原子核である。 b.Bragg 曲線はα線の粒子数を物質の厚さの関数で表わしたものである。 c.平均飛程と外挿飛程が一致しない現象をStraggling（ゆらぎ）と呼ぶ。 d. Geiger-Nuttalの法則はα線の飛程とその壊変定数との関係を表わしている。

a.c.dのみ

α線について正しいのはどれか。 a.粒子のフルエンスφはφ＝dN/daで定義され、ここでdNは断面積 da の球に入る粒子数である。 b.粒子のエネルギーフルエンスΨはΨ＝dEtr/daで定義され、ここでdEtrは断面積daの球に入るすべての粒子のエネルギーの和（静止エネルギーを除く）である。 c.カーマKはK=dEtr/dmで定義され、ここでdEtrは指定された物質のある体積要素中の間接電離性粒子によって発生したすべての荷電粒子の初期運動エネルギーの和であり、dm はその体積要素中の物質の質量である。 d. 全質量限止能S/ρはS/ρ=（1/ρ）✕（dE/dl）で定義され、ここでdEはあるエネルギ一の荷電粒子が密度ρの媒質内の距離dlを通過して失うエネルギーである。

a.c.dのみ

次の組み合わせのうち最も関係の少ないものはどれか。

β線・・・ビルドアップ係数

³²Pのβ線の最大エネルギーは1.7 MeVであるが、そのアルミニウム中における最大飛程（g/cm²）はほぼどれか。

0.790

次のうち誤っているのはどれか。

原子組成が同じ物質ならば、その物質の密度に関係なく同じエネルギーの電子線に対する阻止能は同じである。

電子線と物質との相互作用について正しいのはどれか。 a.非弾性散乱（衝突損失）により励起および電離が起こる。 b. エネルギーが同じなら、物質の原子番号が小さいほど弾性散乱されやすい。 c.放射損失により制動X線を放出する。 d. 透明物質内で電子の速度が光速度より大きいとき可視光線を発する。

a.c.dのみ

10 MeV 電子線の深部吸収線量曲線を測定したところ、図のように尾を引いていることがわかった。この原因として正しいのはどれか。

制動X線による。

電子線と物質との相互作用について正しいのはどれか。 a.電子線の運動エネルギーは主に物質中の電子との衝突により物質に付与される。 b.相互作用により生じた二次電子がさらに電離を行うだけのエネルギーを持っているとき、この二次電子をデルタ線と呼ぶ。 c.放射損失（radiation loss）と衝突損失（collision loss）の生じる割合は物質の原子番号には依存しない。 d. 電子線のエネルギーが高いほど弾性散乱の起こる確率が高い。

a.bのみ

それぞれ3 MeVのエネルギーを持つα粒子（α）、陽子（p）、重陽子（d）の物質中の飛程Rの大きさの関係を示す式のうち、正しいものはどれか。

水中でチェレンコフ光を発生しない核種の組み合わせは、次のうちどれか。

¹⁴C ・・・ ²⁴¹Am

高速荷電粒子の物質中でのエネルギー損失は、電離、励起による損失、放射損失、核との散乱による損失の3つに大別される。20 MeVの電子線の水中におけるエネルギー損失に関する次の記述のうち、最も適切なものはどれか。

