放射線物理学序論

91問 • 2ヶ月前

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次のうち誤っているのはどれか。

電気振動と磁気振動の方向は互いに平行であり、進行方向はこれらの振動方向に直角な方向である

光子のエネルギーEは次の式で表される。この説明として正しいのはどれか。 E=hν、ν=c/λ a. cは光の速度で、その値は2.998✕10¹⁰cm/sである。 b. λは光の波長で長くなればエネルギーも大きくなる。 c. νは光の振動数である。 d. hはブランクの定数でその値は6.626✕10⁻³⁴J・sである。

a.c.dのみ

光子の振動数をν、プランク定数をh、光速度をcとすると、光子の運動量として正しいものは、次のうちどれか。

hν/c

電子の波長λを表わす式の表示のうち、正しいものはどれか。ただし、hはプランク定数、mは電子の質量、νは電子の速度であり、非相対論的表示とする。

h/mν

次の記述のうち誤っているものはどれか。

光子は質量が0であるので運動量も0である

次の組み合わせのうち正しいのはどれか。 a. 電荷･･･C b.エネルギー･･･eV C. プランク定数･･･J・s d. 波長･･･cm

a～dのすべて

次のうち、エネルギーの単位でないものはどれか。

dyn

1eVの光子の波長は、次のうちどれが正しいか。ただし、h=6.6x10⁻³⁴1 J・s、1eV=1.6x 10⁻¹⁹Jである。

12,400Å

電子を真空中でEkVの電位差を持つ2つの電極間で加速したとき、電子の得る運動エネルギーはいくらか。ただし、電子の電荷をeCとし、電子の初速度は0とする。

EkeV

4x10⁵m/sの速度で運動している電子のエネルギーはいくらか。ただし、電子の静止質量は9✕10⁻³¹kg、1eV=1.6✕10⁻¹⁹Jとし、相対論効果は無視する。

4.5×10⁻¹eV

次のうち誤っているのはどれか。

光速度は真空中で、2.998x10¹⁰m・s⁻¹である。

原子または原子核の大きさに関する次の記述のうち、正しいものはどれか。

原子の半径は10⁻⁸cm程度である

次のうち誤っているのはどれか。 a.KX線は、K殻の軌道電子が他の軌道へ遷移するときに発生する。 b. 原子中の電子の軌道は、外側からK殻、L殻、M殻・・・という。 C. 外側の軌道電子の方が内側のものよりも、原子核との結合エネルギーが小さい。 d. 原子中の電子が原子から離れて自由になる現象を電離という。

a.bのみ

原子番号の高い（約30以上）原子のK、LおよびM殻の電子配列として正しい組み合わせは次のうちどれか。

2 8 18

次に示したのはボーアの半径の概略値である。どれが正しいか。

0.5Å

次のうち誤っているのはどれか。

原子核の大きさ(直径)はその質量に比例している

次のうち誤っているのはどれか。

原子番号は原子核内の中性子数に等しい

基底状態の水素原子の電離ポテンシャルの値として正しいものは、次のうちどれか。

13.6eV

次のうち正しいのはどれか。 a. 波長1Åの光子のエネルギーは12.4keVである。 b. 電荷eの電子が電位差1Vの真空中で加速されて得た運動エネルギー 1eVである。 C. Einstein（アインシュタイン）の相対論によれば加速された粒子の相対論的質量mは次式で与えられる。ただし、m₀は粒子の静止質量、vは粒子速度、cは光速度とする。 m=m₀/√1-(v/c)² d. 光子のエネルギーEは次式で表される。ただし、hはブランク定数、νは光子の振動数である。 E= hν

a～dのすべて

相対論によれば、運動している粒子の全エネルギーmc²は静止エネルギーm₀c²と運動エネルギーEの和で表される。ここで、mは粒子の質量，m₀は粒子の静止質量、およびcは光速である。運動エネルギー1.02 MeVの電子の相対論的質量は静止質量の何倍になるか。ただし、電子の静止エネルギーは0.511 MeVとする。

