管電圧が、K系列の特性エックス線を発生させるのに必要な最小値であるK励起電圧を下回るときでも、他の系列の特性エックス線が発生することがあります。オージェ効果とは、電磁波として特性エックス線を放出する代わりに、そのエネルギーをより外側にある軌道電子に与えて、電子を原子の外に放出する現象をいいます。特性エックス線は、軌道電子がエネルギー準位の高い軌道から低い軌道へと転移(遷移)するとき発生します。エックス線と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。(1)入射エックス線のエネルギーが中性子1個の静止質量に相当するエネルギー以上にならないと、電子及び陽電子を生じる電子対生成が起こらない。(2)コンプトン効果とは、エックス線光子と原子の軌道電子とが衝突し、電子が原子の外に飛び出し、光子が運動の方向を変える現象である。(3)コンプトン効果による散乱エックス線は、入射エックス線のエネルギーが高くなるほど前方に散乱されやすくなる。(4)光電効果とは、原子の軌道電子がエックス線光子のエネルギーを吸収して原子の外に飛び出し、光子が消滅する現象である。(5)光電効果が起こる確率は、エックス線のエネルギーが高くなるほど低下する。答え(1)(1)は誤り。電子対生成は、入射エックス線のエネルギーが、「電子2個」の静止質量に相当する1.02MeV以上であるときに生じます。(2)(3)(4)(5)は正しい。あるエックス線装置のエックス線管の焦点から1m離れた点での1cm線量当量率は60mSv/hであった。このエックス線装置を用いて、鉄板とアルミニウム板を重ね合わせた板に細い線束のエックス線を照射したとき、エックス線管の焦点から1m離れた点における透過後の1cm線量当量率は7.5mSv/hであった。このとき、鉄板とアルミニウム板の厚さの組合せとして正しいものは次のうちどれか。このエックス線に対する鉄の減弱係数を3.0cm-1、アルミニウムの減弱係数を0.5cm-1とし、鉄板及びアルミニウム板を透過した後のエックス線の実効エネルギーは、透過前と変わらないものとし、散乱線による影響は無いものとする。loge2=0.69とする。B:27.6mm答え(3)この問題では、半価層と減弱係数の関係式と減弱の式を用いて、鉄板とアルミニウム板の厚さの組合せを求めます。0.69を使って求めましょう。ここでは、それぞれの半価層を区別するために、鉄板の半価層をhaとし、アルミニウム板の半価層をhbとします。問題文のただし書きの前半部分にある「ただし、このエックス線に対する鉄の減弱係数を3.0cm-1、アルミニウムの減弱係数を0.5cm-1」よりそれぞれの金属板の減弱係数を用いて計算します。先に、鉄板の半価層haを求めます。問題文の最後「なお、loge2=0.69とする。0.69」として計算します。[cm]最終的に求めたい厚さの単位はmmなので、mm単位に直すと次のようになります。次に、アルミニウム板の半価層hbを求めます。問題文の最後「なお、loge2=0.69とする。0.69」として計算します。[cm]最終的に求めたい厚さの単位はmmなので、mm単位に直すと次のようになります。x/hを使って「鉄板とアルミニウム板を重ね合わせた板に細い線束のエックス線を照射したとき、エックス線管の焦点から1m離れた点における透過後の1cm線量当量率が7.5mSv/h」になる、「鉄板とアルミニウム板の厚さの組合せ」を求めます。ここでは、それぞれの板の厚さを区別するために、鉄板の厚さをxaとし、アルミニウム板の厚さをxbとします。ここで、問題文と計算で得た数値を整理しておきます。