放射損失もあるが電離損失が主で、核との散乱による損失は無視できる。

次のうち³²Pのβ線の物質中のエネルギー損失に最も大きく関与するものはどれか。

軌道電子との非弾性衝突

気体原子または分子のイオン化ポテンシャル I（eV）とW値（eV）との間の関係を示す式として、どれが最も事実に近いか。

2.0 MeVの⁴₂He²⁺に対するある物質の阻止能と、5.0 MeVの¹₁H⁺に対する阻止能との比（⁴₂He²⁺/¹₁H⁺）として正しい値は、次のうちどれか。

1.5 MeVのα粒子1個によって空気中で生成されるイオン対数に最も近いものは、次のうちどれか。

4.3×10⁴

量と単位の次の組み合わせのうち、誤っているものはどれか。

比電離・・・イオン数/100 eV

天然に存在する放射性核種から放出されるα線の物質との相互作用に関する次の記述のうち、誤っているものはどれか。

気体のα線に対するW値は、β線に対するW値より2倍以上大きい。

次の数値のうちで空気のW値（eV）に最も近いものはどれか。

次の放射線のうち、物質内の飛程に対する平均LET が最も大きいものはどれか。

5.3 MeVのα線

チェレンコフ放射が起こる条件として正しいものは、次のうちどれか。

荷電粒子が物質中を光速より速く進むとき

次の記述のうち、正しいものはどれか。

吸収線量は、すべての電離放射線に対して用いられる物理量である。

次の組み合わせのうち、直接関係のあるのはどれか。2つ選べ。

LET・・・阻止能, 線エネルギー付与・・・keV・μm⁻¹

同じエネルギーのα粒子と重陽子の飛程の比（α粒子／重陽子）はいくらか。

1/8

原子核反応における原子番号と質量数の変化について正しい組み合わせはどれか。

中性子が物質から遊離して単独で存在する場合、次のうちどの現象が起こるか。

β壊変を行って陽子に変化する。

次のうち誤っているのはどれか。

速中性子の減速剤としては高原子番号の物質ほど効率が良い。

正しいのはどれか。 a. 核分裂中性子の67%は即発中性子である。 b. 速中性子線の遮蔽には水、パラフィンなどが有効である。 c.熱中性子のエネルギー分布はポアソン分布に従う。 d. 自発核分裂する核種は ²⁵²Cfのみである。

bのみ

核反応で生じた生成核のうち、β⁻壊変をするのはどれか。

dのみ

次の金属のうち、熱中性子に対する吸収断面積の最大のものはどれか。

核反応²³⁵U＋n→ ²³⁶U＋γを表わす次の記述のうち、正しいものはどれか。

中性子捕獲反応

0.025 eVの熱中性子の速度は、次のうちどれか。ただし、中性子の質量は1.67x10⁻²⁷kg、1eV=1.6x10⁻¹⁹Jとする。

2.2 x 10⁵cm/s

¹⁰Bの熱中性子に対する吸収断面積は極めて大きい。その際の核反応は、次のうちどれか。

(n,α)

次の記述のうち、誤っているものはどれか。

核内に中性子を含まない核種はない。

次の各組の4つの数字は、電子、陽子、中性子およびHe原子核を2kVの電位差間で加速したときの運動エネルギーをkeV単位で表わしたものである。正しいものはどれか。

³He、¹⁰B、¹¹³Cd、²³⁵Uは熱中性子の測定に用いられる。これらの核種と熱中性子との核反応式の組み合わせのうち正しいものはどれか。

熱中性子による²³⁵Uの核分裂において放出されるエネルギーは、ほぼ次のどれに当たるか。

200MeV

0.025 eVのエネルギーをもつ熱中性子の速度は、2.2✕10⁵cm/sである。中性子の質量（g）は、次のうちどれか。ただし、1eV=1.6✕10⁻¹⁹Jとする。

1.67 × 10⁻²⁴

次の記述のうち、正しいものはどれか。

核内の陽子は、軌道電子を捕獲して中性子に壊変することがある。

次の記述のうち、誤っているものはどれか。

中性子の質量は陽子と電子の質量の和より小さい。

エネルギーEnの中性子が¹³Cによって散乱される場合の¹³Cの最大反跳エネルギーとして正しいものはどれか。

0.265En

中性子による核反応に関し、主として速中性子によって起こる反応は、次のうちどれか。

²³⁸U(n,f)

次の組み合わせのうち関連のないものはどれか。

ベータトロン・・・重イオン源

次のうち正しいのはどれか。 a. サイクロトロンは重陽子を加速器できる。 b. 中性子は電気的に中性で、原子量は水素原子核にほぼ等しい。 c. β壊変にはβ⁻壊変、β⁺壊変および軌道電子捕獲がある。 d. 電子の静止エネルギーは約0.51MeVである。