3倍

陽子の質量エネルギーで正しいのはどれか。

938.3MeV

次のうち静止状態の質量が1番大きいものはどれか。

中性子

陽子の質量と電子の質量との比(陽子/電子)として、次の数値のうち正しいものはどれか。

1836

エネルギー100 keVの電子が物質に衝突したときに起こる現象のうち誤っているのはどれか。 a. 制動X線の最大エネルギーは物質によらず一定である。 b. 制動X線の発生効率は物質によらず一定である。 C. 発生する特性X線のエネルギーは物質によらず一定である。 d．電子の飛跡に沿って電離や励起が起こる。

b.cのみ

X線管から放射されるX線の最短波長は何によって決まるか。

管電圧

管電圧 60kVにおいて、ターゲットとカソードの間の電子流のもつ運動エネルギ一の何%がX線に変わるか。

1%以下

X線の発生について誤っているのはどれか。

管電圧が100kVのとき、発生するX線の実効エネルギーは100keVである

100kVのX線の最短波長は何nmか。

0.0124

次のうち正しいのはどれか。 a. 原子核の周りの核外電子の軌道のうちK軌道には2個、L軌道には 8個の電子を収容し得る。 b. 物質の質量減弱係数は✕線のエネルギーにより変化するが、物質に固有の不連続点がありこれを吸収端という。 c. 特性X線のエネルギーは一般にKαよりKβの方が大きい。 d. 特性X線は原子に固有なエネルギーを持っている。

a～dのすべて

次のうち正しいのはどれか。 a. 特性✕線のエネルギーは焦点物質が変われば変化する。 b. 特性✕線のエネルギーは線スペクトルである。 c. ある特定の特性✕線のエネルギーは管電流を変えても変わらない。 d. ある特定の特性✕線のエネルギーは管電圧を変えても変わらない。

a～dのすべて

X線管で発生する連続✕線のエネルギー総量Iとして最適なものはどれか。ただし、Kは比例定数、iは管電流、Vは管電圧、Zはターゲットの原子番号である。

I=KiV²Z

次のうち誤っているのはどれか。

X線は質量0であるから運動量も0である

K殼の電子に空位が生じたとき、種々なエネルギーの特性X線が放出されるが、図に示す各特性X線A,B,Cの名称で正しいものはどれか。

X線の最短波長が0.62Åのとき、X線管の電圧は何kVか。

図はタングステンターゲットから発生するX線のスペクトルである。次のうち誤っているものはどれか。

線スペクトルを示すAはK殼に、BはL殼に依存する特性X線である。

次のうち誤っているのはどれか。

X線のエネルギーは波長に比例し、その比例定数をプランクの定数という。

X線(診断用)の発生について誤っているものはどれか。

管電圧が大きくなると、X線の最大エネルギーが大きくなるが、X線の量は変わらない。

電子と物質との相互作用について正しいものはどれか。 a. 二次電子は電離を起こさない。 b. 非弾性衝突により励起および電離が起こる。 c. 電子のエネルギーが増すと制動放射線の発生が多くなる。 d. 電子の実用飛程とエネルギーの間には一定の関係はない。

b.cのみ

次の記述のうち正しいのはどれか。

K特性X線の波長はその物質の原子番号の2乗に、ほぼ反比例する。

次のa～dの記述のうち、正しいものの組み合わせはどれか。 a. KX線の波長は原子番号の増加と共に短くなる。 b. 同じ原子のKX線の波長はLX線の波長より長い。 c. 特性X線は原子核から放出されない。 d. 特性X線は一般に制動放射線より波長が短い。

a.cのみ

1MeVのX線がある散乱体に入射し、散乱角135度で後方散乱している場合、散乱体内に吸収されるエネルギーは次のうちどれか。

約0.77keV

光子に関するa～dの記述のうち正しい組み合わせはどれか。 a. 線減弱係数は媒質の密度に無関係である。 b. 電子対生成に対する線減弱係数は光子エネルギーに無関係である。 c. 質量エネルギー吸収係数は媒質の密度に無関係である。 d. コンプトン効果に対する質量減弱係数は、光子エネルギーの増加とともに減少する。

cとd

エネルギー 5MeVの光子に対するある物質の線減弱係数をμ、線エネルギー転移係数をμtr、線エネルギー吸収係数をμₐbと記したとき、これらの3種類の大小関係は次のうちどれか。

