第76回 午前 問71

重イオン線治療で用いられる12C原子核は完全電離（電荷数6）した状態でビームとして扱われる。電荷量からビーム中の粒子数を求め、1粒子あたりのエネルギーを乗じて総エネルギーを計算する。

計算: 電流1 nAを30秒間流したときの総電荷量は1×10⁻⁹×30=3×10⁻⁸C。12Cの電荷は6e（e=1.6×10⁻¹⁹C）なので粒子数は3×10⁻⁸/(6×1.6×10⁻¹⁹)≈3.1×10¹⁰個。1粒子の運動エネルギー1 GeV=1.6×10⁻¹⁰Jを乗じると総エネルギーは約5 Jとなる。

• 1. × 過小評価であり、計算結果と一致しない。
• 2. × 過小評価であり、計算結果と一致しない。
• 3. ○ 電荷数6での粒子数換算により総エネルギーは約5 Jと計算される。
• 4. × 過大評価であり、計算結果と一致しない。
• 5. × 過大評価であり、電荷数を1とした誤った換算に相当する。