X線作業主任者の過去問の解説:測定(2024年4月)
ここでは、2024年(令和6年)4月公表の過去問のうち「エックス線の測定に関する知識(問21~問30)」について解説いたします。
それぞれの科目の解説は、下記ページからどうぞ。
◆X線作業主任者の過去問の解説:管理(2024年4月)
◆X線作業主任者の過去問の解説:法令(2024年4月)
◆X線作業主任者の過去問の解説:測定(2024年4月)
◆X線作業主任者の過去問の解説:生体(2024年4月)
問21 放射線の量に関する次の記述のうち、誤っているものはどれか。
(1)吸収線量は、物理量である。
(2)カーマは、物理量である。
(3)1cm線量当量は、実用量である。
(4)等価線量は、実用量である。
(5)放射線に関する量は、その目的に応じて異なった量が定義されており、物理量、防護量及び実用量の三つの量に大別される。
(1)(2)(3)(5)は正しい。
(4)は誤り。等価線量は、防護量です。
主な放射線の量の分類を下記に示します。
問22 放射線検出器とそれに関係の深い用語との組合せとして、誤っているものは次のうちどれか。
(1)電離箱 …………………………… 飽和領域
(2)半導体検出器 …………………… 電子・正孔対
(3)GM計数管 ……………………… 消滅ガス
(4)光刺激ルミネセンス線量計 …… 輝尽性蛍光
(5)シンチレーション検出器 ……… グロー曲線
(1)(2)(3)(4)は正しい。
(5)は誤り。シンチレーション検出器と関係の深い用語として、光電子増倍管、蛍光作用などがあります。
なお、グロー曲線は、熱ルミネセンス線量計と関係の深い用語です。
問23 気体の電離を利用する放射線検出器の印加電圧と生じる電離電流の特性に対応した次のAからDの領域について、出力電流の大きさが入射放射線による一次電離量に比例し、放射線の検出に利用されるものの組合せは(1)~(5)のうちどれか。
A 再結合領域
B 電離箱領域
C 比例計数管領域
D GM計数管領域
(1)A,B
(2)A,C
(3)B,C
(4)B,D
(5)C,D
Aは誤り。再結合領域では、出力電流が一次電離量に比例せず、検出には適しません。
Bは正しい。電離箱領域では、電流が一次電離量に比例し、放射線の検出に使用されます。
Cは正しい。比例計数管領域では、電流が一次電離量に比例するため、放射線のエネルギー測定にも利用可能です。
Dは誤り。GM計数管領域では、出力電流は一次電離量に比例せず、一定の大きさの信号としてカウントされます。
問24 サーベイメータに関する次の記述のうち、誤っているものはどれか。
(1)GM計数管式サーベイメータを用いて線量率の高い箇所を測定する場合は、時定数を小さく設定する。
(2)電離箱式サーベイメータは、一般に、湿度の影響により零点の移動が起こりやすいので、測定に当たり留意する必要がある。
(3)電離箱式サーベイメータは、感度が良く、自然放射線レベルの低線量率の放射線も検出することができるので、施設周辺の微弱な漏えい線の有無を調べるのに適している。
(4)NaI(Tl)シンチレーション式サーベイメータは、30keV程度のエネルギーのエックス線の測定には適していない。
(5)半導体式サーベイメータは、20keV程度のエネルギーのエックス線の測定には適していない。
(1)(2)(4)(5)は正しい。
(3)は誤り。電離箱式は自然放射線レベルの測定には不向きです。感度が低く、微弱な放射線を検出するには適していません。
問25 GM計数管式サーベイメータによる測定に関する次の文中の[ ]内に入れるAの語句及びBの数値の組合せとして、適切なものは(1)~(5)のうちどれか。
「GM計数管式サーベイメータにより放射線を測定し、490cpsの計数率を得た。GM計数管の[ A ]時間が200μsであるとき、真の計数率は、約[ B ]cpsである。」
(1)A:不感 B:510
(2)A:不感 B:540
(3)A:回復 B:540
(4)A:分解 B:510
(5)A:分解 B:540
答え(5)
GM計数管式サーベイメータを用いて測定を行うと、[ 分解 ]時間内に数え落しが起こり、真の計数率(本当の計数率)と異なる値を示します。
真の計数率を求める公式は次の通りです。