μ₁＞μtr＞μₐb

次のa～dの記述のうち、正しいものの組み合わせはどれか。 a. 2 MeV光子によってつくられる電子・陽電子対は、おのおの0.49 MeVの運動エネルギーをもつ。 b. 光子エネルギーが小さいとき、光電子は入射光子の方向に対して直角方向に多く放出されるが、光子エネルギーが増加するにつれて前方に多く放出されるようになる。 c. コンプトン効果によって物質から蛍光（特性）X線が放出されることはない。 d. 入射光子エネルギーにかかわらず、コンプトン電子は、後方には放出されない

b.dのみ

ある単色X線が、厚さ2.5mmの銅板を通過したら、線量率が1/8に減少した。このX線に対する半価層[mmCu]および線減弱係数[mm⁻¹]を計算せよ。

強度I₀の単色X線を、2枚の吸収板を重ねて減弱させたとき、透過X線の強度を表す式として正しいのはどれか。ただし、各吸収板の線減弱係数をμ₁およびμ₂、厚さをt₁およびt₂とする。

単色X線による減弱係数は、式(1)で表されるが、次のうち正しいものはどれか。

a.c.dのみ

あるX線に対するアルミニウム(比重:2.7)の半価層は25.6mmであった。この場合質量減弱係数(cm²/g)はいくらか。

0.1

次のうちコンプトン効果について誤っているものはどれか。

入射光子の波長と散乱光子の波長の差は散乱の角度に無関係である

次のうち光電効果に最も適したものはどれか。

光子が物質との相互作用により運動エネルギーを全部失い、二次電子を放出する

次のうち、X線と物質との相互作用はどれか。 a. 電子対生成 b. 制動放射 c. コンプトン散乱 d. 光電効果

a.c.dのみ

1 MeV 程度の光子による光電効果に関する記述a～dのうち正しい組み合わせはどれか。 a. 光子のエネルギーをE、軌道電子の電離ポテンシャルをIとすると、光電子のエネルギーはE-Iである。 b. 光子が軌道電子によって散乱され、そのエネルギーと方向を変える現象で、電子を放出する。 c. 原子核に近い軌道電子の方が光電効果を受けやすい。 d. 光子と軌道電子との間の弾性散乱である。

aとc

X線と物質の相互作用について誤っているものはどれか。

コンプトン効果で散乱されたX線は、入射X線より波長が短い

電気の光子に対する質量減弱係数を示した。それぞれの曲線の示す正しいものはどれか。

次のうち誤っているのはどれか。

コンプトン線の最短波長は管電圧によって決まる

陽電子の消滅放射線について誤っているのはどれか。

物質中で1個の陽電子が消滅すると2個の消滅放射線が発生し、それらの放出方向は互いに無関係である

X線のコンプトン散乱について誤っているのはどれか。

散乱角は90°以下である

吸収端について誤っているのはどれか。

2種の元素の混合物質の吸収端エネルギーは、各元素の吸収端エネルギーをその元素組織で平均したものに等しい

次のうち誤っているのはどれか。

X線の全減弱係数は光電効果、コンプトン効果および電子対生成のそれぞれの減弱係数の積である

次のうち誤っているのはどれか。 a. 軌道電子に空位が生じた励起原子は、特性✕線を放出して安定原子に戻る。 b. 上記励起原子の一部は、特性✕線のエネルギーを軌道電子に与え、その電子を原子外に放出するときもある。 c. 光電効果は相互作用を起こした光子は消滅し、光子から全エネルギーを付与された軌道電子が、原子外に放出される。 d. 光電効果は常にK殻の電子によるものが最も多い。

dのみ

X線と物質との相互作用の起こる確率について誤っているのはどれか。

電子対生成は物質の原子番号と共に減少する

X線と物質との相互作用のうち、すべてのX線エネルギーが、軌道電子の解放およびその運動エネルギーに消費されるのはどれか。

光電効果

陽電子の消滅に関する次の記述のうち、誤っているのはどれか。

陽電子の消滅は、物質中の原子核との結合による

X線に関する次の記述のうち、誤っているのはどれか。

特性X線のKαX線のエネルギーはKβX線のそれより大きい

安定原子核の核子1個当たりの平均結合エネルギーについて誤っているのはどれか。 a. 質量数が40より120の範囲ではほぼ一定でその値は8.6MeV程度である。 b. 質量数が120より大きくなるに従って徐々に小さな値を示す。 c. 比質量欠損をエネルギーに換算したものである。 d. 質量数が10より小さい場合は8MeVより大きい。

dのみ

次の()に入る正しい組み合わせはどれか。原子質量単位(u)は各核種の中性原子の相対的質量を表したものであり、(ア)を1原子質量単位とする。1原子質量単位は(イ)gである。

