Ⅰ.放射線物理学

1．基礎物理A. 力学（2015　04　2014　02　04）a. 運動方程式　　b. 力学的エネルギーと保存則　　c. 角運動量　　d. 解析力学　　e. 特殊相対性理論○SI接頭辞ペタP(1015)～テラT(1012)～ギガG(109)～メガM(106)～キロk(103)～ヘクトh(102)～デカda(101)～デシd(10-1)～センチc(10-2)～ミリm(10-3)～マイクロµ(10-6)～ナノn(10-9)～ピコp(10-12)～フェムトf(10-15)○国際（SI）単位系　（2016　記述）・長さ：m　：1 /299 792 458 秒に光が真空中を伝わる行程の長さ・質量：kg　：国際キログラム原器（Pt90 %,Ir10 % からなる合金で直径・高さともに39mmの円柱）の質量・時間：s　：133Cs原子の放射の周期の 9 192 631 770 倍の継続時間・電流：A　：長さ 1 メートルにつき 2 × 10−7 ニュートンの力を及ぼし合う一定の電流・熱力学温度：K　：水の三重点の熱力学温度の 1/273.16・物質量：mol　：0.012 kgの炭素12の中に存在す...

1．基礎物理B. 電磁気学a. 電場○同心球状電荷分布による電場　（2015　03）　外部電位E　＝（Q1+Q2）／（4πε0c）　内部電位E　＝（1/a-1/b+1/c×Q1／4πε0c+Q2／4πε0cb. 磁場○力の向き・右ネジの法則　(2016　01)　直線電流がつくる磁場は下向きで時計回りc. 電磁誘導　　d. マクスウェル方程式　　e. 電磁場のエネルギー　　f. 導体に伴う静電場　　g. 回路C. 熱力学・統計力学a. 温度と状態方程式　　b. 熱力学的諸過程　　c. 平衡条件と巨視的状態量　　d. 量子統計力学D. 量子力学○量子力学的運動量・運動量演算子Px$$Pｘ＝-iħ\frac { \partial }{ \partial ｘ } $$　ħ：ディラック定数、ħ ＝h/2π　　∂：偏微分　　　i：虚数・演算子の交換関係　(2016　02)　{A 、B }　＝　A B -A B 　＝　0　：可換　　　　{A 、B }　＝　A B -A B 　≠　0　：非可換　演算子が可換ならば，同時にこれらの確定値（固有値）をとる状態（固有関数）が存在する不確定性関係：位置と運動量...

2．原子、原子核B. 原子核a. 原子核の構造と模型（2016　07、2016　05）・原子核の半径R　＝　1.3×10-15×A1/3　［m］　　A：質量数・原子の半径：10-10［m］b. 大きさと密度の飽和性c. 質量と結合エネルギー　d. 核力、質量欠損　（2012　10）・核力（強い相互作用）によって生じる　　→　距離が離れると効果がない・質量60（Feくらい）近くで最大となる　　　→　Feの結合エネルギー：8.8MeV・核子当たりの平均結合エネルギーは1～9MeV・陽子－陽子間にはクーロン力も働く・α粒子は極大値を取り、約7MeVe. 安定同位体、放射性同位体　（2015　05）安定同位体：260（15％）　　　放射性同位体：1500（85％）f. 放射性同位体の壊変形式　○α壊変　（2017　06、2012　02）(A，Z)　→　(A-4，Z-2)　+　α　　・親核種からα粒子が飛び出す・壊変条件：Q＞0　Q値＝｛M親－(m娘+mα)｝×C2　　　　M親：親核種の質量　　m娘：娘核種の質量　　C：光速・α粒子のエネルギーEα＝m娘 / (m娘+mα)×Q　→　α線は一定の...

2. 原子、原子核A. 原子a. 原子の構造と模型○量子数　（2016　06、2015　04）主量子数(n)方位量子数(n) 磁気量子数スピン配置可能電子数1（K殻）00（s）×222（L殻）00、10（s）1（p）＝-1、0、1 ×283（M殻）00、10、1、20（s）1（p）＝-1、0、12（d）＝-2、-1、0、1、2×218b. 軌道電子の結合エネルギーc. 電離、励起　（2012　10）　W値：1イオン対を生成するのに必要なエネルギー　　　　電離エネルギーの約2倍で、放射線の種類に依らない値　　　　原子番号が大きい　→　W値が小さい　　　　空気のW値＝34eV　　　　　　　水素のイオン化エネルギー＝13.6eVd. 平均励起ポテンシャル　f. 特性X 線　、オージェ電子○特性X線の発生（2013　22）　励起状態の原子が基底状態に戻るために放出する光子・K特性X線：K殻に生じた空位により生じた特性X線　　　　　　　　　Kα，Kβなどがある　K特性X線のエネルギー＝K殻結合エネルギー－L殻結合エネルギー　放出確率：Kα＞Kβ　　エネルギー：Kα＜Kβ・特性X線のエネルギー　K...

