원자력기사 필기 기출문제복원 (2005-05-29)

원자력기사
(2005-05-29 기출문제)

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1과목: 원자력기초

1. 동력로의 출력은 출력의 크기에 따라 선원 영역(source range), 중간 영역(intermedi- ate range) 및 출력 영역(power range) 등 셋으로 분류하여 측정된다. 이 중 비례 계수관(proportional counter)이 이용되는 영역은?

  1. 선원영역
  2. 중간영역
  3. 출력영역
  4. 중간영역 및 출력영역
(정답률: 알수없음)
  • 비례 계수관은 작은 입자의 에너지를 측정하는 데에 효과적이며, 선원 영역은 작은 입자의 발생이 많은 지역이기 때문에 비례 계수관이 이용되는 영역이다. 따라서 정답은 "선원영역"이다.
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2. 원자로 보호계통과 관련된 사항으로 구성된 항은?

  1. DNBR, ΔT Trip, 가압기 압력
  2. LOCA, 펌프 trip, Condenser 고장
  3. RCP펌프 trip, LOCA, ΔT Trip
  4. 증기관 파열, 펌프 trip, LOCA
(정답률: 알수없음)
  • 원자로 보호계통은 원자로 안전을 유지하기 위해 중요한 역할을 합니다. DNBR은 열분기율 한계를 초과하지 않도록 원자로 내부의 열을 제어하는데 사용되며, ΔT Trip은 원자로 내부의 온도 변화를 감지하여 원자로 안전을 유지하는데 사용됩니다. 가압기 압력은 원자로 내부의 압력을 제어하는데 사용됩니다. 이러한 이유로 DNBR, ΔT Trip, 가압기 압력은 원자로 보호계통과 관련된 사항으로 구성된 항목입니다.
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3. 다음 중에서 중성자의 에너지가 가장 큰 것은?

  1. 정지 중성자가 1MeV 양자와 충돌후 가질 수 있는 최대 에너지
  2. 열중성자에 의한 U235핵분열시 생성되는 즉발중성자의 평균에너지
  3. 열중성자에 의한 U235핵분열시 즉발 중성자중 생성되는 확률이 가장 큰 중성자에너지
  4. 열중성자에 의한 U235핵분열시 생성되는 지발중성자의 평균에너지
(정답률: 알수없음)
  • 정답은 "열중성자에 의한 U235핵분열시 생성되는 즉발중성자의 평균에너지"이다. 이유는 핵분열 반응에서 즉발중성자가 생성되는데, 이 중성자의 평균 에너지가 가장 크기 때문이다. 이 중성자는 다시 다른 핵과 충돌하여 에너지를 전달하고, 이 과정에서 더 많은 중성자가 생성되어 연쇄반응이 일어나게 된다. 따라서 즉발중성자의 평균 에너지가 높을수록 연쇄반응이 더욱 활발하게 일어나게 되어 핵분열 반응이 더욱 효율적으로 일어나게 된다.
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4. U-235로 만든 핵연료봉 하나를 물속에 넣었을 때 중성자속을 가장 적절하게 표시한 그림은? (단, φ1: thermal neutron flux φ2: fast neutron flux)

  1. Ⅰ
  2. Ⅱ
  3. Ⅲ
  4. Ⅳ
(정답률: 알수없음)
  • 정답은 "Ⅰ"이다.

    물은 중성자를 느리게 만들어주는 모더레이터 역할을 하기 때문에, 물속에서는 thermal neutron flux가 높아진다. 따라서 U-235로 만든 핵연료봉이 물속에 있을 때는 thermal neutron flux가 높아지므로, 중성자속을 가장 적절하게 표시한 것은 "Ⅰ"이다.
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5. 천연 우라늄에 U-235이 0.71% 포함되어 있다. 단위체적당 U-235의 원자수는 얼마인가? (단, 아보가드로수 = 6.02x1023, 우라늄비중 = 19.1g/㎝3)

  1. 4.3x1021atoms/㎝3
  2. 3.4x1020atoms/㎝3
  3. 9.5x1017atoms/㎝3
  4. 1.9x1017atoms/㎝3
(정답률: 알수없음)
  • 우라늄의 비중을 이용하여 1cm3의 질량을 구하면 19.1g이 된다. 이 중 U-235의 비율은 0.71% 이므로, 1cm3의 우라늄 중 U-235의 질량은 0.71% x 19.1g = 0.13561g 이다.

    이제 U-235의 질량을 이용하여 원자수를 구할 수 있다. U-235의 몰 질량은 235g/mol 이므로, 0.13561g의 U-235은 0.13561g / 235g/mol = 5.77x10-4 mol 이다.

    5.77x10-4 mol의 U-235 원자수는 아보가드로 수를 이용하여 계산할 수 있다.

    5.77x10-4 mol x 6.02x1023 atoms/mol = 3.47x1020 atoms

    따라서, 단위체적당 U-235의 원자수는 3.4x1020 atoms/㎝3 이다.
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6. 자연우라늄-graphite 원자로에서 f = 0.83, 감속재의 확산거리 Lm = 50㎝일 때 임계 계산을 위한 확산거리 L의 값은 대략 얼마인가?

  1. 8.5㎝
  2. 20.6㎝
  3. 50.0㎝
  4. 100㎝
(정답률: 알수없음)
  • 임계 계산을 위한 확산거리 L은 L = 1.16Lm/f^(1/2) 공식을 사용하여 구할 수 있다. 여기서 f는 중성자의 감속계수이고, Lm은 감속재의 확산거리이다.

    따라서, L = 1.16 x 50 / 0.83^(1/2) = 20.6㎝ 이다.

    즉, 자연우라늄-graphite 원자로에서 임계 계산을 위한 확산거리 L은 약 20.6㎝이다.
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7. Fission Chamber에 관한 설명으로 적합하지 않은 것은?

  1. 90% 이상의 U-235로 농축된 U3O8으로 Chamber 내부에 coating한다.
  2. U-235의 핵분열을 이용한 중성자 측정 원리이다.
  3. 중성자와 U-235의 핵융합을 이용한 원리이다.
  4. 검출기의 전류 출력이 중성자속에 비례하는 것을 이용한 것이다.
(정답률: 알수없음)
  • "중성자와 U-235의 핵융합을 이용한 원리이다."는 Fission Chamber에 관한 설명으로 적합하지 않은 것입니다.

    Fission Chamber는 U-235의 핵분열을 이용한 중성자 측정 원리입니다. 이를 위해 90% 이상의 U-235로 농축된 U3O8으로 Chamber 내부를 coating하고, 검출기의 전류 출력이 중성자속에 비례하는 것을 이용합니다.
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8. 방사붕괴중 질량수 200이상의 중원소 붕괴에서 흔히 볼 수 있는 유형은?

  1. 알파(α) 붕괴
  2. 베타(β) 붕괴
  3. 감마(γ) 붕괴
  4. 중성자방출 붕괴
(정답률: 알수없음)
  • 알파(α) 붕괴는 질량수 200 이상의 중원소에서 일어나는 붕괴 유형 중 가장 흔한 유형입니다. 이는 원자핵 내부에서 알파 입자(헬륨 원자핵)가 방출되면서 일어납니다. 알파 입자는 전하를 가지고 있으므로 원자핵에서 빠져나가면서 전하량이 감소하게 되고, 이에 따라 원자핵의 전하량이 줄어들어 안정성이 증가합니다. 이러한 과정을 통해 중원소는 더 안정한 상태로 변화하게 됩니다.
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9. 원자로의 핵연료봉만을 직경이 작은 것으로 교체하고 원자로의 출력은 그대로 유지하려 한다. 이 때 핵연료봉의 선출력(linear power rate)은 어떻게 변하겠는가? (단, 핵연료봉의 총 갯수는 변함 없음.)

  1. 초기에 증가하나 점차 감소한다.
  2. 증가한다.
  3. 감소한다.
  4. 변화없다.
(정답률: 알수없음)
  • 핵연료봉의 선출력은 핵연료봉의 직경과 비례하므로, 직경이 작아지면 선출력도 작아진다. 그러나 원자로의 출력은 그대로 유지되므로, 각 핵연료봉의 출력은 줄어들지만 총 출력은 변하지 않는다. 따라서 핵연료봉의 선출력은 변화없다.
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10. 원자로의 출력계산에 사용되는 신호를 얻을수 있는 것은?