次のうち正しいのはどれか。 a. 同位体の核内の陽子数は同じである。 b. 原子番号の同じ核種を同位体（同位元素）と呼ぶ。 c. 同重体の核内の陽子と中性子の和は同じである。 d. 質量数の同じ核種を同重体と呼ぶ。

a～dのすべて

安定原子核の格子当たりの平均結合エネルギーが1番大きいのは次のどの質量数の範囲か。

50-90

正しい組み合わせはどれか。

エネルギーの大きさに関する次の記述のうち、誤っているものはどれか。

水素のK軌道電子の結合エネルギーは13.6keVである

質量数Aの原子核の半径は、一般に次式によって近似される。この式のr₀(cm)としては、次のどの値が適当か。

1.2×10⁻¹³

誤っているのはどれか。 a. 同位体は互いに原子番号が同じで中性子数が異なる。 b. 同重体は互いに質量数が同じで中性子数が異なる。 c. 同中性子体は互いに中性子数が同じで質量数が異なる。 d. 核異性体は互いに原子番号と中性子数が同じで化学的性質が異なる。

dのみ

次のうち正しいのはどれか。

重陽子の電荷と陽子の電荷は等しい

正しいのはどれか。 a. 水素原子の半径は約10⁻¹³mである。 b. 原子核の半径は質量数の立方根に比例する。 c. 原子番号Zの原子の半径は水素原子の半径の約Z倍である。 d. 原子番号Zの原子核の半径はZの2乗に比例する。

bのみ

半減期Tと平均寿命tとの関係を示す式として正しいものはどれか。

t=1.44T

放射性核種の壊変定数をλとすると、半減期Tを表す式はどれか。

T=0.693/λ

次のうち誤っているのはどれか。

β壊変により原子番号は変わらない

次のうち誤っているのはどれか。

中性子はサイクロトロン等の加速器で加速することができる

次のうち誤っているのはどれか。

軌道電子捕獲により、娘核の原子番号は1増加し、質量数は変わらない

次の現象が生じたときオージェ電子が放出されるのはどれか。 a. トムソン散乱 b. 軌道電子捕獲 c. 光電効果 d. 内部転換電子の放出

b.c.dのみ

次の組み合わせのうち関連しないのはどれか。

ガイガー・ヌッタルの法則･･･β壊変

次の組み合わせのうち正しいのはどれか。

a～dのすべて

β壊変で放出されるニュートリノのエネルギーについて正しいのはどれか。

ニュートリノはβ粒子と壊変エネルギーを分け合うので、2つのエネルギーの和はその元素について一定である

次のうちエネルギースペクトルがすべて線スペクトルなのはどれか。 a. α線、β線、γ線 b. オージェ電子、コンプトン反跳、コンプトン散乱光子 c. 制動X線、光電子、ニュートリノ d. 特性X線、消滅放射線、内部転換電子

dのみ

トンネル効果に起因する核壊変で単一エネルギーの粒子を放出するものは、次のうちどれか。

α壊変

次の組み合わせのうち、誤っているのはどれか。

β⁺⁻壊変の際に放出される中性微子･･･線スペクトル

次のうち正しいのはどれか。 a. 内部転換比とは原子核のエネルギー遷移が軌道電子放出によって起こる確率と、γ線放出によって起こる確率の比をいう。 b. 内部転換電子のエネルギーは遷移前後の原子核のエネルギー準位の差および放出される軌道電子と原子核との結合エネルギーによって決まる。 c. 内部転換は軽い核より重い核に多く見られる。 d. 内部転換電子となる軌道電子は原子核に近いものの方がその確率が高い。

a～dのすべて

内部転換に関する次の記述のうち、誤っているものはどれか。

内部転換の際には中性微子が放出される

内部転換係数の定義として、正しいものはどれか。

転換電子の放出確率とγ線の放出確率との比をいう

次のa～dの記述のうち、正しいものの組み合わせはどれか。 a. γ線は、X線よりエネルギーが大きい。 b. 特性✕線は、内部転換に伴って放出されることがある。 c. 制動放射線は、連続スペクトルと線スペクトルからなる。 d. 特性X線は、電子捕獲に伴って放出されることがある。

bとd

原子核Aがα壊変して原子核Bになるとき、壊変エネルギーをQ、α粒子、原子核A、Bの質量をそれぞれmα、mA、mBとすれば、α粒子のエネルギーを表す式は、次のうちどれか。

核医学検査技術学

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核医学検査技術学