Y2024M10Q4｜2024年10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

光電効果では入射光子が全エネルギーを軌道電子へ渡して消滅し、光電子を放出します。電子対生成には電子と陽電子の二粒子を作る1.022 MeV以上が必要で、電子1個分の0.511 MeVでは不足します。

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。

コンプトン散乱光子は反跳電子へエネルギーを渡すので、入射光子よりエネルギーが低く波長が長くなります。

選択肢の確認

1．コンプトン効果により散乱されるエックス線の中には、入射エックス線より波長の短いものがある。
判定：正答ではない（記述・組合せは誤り）。 コンプトン散乱光子は反跳電子へエネルギーを渡すので、入射光子よりエネルギーが低く波長が長くなります。短くなることはありません。

2．コンプトン効果は、必ず特性エックス線の発生を伴う。
判定：正答ではない（記述・組合せは誤り）。 コンプトン効果は主に弱く束縛された電子との非弾性散乱であり、内殻空孔を必ず作る過程ではないため、特性X線を常に伴いません。

3．光電効果が生じる確率は、入射エックス線のエネルギーが増大すると、コンプトン効果に比べて急激に低下する。
判定：正答（記述・組合せは正しい）。 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。

4．光電効果により光子エネルギーが原子に吸収されて光子は消滅し、このとき入射エックス線に等しい運動エネルギーを持つ電子が放出される。
判定：正答ではない（記述・組合せは誤り）。 光電効果では入射光子が全エネルギーを軌道電子へ渡して消滅し、光電子を放出します。発生確率は概して原子番号が大きいほど増え、光子エネルギーが高いほど急減します。

5．電子対生成は、入射エックス線のエネルギーが、電子1 個の静止質量に相当するエネルギー以上であるときに生じる。
判定：正答ではない（記述・組合せは誤り）。 電子対生成には電子と陽電子の二粒子を作る1.022 MeV以上が必要で、電子1個分の0.511 MeVでは不足します。

覚えるポイント

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。コンプトン効果は主に弱く束縛された電子との非弾性散乱であり、内殻空孔を必ず作る過程ではないため、特性X線を常に伴いません。