放射線物理学 - 1 -

1．光子と物質との相互作用

放射線物理学 - 2 -

(1)光子のエネルギーと原子番号

1 γ線と物質との相互作用でないのはどれか．

1．光電効果

2．制動放射

3．コンプトン散乱

4．レイリー散乱

5．電子対生成

2 10MeV の光子と水（実効原子番号 7.42）との主な相互作用はどれ

か． 2

1．光電効果

2．コンプトン効果

3．電子対生成

4．光核反応

5．干渉性散乱

3 30 MeV の光子と水との相互作用はどれか． 2 つ選べ．

1．干渉性散乱

2．光電吸収

3．コンプトン散乱

4．電子対生成

5．光核反応

4 30keV 光子が水に入射した場合の相互作用はどれか． 2 つ選べ．

1. 光電吸収

2. 光核反応

3. 三対子生成

4. 電子対生成

5. コンプトン散乱

2

2

3 と 4

1 と 5

放射線物理学 - 3 -

5 光子と水の相互作用で光電吸収とコンプトン散乱との断面積が等

しいエネルギー［MeV］はどれか．

1． 0.01

2． 0.04

3． 0.1

4． 0.4

5． 1.0

6 0.1～ 3MeV のエネルギー領域にあるγ線に対し，コンプトン散乱の

断面積が他の断面積と比して最も大きい物質はどれか．

1．水（実効原子番号 7.42）

2．アルゴン（ Z＝ 18）

3．鉄（ Z＝ 26）

4．ヨウ素（ Z=53）

5．鉛（ Z=82）

7 光子と物質の相互作用で正しいのはどれか． 2 つ選べ．

1． 70keV の光子とヨウ素の相互作用は主に光電効果である．

2． 100keV の光子と水の相互作用は主にコンプトン効果である．

3． 1MeV の光子と鉛の相互作用は主に光電効果である．

4． 2MeV の光子と水の相互作用は主に電子対生成である．

5． 10MeV の光子と鉛の相互作用は主にコンプトン効果である．

8 1 3 7Cs 線源からのγ線が生体に入射したときの確率が大きい順に並

んでいるのはどれか． 3

1．光電効果＞コンプトン効果＞電子対生成

2．光電効果＞電子対生成＞コンプトン効果

3．コンプトン効果＞光電効果＞電子対生成

4．コンプトン効果＞電子対生成＞光電効果

5．電子対生成＞コンプトン効果＞光電効果

2

1

1 と 2

3

放射線物理学 - 4 -

(2)光子のエネルギーと質量減弱係数

1 光子エネルギーに対する骨の質量減弱係数の変化を図に示す．

コンプトン散乱の断面積を示す曲線はどれか．

1．①

2．②

3．③

4．④

5．⑤

2 図に示されたヨウ化ナトリウム（NaI）の質量減弱係数における①

～④の相互作用及び⑤の吸収端について正しい組合せはどれか．

① ② ③ ④ ⑤

1．光電効果 レイリー散乱 電子対生成 コンプトン効果 L 吸収端

2.光電効果 レイリー散乱 コンプトン効果 電子対生成 L 吸収端

3．レイリー散乱 コンプトン効果 光電効果 電子対生成 K 吸収端

4．レイリー散乱 光電効果 コンプトン効果 電子対生成 K 吸収端

5．光電効果 レイリー散乱 コンプトン効果 電子対生成 K 吸収端

3

4

放射線物理学 - 5 -

3 ある物質の光子エネルギーに対する質量減弱係数の関係を図に示

す．この物質はどれか．（ 71 回）

1． Al

2． Cu

3． I

4．Mo

5． Pb

4 質量減弱係数が依存しないのはどれか． 2

1．光電効果断面積

2．物質の密度

3．コンプトン効果

4．物質の原子番号

5．光子エネルギー

3

2

放射線物理学 - 6 -

(3)光電効果

放射線物理学 - 7 -

1 光子のエネルギーから軌道電子の結合エネルギーを差し引いたエ

ネルギーの電子を放出させる現象はどれか．

1．光電効果

2．軌道電子捕獲

3．コンプトン効果

4．電子対生成

5．制動放射

2 光電効果で正しいのはどれか．

1．光子と物質との弾性衝突である．

2．光電子は連続エネルギー分布を示す．

3．原子核に近い軌道電子の方が起こしやすい．

4．原子断面積はγ線エネルギーに依存されない．

5．光電効果に伴って特性 X 線が放出されることはない．

3 光電効果で正しいのはどれか．

1．光子は軌道電子との衝突で散乱される．

2．光電子の放出される角度分布は均一である．

3．光子エネルギーが K 吸収端より高い場合にしか起きない．

4．光電効果に対する線減弱係数は光子エネルギーに反比例する．

5．光子のエネルギーが軌道電子の結合エネルギーより大きいときに起

こる．

4 光電効果で正しいのはどれか．

1．原子断面積は原子番号の 3.5 乗に比例する．

2．光電効果に伴って内部転換電子が放出されることがある．

3． 光電効果に対する線減弱係数は物質の原子番号の 2 乗に比例する．

4． K 軌道電子に対する断面積の方が L 軌道電子に対するものより小

さい．

5． 光電効果の原子当たりの断面積は光子エネルギーの増加とともに増

加する．

1

3

5

1

放射線物理学 - 8 -

5 光電効果で正しいのはどれか．（ 68 回）

1．軌道電子との弾性散乱である．

2．断面積は吸収端で急激に変化する．

3．光電子の反跳角は原子に固有の値となる．

4． L 吸収端のエネルギーは K 吸収端より高い．

5．入射光子と光電子の運動エネルギーは等しい．

2

放射線物理学 - 9 -

(4)コンプトン散乱

放射線物理学 - 10 -

1 コンプトン散乱で正しいのはどれか．

1．主として K 殻軌道電子によって起こる．

2．散乱光子の波長は入射光子の波長より長い．

3．反跳電子の角度は散乱光子の角度より大きい．

4．コンプトン効果は光子の波動性を示す現象である．

5．反跳電子のエネルギーは散乱光子のエネルギーより常に大きい．

2 コンプトン散乱で正しいのはどれか． 2 つ選べ．

1．前方に散乱される光子ほどエネルギーが小さい．

2．エネルギー保存則と運動量保存則とによって説明できる．

3．散乱光子の中には入射光子の振動数より大きいものが含まれる．

4．散乱光子と入射光子の進行方向が近くなるほど反跳電子のエネルギ

ーも相対的に大きい．

5．非弾性散乱である．

2

２と 5

放射線物理学 - 11 -

3 コンプトン散乱で放出される軌道電子のエネルギーが最大となる角

度はどれか．

1． 0°

2． 45°

3． 90°

4． 135°

5． 180°

4 コンプトン効果により反跳電子の運動エネルギーが最大となるとき，

入射γ線と散乱γ線のなす角度はどれか．

1． 0°

2． 45°

3． 90°

4． 135°

5． 180°

5 1 3 7Cs 線源から放出されたγ線のコンプトン散乱において反跳電子

が最大となるエネルギー（ keV）はどれか． 3

1． 184

2． 331

3． 478

4． 511

5． 662

6 1MeV の γ線とアルミニウムとのコンプトン散乱によって， 0.5

MeV の反跳電子が放出された．この場合の散乱γ線の散乱角で最も近

いものはどれか．

1． 15°

2． 30°

3． 45°

4． 60°

5． 135°

1

5

3

4

放射線物理学 - 12 -

7 2MeV の光子がコンプトン散乱を起こしたとき，散乱角 90°の光子

のエネルギー E1 と散乱角 180°の光子のエネルギー E2 の比 (E1/E2）と

して最も近い値はどれか．

1． 1.2

2． 1.4

3． 1.6

4． 1.8

5． 2.0

8 2.044 MeV のγ線がコンプトン散乱するとき，散乱光子のエネルギ

ー最小値は入射光子のエネルギーの何倍か．

1． 1

2． 1/2

3． 1/4

4． 1/6

5． 1/9

4

5

放射線物理学 - 13 -

(5)電子対生成

放射線物理学 - 14 -

1 電子対生成で正しいのはどれか．

1．特性 X 線が放出される．

2．光子と原子核の電場との相互作用によって生じる．

3．電子対生成が起こった位置で消滅放射線が発生する．

4．原子当たりの断面積は媒質の原子番号の 3 乗に比例する．

5．生成された電子と陽電子の運動エネルギーの和は 1.022MeV であ

る．

2 電子対生成で生じた電子と陽電子の全運動エネルギーが 5MeV の

とき，入射光子のエネルギー [MeV]に最も近いのはとれか．ただし，入

射光子のエネルギーは単一スペクトルとする．（ 69 回）

1． 5

2． 6

3． 8

4． 10

5． 11

3 光子と物質との相互作用で正しいのはどれか．（ 68 回）

1．電子対生成のしきいエネルギーは 1.022MeV である．

2．電子対生成で生じる電子と陽電子の運動エネルギーは等しい．

3．三電子生成のしきいエネルギーは 1.533MeV である．

4．三電子生成では 1 個の電子と 2 個の陽電子が生成される．

5．三電子生成は原子核の Coulomb(クーロン )場との相互作用によっ

て起きる．

＜未出題問題＞

11.02MeV のγ線が電子対生成を起したとき，陰電子のエネルギーが陽

電子の 4 倍となっていた．陰電子のエネルギー（MeV）を求めよ．

2

2

1

放射線物理学 - 15 -

(6)トムソン・光核反応など

1 光子と物質との相互作用で正しいのはどれか．

1．トムソン散乱ではエネルギーをすべて失う．

2．光電効果を起こした光子は光電子を放出して自身は散乱される．

3． コンプトン散乱における散乱光子のエネルギーは散乱方向によらず

一定である．

4．電子対生成は光子のエネルギーが 1.02 MeV 以上で起こる．

5．光核反応のしきいエネルギーは核種に依存せず－定である．

2 光子と物質との相互作用で正しいのはどれか．

1．トムソン散乱は非干渉性散乱である．

2．光電効果に伴うオージェ電子は連続スペクトルを示す．

3． 1MeV のγ線と生体との主な相互作用はコンプトン散乱である．

4．電子対生成により生成される陰電子と陽電子とのエネルギーは等し

い．

5．光核反応にはしきいエネルギーは存在しない．

3 光子と物質との相互作用で正しいのはどれか． 2 つ選べ．

1．トムソン散乱は減弱に寄与する．

2．光電効果によって放出される電子の運動エネルギーは光子のエネル

ギーに等しい．

3．光電効果は光電子と特性 X 線の放出を伴う．

4．コンプトン散乱は内側の軌道電子と相互作用を起しやすい．

5．電子対生成のしきいエネルギーは 0.511 MeV である．

4 X 線と物質との相互作用で正しいのはどれか．（第 67 回）

1． X 線光子のエネルギーが低いほどレイリー散乱の寄与は小さい．

2．光電効果では運動量の保存則は成り立たない．

3．コンプトン電子の最大エネルギーは入射 X 線光子のエネルギーに

等しい．

4．電子対生成は原子核の周りのクーロン場との相互作用により生じる．

5．光中性子が生じるしきい値エネルギーは元素に関係ない．

4

3

１と 3

4

放射線物理学 - 16 -

2．特性 X 線・オージエ電子

放射線物理学 - 17 -

1 正しいのはどれか．

1． Kβ線の方が Kα線よりエネルギーが小さい．

2．エネルギーは原子核のエネルギー準位の差で決まる．

3．特性 X 線の振動数は物質の原子番号が大きいほど大きい．

4． K 殻特性 X 線の方が L 殻特性 X 線よりエネルギーが低い．

5．電子が原子核のクーロン場により減速される過程において発生する．

2 特性 X 線について正しいのはどれか． 2 つ選べ．

1．連続スペクトルである．

2．内部転換は特性 X 線放出の原因となる．

3．特性 X 線の放出とオージェ電子の放出は競合しない．

4． KX 線のエネルギーは原子番号の増加とともに高くなる．

5．同一原子では LX 線のエネルギーは KX 線のエネルギーより高い．

3

2

2 と 4

放射線物理学 - 18 -

3 特性 X 線に関係するのはどれか．

1．クラマースの式

2．メスバウアー効果

3．モーズレーの法則

4．デュエン -ハントの法則

5．ガイガー -ヌッタルの法則

4 モーズレイの法則に含まれる物理量はどれか．

1．振動数

2．運動量

3．静止質量

4．原子番号

5．プランクの定数

5 特性 X 線で正しいのはどれか． 2 つ選べ．

1．エネルギーは元素固有である．

2． Kαの放出確率は Kβよりも小さい．

3． Kαのエネルギーは Kβよりも小さい．

4．エネルギースペクトルは連続である．

5．蛍光収率は原子番号が大きいほど小さい．

3

1 と 4

１と 3

放射線物理学 - 19 -

6 1 壊変当たりのオージェ電子の放出確率が一番大きいものはどれ

か．

1． 51Cr

2． 54Mn

3． 55Fe

4． 64Cu

5． 65Zn

7 オージエ電子が放出されることがないのはどれか．

1．電子線の衝突損失

2．γ線による電子対の生成

3．γ線による光電子の放出

4．内部転換による電子の放出

5．軌道電子捕獲（ EC）による壊変

1

2

放射線物理学 - 20 -

3．減弱の計算

放射線物理学 - 21 -

1 半価層について正しいのはどれか．

1．物質中の吸収線量の測定によって求められる．

2．照射野はできるだけ大きくして測定する．

3．制動放射 X 線の場合，第 1 半価層は第 2 半価層より大きい．

4．特性 X 線の場合，均質係数（均等度）は 1 に近い．

5．散乱線の寄与も測定値に含まれるよう考慮して決定する．

2 6 0Co のγ線に対する遮蔽効果の最も大きいものはどれか．

ただし，鉛，鉄及びコンクリートの密度（ g /cm3）は，それぞれ 11.4，

7.8， 2.35 とする．

1． 2cm 厚さの鉛

2． 5cm 厚さの鉄

3． 10cm 厚さのコンクリート

4． 4cm 厚さのコンクリートと 1cm 厚さの鉛とを合わせたもの

5． 4cm 厚さのコンクリートと 2cm 厚さの鉄とを合わせたもの

3 線減弱係数が 0.20cm－ 1 を持つ物質の半価層の厚さは何 cm か．

ただし， logｅ 2＝ 0.693 とする．

1． 1.0

2． 1.4

3． 3.5

4． 7.0

5． 14.0

4 単色 X 線が厚さ 1 .2 mm 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）と線減弱係数 (mm－ 1）と