M = m/(1-mt)
Mは真の計数率を、mは実測の計数率を、tは分解時間を表します。
それでは、問題文の数値を公式に代入して、計算していきましょう。
分解時間の200μsを、秒に直すと0.0002sです。
M = 490 [cps] / (1-490 [cps]×0.0002 [s] )
≒ 543 [cps]
真の計数率は、約543cpsだとわかりました。
したがって、(5)A:分解 B:540が正解です。
問26 熱ルミネセンス線量計(TLD)と蛍光ガラス線量計(RPLD)とを比較した次のAからDの記述について、正しいものの組合せは(1)~(5)のうちどれか。
A TLDの方が、RPLDより素子間の感度のばらつきが少ない。
B 線量を読み取るための発光は、TLDでは加熱により、RPLDでは紫外線照射により行われる。
C 線量の読み取りは、TLDでは何度でも繰り返し行うことができるが、RPLDでは線量を読み取ると素子から情報が消失してしまうため、1回しか行うことができない。
D 素子の再利用は、RPLD、TLDの双方とも、アニーリング処理を行うことにより可能となる。
(1)A,B
(2)A,C
(3)B,C
(4)B,D
(5)C,D
Aは誤り。RPLDの方がTLDよりも素子間の感度のばらつきが少ないです。
Bは正しい。TLDでは加熱、RPLDでは紫外線照射で発光します。
Cは誤り。TLDは線量を読み取ると情報が消失し、繰り返し測定できません。一方、RPLDでは繰り返し測定が可能です。
Dは正しい。両方の素子とも、アニーリング処理を行うことで再利用できます。
問27 放射線の測定などについての用語に関する次の記述のうち、誤っているものはどれか。
(1)気体に放射線を照射したとき、1個のイオン対を作るのに必要な平均エネルギーをW値といい、これは気体の種類によって異なる値となり、また同じ気体中では放射線のエネルギーにあまり依存しない。
(2)GM計数管の特性曲線において、印加電圧を上げても計数率がほとんど変わらない範囲をプラトーといい、プラトーが長く、傾斜が小さいほど、計数管としての性能は良い。
(3)線量率計の検出感度が、放射線のエネルギーによって異なる性質をエネルギー依存性という。
(4)測定器の指針が安定せず、ゆらぐ現象をフェーディングという。
(5)放射線測定器によって一定時間放射線を測定したときの計数値のばらつき(分布)は、ポアソン分布となる。
(1)(2)(3)(5)は正しい。
(4)は誤り。フェーディングは通常、線量計で経時的に記録が減少する現象を指します。
問28 男性の放射線業務従事者が、エックス線装置を用い、肩から大腿(たい)部までを覆う防護衣を着用して放射線業務を行った。
労働安全衛生関係法令に基づき、胸部(防護衣の下)、頭・頸(けい)部及び手指の計3か所に放射線測定器を装着して、被ばく線量を測定した結果は、下の表のとおりであった。
この業務に従事した間に受けた外部被ばくによる実効線量の算定値に最も近いものは、(1)~(5)のうちどれか。
ただし、防護衣の中は均等被ばくとみなし、外部被ばくによる実効線量は、次式により算出するものとする。
HEE=0.08Ha+0.44Hb+0.45Hc+0.03Hm
HEE:外部被ばくによる実効線量
Ha:頭・頸(けい)部における線量当量
Hb:胸・上腕部における線量当量
Hc:腹・大腿(たい)部における線量当量
Hm:「頭・頸(けい)部」、「胸・上腕部」及び「腹・大腿(たい)部」のうち被ばくが最大となる部位における線量当量
(1)0.2mSv
(2)0.3mSv
(3)0.4mSv
(4)0.5mSv
(5)0.6mSv
答え(4)
この問題は、被ばく線量の測定結果から「外部被ばくによる実効線量」を算定するものです。
もし全身に均等に被ばくする場合は、基本装着部位(男性は胸部、女性は腹部)に個人被ばく線量計を装着し、そこで測定した1cm線量当量を、外部被ばくによる実効線量とします。
しかし、今回は各部位で測定値が異なる不均等被ばくです。
このような場合の外部被ばくによる実効線量は次の式で算出できます。
HEE=0.08Ha+0.44Hb+0.45Hc+0.03Hm
HEE:外部被ばくによる実効線量
Ha:頭・頸部における1cm線量当量