2．原子、原子核C. 核反応a. 実験室系と重心系・実験室系　実験室に対して静止した座標系・重心系　重心に対して静止した座標系（重心と一緒に動くような座標系）　→　弾性散乱における実験室系と重心系b. 散乱、捕獲c. 核反応とQ 値　（2016　08、2015　06、2012　03）○核反応式：A（x，y）B　A：標的原子核　x：入射粒子　　y：放出粒子　　B：反跳原子核○Q値　核反応前後の質量欠損をエネルギーに換算した値　Q　＝　（MA+Mx）×C2　－（MB+My）×C2　　Q値＞0ならば発熱反応で、閾エネルギーはない　Q値＜0ならば吸熱反応で、閾エネルギーはある　閾値Emin＝　-Q　×（MA+Mx）÷MAd. 発熱反応、吸熱反応　　　e. しきいエネルギー　　　f. 核破砕D. 核磁気、スピン○ボソン（ボース統計に従う粒子：ボース粒子）・ゲージ粒子　素粒子間の相互作用（力）を伝え運ぶ粒子　スピンはすべて1となる―　光子（フォトン）　　- 電磁相互作用を媒介する　　　ガンマ線の正体であるためγで表されることが多い―　ウィークボソン　　- 弱い相互作用を媒介する　　　質量を持つ―　...

C. 電子線と物質との相互作用a. 衝突、散乱b. 制動放射○制動X線の発生（2014　24、2013　22、2012　21）・単位時間の発生強度I$$I＝K×I×Z×{ V }^{ 2 }$$・制動放射線の発生効率η$$η＝K×Z×V［％］$$＊診断領域ではηは1％未満である。　K：定数(1.1×10-9)　I：管電流　Z：ターゲットの原子番号　V：管電圧○制動X線の強度分布(角度)（2017　12、2014　07）・ゾンマーフェルトの理論式I(θ)$$I(θ)＝A-\frac { { sin }^{ 2 }θ }{ { (1-βcosθ) }^{ 6 } } $$　θ：ターゲットへ入射した電子の進行方向を0°とした角度・入射電子のエネルギーが増加した場合(10MeV以上)　βが1に近づく　→　θ＝0°(前方)の強度が増加・入射電子のエネルギーが減少した場合(30～150keV程度)　βが0に近づく　→　θ＝90°(側方)の強度が増加○管電圧と制動放射線の最大エネルギーの関係・デュエンハントの法則　（2013　22）　加速電子のエネルギーE＝e×V　V：X線管電圧［kV］また、eV　...

電磁波と物質との相互作用A. 種類a. 直接電離放射線（荷電粒子）、間接電離放射線（光子、中性子）b. （電離性）電磁放射線、粒子放射線B. 電磁波と物質との相互作用a. 古典散乱〈トムソン散乱、レイリー散乱、コヒーレント散乱〉（2016　記述）・トムソン散乱（非干渉性散乱）　自由電子との相互作用　光子のエネルギーは変化せず、進行方向が変化する・レイリー散乱(干渉性散乱)　軌道電子との相互作用　光子のエネルギーは変化せず、進行方向が変化するb. 光電効果　（2012　05）・光子のエネルギーEe　＝　Er － Eb　　　　Er：光子のエネルギー　　　　Eb：軌道電子のエネルギー・光電子エネルギー　K殻光電子　＜　L殻光電子・吸収端　エネルギー：L吸収端　<　K吸収端・反応断面積τ　∝　Z5×Er-3.5　Z：ターゲットの原子番号・光子の粒子性を示す反応・光電ピーク(全エネルギーピーク)　：放出されたγ線がすべてのエネルギーを電子に与えて検出器に検出されるピーク・入射光子のエネルギーがK殻電子電離エネルギーよりも大きい場合、　光電子の80％がK殻光電子となるc. コンプトン効果　（201...

D. 重荷電粒子線と物質との相互作用a. ブラッグピーク　(2015　09)　エネルギーが大きいとピークの幅は大きくなる　b. 大角ク−ロン散乱、多重ク−ロン散乱○多重クーロン散乱　　（2012　07）　物質を通過する荷電粒子は物質中の原子核のクーロン場によって多数回の散乱を受ける　モリエール理論で説明されるc. フラグメンテーション　　d. 核反応e. 飛程　（2017　15、2014　08、2012　08）　$$飛程R∝\frac { 1 }{ m } ×(\frac { E }{ Z } )^{ 2 }∝\frac { m }{ z^{ 2 } } ×{ v }^{ 4 }　$$　　E：荷電粒子のエネルギー　v：荷電粒子の速度　　z：荷電粒子の原子番号　　m：荷電粒子の原子番号＊α粒子の飛程R　≒　0.3E3/2　（空中での場合）・最大飛程　>　外挿(実用)飛程　>　平均飛程・質量が大きいため、進行方向は変わらない。停止付近で阻止能が大きくなる・陽子の飛程（2015　41、2012　46）　水中で200MeVで25.96cm　f. 阻止能　　(2016　13)・衝突阻止能Scol...