の組合せで正しいのはどれか．

半価層 線減弱係数

1． 0.15 ――― 0.69

2． 0.3 ―――― 0.21

3． 0.3 ―――― 2.31

4． 0.4 ―――― 1.73

5． 0.4 ―――― 2.77

4

2

3

4

放射線物理学 - 22 -

5 アルミニウムの厚さに対する 1MeV 光子の透過率の変化を図に示

す．線減弱係数 [cm - 1]はどれか．ただし loge2=0.693 とする．

1． 0.06

2． 0.17

3． 0.45

4． 4.1

5． 5.9

6 エネルギー 1MeV の細い線束のγ線に対するアルミニウムの半価層

が 4.0cm であったとき，質量減弱係数 (cm 2.g— 1)はどれか．ただし，

アルミニウムの密度は 2.7g.cm－ 3 とする．

1． 0.064

2． 0.093

3． 0.17

4． 0.25

5． 1.48

＜未出題問題＞

ある単一エネルギーＸ線の細い線束が厚さ 0.5ｃｍのアルミニウム板

を通過したとき強度が１／１０になった．この線束に対するアルミニ

ウムの半価層（ cm）を求めよ．

2

1

放射線物理学 - 23 -

7 1MeV のγ線がアルミニウム（密度 2.7g・ cm－ 3)に入射したとき，

最初に相互作用を起こすまでに通過する距離 (cm)の平均値として最

も近いのはどれか．ただし， 1MeVγ線のアルミニウムに対する質量減

弱係数は 0.061 cm2・ g－ 1 とする．

1． 0.61

2． 1.6

3． 6.1

4． 16

5． 61

8 密度 11.3g・cm－ 3 の鉛にγ線が入射したときの質量減弱係数は 8.8

×10－ 2 2・ g－ 1 であった．このときの平均自由行程［ cm］に最も近

いのはどれか．（ 71 回）

1． 0.70

2． 0.99

3． 1.01

4． 1.43

5． 2.32

＜未出題問題＞

0.5MeV の光子に対する鉛の光電効果による線減弱係数は 0.9368cm

－ 1，コンプトン効果による線減弱係数は 0.7633cm－ 1 であった．鉛の

密度を 11.342ｇ･ｃｍ － 3 としたとき，鉛の全質量減弱係数（ｃｍ 2・ｇ

－ 1）を計算せよ．

3

3

放射線物理学 - 24 -

9 光子と物質の相互作用に関する係数を大きいものから順に並べた

とき，正しいのはどれか．

1．質量エネルギー吸収係数＞質量減弱係数＞質量エネルギー転移係数

2．線エネルギー転移係数＞線減弱係数＞線エネルギー吸収係数

3．質量エネルギー転移係数＞質量エネルギー吸収係数＞質量減弱係数

4．線減弱係数＞線エネルギー吸収係数＞線エネルギー転移係数

5．線減弱係数＞線エネルギー転移係数＞線エネルギー吸収係数

10 エネルギー E の光子の光電効果に対する線エネルギー転移係数τ

t r，線減弱係数τ，及び吸収された光子当たりの特性 X 線として放出さ

れるエネルギーδとの関係を示す式はどれか．

11 エネルギー hνの光子のコンプトン散乱による線エネルギー転移

係数σ ac，線減弱係数σ c，コンブトン電子の平均エネルギー E c の関係式

はどれか．ただし，mc2 は電子の静止エネルギーとする． 5

12 単位体積当たりの原子の個数 [cm－ 3]を表す式はどれか．ただし，

原子番号を Z，原子量を A，アボガドロ定数を NA，密度をρ［ g・ cm－

3］とする．（ 71 回）

5

1

5

1

放射線物理学 - 25 -

4．X 線の発生

放射線物理学 - 26 -

1 管電圧 150kV の制動放射線の最短波長 (nm)はどれか．

1． 0.00186

2． 0.0083

3． 0.0186

4． 0.083

5． 0.186

2 X 線の最短波長が 2×10－ 2 nm のとき管電圧は何 kV か．

1． 16

2． 24

3． 42

4． 62

5． 124

3 エネルギーが 0.511MeV に等しい光子の波長（m）はどれか．

ただし，光速を 3×108m /s,素電荷を 1.6×10－ 1 9C，プランク定数を 6.6

×10－ 3 4Js とする．（ 67 回）

1． 9.1×10－ 31

2． 1.7×10－ 27

3． 1.4×10－ 23

4． 2.4×10－ 12

5． 1.8×10－ 10

2

4

4

放射線物理学 - 27 -

4 X 線の発生で正しいのはどれか．

1．特性 X 線は連続エネルギーを示す．

2． X 線の発生効率は管電圧の 2 乗に比例する．

3．特性 X 線のエネルギーは管電圧に依存する．

4．特性 X 線の発生とオージェ電子の放出とは競合する．

5．連続 X 線の最短波長はターゲットの原子番号によって決まる．

5 X 線の発生について正しいのはどれか．

1．連続 X 線の最短波長はターゲットの原子番号によって決まる．

2．制動放射によるＸ線のエネルギーは線スペクトルを示す．

3．Ｘ線の発生効率は管電圧の 2 乗に比例する．

4． k 殻特性 X 線のエネルギーは管電圧に依存する．

5．特性Ｘ線の放出確率は Kα線の方が Kβ線より大きい．

6 X 線の発生で誤っているのはどれか． 2 つ選べ。

1．特性 X 線の発生とオージェ電子の放出とは競合する．

2．特性 X 線の放出確率は Kα線の方が Kβ線より大きい．

3．制動放射による X 線のエネルギーは単一スペクトルを示す．

4．制動放射線の最大エネルギーはターゲット物質に依存する．

5．モリブデンの K-X 線はタングステンのそれよりエネルギーが低い．

7 X 線の発生で正しいのはどれか．

1．制動 X 線の最短波長は管電圧に比例する．

2． X 線の発生強度は管電圧の 2 乗に比例する．

3．特性 X 線のエネルギーは管電圧に依存する．

4．エネルギーフルエンスは管電圧波形に依存しない．

5．特性 X 線の発生は入射電子のエネルギーに依存しない．

8 誤っているのはどれか．

1．特性 X 線のエネルギーは元素固有である．

2． Kα特性 X 線の放出確率は Kβ特性 X 線より小さい．

3．特性 X 線に代わり電子が放出されることがある．

4．制動 X 線は連続スペクトルである．

5．放射光は電子の偏向による制動放射線である．

4

5

3、4

2

2

放射線物理学 - 28 -

9 正しいのはどれか．

1．制動 X 線の照射強度は管電圧に比例する．

2．制動 X 線の第 1 半価層は第 2 半価層に等しい．

3．管電圧が 120 kV のとき X 線の実効エネルギーは 120keV である．

4．管電圧が 124kV のとき発生する X 線の最短波長は 10－ 1 1m であ

る．

5．管電圧が 70kV のときタングステンターゲットから特性 X 線は発

生しない．

＜未出題問題＞

74W ターゲットの X 線管で管電圧 100ｋV のときの制動 X 線の発生効

率は 0.74％であった．同一の X 線管で管電圧を 120ｋ V に設定したと

き，発生効率（％）を求めよ．

4

放射線物理学 - 29 -

5．エックス線管

1 X 線管で誤っているのはどれか．

1．ターゲットは融点高い物質を用いる．

2． X 線の焦点はできるだけ小さくする．

3．Ｘ線のスペクトルは管電圧に依存する．

4．ターゲットは熱伝導度の大きな金属で埋め込まれている．

5．ターゲットの原子番号が大きいほどＸ線の最大エネルギーは大きい．

2 タングステン陽極の X 線管が発生する X 線のエネルギースペクト

ルを図に示す．管電圧［ kV］はどれか．

1． 40

2． 59

3． 66

4． 69

5． 120

3 診断領域 X 線のエネルギースペクトルを図に示す．正しいのはど

れか．

1． A の管電圧は 95 kV である．

2． A と B の管電流は同じである．

3． A と B のターゲットは異なる．

4． B にフィルタを付加すると A の形状に近づく．

5． A と B に L 殻への遷移による特性 X 線が認められる．

5

5

1

放射線物理学 - 30 -

4 Mo ターゲット，Mo フィルタを使用した X 線のエネルギースペク

トルの図を示す．Mo の K 吸収端のエネルギー［ keV］はどれか．

1. 3

2. 7

3. 17

4. 20

5. 25

5 X 線源装置の総ろ過を増したときの変化で正しいのはどれか．

1．半価層は薄くなる． （ 71 回午前）

2．線質指標は低くなる．

3． X 線量は少なくなる．

4．実効エネルギーは低くなる．

5．被写体コントラストは低くなる．

4

5

放射線物理学 - 31 -

6．荷電粒子と物質の相互作用

(1)制動放射（X 線管に関連した内容）

放射線物理学 - 32 -

1 物質との相互作用において制動放射線を最も発生させやすいもの

はどれか．

1．α 線

2．β 線

3．γ 線

4． X 線

5．中性子線

2 放射線と物質の相互作用で連続的なエネルギー分布の X 線を発生

する現象はどれか．

1．γ線の光電効果

2．γ線のコンプトン効果

3．γ線の電子対生成

4．β－線の電離

5．β－の制動放射

2

5

放射線物理学 - 33 -

3 制動放射線で正しいのはどれか． 2 つ選べ．（ 67 回）

1．発生強度は管電流に比例する．

2．最短波長は管電圧に比例する．

3．最大振動数は管電流に比例する．

4．最大エネルギーは管電流に比例する．

5．発生効率はターゲットの原子番号に比例する．

4 制動放射線について誤っているのはどれか．

1．全強度は管電圧の 2 乗に比例する．

2．Ⅹ線全強度 (光子数×そのエネルギー )はターゲット物質中での相

互作用数に比例する．

3．相互作用数は入射電子数に比例する．

4．全強度はターゲット物質の原子番号に比例する．

5． X 線発生効率はターゲット物質の原子番号に反比例する．

5 制動放射で正しいのはどれか．

1．発生強度は管電圧の 2 乗に反比例する．

2．最短波長は管電圧の最大値に比例する．

3．エネルギー分布は線スペクトルである．

4．診断用 X 線装置の発生効率は約 8％である．

5．電子のエネルギーが大きいほど前方の強度が増大する．

6 制動 X 線で正しいのはどれか． 2 つ選べ．

1．連続エネルギースペクトルを示す．

2．発生効率はターゲット物質の硬度に比例する．

3．発生効率は電子の運動エネルギーに反比例する．

4．電子が原子核のクーロン場で減速されて発生する．

5．最大工ネルギーは軌道電子のエネルギー準位に依存する．

