Y2022M04Q4｜2022年4月公表 エックス線作業主任者免許試験 過去問

正答

（3）

この問題のポイント

コンプトン効果では入射光子が電子へエネルギーと運動量の一部を与え、反跳電子と低エネルギーの散乱光子が生じます。光電効果の発生確率は光子エネルギーの上昇とともに急速に低下します。

解説

光電効果は光子が消滅して光電子を出し、コンプトン効果は反跳電子とエネルギーの低い散乱光子を残します。電子対生成のしきい値は1.022 MeVです。

光電効果では軌道電子が入射光子の全エネルギーを受け、光電子として放出される一方、入射光子は消滅します。

選択肢の確認

1．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。
判定：正答ではない（正しい記述・組合せ）。 光電効果では軌道電子が入射光子の全エネルギーを受け、光電子として放出される一方、入射光子は消滅します。

2．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。
判定：正答ではない（正しい記述・組合せ）。 光電効果の発生確率は光子エネルギーの上昇とともに急速に低下します。高エネルギーほど光電吸収の寄与が小さくなる関係です。

3．光電効果により原子から放出される電子を反跳電子という。
判定：正答（誤っている記述・組合せ）。 光電効果で放出される電子は光電子です。反跳電子という名称はコンプトン散乱で光子から運動量を受けた電子に用います。

4．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。
判定：正答ではない（正しい記述・組合せ）。 コンプトン効果では入射光子が電子へエネルギーと運動量の一部を与え、反跳電子と低エネルギーの散乱光子が生じます。

5．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低い場合は、横方向より前方と後方に散乱されやすい。
判定：正答ではない（正しい記述・組合せ）。 低エネルギー光子のコンプトン角度分布では、横方向より前方及び後方側の散乱が大きくなるため、この方向関係は正しいです。

覚えるポイント

低エネルギー光子のコンプトン角度分布では、横方向より前方及び後方側の散乱が大きくなるため、この方向関係は正しいです。高エネルギーほど光電吸収の寄与が小さくなる関係です。光電効果で放出される電子は光電子です。