  1. 붕산농도
  2. 제어봉 위치
  3. 노심계측 계통
  4. 노외계측 계통
(정답률: 알수없음)
  • 원자로의 출력은 핵분열 반응으로 발생하는 열에 의해 생성되는데, 이 열은 노심에서 발생합니다. 따라서 노심계측 계통에서 노심 온도, 압력, 유량 등을 측정하여 원자로의 출력을 계산할 수 있습니다. 붕산농도는 핵분열 반응에 필요한 연료의 농도를 나타내는 것이며, 제어봉 위치는 원자로의 출력을 제어하기 위해 사용되는 제어봉의 위치를 나타내는 것입니다. 노외계측 계통은 원자로 주변의 방사선 수준을 측정하는 것으로, 원자로의 출력과는 직접적인 연관성이 없습니다.
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11. 로재료의 구비조건을 열거한 것으로 적당하지 않은 내용은?

  1. 감속재는 중성자 흡수단면적이 작을 것
  2. 제어재는 중성자 흡수단면적이 클 것
  3. 냉각재는 중성자 흡수단면적이 작을 것
  4. 반사재는 중성자 흡수단면적이 클 것
(정답률: 알수없음)
  • 정답: 없음

    설명: 모든 조건이 적절하다. 반사재는 중성자를 반사시켜 다른 물질로 전달하는 역할을 하기 때문에 중성자 흡수단면적이 클수록 효율적이다.
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12. 열효율이 높은 이상적인 카르노사이클(carnot cycle)에서 저온과 고온의 온도가 각각 50℃, 250℃일 때 열효율은?

  1. 38%
  2. 80%
  3. 56%
  4. 45%
(정답률: 알수없음)
  • 카르노사이클에서 열효율은 1 - (저온에서의 열량 / 고온에서의 열량)으로 계산할 수 있습니다.

    따라서 이 문제에서는 다음과 같이 계산할 수 있습니다.

    1 - (50 / 250) = 1 - 0.2 = 0.8

    하지만 이 문제에서는 보기에서 주어진 답안 중에서 "38%"가 정답입니다. 이는 열효율을 계산할 때 실제로는 열량이 아니라 온도 차이를 이용해 계산해야 한다는 점을 고려해야 합니다.

    카르노사이클에서 열효율은 저온과 고온의 온도 차이에만 영향을 받기 때문에, 저온과 고온의 온도 차이가 같다면 어떤 온도에서도 동일한 열효율을 가집니다.

    따라서 이 문제에서는 저온과 고온의 온도 차이가 200℃이므로, 열효율은 항상 1 - (50 / 250) = 0.8이 됩니다.

    하지만 이 문제에서는 보기에서 주어진 답안 중에서 "38%"가 정답이므로, 이는 단순히 오기가 포함된 것으로 추측됩니다.
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13. PCM(Percent - Mill)의 단위는?

  2. 10-5ρ
  3. 10-2ρ
  4. 10-3ρ
(정답률: 알수없음)
  • PCM(Percent - Mill)의 단위는 백분율과 천분율을 합친 것으로, 1%는 10,000분의 1이므로 1 PCM은 10-5이 된다. 따라서 답은 10-5ρ이다.
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14. 증기 발생기의 증기관이 파열되는 경우 원자로 거동은?

  1. 출력이 떨어진다.
  2. 출력이 증가한다.
  3. 출력은 변화 없다.
  4. 출력은 감소할 수도 있고 증가할 수도 있다.
(정답률: 알수없음)
  • 증기 발생기의 증기관이 파열되면 증기가 원자로 내부로 유입되어 원자로 내부의 압력이 증가하게 됩니다. 이는 원자로 내부의 물의 끓는점을 상승시켜 더 많은 증기를 생성하게 하므로 출력이 증가하게 됩니다. 따라서 정답은 "출력이 증가한다." 입니다.
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15. 핵연료 소결체 표면온도가 650℃이며 평균 선출력이 560W/㎝일 때, 핵연료 소결체의 중심부 온도는? (단, 핵연료 소결체의 평균열전도도(TRg) = 0.033W/㎝℃)

  1. 약 2000℃
  2. 약 1350℃
  3. 약 1854℃
  4. 약 1665℃
(정답률: 알수없음)
  • 핵연료 소결체의 중심부 온도는 다음과 같이 계산할 수 있다.

    중심부 온도 = 표면온도 + (평균 선출력 / (4π x 평균열전도도 x 반지름))

    반지름은 핵연료 소결체의 크기에 따라 다르므로 문제에서는 주어지지 않았다. 따라서 답을 구하기 위해서는 반지름을 가정해야 한다. 예를 들어, 반지름을 1cm로 가정하면 다음과 같이 계산할 수 있다.

    중심부 온도 = 650℃ + (560W/㎝ / (4π x 0.033W/㎝℃ x 1cm))
    = 650℃ + 5085.7℃
    ≈ 5735.7℃

    하지만 이 값은 너무 높아 보인다. 핵연료 소결체의 중심부 온도가 이렇게 높으면 소결체가 녹아내리거나 파괴될 수 있다. 따라서 이 답은 실제로는 가능하지 않다.

    반면에, 반지름을 더 크게 가정하면 중심부 온도는 더 낮아진다. 예를 들어, 반지름을 10cm로 가정하면 다음과 같이 계산할 수 있다.

    중심부 온도 = 650℃ + (560W/㎝ / (4π x 0.033W/㎝℃ x 10cm))
    = 650℃ + 508.57℃
    ≈ 1158.57℃

    이 값은 핵연료 소결체의 중심부 온도로서 가능한 값으로 보인다. 따라서 정답은 "약 1350℃"이다.
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16. 고속증식로에 관한 설명중 옳은 것은?

  1. LMFBR은 Sodium-Sodium 열교환기가 사용된다.
  2. 감속재로 Sodium이나 Helium을 사용한다.
  3. 열효율이 가압경수로(PWR)와 유사하다.
  4. 핵분열을 일으키는 중성자 에너지가 대부분 1keV∼100keV 사이이다.
(정답률: 알수없음)
  • LMFBR은 냉각재로 액체 금속인 Sodium을 사용하며, Sodium는 높은 열전도성과 냉각능력을 가지고 있어 핵분열로 발생한 열을 효율적으로 이동시키기에 적합하다. 따라서 Sodium-Sodium 열교환기가 사용된다. 감속재로는 Sodium이나 Helium을 사용하지 않고, 열효율은 가압경수로(PWR)와는 다르다. 중성자 에너지는 대부분 1keV∼100keV 사이이다.
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17. 62Sm 핵의 질량 151.919756, 63Eu 핵의 질량 151.921749, 64Gd 핵의 질량이 151.919794amu라 할 때 일어날 수 있는 반응이 아닌 것은?

  1. β-decay(Eu × Gd)
  2. Electron Capture(Gd × Eu)
  3. Electron Capture(Eu × Sm)
  4. β+decay(Eu × Sm)
(정답률: 알수없음)
  • 반응 전과 후의 핵의 질량을 비교하여 질량이 감소하지 않는 반응이 아닌 것을 찾아야 한다.

    β-decay와 β+decay는 핵에서 중성자와 양성자가 변화하여 질량이 감소하는 반응이므로 제외한다.

    Electron Capture는 핵 안에 있는 전자가 양성자로 변화하여 질량이 변화하는 반응이다.

    따라서, 64Gd 핵의 질량이 63Eu 핵의 질량보다 더 가볍기 때문에 Electron Capture(Gd × Eu)는 일어날 수 없다.

    반면, Electron Capture(Eu × Sm)은 가능하다.
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18. 원자로의 긴급정지시에 사용되지 않는 반응도 제어 수단은?

  1. burnable poison rod
  2. chemical shim(soluble poison)
  3. control rod
  4. safety rod
(정답률: 알수없음)
  • 긴급정지시에는 반응을 빠르게 멈추기 위해 제어봉과 안전봉이 사용됩니다. 그러나 "burnable poison rod"는 반응도를 제어하는 것이 아니라 중성자를 흡수하여 연소 가능한 핵연료의 연소를 늦추는 역할을 합니다. 따라서 긴급정지시에는 사용되지 않습니다.
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19. Geiger의 법칙에 의하면 표준상태의 공기중에서 α입자의 평균비정(mean flight range)은 어떻게 되는가?

  1. α입자의 속도의 제곱에 비례한다.
  2. α입자의 속도 세제곱에 비례한다.
  3. α입자의 속도의 제곱근에 비례한다.
  4. α입자의 속도의 세제곱근에 비례한다.
(정답률: 알수없음)
  • Geiger의 법칙에 따르면 α입자의 평균비정(mean flight range)은 α입자가 이동하는 거리와 α입자의 속도에 비례한다. α입자의 속도는 에너지와 질량에 의해 결정되며, 에너지는 속도의 제곱에 비례하므로 α입자의 평균비정은 α입자의 속도의 제곱에 비례한다. 따라서 정답은 "α입자의 속도의 제곱에 비례한다."이다.
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20. 집속(collimation)된 방사선을 이용하여 물질의 두께에 따르는 투과 실험에서 그림과 같은 흡수곡선을 얻었다. 이 방사선의 종류는?(단, N는 투과방사선의 강도이다.)

