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物化生 過去問題

8月に入り、試験まで3週間を切りましたが、勉強の方は進んでいますでしょうか?

物理、化学、生物、法令に関しては30題出題されますので、全ての分野から満遍なく出題されます。しかし、物化生や管理測定技術は大問が6問と限られているので、年によって出題分野が異なります。

時間に余裕がある方は全ての分野をしっかりと勉強することが一番だとは思いますが、なかなか時間が取れない方にとっては出題傾向を見ながらある程度の予測ができたらいいですよね。

ただ、物化生や管理測定技術については、出題傾向も大事かとは思いますが、時間配分もかなり重要だと思います。1時間45分で6問を解くためには、1問に20分はかけられません。1問15分で解いて、最後に15分余る程度です。毎日の過去問題の勉強において時間配分を考えながら勉強してください。
また、今日から試験までは過去問題を解く際には電卓を使用しないで解いてください。


今日は物化生の過去8年分の問題を少し簡単ですがまとめてみました。
勉強の参考になればと思います。

 物化生

重要な核種は、やはり出題されていますね。
β壊変や光子についてもよく出題されているように思います。

私なりにも8年間分を見て、今年度の出題分野を推測してみたいと思います。
間違った推測で、皆さんの勉強の邪魔をしてもいけないので、試験直前にでも、また時間があったら書きたいと思います。

近いうちに管理測定技術についてもまとめたものをアップいたします。


物理、化学の過去問題の出題傾向については、以前このブログでも紹介しましたのでもしよければご覧ください。

物理 → http://radioisotope1.blog.fc2.com/blog-entry-18.html
化学 → http://radioisotope1.blog.fc2.com/blog-entry-21.html


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フルエンス

今日も平成24年度物化生の問題からひとつ話題を書きたいと思います。

平成24年度物化生の試験では問2Ⅱに137Csの壊変に関する問題が出題されています。
この問題は平成22年度物化生問1Ⅲとかなり酷似している問題です。

これらの問題を解くには、フルエンスについて知っておく必要があります。

粒子フルエンス [個/m2] : 単位面積を通過する粒子数
フルエンス率[個/m2/s] : 単位時間当たりの粒子フルエンス
エネルギーフルエンス[J/m2] : 単位面積を通過する放射線のエネルギー量
エネルギーフルエンス率[J/m2/s] : 単位時間当たりのエネルギーフルエンス


平成24年度物化生問2Ⅱでは、まず137Csの点線源から放出される光子の粒子数を(イ)で求め、0.5m離れた位置でのフルエンス率を求めた後、エネルギーフルエンス率を(ウ)で求めるようにしています。
そして、最終的には、137Csの点線源から放出される光子の空気に対する吸収線量を(エ)で求めるようになっています。
(137Csから放出される光子数は平成21年度物理問10にも出題されています)

この問題では(イ)及び(ウ)は何とか計算できますが、(エ)に関しては実際の試験では計算量が大変ですのでまずは飛ばして、時間が余ったら解く程度の考えでよいのではないかと思います。
(実際、私はそうしましたが、結局時間がありませんでした)

実際の試験では、電卓が使用できませんので、計算問題に関しては解ける問題を見極めることも重要になってきます。限られた時間内で6割に到達できるようにするためにも、日頃の勉強で時間を測りながら過去問題を解き、対策を立てておいてください。

フルエンス率[個/m2/s]は単位時間当たりの粒子フルエンスであるため、
例えば、137Csの点線源から放出される光子の数をQ[個/s]とすると、点線源からr[m]離れた位置におけるフルエンス率[個/m2/s]は、すなわち半径r[m]の球の中心に点線源があるのと同じと考えられるので、点線源から放出される光子の数をQ[個/s]を球の表面積で割った値がフルエンス率[個/m2/s]になります。

すなわち、フルエンス率[個/m2/s]は以下の式で表されます。

 

球の表面積は、みなさんよく知っていますように、4πr2ですね。
ちなみに球の表面積は球の体積をrで微分したものになります。
(直感的に半径がΔr増加したときの体積の変化量が表面積になることから分かります)

フルエンス率[個/m2/s]に光子のエネルギーを乗じたものがエネルギーフルエンス率となります。

エネルギーフルエンス率を求める場合は、単位に注意してください。
通常、137Csなどの核種のエネルギーは[keV]や[MeV]で表されますが、吸収線量などの単位では[J]で表さねばなりません。(吸収線量の単位は[Gy]=[J/kg])

[keV]や[MeV]を[J]に変換するためには、1[eV]=1.6×10^-19[J]を用います。
このことも是非覚えておいてください。

フルエンス率、エネルギーフルエンス率の求め方については、放射線概論P.469-470に記載されています。また、放射線概論P.478問2,P.479問3などにも例題がありますので解いてみてください。


核反応のしきいエネルギー

昨日、平成24年度の物化生問1Ⅰについて、相対性理論に関する問題が少しだけですが出題されていることに触れました。

平成24年度の物化生の問1Ⅱでは「核反応のしきいエネルギー」に関して出題がされています。「核反応のしきいエネルギー」については、平成18年度物理問11でも出題されています。

しきいエネルギーに関しては放射線概論ではP.153の化学の第4章に書かれています。
また、放射線概論P.407の「3)中性子による放射化反応を利用する方法」にも少し記載されています。

核反応
 
 

を反応式で書くと、

 

Q値とは核反応エネルギーであり、反応前後の質量をエネルギーに換算した値の差で、以下の式で表されます。

 

MA,Mx,MB,Myは、それぞれターゲット、入射粒子、生成核、放出核の質量を表しています。

核反応において、
・Q値>0ならば発熱反応
 発熱反応では入射粒子のしきいエネルギーはありません

・Q値<0ならば吸熱反応
 吸熱反応では入射粒子が、核反応を起こすのに必要な入射粒子の運動エネルギーであるしきいエネルギー以上のエネルギーを持っていないと核反応は起こりません


 この場合の入射粒子xに必要なしきいエネルギーは、以下の式で表されます。

 

平成24年度の物化生の問1Ⅱや平成18年度物理問11では、この式を用いて計算することが必要となりますので、是非覚えてくださいね。


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