7 制動放射線で正しいのはどれか． 2 つ選べ．

1．診断用Ⅹ線領域では制動放射線が主である．

2．診断領域での発生効率は 10％程度である．

3．総エネルギー (全強度 )は管電圧の 2 乗に反比例する．

4．強度はターゲット物質の原子番号に反比例する．

5．放射方向の角度分布は入射電子のエネルギーによって変化する．

1 と 5

5

5

1 と 4

1 と 5

放射線物理学 - 34 -

8 制動放射線で正しいのはどれか． 2 つ選べ．

1．発生強度は管電流に比例する．

2．発生強度は管電圧に比例する．

3．発生効率は管電流に比例する．

4．発生効率はターゲットの原子番号に比例する．

5．最大エネルギーは管電流に比例する．

9 制動 X 線で正しいのはどれか．（ 68 回）

1．第 1 半価層は第 2 半価層より厚い．

2．実効エネルギーは線質表示に用いられる．

3．最短波長はターゲットの原子番号で決まる．

4．発生効率はターゲットの原子番号に反比例する．

5．エネルギー分布は Moseley(モーズレー )の法則に従う．

10 クラマースの式に密接に関係するのはどれか．

1．特性Ⅹ線

2．制動放射線

3．パウリの原理

4．トムソン散乱

5．モーズレーの法則

１と 4

2

2

放射線物理学 - 35 -

(2) 電子（β線）と物質との相互作用

放射線物理学 - 36 -

1 β線による制動放射線で正しいのはどれか．

1．単一スペクトルを示す

2．エネルギーの低いβ線の方が発生しやすい．

3．鉄よりもプラスチックの方が発生しやすい．

4．原子核のクーロン力との相互作用により起きる．

5．β線によって励起された原子核から発生した光子である．

2 制動放射線が発生しやすい順に並べられているのはどれか．

1．鉛＞ホウケイ酸ガラス＞アクリル樹脂

2．ホウケイ酸ガラス＞鉛＞アクリル樹脂

3．ホウケイ酸ガラス＞アクリル樹脂＞鉛

4．アクリル樹脂＞鉛＞ホウケイ酸ガラス

5．アクリル樹脂＞ホウケイ酸ガラス＞鉛

3 9 0Sr 線源を 0.5 厚の鉛容器に入れ，容器の外側から GM サーベ

イメータで測定したところ放射線が検出された．

検出された放射線はどれか．

1．γ線

2．β線

3．β線と制動放射線

4．制動放射線

5．γ線と制動放射線

4

1

4

放射線物理学 - 37 -

4 臨界エネルギーとは放射損失と衝突損失とが等しいエネルギーで

ある．原子番号 82 の鉛に対する電子の臨界エネルギー (MeV)はどれ

か．

1． 10

2． 20

3． 30

4． 50

5． 80

5 鉛の電子に対する放射阻止能と衝突阻止能がほぼ等しくなるエネ

ルギー [MeV]はどれか．ただし，鉛の原子番号は 82 である．

1. 5

2. 10

3. 15

4. 20

5. 25

6 炭素に対する電子の臨界エネルギー (MeV)に最も近いのはどれか．

1． 8.2

2． 10

3． 41

4． 82

5． 137

7 ある物質の電子に対する衝突損失と放射損失による質量阻止能の

関係を図に示す．この物質はどれか．

1． 6C

2． 20Ca

3． 29Cu

4． 53I

5． 82Pb

1

2

5

4

放射線物理学 - 38 -

8 電子エネルギーに対するある物質の質量放射阻止能と質量衝突阻

止能の関係を図に示す．ある物質はどれか．（ 70 回）

1． 13Al

2． 29Cu

3． 42Mo

4． 74W

5． 82Pb

2

放射線物理学 - 39 -

9 電子の質量衝突阻止能を決定する因子でないのはどれか．

1．衝突する物質の原子の原子量

2．衝突する物質の原子の質量数

3．衝突する物質の化学的性質

4．電子の静止質量

5．アボガドロ数

10 電子と物質の相互作用で正しいのはどれか．

1．原子番号が大きいほど弾性散乱は小さい．

2．エネルギーが大きいほど弾性散乱は大きい．

3．原子番号が大きいほど質量衝突阻止能は大きい．

4．原子番号が大きいほど質量放射阻止能は大きい．

5．エネルギーが大きいほど質量放射阻止能は小さい．

11 電子と物質との相互作用で正しいのはどれか．（ 69 回）

1．原子番号が大きいほど質量衝突阻止能は大きい．

2．原子番号が大きいほど質量放射阻止能は大きい．

3．原子番号が大きいほど弾性散乱の断面積は小さい．

4．エネルギーが大きいほど質量放射阻止能は小さい．

5．エネルギーが大きいほど弾性散乱の断面積は大きい．

12 電子と物質との相互作用で誤っているのはどれか．

1．弾性散乱では入射電子の進行方向が変化する．

2．衝突損失は励起または電離により消費されるエネルギーである．

3． 1 MeV より低い範囲の衝突損失阻止能は入射電子のエネルギー

が低いほど小さくなる．

4．放射損失は物質の原子番号が高いほど大きくなる．

5．物質中で電離作用によって生じる 2 次電子をδ線と呼ぶ．

3

4

2

3

放射線物理学 - 40 -

13 電子線と物質との相互作用で正しいのはどれか． 2 つ選べ．

1．原子番号が大きいほど弾性散乱は小さい．

2．原子番号が大きいほど放射損失は小さい．

3．エネルギーが大きいほど放射損失は小さい．

4． 10MeV 以上では気体よりも固体の質量阻止能が小さい．

5． 1MeV 以下ではエネルギーが大きいほど衝突損失は小さい．

14 電子と物質との相互作用について誤っているのはどれか．

1．線衝突阻止能は物質の密度に比例する．

2．放射損失は物質の原子番号が大きい程大きい．

3．原子の励起または電離によるエネルギー損失を衝突損失という．

4．後方散乱は散乱体の厚さが厚くなると増え，ある厚さで飽和する．

5．数 MeV 以上の電子線に対する質量衝突阻止能は，同じ物質に対

しては密度が大きい程大きい．

15 電子と物質の相互作用について正しいのはどれか．（ 71 回）

1．線衝突阻止能は物質の密度に比例する．

2．原子番号が大きくなると放射損失は小さくなる．

3．衝突損失は臨界エネルギーを超えると放射損失よりも大きくなる．

4．電子の運動エネルギーが大きくなると密度効果の影響は小さくな

る．

5．水中で Cherenkov＜チェレンコフ＞放射のしきいエネルギーは

2.5keV である．

16 電子と物質との相互作用で正しいのはどれか．（ 67 回）

1．陽電子の飛程は電子より大きい．

2．物質中の飛跡は直線と考えられる．

3．電子と陽電子の対消滅により消滅放射線が放出される．

4．物質中の電子の質量衝突阻止能は物質の原子番号に反比例する．

5．電子のエネルギーが高いほど制動放射によるエネルギー損失の割

合は小さい．

4 と 5

5

1

3

放射線物理学 - 41 -

17 電子と物質との相互作用について誤っているのはどれか．

2 つ選べ．

1．質量衝突阻止能は物質の電子密度が大きいほど小さい．

2．制動放射線の発生は主に外殻電子とのクーロン相互作用に起因す

る．

3．チェレンコフ効果は電子の速度が物質中での光速を超えると起こ

る．

4．衝突損失に対する放射損失の割合は物質の原子番号が大きいほど

大きい．

5．臨界エネルギーとは衝突損失と放射損失とが同じになる電子のエ

ネルギーのことである．

18 電子 (ｅ － )と物質の相互作用で誤っているのはどれか．

1．原子の励起または電離に消費されるエネルギーを衝突損失という．

2．原子核のクーロン力で方向が曲げられ制動放射線を放出する．

3．電離によって放出される 2 次電子のうち電離能力を持つ電子をδ

線という．

4．飛程の終端で消滅γ線を放出する．

5． 1 keV 以上の電子の空気に対するＷ値は約 34 eＶである．

19 電子と物質との相互作用で誤っているのはどれか． 2 つ選べ．

1．放射損失は原子番号の大きい物質ほど大きい．

2．衝突損失は電子のエネルギーによって変わる．

3．制動放射線の発生確率は物質の原子番号に比例する．

4．チェレンコフ放射は物質中で電子の速度が物質中の光速に達する

まで生じる．

5．単一エネルギーの電子線を照射すると物質中の電子のエネルギー

は深さに関係なく単一となる．

1 と 2

4

4 と 5

放射線物理学 - 42 -

20 密度 1.2g /cm3 のアクリル樹脂中で最大飛程が 2cm である電子

線のエネルギー［MeV］はどれか．

1. 2.4

2. 3.9

3. 4.7

4. 6.7

5. 8.0

＜未出題問題＞

最大エネルギーが 2MeV のβ線のアルミニウム中の最大飛程 (cm)を求

めよ．ただし，アルミニウムの密度を 2.7g・ cm－ 3 とする．

＜未出題問題＞

β線をアクリルに照射したところ最大飛程が 1.05cm であったとき，β

線の最大エネルギーを求めよ．ただし，アクリルの密度を 1.17g・ cm

－ 3 とする．

＜未出題問題＞

β線エネルギーが 2MeV のβ線においてアルミニウム中における後方散

乱係数が飽和する厚さ（ cm）を求めよ．ただし，アルミニウムの密度

を 2.7g・ cm－ 3 とする．

21 陽電子と物質の相互作用で誤っているのはどれか．

1．弾性散乱

2．制動放射

3．非弾性散乱

4．電子対生成

5．電子対消滅

3

4

放射線物理学 - 43 -

(3）チェレンコフ効果

1 チェレンコフ放射光で誤っているのはどれか．

1．物質中で光速度よりも荷電粒子の速度が速い場合に放射される．

2．荷電粒子が物質中で引き起こす誘電分極によって放射される．

3． 0.13 MeV の電子が水中を通過するとき観察される．

4．透明な媒質中を通過する高エネルギー光子により起こる．

5． 6 MV X 線を水に照射したときに観察される．

2 水 中 で チ ェ レ ン コ フ 光 が 発 生 す る 電 子 の 最 小 運 動 エ ネ ル ギ ー

[keV]はどれか．ただし，水の屈折率は 1.33 とする．（ 61 回）

1． 186

2． 264

3. 320

4． 511

5. 775

3 チェレンコフ効果を直接起こすことができるのはどれか．

1．中性子線

2．電子線

3．ニュートリノ

4．γ 線

5． X 線

3

2

2

放射線物理学 - 44 -

4 荷電粒子が速度 v で物質中を通過するとき，粒子の進行方向とチ

ェレンコフ光の放出方向とが成す角度θの関係はどれか．ただし，物質

の屈折率を n,真空中での光速を c とする．

1. sinθ＝ n･v/c

2. cosθ＝ n･c /v

3. sinθ＝ c /(n･v)

