3月 20, 20118月 5, 2015 by hiroshi

#hayanoquizへのベスト解答投票(問題6)

3月 20, 20118月 5, 2015 by hiroshi

#hayanoquizへのベスト解答投票(問題5)

【医療従事者必修】I-131の体内被曝が懸念されています．平常時，日本人の体の中に，放射性物質がどのくらいあり，それによる体内被曝量はどのくらいか，即答してください．

成人男性のK-40の平均値が4kBq。体重1gあたり0.74mBq。この濃度を１年間保持すると、約0.18mBqの内部被曝
K-40が4kBq/kg 0.18mSv/y(臓器により異なる) 14-Cが2.5kBq/kg 0.024mSv/y(臓器により異なる)
即答むりでし。報道などから日本では1mSv未満と推測します。
日本人の体を構成する物質で放射線を持つ主なものはK-40。成人で約200gのカリウムが体内に存在し、うち放射性のものは0.012%。他にC-14、U系列、Th系列の同位体等が体内に存在し、年間の体内被曝量は0.8mSv/年程度。
主にカリウムから、年間0.7ミリシーベルトを被爆している。
自然被曝は平均して年間2.4mSvで､ここから宇宙･土壌からの放射線による被曝を差し引いた値が体内被曝量｡文化や居住地によってかなりの差があると思われる｡詳細不詳｡大部分が天然の放射性カリウムによる被曝と思われる｡(よくババナ一本から出る放射線と比較される)
日本人は食生活の中にヨウ素を含む食べ物（海草）などを摂取する機会が多いため、他の国の方より多いと思います。

View Results

3月 20, 20118月 5, 2015 by hiroshi

#hayanoquizへのベスト解答投票(問題4)

【物理大学院生選択問題】I-131が出す放射線の種類をすべて述べよ．I-131であることが確認できる放射線の種類とそのエネルギーを述べよ．

・ガンマ線（主なもの）エネルギー 80.185KeV 2.62％ 284.305KeV 6.14％ 364.489KeV 81.7％ 636.989KeV 7.17％ 722.911KeV 1.773％・ベータ線（主なもの）エネルギーの上限値 247.89KeV 2.10％ 333.81KeV 7.27％ 606.31KeV 89.9％ガンマ線のエネルギーは上記の値で決まっているため、I-131の存在の証拠として用いることができる。ベータ線のエネルギーは、上記の値を上限とする広い分布をとるため、I-131の存在の証拠として用いることができない。
I = Xe + e であるので、β線かな？
「調べた結果」ベータ線，0.248(2.1%), 0.334(7.27%), 0.606（89.9％）；ガンマ線，0.0802 (2.62%), 0.284 (6.14%), 0.365 (81.7%), 0.637 (7.17%)・・・[MeV]が放出されている。ガンマ線のエネルギーの値と比率は恐らくI-131固有。
β-,γ
I-131が出す放射線はβ線及びγ線。また、I-131そのものではないが、I-131からβ崩壊した後の娘核Xeがα線を放出する。 I-131を同定する場合、β線は連続的なエネルギー分布となり、核種の同定には向かないため、単一エネルギーのγ線を測定する。最適なものは最も多く放出される0.365MeVのγ線。測定時は試料を置いた場合の測定結果から、試料を置かない場合のバックグラウンドのスペクトルを差し引き、0.365MeVのγ線が試料中に存在することを確認する。なお、測定原理は前項【物理大学院生必修】に述べたが、実際の測定の場合はエネルギーの判明している線源を用いてキャリブレーションを行う。
・ガンマ線とベータ線　・エネルギー　　ガンマ線　0.0802MeV、0.365MeV、0.637MeV 　　ベータ線　0.248MeV、0.334MeV、0.606MeV
I-131は、まずβ崩壊によって、Xe-131の励起状態に変化する。その後、Xe-131にγ崩壊によって辿りつく。β崩壊では、β線（電子）だけでなく、反ニュートリノも放射され、崩壊エネルギーが分割されてしまうので、β線のスペクトルは連続的になり、I-131の特定には使えない。γ線は、スペクトルのラインに対応するので、I-131であることの確認に使える。
ベータ壊変でXe-131になる。
I-131 は β 崩壊により Xe-131 の励起状態へと壊変し、γ 線の放出により基底状態へと遷移する。故に、β 線と γ 線を出す。同定には、γ 線のスペクトルを使う。最も強いピークは、364.489( 5)KeV の光電ピークである。