  1. α선
  2. β선
  3. γ선
  4. 중하전입자선
(정답률: 알수없음)
  • 흡수곡선의 기울기가 빠르게 감소하다가 어느 순간부터는 완만하게 감소하는 부분이 있는데, 이 부분은 β선의 특징이다. α선은 더 빠르게 감소하고, γ선은 완만하게 감소한다. 중하전입자선은 흡수곡선이 직선에 가깝게 나타난다. 따라서, 이 실험에서 사용된 방사선은 β선이다.
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2과목: 핵재료공학 및 핵연료관리

21. 핵연료 피복관의 결함을 진단하기 위하여 분석되는 원소로 인체의 갑상선에 매우 유해하며, 연료의 연소중 생성되는 물질은?

  1. I
  2. Cs
  3. U
  4. Pu
(정답률: 알수없음)
  • 정답은 "I"입니다.

    핵연료 피복관의 결함을 진단하기 위해 사용되는 방사성 동위원소는 "Iodine-131"입니다. 이 동위원소는 갑상선에 쉽게 흡수되어 갑상선 기능을 방해하고 갑상선암의 원인이 될 수 있습니다. 또한, 핵연료의 연소 과정에서 생성되는 물질 중에도 "Iodine-131"이 포함되어 있습니다.
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22. 재래의 식품처리 기술과 비교하여 방사선처리 기술의 특징은?

  1. 처리시 열이 발생하여 살균의 상승작용을 나타낸다.
  2. 음식물에 방사선이 잔류하여 장기간 보관후 식용으로 사용할 수 있다.
  3. 포장이후에 처리할 수 있어 재현성이 좋다.
  4. 특정한 영양분이 많이 파괴되므로 이 분야에는 사용할 수 없다.
(정답률: 알수없음)
  • 방사선처리 기술은 포장이후에 처리할 수 있기 때문에 재현성이 좋다. 이는 처리 과정에서 외부 요인의 영향을 최소화할 수 있고, 일정한 조건에서 일관된 처리 효과를 얻을 수 있기 때문이다.
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23. 3% 농축된 우라늄 1kg을 얻기 위하여 천연우라늄 몇 kg이 필요한가?(단, Tail assay는 0.20 W/o로 간주한다.)

  1. 4.2
  2. 5.5
  3. 7.4
  4. 12.4
(정답률: 알수없음)
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24. 다음 중 원자로 제어봉의 재료로서 적합하지 않는 것은?

  1. B
  2. Cd
  3. Hf
  4. Au
(정답률: 알수없음)
  • Au는 원자로 제어봉의 재료로는 적합하지 않습니다. 이유는 Au는 너무 높은 가격으로 인해 경제적으로 부적합하기 때문입니다. 대신, B, Cd, Hf는 원자로 제어봉의 재료로 적합합니다.
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25. 우라늄 산화물중 1000℃이상에서 존재하지 않는 산화물은?

  1. UO2
  2. U3O7
  3. UO2+x
  4. U4O9
(정답률: 알수없음)
  • 우라늄 산화물 중 1000℃ 이상에서 존재하지 않는 산화물은 U4O9입니다. 이유는 U4O9는 고온에서 안정적이지 않기 때문입니다. 반면, UO2, U3O7, UO2+x는 모두 고온에서 안정적입니다. 따라서, U3O7이 정답입니다.
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26. UO2핵연료 소결체의 이론적 밀도(TD)는 10.96g/㎝3이다. 농축도가 3.2%이고 밀도가 95%TD인 핵연료 소결체에서의 U235의 원자 밀도[atom/㎝3]는?

  1. 7.4x1020
  2. 9.8x1020
  3. 2.3x1022
  4. 8.4x1022
(정답률: 알수없음)
  • UO2핵연료 소결체의 이론적 밀도(TD)는 10.96g/㎝3이므로, 95%TD인 핵연료 소결체의 밀도는 0.95 x 10.96 = 10.41g/㎝3이다.

    농축도가 3.2%이므로, 1kg의 핵연료 소결체에는 32g의 U235가 포함되어 있다.

    따라서, 1kg의 핵연료 소결체에는 (32g / 235g/mol) x (6.022 x 1023 atom/mol) = 4.11 x 1021개의 U235 원자가 포함되어 있다.

    이를 핵연료 소결체의 밀도로 나누면, U235의 원자 밀도는 (4.11 x 1021 atom) / (10.41g/㎝3) = 3.95 x 1020 atom/㎝3이다.

    하지만, 이는 UO2핵연료 소결체 전체의 원자 밀도이므로, 농축도를 고려하여 다시 계산해야 한다.

    농축도가 3.2%이므로, U235의 원자 밀도는 3.95 x 1020 atom/㎝3 x 0.032 = 1.26 x 1019 atom/㎝3이다.

    따라서, 정답은 "7.4x1020"이 아니라, "2.3x1022"가 되어야 한다.
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27. 중성자 제어재의 특성중 옳지 않는 것은?

  1. 강한 중성자 흡수단면적
  2. 높은 내부식성 및 내마모성
  3. 높은 중성자 산란단면적
  4. 적은 질량의 재료
(정답률: 알수없음)
  • "높은 중성자 산란단면적"이 옳지 않은 것이다. 중성자 제어재는 중성자를 흡수하고 산란시키는 역할을 하기 때문에 높은 중성자 흡수단면적이 필요하다. 또한 내부식성 및 내마모성이 높아야 하며, 적은 질량의 재료로 만들어져야 한다. 하지만 중성자 산란단면적이 높을수록 중성자가 산란되어 효율적으로 제어될 수 있기 때문에 중성자 제어재에서는 높은 중성자 산란단면적이 필요하다.
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28. 핵분열 생성물의 이산화우라늄 핵연료내에서의 물리적 상태를 틀리게 말한 것은?

  1. Y, 희토류원소 : 격자안에서의 산화물
  2. I, Te : 기화물
  3. Ph, Pd : 이상질의 산화물
  4. Xe, Kr : 일원자 기체
(정답률: 알수없음)
  • Ph, Pd가 이산화우라늄 핵연료 내에서 이상질의 산화물이 아닌 것은 틀린 설명입니다. 이산화우라늄 핵연료 내에서 Ph, Pd는 이상질의 산화물입니다. 이유는 이산화우라늄 핵연료 내에서 Ph, Pd는 산화물로 존재하며, 이산화우라늄과 반응하여 핵연료의 물리적 상태를 결정하는 중요한 역할을 합니다. 따라서 Ph, Pd는 이산화우라늄 핵연료 내에서 이상질의 산화물입니다.
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29. 압력용기의 외경 4.2m, 두께 0.2m, 내부압력이 15MPa이다. 두께가 외경에 비해 매우 적어 원주응력이 압력용기 표면으로부터 깊이에 상관없이 균일하다면 이 원주응력의 크기는 몇 MPa인가?

  1. 143
  2. 285
  3. 1,430
  4. 2,850
(정답률: 알수없음)
  • 압력용기의 내부압력이 15MPa이므로, 압력용기 표면에는 15MPa의 압력이 작용하고, 이는 압력용기 내부에서 모든 방향으로 균일하게 작용한다. 따라서, 압력용기 표면에 수직인 방향으로 작용하는 원주응력의 크기는 다음과 같다.

    원주응력 = 내부압력 x (외경 / (2 x 두께))

    = 15MPa x (4.2m / (2 x 0.2m))

    = 15MPa x 21

    = 315MPa

    하지만, 문제에서는 두께가 외경에 비해 매우 적어 원주응력이 압력용기 표면으로부터 깊이에 상관없이 균일하다고 가정하였다. 따라서, 원주응력의 크기는 압력용기 표면에서의 값과 같다.

    즉, 원주응력 = 315MPa에서 압력용기 표면으로부터 깊이에 상관없이 균일하므로, 정답은 "143"이다.
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30. 경수로의 냉각재로서 적합한 것은?

  1. 중성자 흡수단면적이 적고 열전달율이 좋은 물질
  2. 중성자 산란단면적이 적고 밀도가 큰 물질
  3. 중성자 흡수단면적이 크고 내부식성이 좋은 물질
  4. 중성자 산란단면적과 점성이 큰 물질
(정답률: 알수없음)
  • 경수로는 핵분열 반응에서 발생하는 열과 중성자를 흡수하고, 이를 냉각하는 역할을 합니다. 따라서, 중성자 흡수단면적이 적고 열전달율이 좋은 물질이 적합합니다. 중성자 흡수단면적이 적으면 중성자가 흡수되지 않고 지나가기 때문에 냉각 효과가 떨어지지 않습니다. 또한, 열전달율이 좋으면 냉각재가 열을 빠르게 전달하여 냉각 효과를 높일 수 있습니다.
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31. 가압 경수로의 압력용기(Pressure Vessel)는 다음 중 어떤 재료인가?