4. cosθ＝ c /(n･v)

5. sinθ＝ v/(c･n)

5 屈折率 4/3 の媒質中の光速 C と真空中の光速 C0 との比はどれか．

C ： C0

1． 3 ： 4

2． 9 ： 16

3． 1 ： 1

4． 4 ： 3

5． 16 ： 9

4

1

放射線物理学 - 45 -

7．重荷電粒子と物質の相互作用

放射線物理学 - 46 -

1 α線と物質の相互作用で正しいのはどれか． 2 つ選べ．

1．媒質中を直進する．

2．β線と比較して比電離が大きい．

3．α線の空気中の飛程はエネルギーの 3 乗に比例する．

4．エネルギーを失う過程では放射損失の方が衝突損失より大きい．

5．空気中での比電離は ,その飛程中の全行程において一定である．

2 軌道電子が関係しないものはどれか．

1 ラザフォード散乱

2 電子捕獲壊変

3 内部転換

4 オージェ効果

5 光電効果

＜未出題問題＞

7MeV のα粒子は空気中で完全に停止するまでに生成する電子―イオ

ン対の数を求めよ．ただし，α粒子に対する空気の W 値を 35eV とす

る．

3 標準状態の空気中におけるα線の飛程（ R）はどれか．ただし，E は

エネルギー（MeV)を示す． 1

＜未出題問題＞

体積を 1/5 に圧縮した空気中における 4MeV のα粒子の飛程 (cm)を求

めよ．

1 と 2

1

1

放射線物理学 - 47 -

4 重荷電粒子と物質との相互作用で正しいのはどれか．

1．飛程の最後で速度が大きくなる．

2．励起により大きく方向を変える．

3．阻止能は速度の 2 乗に反比例する．

4．真空中でチェレンコフ光を発する．

5．エネルギーが同一のα線と陽子線は同じ飛程である．

5 重荷電粒子と物質の相互作用で正しいのはどれか． 2 つ選べ．

1. 核破砕が生じる．

2. 放射損失は小さい．

3. 電子との衝突で大きく散乱する．

4. 衝突損失は荷電数に反比例する ．

5. 衝突損失はエネルギーに比例する．

6 重荷電粒子線と物質との相互作用について正しいのはどれか．

1．α線の空気中の比電離はα粒子が停止する寸前に急激に上昇する．

2．物質中での主なエネルギー損失過程は軌道電子との弾性散乱である．

3．電離で放出される 2 次粒子はγ線である．

4．平均飛程，外挿飛程および最大飛程は一致する．

5．物質中を進んでいく間に粒子数は一定の割合で減少する．

R(平均飛程 ):粒子の数が半分になる深さ

Rex（外挿飛程）：粒子が急に変化する傾斜部分

の直線部を延長して求めた値．

実用飛程ともいう．

Rmin（最大飛程）：粒子の数がゼロになる点

3

1 と 2

1

放射線物理学 - 48 -

7 重荷電粒子と物質との相互作用で正しいのはどれか．（ 68 回）

1．α線はβ線より比電離が小さい．

2．衝突阻止能は速度の二乗に比例する．

3．衝突損失能より放射損失能が大きい．

4．空気中での比電離は飛程中一定である．

5．速度が光速度を超えると Cherenkov(チェレンコフ )光を発する．

5

放射線物理学 - 49 -

8．阻止能・LET・飛程

放射線物理学 - 50 -

1 組合せで正しいのはどれか．

重荷電粒子 電 子

1．衝突阻止能 ―――――― 大 小

2．ブラッグピーク ―――― なし あり

3．エネルギー揺動 ―――― 大 小

4．多重散乱 ――――――― 大 小

5．核反応 ―――――――― 小 大

2 阻止能に直接関係するのはどれか．

1． Briks の式

2． Fano の原理

3． Bethe の式

4． Klein－Nishina の式

5． Bragg－Gray の原理

3 質量衝突阻止能が最も大きいのはどれか．（ 70 回）

1． 1 MeV のα線

2． 2 MeV のα線

3． 2 MeV の炭素線

4． 10 MeV の陽子線

5． 20 MeV の陽子線

4 電子線，陽子線，α線の運動エネルギーに対する水の質量阻止能の

変化を図に示す．ａ～ｃの曲線と荷電粒子の組合せで正しいのはどれ

か．

ａ ｂ ｃ

1． 電子線 陽子線 α線

2． 電子線 α線 陽子線

3． 陽子線 電子線 α線

4． 陽子線 α線 電子線

5． α線 陽子線 電子線

1

3

3

5

放射線物理学 - 51 -

5 放射線治療に用いられる重荷電粒子と物質の相互作用について誤

っているのはどれか．（ 71 回）

1．放射損失は衝突損失よりも小さい．

2．物質の原子核と破砕反応を起こす．

3．物質の軌道電子との相互作用が主である．

4．飛程終端で Bragg〈ブラッグ〉ピークを持つ．

5．質量衝突阻止能は重荷電粒子の電荷に反比例する．

6 重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．電離は飛程の終端部で急激に増大する．

3．衝突阻止能は粒子の電荷の 2 乗に比例する．

4．衝突阻止能は運動エネルギーに比例する．

5．放射損失は無視できる．

7 重荷電粒子線で正しいのはどれか． 2 つ選べ．

1．電子線よりも水に対する LET は小さい．

2．質量衝突阻止能は電荷の 2 乗に比例する．

3．質量衝突阻止能は速度の 2 乗に比例する．

4．比電離は飛程の終端部で急激に増大する．

5．運動エネルギーと放射損失とは逆比例する．

8 重荷電粒子で正しいのはどれか． 2 つ選べ．

1．α粒子の阻止能は同じエネルギーの陽子の約 4 倍である．

2．質量阻止能は入射粒子の電荷数の 2 乗に反比例する．

3．ブラッグピークを形成する．

4．制動放射線の放出は無視できる．

5．偏向を受けない．

5

4

2 と 4

3 と 4

放射線物理学 - 52 -

9 速度が同じα粒子の線衝突阻止能 (Ｓ α)と重陽子の線衝突阻止能 (Ｓ

ｄ )との比 (Ｓ α/Ｓ ｄ）はどれか．

1． 16

2． 8

3． 4

4． 2

5． 1

＜未出題問題＞

速さ 9.8×106（ｍ /s）の陽子に対する空気の衝突阻止能は 1.4×107

（m /s）の陽子に対して何倍になるか．

＜未出題問題＞

速さ 2.2×107m /s のα粒子に対するアルミニウムの阻止能は 0.4MeV・

cm2・mg－ 1 であった．速さ 3×107m /s の陽子に対するアルミニウム

の阻止能を求めよ．

3

放射線物理学 - 53 -

10 同じ運動エネルギーをもつ陽子線とα線の質量衝突阻止能の比は

どれか．

1. 1

2. 2

3. 4

4. 8

5. 16

11 8MeV のα線の質量阻止能を Sα，1MeV の陽子の質量阻止能を SP

としたとき， Sα/SP はいくらか．

1． 0.5

2． 1.0

3． 2.0

4． 4.0

5． 8.0

12 40MeVα粒子及び 10MeV 陽子に対する水中での衝突阻止能をそ

れぞれ Sa 及び Sp としたとき，その比（ Sa/S p）はどれか．

1． 0.2

2． 0.5

3． 2

4． 4

5． 8

13 5MeV のα線に対するアルミニウムの質量阻止能が 0.61MeV・

cm2・mg－ 1 であるとき，1.25MeV の陽子線に対するアルミニウム

の質量阻止能［MeV・ cm2・mg－ 1］として，最も近い値はどれか．

1 0.15 １

2 0.33

3 0.51

4 1.3

5 2.6

5

3

4

1

放射線物理学 - 54 -

＜未出題問題＞

1MeV の陽子に対するシリコンの阻止能は 40keV・μm－ 1 である．

同じ阻止能を持つ重陽子のエネルギー（MeV）を求めよ．

14 LET が最も高いのはどれか．（ 71 回）

1．α線

2．γ線

3． X 線

4. 電子線

5. 陽子線

1

放射線物理学 - 55 -

15 原子番号 Z，質量 M の荷電粒子（速度 v）が物質中で停止する際

の粒子飛程 R と， Z 及び M の関係で正しいのはどれか．

1．R∝ Z2・M・ v4

2．R∝ Z－ 2・M・ v4

3．R∝ Z・M・ v4

4．R∝ Z－ 1・M・ v4

5．R∝ Z・M－ 1・ v4

16 同一速度の陽子，重陽子及びα粒子の同一物質中でに飛程をそれ

ぞれ Rp，Rd，Rαとするとき，飛程の大小関係で正しいのはどれか．

1．Rα＝Rｄ＜Rp

2．Rp＝Rα＜Rd

3．Rα＜Rd＝Rp

4．Rp＜Rα＝Rd

5．Rd＜Rα＜Rp

17 10MeV のα線と飛程が等しくなる陽子線のエネルギー [MeV]はど

れか．（ 69 回）

1． 0.625

2． 2.5

3． 5

4． 40

5． 160

18 空気中の飛程の大きい順に正しく並んでいるのはどれか．

A 1MeV 陽子

B 2MeV 重陽子

C 3MeVα粒子

1 A＞ B＞ C 2 A＞ C＞ B 3 B＞ A＞ C

4 B＞ C＞ A 5 C＞ A＞ B

2

2

2

3

放射線物理学 - 56 -

＜未出題問題＞

エネルギー 6MeV のα粒子のシリコン中の飛程は 30μｍであった．エネ

ルギー 6MeV の陽子のシリコン中の飛程（μｍ）を求めよ．

＜未出題問題＞

エネルギー 8MeV の重陽子のシリコン中の飛程は 300μm であった．

エネルギー 6MeV の陽子のシリコン中の飛程を求めよ．

＜未出題問題＞

速さ 1.39×107m／ｓのα粒子の空気中の飛程は 2.5cm であった．速

さ 1.39×107m /s（同じ速さ）の陽子の空気中の飛程を求めよ．

＜未出題問題＞

同一物質中で，1 2C イオンの飛程が同じ速さのα粒子の 3 倍となってい

た．このときの 1 2C イオンの荷電数を求めよ．

放射線物理学 - 57 -

9．中性子と物質の相互作用

放射線物理学 - 58 -

（ 1）中性子

1 中性子で正しいのはどれか．

1．直接電離放射線である．

2．スピン量子数は 1/2 である．

3．原子核のクーロン場で散乱する．

4．β+壊変で陽子と反ニュートリノを放出する．

5．単独で存在する中性子の平均寿命は 1 秒以下である．

2 中性子で正しいのはどれか． 2 つ選べ．（ 68 回）

1．直接電離放射線である．

2．自由な中性子はβ－壊変する．

3． 25 2Cf の自発核分裂で放出される．

4．原子核のクーロン場で散乱する．

5．熱中性子の最頻エネルギーは約 2.5eV である．

3 中性子について正しいのはどれか．（ 70 回）

1．β＋壊変で陽子に変わる．

2．光核反応にしきいエネルギーはない．

3．速中性子の遮蔽には鉛が有効である．

4．速度が大きいほど中性子捕獲反応が生じやすい．

5．熱中性子の最頻の運動エネルギーは約 0.025eV である．

4 誤っているのはどれか．

1． 25 2Cf の自発核分裂で放出される．

2．中性子と陽子の総称を核子という．

3． 15MV 以上の光子により中性子が発生する．

4．中性子の静止質量は陽子の静止質量より大きい．

5．中性子の静止質量は電子の静止質量の 1000 倍を超える．

2

２と 3

5

3

放射線物理学 - 59 -

5 中性子で正しいのはどれか．

1．質量阻止能は陽子と同じである．

2．（γ， n）反応にしきいエネルギーはない．

3．核分裂中性子の平均エネルギーは約 2MeV である．

4．光子を物体に照射しても中性子が発生することはない．

5．アップクォーク 2 個とダウンクォーク 1 個で構成されている．陽

子

（ 2）相互作用

1 中性子の相互作用でないのはどれか．

1．捕 獲

2．核分裂

3．弾性散乱

4．衝突損失

5．荷電粒子放出

2 中性子と物質との相互作用で正しいのはどれか． 2 つ選べ。

1．原子のクーロン力によって散乱される．

2．弾性散乱では衝突した原子核は励起状態になる．

3．非弾性散乱では入射した中性子と散乱された中性子にエネルギー

がほぼ等しい

4．中性子が原子核に捕獲されるとγ線が放出されることがある．

5．核反応後に荷電粒子が放出されることがある．

3

4

4

放射線物理学 - 60 -

（ 3）熱中性子

1 熱中性子で誤っているのはどれか．

1．熱中性子の遮蔽にボロンを用いる．

2．熱中性子の速度は約 2 km /s が多い．

3．熱中性子のエネルギーは約 2.5 eV である．

4．熱中性子の速度はマクスウェル分布に従う．

5． 10B は荷電粒子放出反応により 7Li を発生する．

2 0.025 eV の熱中性子の速度は何 m /s か．ただし，中性子の静止質

量は 1.67×10－ 2 7kg， 1eＶ＝ 1.6×10－ 1 9J とする．

1． 2.2

2． 4.4

3． 2.2×103

4． 4.4×103

5． 2.2×106

3 熱中性子で正しいのはどれか．

1．共鳴吸収が起こる．

2．速度分布は二項分布で表される．

3．熱中性子のエネルギーは約 10 eV である．

4． 23 8U は熱中性子を捕獲して核分裂を起こす．

5．主に軌道電子との相互作用によりエネルギーを失う．

4 中性子捕獲反応はどれか．

1．（ n,p）

2．（ n,n ‘）

3．（ n,α）

4．（ n,γ）

5．（ n,f）

3

3

1

4

放射線物理学 - 61 -

5 熱中性子に対する吸収断面積の最大のものはどれか．

1． Co

2．Mn

3． In

4. Cd

5. Au

6 1 0B が熱中性子を吸収したときに最も起こりやすい反応はどれか．

1．（ n,f）

2．（ n,α）

3．（ n,n）

4．（ n,p）

5．（ n,γ）

7 熱中性子炉の核燃料物質はどれか．

1． 22 6Ra

2． 23 5U

3． 23 8U

4． 20 8Pb

5． 24 1Am

8 2 35U が中性子を吸収し核分裂を起こす場合，放出されるエネルギー

(MeV)に近いのはどれか．

1． 2

2． 20

3． 200

4． 2,000

5． 20,000

9 2 35U の核分裂で生成率が高い核種の質量数はどれに近いか．

1． 85 と 150

2． 95 と 140

3． 105 と 130

4． 115 と 120

5． 117 と 118

4

2

2

3

2

放射線物理学 - 62 -

（ 4）速中性子の弾性散乱

1 速中性子で誤っているのはどれか．

1．反跳原子核をつくる．

2． 10B（ n，α） 7Li 反応が生じる．

3．主な相互作用は弾性散乱である．

4．遮蔽にはパラフィンが有効である．

5．1 回の弾性散乱で失うエネルギーは衝突する原子核の質量が小さい

ほど大きい．

2 速中性子の減速材として適しているのはどれか． 2 つ選べ．

1． 鉄 （ 67 回）

2． 鉛

3．パラフィン

4．アルミニウム

5．ポリエチレン

3 中性子の弾性散乱で反跳核のエネルギーが最も大きいのはどれか．

（ 69 回）

1． 1H

2． 12C

3． 11 2Cd

4． 20 8Pb

5． 23 8U

4 速中性子との弾性散乱により反跳エネルギーの高いものから順に

並べられているものはどれか．

1． 1H 1 0B 2 3Na 2 06Pb

2． 10B 2 06Pb 1H 2 3Na

3． 23Na 1H 1 0B 2 06Pb

4． 20 6Pb 1 0B 2 3Na 1H

5． 20 6Pb 2 3Na 1 0B 1H

2

3 と 5

1

1

放射線物理学 - 63 -

5 エネルギー En の速中性子が，質量 M の原子核と弾性散乱したとき，

その原子核に与える最大エネルギーを示す式はどれか．ただし，m

を中性子の質量とする．

6 運動エネルギー E0 の中性子が静止している質量数 A の原子核と弾

性散乱した．中性子の進行方向から角度θで散乱された原子核の反跳エ

ネルギーはどれか．ただし，中性子の質量を 1 とする．

7 14MeV の中性子が 1 2C 原子核によって散乱されたとき， 1 2C の受

ける最大反跳エネルギー（MeV）に最も近い値はどれか．

ただし，中性子の質量を 1 とする．

1． 2

2． 4

3． 6

4． 8

5． 10

8 速中性子と 4He 原子核が弾性衝突したとき，衝突後の中性子が

とる最小エネルギーは衝突前のエネルギーの何倍となるか．

1． 0.12

2． 0.24

3． 0.36

4． 0.50

5． 0.74

1

1

2

3

sin A

A

cos A

Acos

A

A

sin A

Acos

A

A

２０

０２

２０

２０

２

２０

＋１）（

４５．Ｅ

　－１）（

４　　　　４．Ｅ

－１）（

４３．Ｅ

　＋１）（

４　　　　２．Ｅ

＋１）（

４１．Ｅ

放射線物理学 - 64 -

10．遮蔽材

放射線の遮蔽材で正しいのはどれか． 2 つ選べ．

1．速中性子線の遮蔽には鉛が使用される．

2．α線は厚さ 0.3mm 程度のゴム手袋で遮蔽できる．

3．γ線は原子番号の小さい物質で遮蔽する方が効果的である．

4． CT 検査室の遮蔽材として硫酸バリウムが使用されることがある．

5．高エネルギーβ線の遮蔽には原子番号の大きい遮蔽材が選択される．

2 と 4

放射線物理学 - 65 -

11．核反応・核融合

1 核反応について誤っているのはどれか．

1． (n,p)反応にしきい値がある．

2． (p,p ′)反応は陽子の非弾性散乱を表す．

3．反応の前後で質量数，電荷および運動量が保存される．

4．反応の起こる確率は入射粒子のエネルギーによらず一定である．

5．光核反応による中性子は空気中のアルゴンと核反応を起こすことが

ある．

2 核反応式で ( )に入るのはどれか．

９ Be＋γ→ ８ Be＋ ( )

1．γ

2． n

3． e＋

4． p

5．β－

3 2 7Al(α,ｎ )30P について正しいのはどれか．

1．α粒子と中性子とが Al にあたって P ができる．

2．α粒子が Al にあたって P ができる．

3．中性子が Al にあたって P ができる．

4．α粒子が P にあたって Al ができる．

5．中性子が P にあたって Al ができる． "

4 （ n，γ)反応の標的核 (左 )と生成核 (右 )との組合せはどれか．

1． 10B ――― 1 0Be

2． 6Li ―――― 3H

3． 23 8U ―――― 2 3 7U

4． 23Na ――― 2 4Na

5． 11 2Cd ――― 1 11In

4

2

2

4

放射線物理学 - 66 -

5 核反応における原子番号の変化と質量数の変化との組合せで正し

いのはどれか．（ 71 回）

核反応 原子番号の変化 質量数の変化

1. (n. p) －１ ０

2. （γ． n） ０ ＋ 1

3． （ n．γ） ０ －１

4． （ p. ｎ） ＋ 1 －１

5． （ d. ｎ） ＋ 1 ０

6 正しいのはどれか． 2 つ選べ．

1． 14N(d,n)1 5C

2． 18O（ p,n） 1 8F

3． 32S(n,p)3 2P

4． 59Co(2n,γ)6 0Co

5． 84Sr(n,p)8 5Sr

7 中性子による核反応で誤っているのはどれか．

1. 6Li(n,α)3H

2. 2 3Na(n,γ)2 4Na

3. 5 4Fe(n, np)5 3Mn

4. 5 9Co(n,2n)6 0Co

5. 2 3 5U(n, f )1 3 7Cs

8 6Li(n，α)3H の反応において Q 値が 4.8MeV であったとき，生成核

3H に与えられるエネルギー [MeV]として最も近いのはどれか．

1． 1.6

2． 2.1

3． 2.7

4． 3.2

5． 3.8

1

2 と 3

4

3

放射線物理学 - 67 -

9 核融合反応 D＋ T→He＋ n ②よって放出されるエネルギー（MeV）

はどれか．ただし，各粒子の質量は原子質量単位で D は 2.014，T は

3.016，He は 4.002，n は 1.009，1 原子質量に相当するエネルギー

は 930 MeV とする．

1． 0

2． 0.02

3． 18

4． 930

5． 9338

10 水素に中性子が結合し重水素が生成されγ線が 1 個放出された．

１H ＋ n → ２H ＋γ

γ線のエネルギー (MeV)はどれか．ただし，1H：1.0073 u，n：1.0087

u， ２H： 2.0136 u， 1 u＝ 931.5 MeV とする．

1． 2.2

2． 6.8

3． 8.1

4． 12.7

5． 14.9

11 下式の反応で生じるエネルギーQ［MeV］はどれか．

7Li＋ 1H→ 4He＋ 4He＋Q

ただし，1H：1.0073u，4He：4.0026u，7Li：7.0160u，1u＝ 932MeV

とする．

1. 13

2. 17

3. 21

4. 25

5. 29

3

1

2

放射線物理学 - 68 -

12．放射性壊変

（ 1）質量数と原子番号の変化

1 原子番号が Z，質量数が A の核種について，放射性壊変の形式と壊

変による Z と A の変化との組合せで正しいのはどれか． 2 つ選べ．

1．α壊変――――――― Z A (68 回 )