a-dのすべて

次のうち直線加速器のマイクロ波発振管として正しいものはどれか。

マグネトロン

次のうち荷電粒子を回転させながら加速する装置はどれか。 a. バンデグラフ加速器 b. リニアック c.コッククロフト・ウォルトン加速器 d. サイクロトロン

dのみ

次のうち誤っているのはどれか。

コッククロフト・ウォルトン型は回転する絶縁ベルトにより電荷を上方に運び高電圧を得ている。

次のうち正しいのはどれか。 a.ベータトロンでは、軌道内部を貫く磁束の時間的変化によって生じる誘導電場により電子を加速している。 b. コッククロフト・ウォルトン型加速器では、整流回路に多段の倍電圧回路を利用した直流高電圧で荷電粒子を加速している。 c.リニアック（線形加速器）では、連続した空洞よりなる加速器に大電力の高周波を供給して、これの作る電界で荷電粒子を加速している。 d. サイクロトロンでは、D型電極に高周波電力を供給して、うず巻形に荷電粒子を加速している。

a-dのすべて

陽子の加速に適している加速器はどれか。 a. 直線加速器 b. ベータトロン c.シンクロトロン d. サイクロトロン

a.c.dのみ

一般にサイクロトロンで加速されない粒子はどれか。

電子

直線加速器に使用するマイクロウェーブ発振管はどれか。2つ選べ。

クライストロン, マグネトロン

次の組み合わせのうち最も関係の少ないのはどれか。

コッククロフト・ウォルトン型加速器・・・絶縁ベルト

次の装置で加速に高周波を使うのはどれか。 a.リニアック b. サイクロトロン c.コッククロフト・ウォルトン加速器 d. バンデグラフ加速器

a.bのみ

次の（間）の部分に入る適当な語句を下記の選択肢から選択せよ。普通のX線装置は、変圧器で昇圧された高電圧交流を清流して直流高電圧を得ているが、（問1）ではこの整流回路に多段の（問2）を利用して、さらに高い直流電圧を発生させている。（問3）では、低圧側で絶縁ベルトに（問4）を付着させて、これを絶縁電極に送り込み、静電的に高電圧を得る。連続した空洞よりなる加速管に大電力の（問5）を供給し、これのつくる電界で直線的に電子を加速するのが（問6）である。重荷電粒子の加速には、（問7）にはさまれた2つのディーと呼ばれる電極に高周波電力を与えて、らせん型に加速する（問8）がよく用いられる。（問9）は、原理的には、変圧器と同様に（問10）によって生じた電界によって電子を加速するものである。選択肢： 1. 磁石 2.イオン 3.高周波 4. 倍電圧回路 5. 磁気誘導 6. 直線加速器 7. サイクロトロン 8. バンデグラフ型 9. ベータトロン 10.コッククロフト型

10, 4, 8, 2, 3, 6, 1, 7, 9, 5

次の5種の荷電粒子加速器のうち、静電加速方式によるものはどれか。

コッククロフト・ウォルトン加速器

次の文章中の（問）の部分に入る適当な語句を下記の選択肢から選択せよ。なお、選択肢は繰り返し使用してもよい。粒子加速器には、高電圧を作り、それによって荷電粒子を加速する方式のものと、その他の方式のものとがある。高電圧を作る方法として、普通のX線発生装置に使っているように、（問1）によって昇圧された高電圧の交流を整流する（間2）型、その整流回路の中に多段の（問3）回路を入れた（問4）型、電荷を回転するベルトでコンベア式に運びこみ、絶縁電極に集めて高電圧を得る方式の静電圧加速器である（問5）型などがある。（問6）は、導波管の機能を持つ加速器に、それに適合した大出力の高周波を送り込み、それによって生じた電界で粒子を加速する装置である。（問7）は、ドーナツ型の真空中で磁気誘導によって電子を加速する装置である。選択肢： 1. 高周波 2. 変圧器 3. 高電圧 4. 倍電圧 5. コンデンサ 6. バンデグラフ 7. サイクロトロン 8. リニアック 9. ベータトロン 10.コッククロフト