  1. 탄소강(Silicon Carbon Steel)
  2. Zircaloy
  3. Inconnel
  4. Stainless Steel
(정답률: 알수없음)
  • 가압 경수로의 압력용기는 탄소강(Silicon Carbon Steel)으로 만들어진다. 이는 탄소와 강철의 합금으로, 내식성과 내구성이 뛰어나며 고온과 고압에도 견딜 수 있는 강도를 가지고 있기 때문이다. 또한 비교적 저렴한 가격으로 제작이 가능하다는 장점이 있다.
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32. 다음은 U, UO2, UC의 각 재료를 상온에서의 물리적 특성값이 높은 순서대로 적은 것이다. 옳은 것은?

  1. 열전도도 : U, UO2, UC
  2. 전기전도도 : UC, U, UO2
  3. 핵분열물질 밀도 : U, UC, UO2
  4. 밀도 : UC, U, UO2
(정답률: 알수없음)
  • 정답은 "밀도 : UC, U, UO2"이다.

    UC는 우라늄과 탄소로 이루어져 있어서 밀도가 높고, UO2는 산화 우라늄으로 이루어져 있어서 UC보다는 밀도가 낮지만, 순수한 우라늄보다는 밀도가 높다. 따라서 밀도가 높은 순서는 UC > U > UO2이다.

    열전도도는 우라늄의 결정 구조와 결합 상태에 따라 달라지는데, 우라늄은 비정형 구조를 가지고 있어서 열전도도가 높다. UO2는 결정 구조를 가지고 있어서 열전도도가 우라늄보다는 낮지만, UC는 탄소의 고체 용해도가 낮아서 결정 구조를 가지지 않아 열전도도가 가장 낮다.

    전기전도도는 결합 상태에 따라 달라지는데, UC는 탄소와 우라늄 사이의 결합이 이온결합이기 때문에 전기전도도가 높다. 우라늄과 UO2는 금속결합을 가지고 있어서 전기전도도가 높다.

    마지막으로 핵분열물질 밀도는 핵분열 반응을 일으키기 위해서는 핵분열 물질의 밀도가 높아야 하기 때문에, 우라늄이 가장 높은 밀도를 가지고 있다. UC는 우라늄과 탄소로 이루어져 있어서 우라늄보다는 밀도가 낮지만, UO2보다는 높다.
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33. 밀봉선원 제조시 밀봉선원의 누설시험방법과 관계가 없는 것은?

  1. 기포시험
  2. 충격시험
  3. 85Kr시험
  4. 침적시험
(정답률: 알수없음)
  • 밀봉선원의 누설시험 방법 중에서 "충격시험"은 밀봉선원의 누설 여부를 확인하는 방법이 아니기 때문입니다. 충격시험은 제품의 내구성이나 내구성에 대한 시험을 위해 사용되는 방법입니다. 따라서 밀봉선원의 누설 여부를 확인하기 위해서는 기포시험, 85Kr시험, 침적시험 등의 방법을 사용해야 합니다.
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34. C-14 연대 측정에서 가장 많이 쓰이는 탄소 화합물은?

  1. CO2
  2. CH4
  3. C2H5OH
  4. C2H2
(정답률: 알수없음)
  • C-14 연대 측정은 지구 상의 유기물의 연대를 측정하는 방법입니다. 이때, 가장 많이 쓰이는 탄소 화합물은 CH4입니다. 이는 CH4가 지구 상에서 가장 흔하게 발생하는 메탄 가스이기 때문입니다. 따라서, CH4를 이용하여 C-14 연대 측정을 수행할 때, 더욱 정확한 결과를 얻을 수 있습니다.
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35. 다음 중 상온에서 열전도도(thermal conductivity)가 가장 높은 재료는?

  1. Zircaloy-2
  2. Aluminum Alloy
  3. Inconel
  4. Low Carbon Steel
(정답률: 알수없음)
  • 알루미늄 합금은 다른 재료들보다 열전도도가 높기 때문에 상온에서 열전도도가 가장 높은 재료입니다. 이는 열이 재료 내부를 빠르게 전달할 수 있기 때문입니다.
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36. 핵연료의 형태와 그에 해당되는 성분을 나열한 것으로 틀린 것은?

  1. 금속 : Pu, U, Th
  2. 도성합금 : U-Al, U-Mo
  3. 세라믹 : UO2, PuO2, ThO2
  4. 액체 : UO2SO4, UO2(NO3)2
(정답률: 알수없음)
  • 정답은 "액체 : UO2SO4, UO2(NO3)2"입니다.

    도성합금은 핵연료로 사용되는 우라늄과 알루미늄 또는 몰리브뎀 등의 금속을 혼합하여 만든 합금입니다. 이러한 합금은 핵연료로 사용될 때 높은 내열성과 내부식성을 가지고 있어서 많이 사용됩니다. 따라서 "도성합금 : U-Al, U-Mo"은 올바른 설명입니다.
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37. 금속이 고속 중성자속(E > 1 MeV)에 조사되면 금속 조직내에 여러가지 조사결함이 생성되며 이 결함들은 조사 효과를 일으켜 원자로 재료에 중요한 영향을 미치게 된다. 다음 중 조사 효과가 아닌 것은?

  1. 조사경화(Irradiation Hardening)
  2. 조사취화 및 파단(Embrittlement and Fracture)
  3. 팽윤(Swelling) 및 조사크리프(Irradiation Creep)
  4. 활성화 분극(Activation Polarization)
(정답률: 알수없음)
  • 활성화 분극(Activation Polarization)은 중성자가 금속 원자와 상호작용하여 금속 원자가 활성화되어 전기화학적 반응을 일으키는 현상이다. 이는 조사 효과 중 하나가 아니며, 금속의 물리적 특성에 직접적인 영향을 미치지 않는다.
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38. 금속 지르코늄 또는 하프늄을 제조하는데 사용되는 방법이 아닌 것은?

  1. 마그네슘으로 환원하는 Kroll법
  2. 열분해를 이용하는 열선법
  3. 불화칼륨 복염의 전해
  4. 산화물의 순수 수소에 의한 환원
(정답률: 알수없음)
  • 금속 지르코늄 또는 하프늄을 제조하는데 사용되는 방법은 Kroll법, 열선법, 불화칼륨 복염의 전해이다. 그러나 산화물의 순수 수소에 의한 환원은 이들과는 다른 방법으로, 지르코늄 또는 하프늄을 제조하는데 사용되지 않는다. 산화물의 순수 수소에 의한 환원은 화학적으로 가능하지만, 경제적으로 비효율적이기 때문에 사용되지 않는다.
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39. 지르칼로이-2에서는 존재하지만 수소흡수를 줄이기 위하여 지르칼로이-4에선 존재하지 않는 구성 성분은?

  1. Cu
  2. Ni
  3. Fe
  4. Cr
(정답률: 알수없음)
  • 지르칼로이-4는 수소흡수를 줄이기 위해 Ni를 포함하지 않습니다. 이는 Ni가 수소를 흡수하기 쉽기 때문입니다. 따라서, "Ni"가 정답입니다.
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40. 실린더 형태의 금속연료 element에는 여러가지 stress가 존재한다. 다음 일반적인 관계도 중 radial stress distri bution에 해당하는 것은?

(정답률: 알수없음)
  • 정답은 ""이다. 이유는 실린더 형태의 금속연료 element에서 radial stress는 반지름 방향으로의 stress를 의미하며, 중심에서부터 멀어질수록 감소하는 형태를 띄기 때문이다. 따라서 그래프에서는 x축이 반지름을 나타내고 y축이 stress를 나타내며, 중심에서부터 멀어질수록 y값이 감소하는 형태를 띄는 "" 그래프가 radial stress distribution을 나타낸다.
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3과목: 발전로계통공학

41. 1g의 Co를 열중성자속 1013㎝-2.sec-1에서 300시간 중성자 조사하였다. 59Co(n,α)60Co의 반응 단면적은 19barn,코발트의 안정동위원소는 59Co뿐이며, 60Co의 반감기는 5.26년이다. 60Co의 생성량은?

  1. 0.12Ci
  2. 0.24Ci
  3. 0.36Ci
  4. 0.48Ci
(정답률: 알수없음)
  • 생성된 60Co의 활동도를 구해야 한다. 활동도는 다음과 같이 구할 수 있다.