Hb:胸・上腕部における1cm線量当量
Hc:腹・大腿部における1cm線量当量
Hm:「頭・頸部」「胸・上腕部」「腹・大腿部」のうち外部被ばくによる実効線量が最大となるおそれのある部位における1cm線量当量
臓器・組織ごとに放射線リスクが異なる為、上記の式では、各部位で異なる係数を掛けることになっています。
また、各部位の1cm線量当量は、それぞれの部位に装着した個人被ばく線量計の測定値を用いることが原則ですが、測定されていない場合は、他の部位のうち最大の1cm線量当量を該当部位の1cm線量当量とします。
または、線量不明の部位にもっとも近い部位に装着された線量計による1cm線量当量と同程度であることが明らかな場合には、その近接部位の1cm線量当量を用います。
問題文では「防護衣の中は均等被ばくとみなし」とありますので、胸部と腹・大腿部の測定値は同程度となり、Hcには0.4を用います。
それぞれの値を代入して、外部被ばくによる実効線量を求めます。
HEE=0.08×1.3 + 0.44×0.4 + 0.45×0.4 + 0.03×1.3
=0.499
したがって、実効線量の算定値について、最も近いものは(4)0.5mSvです。
問29 あるサーベイメータを用いて1分間エックス線を測定し、1,000cpsの計数率を得た。
この計数率の標準偏差(cps)に最も近い値は、次のうちどれか。
ただし、バックグラウンドは無視するものとする。
(1)0.5
(2)1.1
(3)4
(4)13
(5)32
答え(3)
標準偏差とは、値のバラツキを表す指標の一つです。
たとえば、サーベイメータの計数値が0秒から1秒の1秒間では1,604だとしても、1秒から2秒の1秒間では1,596というようにバラツキが見られます。
それでは、なるべくわかりやすい解法で標準偏差を計算していきます。
まず、計数率の標準偏差(cps)を求めるに当たり、1分間(60秒間)の計数値を求めます。
60[s]×1,000[cps]=60,000[c]
60秒間の計数値は、60,000cだと分かりました。
次に、60秒間の計数値の標準偏差を求めます。
サーベイメータを用いて放射線を測定した場合の計数値の標準偏差は、次の式で求められます。
標準偏差=√計数値
ここに先ほど求めた60秒間の計数値60,000cを代入すると次のようになります。
標準偏差=√60,000 [c]
≒245[c]
60秒間の計数値の標準偏差は、245cであることが分かりました。
求めたいのは、1秒間あたりの計数値の標準偏差、つまり計数率の標準偏差(cps)なので、245cを60sで割ります。
245[c]/60[s]≒4[cps]
よって、この計数率の標準偏差(cps)は、(3)4が正解です。
ちなみに、ただし書きの「バックグラウンド」とは、自然に発生している放射線など本来測定したい放射線とは異なる放射線のことです。
問30 標準線源から1mの距離において、電離箱式サーベイメータの積算モードでの校正を行ったところ、指針が目盛りスケール上のある目盛りまで振れるのに24秒かかった。
この目盛りの正しい値は次のうちどれか。
ただし、この標準線源から1mの距離における1cm線量当量率は3mSv/hとする。
(1)10μSv
(2)15μSv
(3)20μSv
(4)30μSv
(5)45μSv
答え(3)
この問題は、電離箱式サーベイメータの目盛りの正しい値を求める問題です。
まず、「指針が目盛りスケール上のある目盛りまで振れるのに24秒かかった。」とありますので、24秒を時間単位に直します。
24 [s] / 60 [s/min] = 0.4 [min]
0.4 [min] / 60 [min/h] = 0.4/60 [h]
次に、「1 cm線量当量率は3mSv/hとする。」とありますので、今計算した時間を掛ければ、目盛りの正しい値が求まります。
3 [mSv/h] × 0.4/60 [h] = 0.02 [mSv]
最後に、選択肢の単位μSvに合わせましょう。
0.02 [mSv] × 1000 [μSv/mSv] = 20 [μSv]
したがって、(3)20μSvが正解です。
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