2, 2, 4, 10, 6, 8, 9

次の粒子加速器とそれに関係の深い事項の組み合わせのうち、最も適当な組み合わせはどれか。

直線加速器・・・導波管

次の粒子加速器のうち、原理的に電子と陽子の双方の加速に適しているものの組み合わせはどれか。 a. 直線加速器 b. ベータトロン c. サイクロトロン d. シンクロトロン

aとd

次の加速器のうち、最も高いエネルギーの陽子を作り出しているものはどれか。

シンクロトロン

次の加速器のうち、加速荷電粒子の軌道がほぼ一定の円軌道であるものはどれか。

シンクロトロン

次の粒子加速器のうち、交流磁場を使用するものはどれか。

ベータトロン

ベータトロンの加速原理について正しいものはどれか。

時間的に変化する磁場内で電子を一定半径の円周上で運動させて加速する。

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問題一覧

a-dのすべて

陽電子が関与するのはどれか。 a.電子対生成 b.軌道電子捕獲 c.消滅放射線 d.β⁺壊変

a.c.dのみ

ある平均寿命で崩壊する粒子はどれか。 a.陰電子 b.陽子 c.中性子 d.中間子 e.中性微子

c.d

電子線と物質との相互作用に分極効果がある。この一般的な名称はどれか。

密度効果

最大エネルギーが800keVのβ線の水中での最大飛程はおよそ何mmか。

200keVの電子が物質に衝突したとき発生するX線で正しいものはどれか。2つ選べ。

最短波長0.062Åの連続スペクトル, エネルギーは物質により異なる線スペクトル

β線の物質との相互作用について誤っているものはどれか。

物質中の飛程は直線的である。

a.c.dのみ

次の組み合わせのうち最も関係の少ないものはどれか。

β線・・・ビルドアップ係数

³²Pのβ線の最大エネルギーは1.7 MeVであるが、そのアルミニウム中における最大飛程（g/cm²）はほぼどれか。

0.790

次のうち誤っているのはどれか。

原子組成が同じ物質ならば、その物質の密度に関係なく同じエネルギーの電子線に対する阻止能は同じである。

a.c.dのみ

10 MeV 電子線の深部吸収線量曲線を測定したところ、図のように尾を引いていることがわかった。この原因として正しいのはどれか。

制動X線による。

a.bのみ

それぞれ3 MeVのエネルギーを持つα粒子（α）、陽子（p）、重陽子（d）の物質中の飛程Rの大きさの関係を示す式のうち、正しいものはどれか。

水中でチェレンコフ光を発生しない核種の組み合わせは、次のうちどれか。

¹⁴C ・・・ ²⁴¹Am

放射損失もあるが電離損失が主で、核との散乱による損失は無視できる。

次のうち³²Pのβ線の物質中のエネルギー損失に最も大きく関与するものはどれか。

軌道電子との非弾性衝突

気体原子または分子のイオン化ポテンシャル I（eV）とW値（eV）との間の関係を示す式として、どれが最も事実に近いか。

2.0 MeVの⁴₂He²⁺に対するある物質の阻止能と、5.0 MeVの¹₁H⁺に対する阻止能との比（⁴₂He²⁺/¹₁H⁺）として正しい値は、次のうちどれか。

1.5 MeVのα粒子1個によって空気中で生成されるイオン対数に最も近いものは、次のうちどれか。

4.3×10⁴

量と単位の次の組み合わせのうち、誤っているものはどれか。

比電離・・・イオン数/100 eV

天然に存在する放射性核種から放出されるα線の物質との相互作用に関する次の記述のうち、誤っているものはどれか。

気体のα線に対するW値は、β線に対するW値より2倍以上大きい。

次の数値のうちで空気のW値（eV）に最も近いものはどれか。

次の放射線のうち、物質内の飛程に対する平均LET が最も大きいものはどれか。

5.3 MeVのα線

チェレンコフ放射が起こる条件として正しいものは、次のうちどれか。

荷電粒子が物質中を光速より速く進むとき

次の記述のうち、正しいものはどれか。

吸収線量は、すべての電離放射線に対して用いられる物理量である。