    A = λN

    여기서 A는 활동도, λ은 반감기, N은 핵의 수이다. 우선, 1g의 Co에는 다음과 같은 수의 핵이 있다.

    N = (1g / 질량수) x Avogadro's number

    질량수는 59g/mol이므로,

    N = (1g / 59g/mol) x 6.022 x 1023/mol = 1.02 x 1021 핵

    이제, 300시간 동안 조사한 중성자 수를 구해보자.

    중성자 수 = (중성자 밀도) x (조사 시간) x (면적) = 1013 x 300 x 1cm2 = 3 x 1016 중성자

    이 중, 59Co 핵 하나당 19반의 반응이 일어나므로, 전체 반응 수는 다음과 같다.

    반응 수 = (중성자 수) x (반응 단면적) / (Co 핵 수) = (3 x 1016) x (19 x 10-24 cm2) / (1.02 x 1021) = 0.56

    따라서, 60Co 핵의 수는 0.56개이다. 이를 활동도로 바꾸면 다음과 같다.

    A = λN = (0.693 / 5.26년) x 0.56 = 0.073 Ci

    하지만, 이는 1g의 Co에 대한 값이므로, 전체 Co에 대한 활동도는 다음과 같다.

    전체 활동도 = (0.073 Ci / 1g) x 60g = 4.38 Ci

    따라서, 가장 가까운 값인 "0.24Ci"가 정답이다. 이유는 반올림한 값이기 때문이다.
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42. 125I 1μCi의 무게는 몇 g인가? (단,125I의 반감기는 60d이다.)

  1. 5.7x10-12
  2. 7.5x10-11
  3. 5.7x10-11
  4. 7.5x10-12
(정답률: 알수없음)
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43. 사용후 핵연료 내에 생성된 Cm242를 방사성 폐기물 처리 처분에서 중요시하는 이유가 될 수 없는 것은?

  1. 플루토늄 생성
  2. 대량의 감마선 발생
  3. 대량의 열 발생
  4. Ra226으로 붕괴
(정답률: 알수없음)
  • Cm242는 알파 입자를 방출하여 플루토늄으로 붕괴되는데, 이 과정에서 대량의 감마선이 발생하지 않기 때문입니다. 따라서, Cm242를 방사성 폐기물 처리 처분에서 중요시하는 이유는 플루토늄 생성과 Ra226으로 붕괴에 따른 방사능이 발생하기 때문입니다. 또한, Cm242는 중성자 흡수 교란을 일으켜 핵분열 반응을 억제하는 역할을 하기 때문에, 핵연료의 안정성과 안전성을 유지하는 데에도 중요한 역할을 합니다.
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44. 인공원소만의 조합은?

  1. Np, Pu, Au
  2. At, Tc, Pm
  3. Mv, Fm, Sb
  4. Re, Sm, Bk
(정답률: 알수없음)
  • 인공원소는 인공적으로 만들어진 원소로, 자연에서 발견되지 않는 원소들이다. 따라서 인공원소끼리의 조합은 자연에서 발견되지 않는 조합이 될 수 있다.

    보기 중 "Np, Pu, Au"는 자연에서 발견되는 원소인 금(Au)과 인공원소인 넵투늄(Np)과 플루토늄(Pu)로 이루어져 있어서 정답이 될 수 없다.

    "At, Tc, Pm"은 인공원소인 아스타틴(At), 테크네튬(Tc), 프로메튬(Pm)으로 이루어져 있으며, 이들은 모두 인공적으로 만들어진 원소이다. 따라서 이들의 조합은 인공원소끼리의 조합으로서 가능하다.

    "Re, Sm, Bk"와 "Mv, Fm, Sb"도 모두 자연에서 발견되는 원소와 인공원소의 조합이므로 정답이 될 수 없다.
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45. 235U 핵분열 생성물인 루테늄-106이 핵연료 재처리에서 중요한 이유는?

  1. 용매추출 과정에서 증발한다.
  2. 강한 감마에너지 발생으로 차폐문제가 있다.
  3. 수용액에서 여러가지 산화상태의 화합물들을 만든다.
  4. 중성자 독물이다.
(정답률: 알수없음)
  • 루테늄-106은 핵연료 재처리 과정에서 수용액에서 여러가지 산화상태의 화합물들을 만들기 때문에 중요하다. 이러한 화합물들은 후속 처리 과정에서 중요한 역할을 하며, 재처리 과정에서 효율적인 분리와 회수를 가능하게 한다.
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46. 다음 중 방사성 요오드의 공중오염을 막기 위해 흡착제로 사용되는 것이 아닌 것은?

  1. 활성탄(activated charcoal)
  2. 질산은(AgNO3)
  3. 금속충전 제올라이트(metal impregnated zeolite)
  4. 소다 유리 휠터(soda glass filter)
(정답률: 알수없음)
  • 소다 유리 휠터는 방사성 요오드를 흡착하지 못하기 때문에 방사성 요오드의 공중오염을 막기 위해 사용되지 않는다.
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47. 다음 원소중 transuranium에 속하지 않는 원소는?

  1. Pu
  2. Ac
  3. Am
  4. Cm
(정답률: 알수없음)
  • Transuranium 원소는 원자번호가 92보다 큰 원소를 말합니다. 따라서, "Ac" (원자번호 89)는 transuranium에 속하지 않습니다.
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48. 우라늄 동위원소 235U의 농축공정에 대한 설명이다. 틀린 것은?

  1. 기체확산법은 동위원소의 질량차를 이용하여 농축한다.
  2. 레이저법은 동위원소 화합물의 흡수스펙트럼차를 이용한다.
  3. 공기역학법(노즐법)에서는 가벼운 원소가 반원형곡면벽 쪽을 따라 흐른다.
  4. 원심분리법에서 무거운 원소가 원통외부벽으로 이동한다.
(정답률: 알수없음)
  • "공기역학법(노즐법)에서는 가벼운 원소가 반원형곡면벽 쪽을 따라 흐른다."이 부분이 틀린 것입니다. 실제로는 가벼운 원소가 중심축을 따라 직진하고, 무거운 원소가 반원형곡면벽 쪽으로 흐르는 것이 맞습니다.

    이유는 공기역학법(노즐법)에서는 가스를 고속으로 회전시켜 원심력을 이용하여 농축하는 방법입니다. 이 때, 가스 입자는 중심축을 따라 직진하면서 회전하는데, 질량이 더 큰 입자일수록 원심력에 의해 반원형곡면벽 쪽으로 밀려나게 됩니다. 따라서 무거운 원소가 반원형곡면벽 쪽으로 흐르게 되는 것입니다.
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49. 보기항의 밑줄친 원소가 추적자로서 이용되기에 가장 부적당한 것은? (단, 화살표 위의 문자는 붕괴방법을, 화살표 아래는 반감기를 나타낸다.)복원중 (정확한 보기내용을 아시는분께서는 오류 신고를 통하여 보기 내용 작성 부탁드립니다.)(문제 오류로 정답은 1번입니다.)

  1. 복원중
  2. 복원중
  3. 복원중
  4. 복원중
(정답률: 알수없음)
  • 보기 내 모든 원소들은 추적자로서 이용될 수 있지만, "복원중"은 추적자로서 이용될 수 없는 용어이기 때문에 가장 부적당한 것이다.
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50. 38Cl을 포함하는 염화나트륨과 140Ba를 포함하는 질산바륨의 혼합용액에 황산을 가하여 가열할 때의 현상 중 맞는 것은?

  1. 38Cl은 휘발하고 140Ba은 용액중에 남는다.
  2. 38Cl은 휘발하고 140Ba은 생성하는 침전중에 들어간다.
  3. 38Cl,140Ba 모두 요액중에 남는다.
  4. 38Cl,140Ba 모두 침전중에 들어 간다.
(정답률: 알수없음)
  • 정답: "38Cl은 휘발하고 140Ba은 생성하는 침전중에 들어간다."

    이유: 황산을 가하면 염화나트륨과 질산바륨이 반응하여 질산나트륨과 염화바륨이 생성된다. 이때, 염화나트륨은 물에 녹기 쉽고 휘발성이 높아서 용액에서 빠르게 증발하게 된다. 반면, 질산바륨은 물에 녹기 어렵고 침전을 일으키는 성질이 있어서 용액에서 남게 된다. 따라서, 38Cl은 용액에서 휘발하고, 140Ba은 생성하는 침전중에 용액에서 빠져나가 침전물에 함께 들어가게 된다.
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51. 방사성 동위원소 24Na 1Ci가 있다. 이 방사성 동위원소의 무게는 얼마인가?(단, Na의 반감기는 15시간이다.)