2．β＋壊変―――――― Z－ 1 A

3．β－壊変―――――― Z＋ 1 A

4．核異性体転移――― Z－ 1 A

5．軌道電子捕獲――― Z－ 2 A－ 4

2 壊変後に原子番号が変化しないのはどれか．

1．α壊変

2．β―壊変

3．β＋壊変

4．電子捕獲

5．核異性体転移

3 原子番号が増加するのはどれか．

1．α壊変

2．β－壌変

3．β＋壊変

4．軌道電子捕獲

5．核異性体転移

4 質量数が変化するのはどれか．

1．α壊変

2．β－壊変

3．β＋壊変

4．軌道電子捕獲

5．核異性体転移

2 と 3

5

2

1

放射線物理学 - 69 -

5 質量数が減少するのはどれか．

1．軌道電子捕獲

2．核異性体転移

3．α壊変

4．β+壊変

5．β－壊変

6 原子核で次の現象が起こったとき，その前後で原子番号が最も大き

く変わるものはどれか．

1．軌道電子捕獲

2．陽電子放出（β＋壊変）

3．陰電子放出（β－壊変）

4．核異性体転移

5．自発核分裂

3

5

放射線物理学 - 70 -

（ 2）α壊変

放射線物理学 - 71 -

1 α壊変で正しいのはどれか． 2 つ選べ．（ 67 回）

1．原子番号の小さい元素に起こる．

2．娘核とα粒子の質量の和は親核の質量に等しい．

3．クーロン障壁のエネルギーより小さくても生じる．

4．トンネル効果は量子力学で説明することができる．

5．放射されるα粒子の運動エネルギーは連続スペクトルとなる．

2 半減期と放射線のエネルギーの関係が Geiger-Nuttal＜ガイガー・

ヌッタル＞の法則で表されるのはどれか．（ 69 回）

1．α 線

2．β－線

3．β＋線

4．γ 線

5．ニュートリノ

3 原子核がα壊変して質量 mA の原子核になるとき，α粒子（質量 mα）

のエネルギー Eαと壊変エネルギーQ との関係を示す式はどれか．

4 質量数 200 の原子核が 4 MeV のα線を放出したとき，生成核の反

跳エネルギー（MeV）はどれか．

1． 0.02

2． 0.04

3． 0.08

4． 13

5． 50

3 と 4

1

3

3

放射線物理学 - 72 -

5 α粒子と原子核との衝突で反跳エネルギーが最も大きくなる原子

核はどれか．

1． 1H

2． 4He

3． 12C

4． 28Si

5． 56Fe

＜未出題問題＞

エネルギーが 5MeV のα粒子が 1 9 7Au の原子核に弾性散乱され， 180°

方向に散乱された．散乱後の 1 97Au 原子の反跳エネルギー（MeV）を

求めよ．

＜未出題問題＞

10MeV の陽子が 1 2C の原子核と衝突し，180°方向に弾性散乱された．

散乱後の陽子のエネルギーを求めよ．

2

放射線物理学 - 73 -

（ 3）β壊変

放射線物理学 - 74 -

1 β壊変で正しいものはどれか． 2 つ選べ。

1．β壊変は同重変換である．

2．β壊変では質量数が変わる．

3．β線は連続スペクトルである．

4．電子捕獲する核種はγ線を放出しない．

5．β＋壊変の場合，親核種の質量と娘核種の質量は変わらない．

2 β－壊変で正しいのはどれか． 2 つ選べ．

1．核内の陽子が中性子に壊変する．

2．中性子数の過剰な原子核で起こりやすい．

3．軌道電子捕獲とβ－壊変は競合過程である．

4．β－壊変後の娘核種の原子番号は親核種の原子番号よりも 1 小さい．

5．β－壊変に伴うニュートリノのエネルギーは連続スペクトルである．

3 軌道電子捕獲で誤っているのはどれか．

1．ニュートリノが放出される．

2．β＋壊変に対して電子捕獲が競合して起こる．

3．娘核種の原子番号は親核種の原子番号と同じである．

4．電子捕獲確率は K 殻軌道電子の方が他殻軌道電子より高い．

5．電子捕獲に引き続いて特性 X 線又はオージエ電子が放出される．

1 と 3

2 と 5

3

放射線物理学 - 75 -

（ 4）γ壊変・内部転換

放射線物理学 - 76 -

1 原子核から直接放出されるのはどれか． 2 つ選べ．

1．β 線

2．δ 線

3．γ 線

4．オージェ電子

5．内部転換電子

2 原子核から直接放出されるのはどれか． 2 つ選べ．（ 71 回）

1．α 線

2．γ 線

3. 特性 X 線

4．内部転換電子

5. Auger〈オージェ〉電子

3 核異性体の定義はどれか．

1．核子の総数が互いに等しい原子核

2．陽子数の数が互いに等しい原子核

3．中性子の数が互いに等しい原子核

4．陽子と中性子数のどちらの数も互いに等しくエネルギー準位の異な

る原子核

5．中性子の数と陽子の数が互いに入れ替わった原子核

1 と 3

1 と 2

4

放射線物理学 - 77 -

4 内部転換で正しいのはどれか． 2 つ選べ．

1．中性微子が放出される．

2．原子番号が小さいほど起こりやすい．

3．内部転換に伴いオージエ電子は，放出されない．

4．核に近い軌道電子ほど内部転換を起こす確率が高い．

5．原子核の励起エネルギーが軌道電子に与えられるものである．

5 内部転換電子について正しいのはどれか．

1．連続スペクトルである．

2．内部転換電子とオージエ電子は競合して放出される．

3．内部転換電子が放出されると原子番号が 1 つ増加する．

4．内部転換電子が放出されるとニュートリノが放出される．

5．L 殻からの内部転換電子のエネルギーは K 殻からの内部転換電子よ

りも高い．

6 反ニュートリノの放出を伴うのはどれか．（ 68 回）

1．β－壊変

2．β＋壊変

3．内部転換

4．核異性体転移

5．軌道電子捕獲

7 放射性壊変について正しいのはどれか． 2 つ選べ．（ 71 回）

1．β＋壊変では陽電子が放出される．

2．内部転換では原子番号が変化する．

3．核異性体転移により質量数が変化する．

4．β－壊変では反ニュートリノが放出される．

5．α粒子のエネルギースペクトルは連続分布である．

4 と 5

5

1

1 と 4

放射線物理学 - 78 -

13．スペクトル

1 原子核内から単一エネルギーの粒子を放出する壊変はどれか．

1． 自発核分裂

2. 軌道電子捕獲

3. α壊変

4. β -壊変

5． β+壊変

2 連続エネルギー分布をもつのはどれか．

1．オージェ電子

2．内部転換電子

3．消滅γ線

4．特性Ｘ線

5．制動Ｘ線

3 線エネルギースペクトルを示すのはどれか． 2 つ選べ．

1．β 線

2．電子対生成電子

3．消滅放射線

4．オージェ電子

5．コンプトン反跳電子

4 線エネルギースペクトルをもつのはどれか． 2 つ選べ．

1．β 線

2．制動放射線

3．オージェ電子

4．内部転換電子

5．コンプトン反跳電子

3

5

3 と 4

3 と 4

放射線物理学 - 79 -

5 エネルギーが線スペクトルを示すのはどれか．

1．β＋線

2．β－線

3．対生成の陽電子

4． Auger＜オージエ＞電子

5． Compton<コンプトン＞電子

6 連続エネルギー分布をもつ電子を放出するのはどれか．

1．光電効果

2．内部転換

3．電子捕獲

4．電子対生成

5．オージェ効果

7 単一エネルギーの電離放射線を放出しない現象はどれか．

2 つ選べ．

1．光電効果

2．電子対生成

3．内部転換

4．軌道電子捕獲

5．チェレンコフ効果

4

4

2 と 5

放射線物理学 - 80 -

14．加速器

1 1MV の電位差で獲得する運動エネルギーが最も大きいのはどれか．

1．電 子 （ 69 回）

2．陽 子

3．α粒子

4．重陽子

5．陽電子

2 ヘリウムの原子核を 2×10６Ｖの電圧で加速するとき，原子核の得

るエネルギー（MeV）はどれか．

1． 1

2． 2

3． 4

4． 8

5． 16

3 静止していた電子，陽子，He 原子核を電位差 100kV の電極間で加

速する．電子の運動エネルギーを 1 としたとき，陽子および He 原子

核の運動エネルギーとして最も近い値はどれか．

電子 陽子 He 原子核

1． 1 1/√1836 2/√7294

2． 1 1/1836 2/7294

3． 1 1 2

4． 1 √1836 2×√7294

5． 1 1836 2×7294

4 X 線管中でフィラメントから放出された電子が管電圧 100 kV で

加速された．電子が受ける力（N）はどれか．ただし，フィラメント･

陽極間の距離は 5cm ，電子の電荷は 1.6×10－ 1 9C とする．

1． 5.0×10－ 1 9

2． 8.0×10－ 1 4

3． 3.2×10－ 1 3

4． 1.6×10－ 1 2

5． 7.6×10－ 1 2

3

3

3

3

放射線物理学 - 81 -

5 電子をコッククロフト・ワルトン型加速器で加速するとき，電子速

度が光速の半分になる様に加速するために必要な印加電圧 [kV]はどれ

か． （ 61 回）

1． 80

2． 130

3． 250

4． 510

5． 590

1

放射線物理学 - 82 -