次の組み合わせのうち、直接関係のあるのはどれか。2つ選べ。

LET・・・阻止能, 線エネルギー付与・・・keV・μm⁻¹

同じエネルギーのα粒子と重陽子の飛程の比（α粒子／重陽子）はいくらか。

1/8

原子核反応における原子番号と質量数の変化について正しい組み合わせはどれか。

中性子が物質から遊離して単独で存在する場合、次のうちどの現象が起こるか。

β壊変を行って陽子に変化する。

次のうち誤っているのはどれか。

速中性子の減速剤としては高原子番号の物質ほど効率が良い。

bのみ

核反応で生じた生成核のうち、β⁻壊変をするのはどれか。

dのみ

次の金属のうち、熱中性子に対する吸収断面積の最大のものはどれか。

核反応²³⁵U＋n→ ²³⁶U＋γを表わす次の記述のうち、正しいものはどれか。

中性子捕獲反応

0.025 eVの熱中性子の速度は、次のうちどれか。ただし、中性子の質量は1.67x10⁻²⁷kg、1eV=1.6x10⁻¹⁹Jとする。

2.2 x 10⁵cm/s

¹⁰Bの熱中性子に対する吸収断面積は極めて大きい。その際の核反応は、次のうちどれか。

(n,α)

次の記述のうち、誤っているものはどれか。

核内に中性子を含まない核種はない。

³He、¹⁰B、¹¹³Cd、²³⁵Uは熱中性子の測定に用いられる。これらの核種と熱中性子との核反応式の組み合わせのうち正しいものはどれか。

熱中性子による²³⁵Uの核分裂において放出されるエネルギーは、ほぼ次のどれに当たるか。

200MeV

0.025 eVのエネルギーをもつ熱中性子の速度は、2.2✕10⁵cm/sである。中性子の質量（g）は、次のうちどれか。ただし、1eV=1.6✕10⁻¹⁹Jとする。

1.67 × 10⁻²⁴

次の記述のうち、正しいものはどれか。

核内の陽子は、軌道電子を捕獲して中性子に壊変することがある。

次の記述のうち、誤っているものはどれか。

中性子の質量は陽子と電子の質量の和より小さい。

エネルギーEnの中性子が¹³Cによって散乱される場合の¹³Cの最大反跳エネルギーとして正しいものはどれか。

0.265En

中性子による核反応に関し、主として速中性子によって起こる反応は、次のうちどれか。

²³⁸U(n,f)

次の組み合わせのうち関連のないものはどれか。

ベータトロン・・・重イオン源

a-dのすべて

次のうち直線加速器のマイクロ波発振管として正しいものはどれか。

マグネトロン

dのみ

次のうち誤っているのはどれか。

コッククロフト・ウォルトン型は回転する絶縁ベルトにより電荷を上方に運び高電圧を得ている。

a-dのすべて

陽子の加速に適している加速器はどれか。 a. 直線加速器 b. ベータトロン c.シンクロトロン d. サイクロトロン

a.c.dのみ

一般にサイクロトロンで加速されない粒子はどれか。

電子

直線加速器に使用するマイクロウェーブ発振管はどれか。2つ選べ。

クライストロン, マグネトロン

次の組み合わせのうち最も関係の少ないのはどれか。

コッククロフト・ウォルトン型加速器・・・絶縁ベルト

次の装置で加速に高周波を使うのはどれか。 a.リニアック b. サイクロトロン c.コッククロフト・ウォルトン加速器 d. バンデグラフ加速器

a.bのみ

10, 4, 8, 2, 3, 6, 1, 7, 9, 5

次の5種の荷電粒子加速器のうち、静電加速方式によるものはどれか。

コッククロフト・ウォルトン加速器

2, 2, 4, 10, 6, 8, 9

次の粒子加速器とそれに関係の深い事項の組み合わせのうち、最も適当な組み合わせはどれか。

直線加速器・・・導波管

aとd

次の加速器のうち、最も高いエネルギーの陽子を作り出しているものはどれか。

シンクロトロン

次の加速器のうち、加速荷電粒子の軌道がほぼ一定の円軌道であるものはどれか。

シンクロトロン

次の粒子加速器のうち、交流磁場を使用するものはどれか。

ベータトロン

ベータトロンの加速原理について正しいものはどれか。

時間的に変化する磁場内で電子を一定半径の円周上で運動させて加速する。