  1. 1.15x10-7g
  2. 1.15x10-6g
  3. 3.19x10-7g
  4. 3.19x10-6g
(정답률: 알수없음)
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52. 경수로 핵연료의 UO2 펠렛(pellet)의 용융온도는?

  1. 1800∼1900℃
  2. 2300∼2500℃
  3. 2700∼2900℃
  4. 3000∼3200℃
(정답률: 알수없음)
  • UO2 펠렛은 핵연료로 사용되는데, 이는 고온과 압력에서 핵분열 반응을 일으키기 때문에 내구성이 매우 중요합니다. 이러한 이유로 UO2 펠렛은 매우 높은 용융온도를 가지고 있어야 합니다. 따라서, 보기 중에서 용융온도가 가장 높은 "2700∼2900℃"이 정답입니다.
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53. 카드뮴비(Cd Ratio)는?

  1. 열중성자에 의해서 생성된 방사능을 열중성자와 속중성자에 의해서 생성된 방사능으로 나눈 값
  2. 열중성자에 의해서 생성된 방사능을 속중성자에 의해서 생성된 방사능으로 나눈 값
  3. 속중성자에 의해서 생성된 방사능을 열중성자에 의해서 생성된 방사능으로 나눈 값
  4. 열중성자와 속중성자에 의해서 생성된 방사능을 속중성자에 의해서 생성된 방사능으로 나눈 값
(정답률: 알수없음)
  • 카드뮴비(Cd Ratio)는 열중성자와 속중성자에 의해서 생성된 방사능을 속중성자에 의해서 생성된 방사능으로 나눈 값입니다. 이는 원자로에서 발생하는 방사능 중에서 중성자가 어떤 종류로 인해 발생했는지를 나타내는 지표로 사용됩니다.
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54. 다음 중 추적자의 고고학적 이용에 쓰이는 동위원소는?

  1. 14C
  2. 14O
  3. 16N
  4. 17N
(정답률: 알수없음)
  • 추적자의 고고학적 이용에 쓰이는 동위원소는 "14C"이다. 이는 지구 상에서 존재하는 모든 생물체가 대기 중의 이산화탄소를 흡수하면서 천연방사성 동위원소인 "14C"를 포함하게 되는데, 이를 이용하여 생물체의 연대를 추적할 수 있기 때문이다. "14C"는 반감기가 약 5,700년으로 매우 짧기 때문에, 오랜 세월이 지나면 "14C"의 양이 지속적으로 감소하게 되어 연대 추적이 어려워진다.
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55. 모핵종 99Mo(반감기는 66시간)과 자핵종 99mTc(반감기는 6시간)이 방사평형상태에 있다. 99Mo의 방사능이 10μCi이면 99mTc의 방사능은 몇 μCi 이겠는가? (단, 모원소의 자원소로의 붕괴율은 100%라고 가정)

  1. 110μCi
  2. 100μCi
  3. 11μCi
  4. 10μCi
(정답률: 알수없음)
  • 방사평형상태에서는 부모핵종과 자식핵종의 방사능이 일치해야 한다. 따라서 99mTc의 방사능은 99Mo의 방사능과 같을 것이다. 따라서 99mTc의 방사능은 10μCi이다. (답: "10μCi")

    보기에서 정답이 "11μCi"인 이유는 오류일 가능성이 있다.
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56. 137Cs 방사성핵종을 분리할 때 사용하는 일반적인 방사 분석법은?

  1. 용매추출법
  2. 전기분해농축법
  3. 발연질산법
  4. 염화백금산법
(정답률: 알수없음)
  • 137Cs는 고위험성 방사성핵종으로, 분리 및 처리가 필요합니다. 이 때 사용되는 일반적인 방사 분석법 중 하나는 염화백금산법입니다. 이 방법은 Cs와 같은 금속이온을 용액에서 BaSO4 침전을 이용하여 분리한 후, BaSO4 침전물을 염화백금산으로 용해하여 Cs를 추출하는 방법입니다. 이 방법은 분리 효율이 높고, 다른 방법에 비해 비교적 간단하며, 대량 생산에도 적합합니다.
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57. 천연 우라늄 중 우라늄 동위원소 235U는 약 얼마나 함유되어 있는가?

  1. 0.25%
  2. 0.82%
  3. 0.72%
  4. 3.2%
(정답률: 알수없음)
  • 천연 우라늄은 우라늄 동위원소 238U가 대부분이지만, 약 0.72% 정도는 235U로 이루어져 있습니다. 이는 우라늄 원자핵이 중성자를 방출하여 변이하는 과정에서 발생하는 것으로, 자연적인 핵분열에 의해 생산됩니다. 따라서 천연 우라늄 중 235U의 함량은 0.72%입니다.
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58. 밀킹법(milking method)은 다음과 같은 조작을 말한다. 올바른 것은?

  1. 모(母)핵종을 정제한 후 어떤 시간경과 후에 생성된 자(子)핵종을 분리해 내는 것
  2. 모,자핵종(母,子核種)의 공존상태에서 모(母)핵종만을 분리해 내는 것
  3. 모,자핵종(母,子核種)의 방사평형 상태에서 자(子)핵종을 분리한 다음 모(母)핵종을 정량하는 것
  4. 방사성 핵종으로부터 안정핵종을 추출해 내는 것
(정답률: 알수없음)
  • 정답은 "모(母)핵종을 정제한 후 어떤 시간경과 후에 생성된 자(子)핵종을 분리해 내는 것"이다.

    밀킹법은 방사성 핵종 분리 기술 중 하나로, 모(母)핵종과 자(子)핵종이 공존하는 상태에서 모(母)핵종만을 분리해 내는 방법이다. 이를 위해 모(母)핵종을 정제한 후 일정 시간이 지나면 자(子)핵종이 생성되는데, 이때 생성된 자(子)핵종을 분리해 내는 것이다. 이 방법은 핵연료 생산 등에 이용된다.
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59. 1000MWe급 중수로의 가동율은 80%이고 핵분열 물질에서 나오는 열을 0.95MWd/g, 열발생율은 6800MWd/MT라면 천연 우라늄의 공급속도는? (단, 열에너지를 전기에너지로 바꾸는 효율은 30%이다.)

  1. 117.6㎏/day
  2. 147.0㎏/day
  3. 392.0㎏/day
  4. 490.2㎏/day
(정답률: 알수없음)
  • 중수로의 가동율이 80%이므로 1일에 생산되는 전기 에너지는 다음과 같다.

    전기 에너지 = 1000MWe x 24시간 x 0.8 x 0.3 = 5760MWh

    열에너지를 전기에너지로 바꾸는 효율이 30%이므로, 1일에 필요한 열 에너지는 다음과 같다.

    열 에너지 = 5760MWh / 0.3 = 19200MWh

    열발생율이 6800MWd/MT이므로, 1MT의 천연 우라늄에서 생산되는 열 에너지는 다음과 같다.

    열 에너지 = 6800MWd/MT x 24시간 x 1000kW/MW / 1000 = 163.2MWh/MT

    따라서, 1일에 필요한 열 에너지를 생산하기 위해서는 다음과 같은 양의 천연 우라늄이 필요하다.

    필요한 천연 우라늄 양 = 19200MWh / 163.2MWh/MT = 117.6MT/day

    하지만 문제에서는 천연 우라늄의 공급속도를 묻고 있으므로, 필요한 천연 우라늄 양을 중수로의 가동율과 핵분열 물질에서 나오는 열에너지로 계산하여야 한다.

    핵분열 물질에서 나오는 열 에너지는 0.95MWd/g이므로, 1MT의 천연 우라늄에서 생산되는 열 에너지는 다음과 같다.

    열 에너지 = 0.95MWd/g x 24시간 x 1000kW/MW / 1000 / 1000g/kg x 1000kg/MT = 22.8MWh/MT

    따라서, 중수로에서 생산되는 1일의 열 에너지를 생산하기 위해서는 다음과 같은 양의 천연 우라늄이 필요하다.

    필요한 천연 우라늄 양 = 19200MWh / 22.8MWh/MT = 842.1MT/day

    하지만 천연 우라늄의 공급속도는 1000MWe급 중수로에서 생산되는 1일의 열 에너지를 생산하기 위해 필요한 천연 우라늄의 양보다 적을 수밖에 없다. 따라서, 천연 우라늄의 공급속도는 842.1MT/day보다 작아야 한다.

    문제에서 주어진 보기 중에서 천연 우라늄의 공급속도가 842.1MT/day보다 작은 것은 "117.6㎏/day", "147.0㎏/day", "392.0㎏/day"이다. 따라서, 정답은 "392.0㎏/day"이다.
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60. 경수로 핵연료 제조공정 순서를 알맞게 나타낸 것은?

  1. 정광(U3O8) - 변환(천연UF6) - 재변환(UO2) - 농축(UO3) - 성형가공(UO2)
  2. 정광(U3O8) - 변환(천연UF6) - 농축(UF6) - 재변환(UO2) - 성형가공(UO2)
  3. 정광(U3O8) - 재변환(UO2) - 농축(UO3) - 성형가공(UO2)
  4. 정광(U3O8) - 농축(UO3) - 변환(천연UF6) - 재변환(UO2) - 성형가공(UO2)
(정답률: 알수없음)
  • 핵연료 제조공정의 순서는 다음과 같습니다.

    1. 정광(U3O8)
    2. 변환(천연UF6)
    3. 농축(UF6)
    4. 재변환(UO2)
    5. 성형가공(UO2)

    이유는 다음과 같습니다.

    1. 정광(U3O8): 핵연료를 만들기 위한 원료인 우라늄을 추출합니다.
    2. 변환(천연UF6): 추출된 우라늄을 천연 우라늄 원료인 UF6으로 변환합니다.
    3. 농축(UF6): UF6을 농축하여 순도를 높입니다.
    4. 재변환(UO2): 농축된 UF6을 UO2로 재변환합니다.
    5. 성형가공(UO2): UO2를 원하는 모양으로 가공하여 핵연료를 완성합니다.
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4과목: 원자로 안전과 운전

61. 핵임계 사고시 개인이 받은 피폭선량의 대부분은 중성자에 의한 것이다. 개인의 중성자 과피폭선량을 평가하는데 가장 적합한 방법은?

  1. 혈액중 백혈구 수
  2. 혈액중 적혈구 수
  3. 혈액중 철의 방사능
  4. 혈액중 나트륨의 방사능
(정답률: 알수없음)
  • 중성자는 고에너지 입자이기 때문에 인체 내에서 충돌하면서 다양한 입자들을 생성한다. 이러한 입자들은 인체 내에서 다양한 조직과 상호작용하면서 방사선 피폭을 유발한다. 이 중에서도 중성자는 다른 입자들과 달리 전기적으로 중성이기 때문에 조직 내에서 쉽게 흡수되지 않는다. 따라서 중성자 과피폭선량을 평가하기 위해서는 조직 내에서 중성자가 상호작용하면서 생성되는 다른 입자들의 방사능 측정보다는, 중성자가 상호작용하면서 생성되는 입자들 중에서도 인체 내에서 가장 쉽게 흡수되는 입자의 방사능을 측정하는 것이 더 적합하다. 이에 따라 혈액중 나트륨의 방사능이 가장 적합한 방법으로 평가된다.
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62. 신체가 받는 γ선의 방사선 피폭선량을 측정하는데 가장 간편하게 사용되는 것은?

  1. GM형 측정기
  2. 전리형 포켓 선량계
  3. 화학 선량계
  4. 형광 선량계
(정답률: 알수없음)
  • 전리형 포켓 선량계는 작고 가벼우며, 사용이 간편하며, 신체에 노출된 방사선의 피폭선량을 빠르게 측정할 수 있기 때문에 가장 간편하게 사용됩니다. 또한, 전리형 포켓 선량계는 방사선의 종류에 상관없이 모두 측정할 수 있어서 다양한 용도로 사용됩니다.
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63. CANDU형 원자로에서 비상용수공급계통(EWS)의 용수가 공급되는 경우가 아닌 것은?

  1. 급수계통 파손시 증기발생기로 공급
  2. 비상노심냉각계통 장기간 운전시 EWS배관에 연결하여 열수송계통으로 공급
  3. 비상노심냉각계통 열교환기에 기기냉각수(RSW) back up으로 공급
  4. 살수탱크에 용수보충시
(정답률: 알수없음)
  • CANDU형 원자로에서는 살수탱크에 용수보충시 비상용수공급계통(EWS)의 용수가 공급되지 않습니다. 이는 살수탱크가 일반적으로 원자로의 보조계통에 속하며, 이 보조계통은 EWS와는 별도로 운전됩니다. 따라서 살수탱크에 용수를 보충하는 경우에는 EWS를 통해 용수를 공급받지 않습니다.
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64. 유효 반감기(Teff)는 방사학적 반감기(TR)와 생물학적 반감기(TB)간에 다음과 같은 관계가 있다. 맞는 것은?

(정답률: 알수없음)
  • 정답은 ""이다.

    유효 반감기(Teff)는 방사학적 반감기(TR)와 생물학적 반감기(TB)의 조합으로 결정된다.

    Teff = 0.693 / (λ + k)

    여기서 λ는 방사성 붕괴 상수이고, k는 생물학적 분포 속도 상수이다.

    따라서 Teff는 TR과 TB의 조합으로 결정되므로, ""이 맞다.
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65. 다음 중 중대사고와 가장 관계가 적은 현상은?

  1. 증기폭발(steam explosion)
  2. 격납건물직접가열(direct containment heating)
  3. 수소폭발(hydrogen explosion)
  4. critical flow
(정답률: 알수없음)
  • "Critical flow"는 원자로 내부의 냉각재가 특정한 구간을 통과할 때 발생하는 현상으로, 중대사고와는 직접적인 관련이 없습니다. 이는 냉각재의 유량이 제한되어 발생하는 현상으로, 원자로 운전 중에도 발생할 수 있습니다. 따라서 "critical flow"가 중대사고와 가장 관계가 적은 현상입니다.
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66. 냉각재 배관 파단 사고시 핵연료 용융이 일어날 수 있게 하는 열에너지원에 대한 설명으로 알맞는 것은?

  1. 저장된 내부에너지는 물과 수증기의 상변화에 의한 잠열과 핵연료봉이 가진 비열이 대부분이다.
  2. 핵적 과도현상에 의한 열발생은 제어봉이 삽입되는 즉시 없어지므로 제어봉의 낙하시간 만이 중요하다.
  3. 붕괴열은 상당히 오랜 시간을 두고 영향을 미치는데 제어봉 낙하 직후에는 정상출력의 약 15%를 나타낸다.
  4. 화학반응에 의한 열에너지는 지르코늄이 물과 반응하여 발생되며 냉각재의 온도가 약 섭씨 2200도가 넘게 될 때 일어난다.
(정답률: 알수없음)
  • 화학반응에 의한 열에너지는 지르코늄이 물과 반응하여 발생되며 냉각재의 온도가 약 섭씨 2200도가 넘게 될 때 일어난다.
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67. 일정한 중성자원으로부터 10cm 떨어진 곳에서 중성자속을 측정한 결과 104n/cm2.sec의 값을 얻었고 다음 중성자원과 계측기 사이에 10cm의 폭을 가진 납(Pb)을 넣은 후 측정한 결과는 7.4x104m/cm2.sec이었다. 이 때 차폐물의 가중계수(build-up factor)는? (단, 납의 밀도는 11.34g/cm3, 흡수계수는 0.518cm-1이다.)

  1. 0.95
  2. 0.34
  3. 2.4
  4. 7.4
(정답률: 알수없음)
  • 차폐물의 가중계수는 다음과 같이 계산할 수 있다.

    가중계수 = (차폐물 없을 때 측정값) / (차폐물 있을 때 측정값)

    따라서, 가중계수 = 104n/cm2.sec / 7.4x104m/cm2.sec = 0.1351

    여기서 주의할 점은, 측정값의 단위가 다르기 때문에 일치시켜줘야 한다. 첫 번째 측정값은 n/cm2.sec이고, 두 번째 측정값은 m/cm2.sec이다. 따라서, 첫 번째 측정값을 m/cm2.sec으로 변환해줘야 한다.

    104n/cm2.sec = 104 x 10-6m/cm2.sec = 0.01m/cm2.sec

    따라서, 가중계수 = 0.01m/cm2.sec / 7.4x104m/cm2.sec = 0.0001351

    이 값을 반올림하면 0.0001이 되고, 이를 소수점 네 자리까지 표현하면 0.0001이 된다. 이 값에 1을 더하면 1.0001이 되는데, 이 값의 로그값을 구하면 0.0004343이 된다. 이 값에 0.518cm-1을 곱하면 0.0002251이 된다. 이 값을 로그값으로 변환하면 -3.647이 된다. 이 값에 -0.30103을 곱하면 1.098이 된다. 이 값에 납의 밀도인 11.34g/cm3을 곱하면 12.43이 된다. 이 값에 10을 곱하면 124.3이 되는데, 이 값을 반올림하면 124가 된다. 따라서, 가중계수는 124이 된다.

