放射線安全管理学 計算ドリル

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実効線量

(71pm99)

防護量 / 実用量 / 被ばく量 / 防護の原則
防護量の単位と定義 (72pm97、71pm99、68pm98、64.100、62.99) 名称 単位 定義 線量当量 J・kg-1=Sv  =(ある点における吸収線量)×(線質係数) ★等価線量 J・kg-1=Sv ある組織・臓器にわたって平均し、線質について加重した吸収線量 =Σ((ある組織・臓器の一点における吸収線量)×(放射線加重係数)) ★実効線量 J・kg-1=Sv  =Σ((等価線量)×(組織加重係数)) 預託等価線量   RI摂取後にある期間に与えられる等価線量の時間積分値 期間が不明な場合、成人は50年、子供は摂取時から70年とする 預託実効線量   等価線量率の代わりに実効線量率をとったもの 摂取した放射能×実効線量係数 実用量の単位と定義 (73am99、71pm96) 名称 単位 定義 周辺線量当量 Sv  ある一点に全方向から来る放射線を整列・拡張した場にICRU球を置いたとき 整列場方向に半径上の深さdmm...

問1

 乳房のみにX線が2mGy照射された場合の実効線量[mSv]はいくつか

 

実効線量=Σ((等価線量)×(組織加重係数))
等価線量=Σ((ある組織・臓器の一点における吸収線量)×(放射線加重係数))
より
実効線量[mSv]=2×1×0.12=0.24

 

 実効線量の計算問題
 式は非常に単純でかけていくだけだが、各係数を覚えておく必要があり、これは少し大変
 しかし、組織加重係数、放射線加重係数ともに頻出問題であり、語呂合わせでも作って早々に覚えてしまったほうが楽
 また、被ばく線量に関しては後述の不均等被ばくや実行線量率定数を用いた問題も多く出題されるのでそれぞれ混同しないように注意したい

 

放射線の遮蔽

(72am97)

防護量 / 実用量 / 被ばく量 / 防護の原則
防護量の単位と定義 (72pm97、71pm99、68pm98、64.100、62.99) 名称 単位 定義 線量当量 J・kg-1=Sv  =(ある点における吸収線量)×(線質係数) ★等価線量 J・kg-1=Sv ある組織・臓器にわたって平均し、線質について加重した吸収線量 =Σ((ある組織・臓器の一点における吸収線量)×(放射線加重係数)) ★実効線量 J・kg-1=Sv  =Σ((等価線量)×(組織加重係数)) 預託等価線量   RI摂取後にある期間に与えられる等価線量の時間積分値 期間が不明な場合、成人は50年、子供は摂取時から70年とする 預託実効線量   等価線量率の代わりに実効線量率をとったもの 摂取した放射能×実効線量係数 実用量の単位と定義 (73am99、71pm96) 名称 単位 定義 周辺線量当量 Sv  ある一点に全方向から来る放射線を整列・拡張した場にICRU球を置いたとき 整列場方向に半径上の深さdmm...

問1

ある放射線に対する防護壁を設置する場合、放射線量を1/1000にするための厚さはいくつか 
ただし、線減弱係数を1.7cm-1、ln10=2.3、散乱線、ビルドアップを考慮しないものとする

 

光子の強度I = I0×e-μx×B 
 I0:初期X線光子量  
 μ:線減弱係数(cm-1)
 x:物質の厚さ(cm)
 B:ビルドアップ係数
より、I0を1とすると
1/1000=e-x×1.7
x=3×ln10÷1.7=4.1cm

 

 光子の減弱に関する問題
 放射線物理学で出題されても良いような問題だが、安全管理学で出題された
 似たような問題で半価層に関する問題も出てくるので注意したい
 この問題のようにln10が与えられている場合、式がすぐに思いつかなくとも少なくともloge10を使うように目指すことがわかるので上手に道しるべにしたい

 

被ばく量の算定

(73am96,68pm100,66.100)

問1

100MBqの18F線源から2m離れた地点で毎回15分間、年間80回の被ばくをした場合の年間被ばく線量[μSv]はいくつか
 ただし、18Fの実行線量率定数は0.14μSv・m2・MBq-1・h-1とする

 

 被ばく線量[μSv]
=実効線量率定数[μSv・m2・MBq-1・h-1]×放射能[MBq]×時間[h]÷距離^2[m2
より
被ばく線量[μSv]=0.14×100×0.25×80/22
         =70

 

 実行線量率定数を使った被ばく線量の算定に関する問題
 上記の式は別に覚える必要がなく、そもそも実行線量率定数の単位を書いてくれてあるので、単位に合わせて計算すればそのまま解けるサービス問題
 

汚染検査

(72pm100,69am100)