View Results

3月 20, 20118月 5, 2015 by hiroshi

#hayanoquizへのベスト解答投票(問題3)

【物理大学院生必修】I-131を検出するのに必要な測定器と，その測定原理について述べよ

ガンマ線のエネルギーを高分解能で測定できるGe半導体検出器を用いる。ガンマ線が半導体中の欠乏層を通るときに生成される電子・正孔のペアを、逆バイアス電圧によって加速し電極で収集する。得られた電荷の量が、ガンマ線のエネルギーにおよそ比例する。Ge検出器のバンドギャップが小さいため（数eV程度）、高分解能でガンマ線のエネルギーを決定できる。
NaI(Tl)シンチレーションカウンタ。γ線感度が良い。蛍光体に放射線が照射した際でる微弱な発光量を増幅し、電気パルスを得る。
「調べた結果」：空間γ線スペクトル測定法（リンク先PDF）という環境放射能と放射線というサイトのPDFファイルを見つけた。これの21ページを見ると、ゲルマニウム半導体検出器というのはフォトダイオードとかと同じ原理らしい
一般的にγ線のエネルギー測定にはCsIシンチレーター、NaIシンチレーター、Ge半導体検出器などを用いる。核種が分からない場合、発生するエネルギーの精密な測定を必要とするため、Ge半導体検出器が最適である。測定原理については、Ge半導体中を通過するγ線がGe結晶から電子を電離する。電離した電子の電荷量をから電離された電子の数を測定し、電子一個を電離するために必要なエネルギーを乗じてγ線のエネルギーを測定する。
ガイガーガウンターと霧箱。
・（測定器）マススペクトル分析機　・（原理）分析したい物質が含まれる溶液をごく細かいミスト状にして吹き飛ばし、飛んだ距離でその物質の重さを量る
特定のエネルギーのγ線を検知するために、γ線検出器が必要。ゲルマニウムを使った検出器の場合、半導体ゲルマニウムを含む装置に電圧をかけておく。あるエネルギー以上のγ線が半導体に当たる際に生じる電子と正孔のペアが加速され、電極に辿りつく。これによって溜まる電荷の量が、計測されるべきγ線の量に（ほぼ？）比例する。
原子を磁場で曲げたときの運動半径の違いによって質量数を質量分析器で確認。
・適切なバックグラウンドデータが存在しており、全ての核種を考慮に入れる場合 I-131 の前後には、ハフニウム 179 による 362.55(15)Kev (39.478 タリウム 200 による 367.942(10)KeV(86.718%) がある。全ての核種を考慮に入れるため、1.9KeV 程度のエネルギー分解能が必要になる。エネルギー比としては、0.5%程度であり、よく調整されたゲルマニウム検出器であれば、この程度の解像度は実現しうる。しかしながら、Tl-200 の半減期は 26.1(1)h であり、これが I-131 より多量にあった場合には、I-131 のピークが隠れてしまう可能性もある。このようなケースを除けば、これに適切な回路を接続して計測することにより、I-131 の同定が可能である。回路は、バイアス電圧-Ge 検出器-プリアンプ-整形アンプ-MCA のようになる。・適切なバックグラウンドデータが存在しており、一般的な原子力発電所から放出されうる核種のみ考慮に入れる場合 NaI シンチレータと光電子増倍管による計測を考えると、364keV あたりでだいたい 10%程度のエネルギー分解能があると仮定して、40keV 程度の範囲でピークを見積もれるはずである。この付近で他に考え得る核種が多量に含まれていないのであれば、I-131 が存在すると決定できる。ただし、どのような核種が存在しうるのかについてデータをまとめることができなかったので、実現性は不明である。

View Results

3月 20, 20118月 5, 2015 by hiroshi

HIroshi's Web

Thoughts on something people don't care about

Category / nuclearpp

#hayanoquizへのベスト解答投票(問題6)

いいね:

#hayanoquizへのベスト解答投票(問題5)

いいね:

#hayanoquizへのベスト解答投票(問題4)

いいね:

#hayanoquizへのベスト解答投票(問題3)

いいね:

#hayanoquizへのベスト解答投票(問題2)

いいね:

共有:

いいね:

共有:

いいね:

共有:

いいね:

共有:

いいね:

共有:

いいね: