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放射線技師国試対策　1kgの空気が吸収するエネルギー

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質問者：技師のたまご
質問日時：2016/06/08 04:45
回答数：2件

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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回答 (2件)

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No.2ベストアンサー

回答者： yhr2
回答日時：2016/06/08 09:52

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。