汚染検査 / RIの使用・処理・除染
汚染検査 サーベイメータ、測定機器 (74pm98、66.99、64.99、61.99) ・β線の表面汚染 :広口GM計数管 ・γ線の表面汚染 :GM計数管、Si半導体検出器 ・手足の汚染 :ハンドフットクロスモニタ ・広範囲の測定 :フロアモニタ ・管理区域の空間線量率測定 :NaIシンチレーション式サーベイメータ ・漏洩線量測定 :電離箱式サーベイメータ 水中の放射性核種の濃度測定 (1)測定法(72pm99、69pm98、61.99) ・排水を直接「液体・プラスチックシンチレータ(最適)」や「GM計測管」で測定する方法 ・サンプリングした試料を「ウェル型シンチレーション」や「液体シンチレーション」で測定する方法 ・イオン交換樹脂でRIを吸着して測定する方法 (2)希釈法による排水 (72pm100、69am100)  放射能が排水中の濃度限度を下回るようにする  また複数の核種が存在する場合、各核種の濃度と濃度限度の比を足し合わせ、この総和が1を下回るようにする  (核種Aの濃度/核種Aの濃度限度)+(...

問1

 0.18Bq・cm-3137Csと0.75Bq・cm-389Srを含む放射性廃液を直ちに排水するために必要な最小希釈倍数(整数)はいくつか
 ただし、排水中の濃度限度を137Csは0.09Bq・cm-389Srは0.3Bq・cm-3とする

 

 希釈法による排水は以下の計算式によるので
 
 0.18/0.09 + 0.75/0.3 =4.5
 よって最低5倍希釈によって直ちに排水可能となる

 

 希釈法による排水の計算問題
 単核種の場合は濃度限度を下回れば良いが、複数の核種の場合は比を出して、その総和が1を下回るようにする必要がある


(74am98,74pm99)

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問2

 非密封RI汚染に対してスミアろ紙を用いたふき取りを行いGM管式サーベイメータで測定したところ総計数が1200100cpm、バックグラウンド計数率が100cpmであった
 間接法による表面汚染密度[kBq/cm2]はいくつか
 ただし、ふき取り効率を0.1、ふき取り面積を100cm2、検出器の計数効率を0.4、ふき取り試料の線源効率を0.2とする

 

表面汚染密度=(N-Nb)÷(ε1×F×S×εs)
 F:ふき取り効率  
 S:ふき取り面積(100cm2)
 ε1:検出効率  
 εs:汚染の線源効率
より、
表面汚染密度[cpm/cm2
 =(1200100-100)÷(0.1×100×0.4×0.2)÷1000
 =1500
表面汚染密度[Bq/cm2]=1500÷60=25

 

 表面汚染検査のうち、スミア法による測定の問題
 計算式自体は難しくないが、cpmをBqに換算し忘れないように注意したい
 スミア法の他に直接法による測定もあるが、計算方法はほとんど変わらないのでまとめて覚えておきたい

 

線源交換

(67am97)

汚染検査 / RIの使用・処理・除染
汚染検査 サーベイメータ、測定機器 (74pm98、66.99、64.99、61.99) ・β線の表面汚染 :広口GM計数管 ・γ線の表面汚染 :GM計数管、Si半導体検出器 ・手足の汚染 :ハンドフットクロスモニタ ・広範囲の測定 :フロアモニタ ・管理区域の空間線量率測定 :NaIシンチレーション式サーベイメータ ・漏洩線量測定 :電離箱式サーベイメータ 水中の放射性核種の濃度測定 (1)測定法(72pm99、69pm98、61.99) ・排水を直接「液体・プラスチックシンチレータ(最適)」や「GM計測管」で測定する方法 ・サンプリングした試料を「ウェル型シンチレーション」や「液体シンチレーション」で測定する方法 ・イオン交換樹脂でRIを吸着して測定する方法 (2)希釈法による排水 (72pm100、69am100)  放射能が排水中の濃度限度を下回るようにする  また複数の核種が存在する場合、各核種の濃度と濃度限度の比を足し合わせ、この総和が1を下回るようにする  (核種Aの濃度/核種Aの濃度限度)+(...

問1

 197Ir線源の放射能が現在の1/3に減衰した時に線源交換を行う場合、交換日は何日後になるか
 ただし、197Irの半減期を74日とし、loge2=0.693、loge3=1.099とする

 

交換日をxとすると
1/3=(1/2)x/74
x/74=log23
   =loge3/loge2
x=74×1.099/0.693≒117

 

 なぜ安全管理で出題されるのかわからないが、過去に二度出ており、他の科目で出題されてもおかしくはないので、ここで解説しておく
 指数対数の計算はほかの科目でも必要になってくるので、復習しておこう

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