中性子線について - 放射線取扱主任者試験に合格しよう！

ブログをご覧の皆さん、こんにちは。

12月に入り冬本番となり寒くなってきました。今年の秋（9～11月）の平均気温は平年を東日本で1.6度、西日本で1.4度上回り、1946年の統計開始以来最も高かったそうです。秋が暖かった分だけ12月からの寒さは一段と身に沁みます。風邪には十分に気を付けて下さい。

ここ数日にわたって放射線の種類について記事にしていますが、今日は中性子線について簡単に紹介します。中性子線は原子力百科事典ATOMICAでは以下のように記載されています。

＜原子力百科事典ATOMICAによる記載＞

　一方向に運動している状態の中性子。中性子は原子核を構成する素粒子の一つで、核分裂などの原子核壊変によって原子核の外に飛び出し運動状態となる。原子核外に飛び出した中性子はランダムな方向に運動しており、広義にはそのような状態での中性子を中性子線と呼ぶこともある。しかし、通常はがん治療や非破壊検査（中性子ラジオグラフィ）に用いる運動方向の揃った中性子のことを指す。中性子は電荷を持たず、磁力によって運動方向を変えることができないため、内壁に中性子吸収材を貼ったコリメータ等を用いて概ね一方向に運動する中性子線を得る。

中性子線は²⁵²Cfの自発核分裂、また²⁴¹Amや²²⁶Raからのα線と⁹Beの核反応などで発生させることができます。中性子線の遮蔽には水素を多く含む物質（水やコンクリートなど）が使用されます。これらのことは放射線取扱主任者試験でも非常によく出題されていますので必ず覚えておきましょう。

2019年度試験で出題された中性子線に関連する問題をいくつか掲載します。

2019年度第一種試験

物理

問6　²⁵²Cf中性子源、中性子発生に用いる⁹Be(γ, n)反応および⁹Be(α, n)反応

問11　²³⁹Puの熱中性子照射による核分裂、²³⁸U、²⁵²Cfの自発核分裂

問21　中性子の速度

問22　中性子と物質の相互作用における反跳エネルギーの計算問題

2019年度第一種試験物理問22

中性子が静止している標的核に正面衝突して、標的核が入射中性子の進行方向に反跳されるときを考える。標的核が¹Hまたは¹⁶Oである場合のそれそれの反跳エネルギーをE_H、E_Oとすると、その比(E_H/E_O)として最も近い値は次のうちどれか。

化学

問26　ホットアトム

2019年度第一種試験化学問26

ホットアトム効果に関する次の記述のうち、正しいものの組合せはどれか。
A　熱中性子照射したヘキサアンミンコバルト(III)硝酸塩[Co(NH₃)₆](NO₃)₃

　を水に溶かすと、⁶⁰Co²⁺が得られた。
B　熱中性子照射したヘキサシアニド鉄(II)酸カリウム三水和物　　

　 K₄[Fe(CN)₆]･3H₂Oを塩酸に溶かしてエーテルを加えると、⁵⁹Feが有機

　相に抽出された。
C　⁵⁶Fe²⁺を含む水溶液に⁶⁰Coのγ線照射すると、⁵⁵Fe³⁺が生成した。
D　熱中性子照射したクロム酸カリウムK₂CrO₄を水に溶かした後、その水

　溶液を陽イオン交換樹脂に通すと⁵¹Cr³⁺が樹脂に吸着した。

問31　放射化分析法

物理問22のような中性子と物質の相互作用における反跳エネルギーの問題は非常によく出題される重要問題です。公式がありますのでしっかり暗記して自分で反跳エネルギーを計算できるようにすることが大切です。

化学問26のホットアトムに関する問題は毎年のように出題されています。過去問題を解いていろいろなホットアトム現象について暗記しておきましょう。

化学問31の放射化分析法に関する問題も非常に出題頻度の高い重要問題です。こちらも公式がありますのでしっかり暗記して、中性子照射後の生成放射性核種の放射能を計算できるようにしておきましょう。

2019年度第二種試験

物理

問8　中性子と物質の相互作用における反跳エネルギーの計算問題

2019年度第二種試験物理問8

速中性子と元素A～Dのそれぞれの原子核との弾性衝突において、反跳核の最大エネルギーが、高い順に並んでいるものは、次のうちどれか。
A　ウラン　B　酸素　C　水素　D　鉛

実務

問3　放射線の遮蔽

2019年度第二種試験実務問3

放射線の遮蔽に関する次の記述のうち、正しいものの組合せはどれか。
A　α線は、ゴム手袋（厚さ0.3mm）で遮蔽される。
B　高エネルギーβ線の遮蔽では、制動放射線の発生を考慮する。
C　γ線の遮蔽には、原子番号の大きい物質が効果的である。
D　中性子の遮蔽には、水やパラフィンが用いられる。