照射線量が1C/kgの時、1kgの空気が吸収するエネルギー[Gy]はいくらか。ただし、素電荷を1.6×10^-19C、電子が空気中に一個のイオンを作るために消費される平均のエネルギーを34eVとする。


自分で計算して、51[J]となったのですが、聞かれているのは[Gy]なので0.051[Gy]で合っていますでしょうか?
よろしくお願いします。

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A 回答 (2件)

1クーロンの電荷が素電荷(つまり電子1個の電荷)の何個分かを計算すると


  1 (C) / [1.6 * 10^(-19) (C) ] = 0.625 * 10^19 (個)
従って、1クーロンの電荷を作るための電離に必要なエネルギーは
  Ei = 34 (eV) * 0.625 * 10^19 (個) ≒ 21 * 10^19 (eV)

1 eV = 1.602 * 10^(-19) J であるから、
  Ei ≒ 34 (J)

(注)実は、「素電荷」は電子1個分の電荷だし、
 ・1アンペア=毎秒1クーロンの電荷の流れ(クーロン/秒)
 ・1ボルト=1アンペアの電流が流れる導体の2点間において消費される電力が1ワットであるときの、その2点間の電圧 (V = W / A)
 ・1ワット=毎秒1ジュールの仕事(ジュール/秒)
 ・1電子ボルト=1ボルトの電位差で電子を加速したときのエネルギー
なので、回り回って「電子ボルト」の数値が「ジュール」の数値になっています。偶然の一致ではありません。
 つまり「1C/kgの照射線量で、1kgの空気に与える eV 単位のエネルギー値が、吸収線量の値」なのです。下記のリンク先で、下記の式になっているのもそのためです。
  D = W2 * Q/m
(D:吸収線量、W2:eV 単位での空気中のイオン対生成エネルギー(W値)、Q:電離で発生する電荷、m:空気の質量)
http://blog.livedoor.jp/nijhousi/archives/521344 …
 最終結果の「公式」をただ丸暗記するのでなく、こういった相互の因果関係をきちんと理解するようにした方が、理解が深くなります。

 従って、1kgの空気が吸収するエネルギーは 34 J であり、これに相当する吸収線量は 34 Gy です。

 そもそも、51 J はどのように計算しましたか? また、この 51 J から 0.051 Gy をどのように計算しましたか?
正しい答えを知ることよりも、「何故そう間違えたか」が重要でしょう。
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この回答へのお礼

51になったのは違う問題の数字を間違えて入れてしまっていたからでした。
とても詳しくありがとうございました!勉強し直します。

お礼日時:2016/06/14 17:22

電離放射線の照射により物質 1 kg につき 1Jの仕事に相当するエネルギーが与えられるときの吸収線量を1グレイと定義する。


SI単位系で、J/kg。

なので、51[J]だったら51[Gy]。
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この回答へのお礼

ありがとうございました!

お礼日時:2016/06/14 17:22

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