6 関係のない組合せはどれか．

1．線形加速器 ――――――― 波のり現象

2．サイクロトロン ―――――― 一定周期

3．コッククロフト･ウォルトン形加速器 ―― ディー（Ｄ）

4．シンクロトロン ―――― 一定円軌道

5．バンデグラフ加速器 ――― タンデム形

7 ほぼ一定の周回軌道を保って荷電粒子を加速するものはどれか．

1 コッククロフロト・ワルトン型加速装置

2 サイクロトロン

3 ファン・デ・グラーフ型加速装置

4 シンクロトロン

5 マイクロトロン

8 シンクロトロン放射と関係するのはどれか． 2 つ選べ．

1．放射損失

2．制動放射

3．放射平衡

4．黒体輻射

5．γ線放射

9 静電型加速器と高周波型加速器との組合せとなっているものはどれ

か．

1．コッククロフロト・ワルトン型加速装置――線形加速器

2．線形加速器―――シンクロトロン

3．コッククロフロト・ワルトン型加速装―――ファン・デ・グラーフ

型加速装置

4．サイクロトロン――シンクロトロン

5．ベータトロン――― サイクロトロン

3

4

1 と 2

1

放射線物理学 - 83 -

10 加速器のうち高周波加速によらないものはどれか．

1．サイクロトロン

2．シンクロサイクロトロン

3．シンクロトロン

4．線形加速器

5．ファン・デ・グラーフ型加速装置

11 静電形加速器はどれか．

1．ベータトロン

2．マイクロトロン

3．サイクロトロン

4．線形加速器

5．コッククロフト･ウォルトン形加速器

12 加速器のうち静磁場を使用するものはどれか．

1．ベータトロン

2．サイクロトロン

3．シンクロトロン

4．線形加速器

5．ファン・デ・グラーフ型加速器

13 一様な磁束密度Ｂを持つサイクロトロンの回転運動の角速度は

どれか．ただし，加速される粒子の質量を m，電荷を q とする．

5

5

2

4

放射線物理学 - 84 -

15．組合せ問題

放射線物理学 - 85 -

1 関係のない組合せはどれか． 2 つ選べ．

1．同位体効果 ―――――――――――――― α線

2．コンプトン効果 ―――――――――――― β線

3．光電効果 ――――――――――――――― γ線

4．チェレンコフ効果 ――――――――――― 荷電粒子

5．メスバウアー（Mossbauer）効果 ―――― γ線

2 誤っている組合せはどれか．

1．α 線 ―――――― ブラッグ曲線

2．β 線 ―――――― 後方散乱

3．γ 線 ―――――― 電子対生成

4．中性子線 ―――― コンプトン効果

5． X 線 ―――――― 光電効果

3 関係のない組合せはどれか．

1．チェレンコフ効果 ――― γ 線

2．制動放射線 ―――――― クーロン力

3．光電効果 ――――――― 原子番号

4．コンプトン効果 ―――― 反跳電子

5．中性子捕獲 ―――――― 1/v 法則

4 関係のない組合せはどれか．

1．電子線の質量衝突阻止能 ―――――― ベーテの式

2．重荷電粒子線の比電離 ――――― メスバウアー (Mossbauer)効果

3．コンプトン散乱 ――――――――― クライン－仁科の式

4．壊変定数λとα線のエネルギー ――― ガイガーヌッタルの法則

5．熱中性子の速度分布 ―――――― マクスウェル－ボルツマン分布

1 と 2

4

1

2

放射線物理学 - 86 -

5 誤っている組合せはどれか．

1．Moseley の法則――――――――物質波の波長

2． Bethe-Bloch の式―――――――衝突阻止能

3． Klein-Nishina の式――――――コンプトン断面積

4．Duane-Hunt の法則―――――― X 線の最短波長

5．Maxwell-Boltzmann 分布――――熱中性子の速度分布

6 誤っている組合せはどれか．

1．モーズレーの法則 ――――― 制動Ｘ線

2．ド・ブローイ波 ―――――― 物質波

3．トンネル効果 ――――――― α 線

4．プランクの量子仮説 ―――― 黒体輻射

5．ボーアの模型 ――――――― 水素原子

７ 関係のない組合せはどれか．

1．光子の波動性 ―――――― レイリー散乱

2．光子の粒子性 ―――――― 光電効果

3．制動放射線 ――――――― 線スペクトル

4．チェレンコフ効果 ―――― 荷電粒子

5．コンプトン効果 ――――― 反跳電子

1

1

3

放射線物理学 - 87 -

16．元素・原子核

1 中性原子の原子番号を表すのはどれか． 2 つ選べ．

1．中性子数

2．陽子数

3．軌道電子数

4．陽子数と中性子数との和

5．陽子数と軌道電子数との和

2 質量数の定義はどれか．

1．陽子数と軌道電子数との和

2．中性子数と軌道電子数との和

3．陽子数と中性子数との和

4．陽子数の 2 倍

5．陽子数，中性子数および軌道電子数の和

3 元素の化学的安定性と最も関係のあるのはどれか．

1．中性子数

2．最外殻の電子数

3．質量数

4．質量数と電子数との和

5．光子数

4 誤っているのはどれか．

1．原子核の半径は 10－ 1 5～ 10－ 1 4 m 程度である．

2．中性原子の場合，軌道電子の数は原子番号に等しい．

3．質量数は陽子数と中性子数との和である．

4．陽子の質量は電子の約 1,840 倍である．

5．同位体は核子の数が等しい核種である．

5 正しいのはどれか．

1．原子番号は陽子数と等しい．

2．鉛の同位体は 2 種類である．

3．天然に存在する元素は 106 種類である．

4．M 殻の最大電子数は 8 個である．

2 と 3

3

2

5

1

放射線物理学 - 88 -

6 核種群について正しいのはどれか．（ 67 回）

1．同位体は中性子数が同一である．

2．同中性子体は陽子数が同一で中性子数が異なる．

3．放射性同位体は異なる元素の核種で質量数が同一である．

4．同重体は陽子数が同一で中性子数が異なり不安定で壊変する．

5．核異性体は原子番号と質量数が同一で核のエネルギー準位が異な

る．

7 原子核で正しいのはどれか．（ 67 回）

1．半径は質量数に比例する．

2．核子はクォーク 2 個からなる．

3．陽子数が魔法数では不安定となる．

4．原子番号が大きいと中性子過剰で安定となる．

5．強い相互作用に基づく核力は核子間距離に反比例する．

5

4

放射線物理学 - 89 -

17．軌道電子

放射線物理学 - 90 -

1 L 殻に存在できる軌道電子の最大数はどれか．

1． 2

2． 4

3． 6

4． 8

5． 18

2 基底状態にある 1 9K の M 殻の電子数はどれか．

1. 6

2. 9

3. 12

4. 15

5. 18

3 基底状態にある 1 0Ne の 2p 軌道に配置される電子数はどれか．

1. 2

2. 4

3. 6

4. 8

5. 10

4 L 殻電子のとり得る量子数の組合せはどれか．

主量子数 (n)方位量子数 (ℓ )磁気量子数 (m１ )スピン量子数 (m s)

1． 1 0 0 1/2

2． 2 1 － 1 － 1/2

3． 2 1 1 0

4． 2 0 － 1 1/2

5． 3 1 1 － 1/2

4

2

3

2

放射線物理学 - 91 -

5 主量子数 3，方位量子数 2 のエネルギー準位に存在できる軌道電子

の最大数はどれか．

1． 2

2． 3

3． 5

4． 10

5． 18

6 量子数の正しい組合せはどれか． 2 つ選べ．

主量子数 方位量子数 磁気量子数

1． 2 0 － 1

2． 2 1 － 1

3． 3 0 ＋ 1

4． 3 1 － 2

5． 3 2 ＋ 2

4

2 と 5

放射線物理学 - 92 -

18．粒子の質量とエネルギー

1 α粒子の質量は電子の質量の何倍か．

1． 2000

2． 4000

3． 7000

4． 10000

5． 13000

2 粒子を静止質量の小さい順に正しく並べているのはどれか．

1. μ粒子＜電子＜中性子＜陽子＜α粒子

2. μ粒子＜電子＜陽子＜中性子＜α粒子

3. 電子＜μ粒子＜α粒子＜中性子＜陽子

4. 電子＜μ粒子＜中性子＜陽子＜α粒子

5. 電子＜μ粒子＜陽子＜中性子＜α粒子

3 電子の静止質量に等価なエネルギー〔MeV〕はどれか．

1． 0.511

2． 1.02

3． 2.04

4． 3.06

5． 4.08

4 静止エネルギーが 939MeV の粒子はどれか．

1. 光 子

2. 電 子

3. 陽電子

4. 中性子

5. パイ中間子

3

5

1

4

放射線物理学 - 93 -

5 1mg の物質の等価エネルギー（ J）として最も近い値はどれか．

1． 3.0×101 0

2． 9.0×101 0

3． 3.0×101 2

4． 3.0×101 3

5． 9.0×101 3

6 粒子とその電荷および静止エネルギーの組合せで正しいのはどれ

か．ただし， e は電気素量 1.6×10 -1 9Ｃとする． 2 つ選べ．

粒子 電荷 静止エネルギー [MeV]

1．光 子 ―――― e ―――― 0

2．電 子 ―――― 0 ―――― 0.511

3．陽 子 ―――― e ―――― 938

4．中性子 ―――― 0 ―――― 940

5．α粒子 ―――― 2e ―――― 2.809

7 陽子とα粒子との速さが等しいとき，陽子の運動エネルギーはα粒

子の何倍か．

1． 1/4

2． 1/2

3． 1/√2

4． √2

5． 4

8 運動エネルギーが 23Ｍ eＶの電子の全質量エネルギーは静止質量

の約何倍か．

1． 46

2． 45

3． 23.5

4． 22.5

5． 46×10－ ３

２

3 と 4

1

1

放射線物理学 - 94 -

9 運動中の電子の質量が静止質量の 3 倍のとき，電子の速さは真空

中の光の速さの約何倍か． 4

1． 0.09

2． 0.67

3． 0.89

4． 0.94

5． 1.06

10 光速の 0.98 倍に加速された電子の質量は静止質量の何倍か．

1． 0.98

2． 1.00

3． 1.02

4． 2.2

5． 5.0

11 光速の 0.8 倍に加速された電子の全エネルギー E と静止エネルギ

ー E0 との比 E/E0 に最も近いのはどれか．（ 70 回）

1． 0.20

2． 0.80

3． 1.00

4． 1.67

5． 3.34

4

5

4

放射線物理学 - 95 -

19．原子質量単位・質量欠損

1 正しいのはどれか． 2 つ選べ．

1．陽子のスピンは 1/2 である．

2．自由中性子の半減期は約 13 分である．

3．中性子の質量は陽子と電子との質量の和より小さい．

4．重陽子の質量は陽子と中性子との質量の和より大きい．

5．陽子数が中性子数より多い核種も存在する．

2 原子質量単位 (u)はどれか．

1． 931.5

2． 511

3． 12.4

4． 6.63

5． 0.511

3 陽子，中性子および電子の質量をそれぞれ 1.0073， 1.0087 及び

0.0005（ u）としたとき， 1 2C の質量欠損（ u）はどれか．

1． 0.0059

2． 0.059

3． 0.099

4． 0.59

5． 0.99

1 と 5

1

3

放射線物理学 - 96 -

4 核子当たりの結合エネルギーが最も大きいのはどれか．

1． He

2． Fe

3． Ne

4． L i

5． U

5 核子 1 個当たりの平均結合エネルギーが最も大きいのはどれか．

1． 4He （ 68 回）

2． 12C

3． 24Mg

4． 56Fe

5． 22 6Ra

6 核子当たりの平均結合エネルギーが小さい順に並んでいるのはど

れか．

1．U<Ni<Ba

2． Ba<U<Ni

3．Ni<Ba<U

4．Ni<U<Ba

5．U<Ba<Ni

7 5 6Fe 原子核の核子 1 個当たりの結合エネルギーは，水素原子にお

ける軌道電子の結合エネルギーの何倍か．

1． 102

2． 104

3． 106

4． 108

5． 101 2

2

4

5

3

放射線物理学 - 97 -

20．放射線の定義・量子論・特殊相対性理論

放射線物理学 - 98 -

1 誤っているのはどれか．

ただし ,h はプランク定数 ,c は光速 , m0 は粒子の静止質量である． 5

1． X 線とγ線はいずれも光子である．

2．運動量 p をもつ粒子のド・ブローイ波長は h /p である．

3．質量が m の粒子の全エネルギーはｍ 0C２と運動エネルギーの和で

ある．

4．速度 v で運動している粒子の質量は であ

る．

5．加速器で高速に加速された粒子の運動エネルギーは (1/2)m０ v２で

示される．

2 光子ついて誤っているのはどれか．

1．粒子性とともに波動性を示す．

2．エネルギーは振動数に比例する．

3．運動量はエネルギーに比例する．

4．振動数νの光子の運動量は hν/c である．

5．真空中での速度はエネルギーにより異なる．

3 光子について誤っているのはどれか．

1．エネルギーは振動数に比例する．

2．質量がないので運動量は 0 である．

3． 12.4keV の光子の波長は 10－ 1 0m である．

4．光電効果は光の粒子性によって説明できる．

5．物質中における速さは真空中における速さより遅い．

4 光子の物理的特性で正しいのはどれか．（ 68 回）

1．運動量は０である．

2．直接電離放射線である．

3．粒子性と波動性を有する．

4．エネルギーは振動数に反比例する．

5．伝播速度は媒質によらず一定である．

5

5

2

3

２０ ｃｖ１－ｍ＝ｍ //

放射線物理学 - 99 -

5 光子の粒子性の特徴が現われているのはどれか． 2 つ選べ．

1．レイリー散乱

2．トムソン散乱

3．ブラッグ反射

4．電子対生成

5．光電効果

6 1.3MeVγ線の運動量（ kg･m･s－ 1）で最も近いのはどれか．

1. 3.1×10－ 23

2. 6.9×10－ 22

3. 3.9×10－ 21

4. 5.1×10－ 21

5. 3.0×10－ 20

7 ド・ブロイ波の関係式で正しいのはどれか．

ただし，波長をλ，運動量をｐ，プランク定数をｈとする．

1．λ＝ h /p

2．λ＝ p /h

3．λ＝ hp

4．λ＝ hp2

5．λ＝ h /p2

8 振動数が 2.43×102 1（ s－ 1）の光子のエネルギー（MeV）はどれか．

ただし，プランク定数は 6.6×10－ 3 4(J･s）とする．

1． 1.0

2． 1.6

3． 10

4． 16

5． 25

4 と 5

２

1

3

放射線物理学 - 100 -

9 10MeV の電磁波の波長 [m]に近いのはどれか．

ただし，1 MeV＝ 1.6×10－ 1 3J，プランク定数 h＝ 6.6×10－ 34J･s，真空

中の光速度ｃ＝ 3.0×10８m･s－ 1 とする．

1． 1.2×10－ 13

2． 1.2×10－ 12

3． 1.2×10－ 11

4． 1.2×10－ 10

5． 1.2×10－ 9

10 波長が 0.041nm である光子のエネルギー [keV]はどれか．ただ

し，プランク定数 6.6×10 -3 4Js，光速度 3.0×108m /s, 1eV=1.6×10 -

19J とする．

1． 4.8

2． 12

3． 20

4． 30

5． 48

11 光子エネルギーが最も小さいのはどれか．

1．可視光線

2．遠赤外線

3．治療用Ⅹ線

4．診断用Ⅹ線

5．マイクロ波

12 光子エネルギーの大きさを比較した順序で正しいのはどれか．

1．長波 ＞ マイクロ波 ＞ 可視光線 ＞ 紫外線 ＞ X 線

2．長波 ＞ マイクロ波 ＞ 紫外線 ＞ 可視光線 ＞ X 線

3． X 線 ＞ 紫外線 ＞ 可視光線 ＞ マイクロ波 ＞ 長波

4． X 線 ＞ 可視光線 ＞ 紫外線 ＞ マイクロ波 ＞ 長波

5． X 線 ＞ マイクロ波 ＞ 長波 ＞ 紫外線 ＞ 可視光線

1

4

5

3

放射線物理学 - 101 -

13 直接電離放射線はどれか． 2 つ選べ．

1．α 線

2．β 線

3．γ 線

4． X 線

5．中性子線

14 直接電離放射線はどれか．（ 71 回）

1．γ 線

2．δ 線

3．中性子線

4．特性 X 線

5．消滅放射線

15 間接電離放射線はどれか． 2 つ選べ．

1. 炭素線

2. 電子線

3. 陽子線

4. 中性子線

5. 特性 X 線

16 図のような電場と線源との関係で放射線の向きを表した組合せ

はどれか．

α線 β 線 γ線

1．イ -----ロ -----ハ

2．ロ -----ハ -----イ

3．ハ -----イ -----ロ

4．イ -----ハ -----ロ

5．ロ -----イ -----ハ

1 と 2

2

4 と 5

4

放射線物理学 - 102 -

17 電磁波について正しいのはどれか．

1. 電気振動と磁気振動との方向は互いに平行である．

2．波および粒子の物理的性質をもつ．

3．伝播速度は電磁波によって異なる．

4．波長は 10８～ 1014m である．

5． X 線およびγ線は他の電磁波よりエネルギーが低い．

18 放射線の種類と性質で正しいのはどれか．（ 70 回）

1．電磁波は質量を持つ．

2．電磁波は電荷を持つ．

3．マイクロ波は電離放射線である．

4．直接電離放射線は荷電粒子である．

5．間接電離放射線は二次的に発生した荷電粒子線である．

19 体重 60 kg の人の全身に 4Gy のＸ線を照射した．Ｘ線のエネル

ギーがすべて熱になり熱の放散がないと仮定したときの体温の上昇は

約何 K か．ただし，人体の比熱は 4.2 ×10３ J/(kg･K)とする．

1． 1×10１

2． 1×10０

3． 1×10－ １

4． 1×10－ ２

5． 1×10－ ３

2

4

5

放射線物理学 - 103 -

20 特殊相対性理論に直接関係ないのはどれか．

1．慣性系

2．黒体幅射

3．光速度不変

4．質量エネルギー

5．ローレンツ変換

21 特殊相対性理論で正しいのはどれか．（ 67 回）

1．真空中の光速は変化する．

2．ローレンツ変換により説明できる．

3．電磁波の波動性と粒子性を説明できる．

4．静止している粒子のエネルギーはゼロである．

5．速度の合成則はニュートン力学と同じである．

2

2

放射線物理学 - 104 -

22 ボーズ統計に従うのはどれか．

1． ３He 核

2． ７ Li 核

3．光 子

4．陽 子

5．中性子

23 原子核で正しいのはどれか．（ 69 回）

1．核力は陽子と中性子間には生じない．

2．原子核の体積は質量数に反比例する．

3．質量欠損と結合エネルギーは関係しない．

4．液滴模型は原子核モデルとして用いられる．

5. ク一ロン力は原子核の安定性に関係しない．

24 原子核について誤っているのはどれか．

1. 核子は強い相互作用で結合している ．

2. 直径はおよそ 10－ 15 から 10－ 1 4m である．

3. 中間子はクォークと反ク オ－クで構成されている．

4. 1 核子当たりの結合エネルギーはおよそ 20 MeV である．

5. 中性子はアップク オーク 1 個とダウンク オーク 2 個で構成されてい

る．

3

4

4

放射線物理学 - 105 -

25 核力について誤っているのはどれか．

1．軌道電子の結合エネルギーより小さい．

2．核子にかかわらず荷電独立性がある．

3．原子の質量欠損と関連がある．

4．陽子を中性子に変える．

5．中間子と関連がある．

26 核力について誤っているのはどれか．

1．陽子を中性子に変える．

2．中性子間でも働く力である．

3．原子の質量欠損と関連がある．

4．クーロン力と同じ性質の力である．

5．核子の種類にかかわらず荷電独立性がある．

1

4

放射線物理学 - 106 -

21．医用物理

（ 1）超音波

1 超音波で誤っているのはどれか．

1．疎密波である．

2．球面波として伝播する．

3．周波数が低いほど減衰は大きい．

4．音源からの距離の 2 乗に比例して減衰する．

5．反射体の運動によって観測される周波数が変化する．

2 超音波の性質で正しいのはどれか．（ 70 回）

1．生体内を主に縦波で伝播する．

2．水中での音速は 1,000m・ s－ １である．

3．周波数が高くなるほど回折が顕著になる．

4．音響インピーダンスは媒質の密度に反比例する．

5．周波数が高くなるほど媒質中での減衰は小さくなる．

3 超音波の性質について正しいのはどれか．（ 71 回）

1．音速は媒質の密度に依存する．

2．媒質中の音速は周波数に比例する．

3．周波数が高いほど指向性は低くなる．

4．波長が短いほど媒質中の減衰は小さい．

5．境界面における音響インピーダンスの変化が大きいほど反射は小さ

い．

4 音響インピーダンスに影響を与えるのはどれか． 2 つ選べ。

1. 音 圧

2. 音 速

3. 周波数

4. 媒質の体積

5. 媒質の密度

3

1

1

2 と 5

放射線物理学 - 107 -

5 超音波と X 線とに共通するのはどれか．

1．真空中を伝播する．

2．波動方程式で表現できる．

3．気体を電離する．

4．反射波により映像を得る．

5．発生源は検出器を兼ねている．

6 筋肉内の音速 (m /s)に近いのはどれか．

1． 340

2． 1,500

3． 5,000

4． 20,000

5． 300,000

7 固有音速が最も速いのはどれか．

1． 骨

2. 水

3. 肝 臓

4．空 気

5. 血 液

8 音波の伝播速度が速い順に並んでいるのはどれか．

速い ←－－－－－－－－－－－－→ 遅い

1．空 気――皮下脂肪―――正常肝臓―――鉄

2．空 気――正常肝臓―――皮下脂肪―――鉄

3．鉄――――正常肝臓―――皮下脂肪―――空 気

4．鉄――――皮下脂肪―――正常肝臓―――空 気

5．鉄――――空 気――――皮下脂肪―――正常肝臓

2

2

1

3

放射線物理学 - 108 -

9 超音波の伝播速度に影響を与えるのはどれか． 2 つ選べ．

1．音 圧

2．波 長

3．周波数

4．媒質の密度

5．媒質の体積弾性率

10 超音波の性質で誤っているのはどれか．

1．干 渉

2．緩 和

3．屈 折

4．散 乱

5．反 射

11 周波数 f [MHz]の超音波が減衰係数μ[dBcm-1MHz-1]の物質を距

離 z[cm]通過した場合の減衰 [dB]はどれか．

1．μzf

2．μz /f

3． Zf/μ

4．μ f /z

5．μ/zf "

4 と 5

2

1

放射線物理学 - 109 -

（ 2）X 線 CT

1 X 線 CT 値について正しいのはどれか． 2 つ選べ．

1．水に対して脂肪は高い．

2．Ｘ線ビームの反射値から求める．

3．対象物質の原子番号に依存して変化する．

4．水をゼロとして相対的に表す．

5．対象物質の線減弱係数に反比例した値である．

2 CT 値と直接関係するのはどれか．

1．線減弱係数

2．全質量阻止能

3．線衝突阻止能

4．線エネルギー付与

5．平均飛程

3 線減弱係数が 0.258cm－ 1 である組織の Hounsf ie ld 値〈 CT 値〉は

どれか．ただし，水の線減弱係数は 0.215cm－ 1 とする．

1. 43

2. 120

3. 200

4. 258

5. 430

4 水の 1.1 倍の線減弱係数を持つ組織の Hounsf ie ld 値〈 CT 値〉は

どれか．（ 71 回）

１．－ 100

2．－ 10

3． 1

4． 10

5． 100

3 と 4

1

3

5

放射線物理学 - 110 -

（ 3） MRI

1 磁束密度が B＝ 0.5 T のとき 1H は 21.3 MHz で核磁気共鳴を起

こす．磁束密度が B＝ 1.5 T のときの共鳴周波数は何 MHz か．

1． 2.4

2． 7.1

3． 21.3

4． 63.9

5． 192

2 核磁気共鳴装置で測定できる元素はどれか． 2 つ選べ．

1. 1H

2． 31P

3. 3 2S

4． 12C

5． 16O

3 MR の対象とならない原子核はどれか．

1． 1H

2． 12C

3． 19F

4． 23Na

5． 31P

4 MRI の共鳴周波数を表す式はどれか．ただし，γは磁気回転比，Ｈ

0 は磁場の大きさとする．

4

1 と 2

2

1

００

０００

Ｈ

２πγ　　５．　

２πＨ

γ　　４．　

２πγ

Ｈ　　３．　

γ

２πＨ　　２．

２π

γＨ１．　

放射線物理学 - 111 -

5 核磁気共鳴現象において，90 度 RF パルス印加後に 300ms で縦磁

化が 50％まで回復する組織の縦緩和時間（ms）はどれか．ただし，

loge2=0.693 とする．（ 68 回）

1． 111

2． 150

3． 189

4． 433

5． 600

6 90 度 RF パルス照射 100ｍ s 後に横磁化が 50%まで減衰する核磁

気共鳴現象を起こす試料がある．この試料の横緩和時間 [ｍ s]に最も近

いのはどれか．ただし， loge2 = 0.693 とする．（ 69 回）

1． 34.7

2． 69.3

3． 72.2

4． 144.3

5． 288.6

4

4

放射線物理学 - 112 -

放射線物理学 - 113 -

放射線物理学 - 114 -