GWCB007 問題2
Problem Statement
放射線の基礎(2)
問題文
放射線にはいくつかの種類があり、その性質によって物質を突き抜ける強さ（透過力）が異なる。 次の各物質（①〜⑧）に、α線、β線、X線、γ線をそれぞれ照射したとき、その物質を実質的に通り抜ける（十分な強さを保って透過する）ことができる放射線の組み合わせとして最も適切なものを、下の1～4の選択肢からそれぞれ一つずつ選び、番号で答えなさい。 なお、測定器で検出できないレベルまで弱まる場合は「遮断される」ものとみなす。
[選択肢]
- 1 ： すべての放射線（α線、β線、X線、γ線）が、ほとんど減衰せずに通り抜ける。
- 2 ： 最も透過力の弱いα線は実質的に遮断されるが、それよりも透過力の強いβ線、X線、γ線は通り抜ける。
- 3 ： α線とβ線は実質的に遮断されるが、さらに透過力の強いX線、γ線は通り抜ける。
- 4 ： すべての放射線が実質的に遮断され、通り抜ける放射線はほとんどない。
1 1円玉(厚さ1.5mm)
2 段ボール(厚さ5mm)
3 樫の木材(厚さ1m)
4 緑色片岩(厚さ50cm)
5 エアロゲル(厚さ1m)
6 氷(厚さ1cm)
7 人間の皮膚(厚さ1.4mm)
8 鏡(厚さ5mm)
入力形式
小問 1 の解答を A1 、小問 2 の解答を A2 ...と、小問 n の解答を An としたとき、以下の計算結果を回答すること。
∑n=18108−n×An
Solution
解説
🎯 正解の数値
32442323
📊 各小問の解説
- (1) 1円玉(厚さ1.5mm) ［正解：3］
- α線とβ線は遮断され、X線、γ線は透過します。1円玉は純アルミニウムであり、1.5mmの厚みは一般的な放射性物質から出るβ線の最大飛程を上回るため遮断できます。
- (2) 段ボール(厚さ5mm) ［正解：2］
- α線は遮断されますが、β線、X線、γ線は透過します。材質は紙であり、内部に空気の隙間が多いため、空気中で数m飛ぶ性質を持つβ線を止めきることはできません。
- (3) 樫の木材(厚さ1m) ［正解：4］
- すべての放射線が遮断されます。高密度な木材が1m（100cm）もの厚みになると、含まれる膨大な水素・炭素・酸素の原子の壁となり、X線やγ線も実質的に遮蔽されます。
- (4) 緑色片岩(厚さ50cm) ［正解：4］
- すべての放射線が遮断されます。非常に緻密で高密度な岩石が50cmある状態は、放射線治療室の遮蔽コンクリート壁と同等以上の性能を持つため、γ線もブロックします。
- (5) エアロゲル(厚さ1m) ［正解：2］
- α線は遮断されますが、β線、X線、γ線は透過します。体積の95%以上が空気で構成される超軽量物質のため、ただの空気の塊（数cmで力尽きるα線だけが止まる空間）として振る舞います。
- (6) 氷(厚さ1cm) ［正解：3］
- α線とβ線は遮断され、X線、γ線は透過します。固体になった水（密度1g/cm³）の中では、β線の最大飛程は1cm未満となるため、この厚みがあれば実質的に遮断されます。
- (7) 人間の皮膚(厚さ1.4mm) ［正解：2］
- α線は遮断されますが、β線、X線、γ線は透過します。α線は表面の角質層で止まりますが、β線は1.4mmの生体組織を容易に突き抜けて内部へ到達します。
- (8) 鏡(厚さ5mm) ［正解：3］
- α線とβ線は遮断され、X線、γ線は透過します。鏡の本体である5mmのガラス板（および裏面の金属膜）があれば、α線とβ線を完全に衝突・吸収して止めることが可能です。