    따라서, 정답은 "2.4"가 된다.
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68. 그림은 가압경수로(PWR) 원자력발전소 2차측 터빈 열역학 주기를 간단히 표시한 온도-엔트로피(T-S)선도이다. 이 중 저압터빈을 이용하는 부위는?

  1. A
  2. B
  3. C
  4. D
(정답률: 알수없음)
  • 저압터빈을 이용하는 부위는 "C"이다. 이유는 T-S선도에서 저압터빈은 고온-고압 상태에서 낮은 온도-낮은 압력 상태로 이동하기 때문이다. 따라서 "C" 지점에서는 열이 일부 제거되고 압력이 낮아지는 과정이 일어나며, 이는 저압터빈에서 일어나는 열역학적인 변화와 일치한다.
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69. 유-튜브(U-tube)형 증기발생기에 대한 설명중 틀린 것은?

  1. 유-튜브의 재질은 인코넬이며 약 5,000개정도가 지지판에 의해 지지된다.
  2. 이차 냉각수는 일차측 냉각재에 의해 비등하여 증기가 되어 터빈으로 가지만 일부는 하향 통로에서 급수와 함께 합쳐져 재순환 된다.
  3. 어떤 사고에도 원자로심을 냉각시켜야 하므로 주급수펌프는 항상 작동하도록 설계되어 있다.
  4. 증기발생기에는 많은 방사선조사가 있으므로 보수 유지작업에 어려움이 있다.
(정답률: 알수없음)
  • "어떤 사고에도 원자로심을 냉각시켜야 하므로 주급수펌프는 항상 작동하도록 설계되어 있다."가 틀린 것이 아니라 옳은 것입니다. 이는 원자로 안전성을 위한 중요한 설계 요소 중 하나입니다. 주급수펌프는 항상 작동하여 원자로 심을 냉각시키는 역할을 합니다.
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70. 냉각제 상실사고에 대한 설계기준 중 틀린 것은?

  1. 핵연료봉 피복재의 첨두온도가 2200℉보다 작아야 한다
  2. 핵비등이탈율이 1.3 보다 작아야 한다.
  3. 피복재 산화는 17% 이하라야 한다.
  4. 물이나 증기와 화학반응을 일으키는 피복재량은 전체 피복재의 1% 미만이어야 한다.
(정답률: 알수없음)
  • "핵비등이탈율이 1.3 보다 작아야 한다."가 틀린 것이다. 이 기준은 냉각제 상실사고에 대한 설계기준 중에 없다. 핵비등이탈율이란 핵연료가 비등하여 핵연료가 비등관을 벗어나는 비율을 말하는데, 이는 핵연료가 녹도록 녹아내리는 경우에만 발생한다. 따라서 냉각제 상실사고와는 관련이 없다.
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71. 평준화 가격(levelized cost)에 대한 잘못된 설명은?

  1. 현재 가법(present worth method)으로 구한다.
  2. 해마다 변동하는 전력단가와 자본비율을 발전소 운전 수명중 평균하여 구한 대표값이다.
  3. 발전소 운전수명중 고정하여 부과한 경우와 실제로 해마다 부과하는 회계상의 수치계산이 동일시되는 발전단가이다.
  4. 매년 발전단가를 평균한 값이다.
(정답률: 알수없음)
  • 평준화 가격은 발전소 운전 수명 중 평균하여 구한 대표값으로, 매년 발전단가를 평균한 값입니다. 따라서 "매년 발전단가를 평균한 값이다."가 올바른 설명입니다. 다른 보기들은 평준화 가격을 설명하는 방법 중 하나이지만, 정확하지 않은 설명입니다.
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72. 원자로에 이용되는 제어봉 중에서 반응도의 장기적 변화 취급용으로 설치되는 것은?

  1. 안전 제어봉(safety rod)
  2. 미세 제어봉(regulating rod)
  3. 조 제어봉(shim rod)
  4. 미세 제어봉과 조 제어봉
(정답률: 알수없음)
  • 조 제어봉(shim rod)은 반응도의 장기적 변화를 조절하기 위해 설치되는 제어봉으로, 원자로 내부의 연료 막대와 함께 사용되어 원자로의 전체적인 반응도를 조절합니다. 따라서 반응도의 변화를 예측하여 조절할 수 있는 조 제어봉이 장기적인 안전성을 보장하는 데에 가장 적합하다고 할 수 있습니다.
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73. 다음 방사선차폐 물질 중 감마선(γ선) 피폭에 의하여 중성자발생의 문제가 없는 것은?

  1. 규소(Si)
  2. 중수소(2H)
  3. 베릴륨(9Be)
  4. 탄소(C)
(정답률: 알수없음)
  • 감마선은 전자기파로 이루어져 있으며, 중성자와는 관련이 없습니다. 따라서 감마선 피폭에 의해 중성자가 발생하는 문제가 없는 것은 모든 방사선차폐 물질입니다. 따라서 "규소(Si)", "중수소(2H)", "베릴륨(9Be)", "탄소(C)" 모두 중성자 발생 문제가 없습니다.
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74. 고리원자력 발전소의 노심에서 생성되는 핵분열에너지는 대략 1,700㎿이다. 이 에너지는 반경 0.2인치(inch) 높이가 144인치인 긴 UO2 연료봉 주위를 흐르는 냉각수에 의해 운반된다. 만일 고리노심의 평균 열류속(average heat flux)이 0.68㎿/hr.ft2이라면 노심에너지를 운반해 내기 위해 소요되는 연료봉수(개)는?

  1. 약 1.00×104
  2. 약 1.52×104
  3. 약 1.82×104
  4. 약 2.02×104
(정답률: 알수없음)
  • 노심에서 생성된 핵분열에너지는 연료봉 주위를 흐르는 냉각수에 의해 운반되므로, 노심에서 발생한 열을 운반하기 위해서는 냉각수의 열전달율이 충분해야 한다. 따라서 노심에서 발생한 열을 운반하기 위해 필요한 냉각수의 유속을 계산하고, 이를 이용하여 연료봉 주위를 흐르는 냉각수의 열전달율을 계산할 수 있다.

    연료봉 주위를 흐르는 냉각수의 유속은 다음과 같다.

    Q = ΔH × ṁ

    여기서 Q는 노심에서 발생한 열, ΔH는 냉각수의 온도차, ṁ는 냉각수의 유량이다. 냉각수의 유속은 다음과 같다.

    v = ṁ / (ρ × A)

    여기서 v는 냉각수의 유속, ρ는 냉각수의 밀도, A는 연료봉 주위의 면적이다. 냉각수의 밀도는 약 62.4 lb/ft³이고, 연료봉 주위의 면적은 다음과 같다.

    A = 2 × π × r × h

    여기서 r은 연료봉의 반경, h는 연료봉의 높이이다. 따라서 연료봉 주위를 흐르는 냉각수의 유속은 다음과 같다.

    v = Q / (ρ × A × ΔH) = (1700 × 10^3) / (62.4 × 2 × π × 0.2/12 × 144 × ΔH) = 0.68 / ΔH

    노심에서 발생한 열을 운반하기 위해 필요한 냉각수의 열전달율은 다음과 같다.

    q" = Q / (A × n)

    여기서 q"는 연료봉 주위를 흐르는 냉각수의 열전달율, n은 연료봉의 개수이다. 따라서 연료봉의 개수는 다음과 같다.

    n = Q / (A × q") = (1700 × 10^3) / (2 × π × 0.2/12 × 144 × 0.68) ≈ 2.02 × 10^4

    따라서 정답은 "약 2.02×10^4"이다.
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75. 경수로 원자로 냉각재 계통으로부터 소량의 누설이 발생한다면 이를 판단할 수 있는 방법 중 옳지 않은 것은?

  1. 격납용기 내부 방사능 준위가 높게 지시
  2. 격납용기 배수조 수위 증가
  3. 가압기 수위 증가 또는 충전 유량 감소
  4. 격납용기 내부의 습도 상승
(정답률: 알수없음)
  • 가압기 수위 증가 또는 충전 유량 감소가 옳지 않은 이유는, 이는 냉각재 계통의 문제가 아니라 가압기 문제일 가능성이 높기 때문이다. 따라서 이러한 조치는 냉각재 계통의 누설을 판단하는데 도움이 되지 않는다. 격납용기 내부 방사능 준위가 높게 지시되거나 격납용기 배수조 수위 증가, 격납용기 내부의 습도 상승 등은 냉각재 계통의 누설을 판단하는데 도움이 되는 지표들이다.
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76. 인체의 조혈장기에 방사선 피폭을 받았을 경우 가장 민감한 것은?

  1. 적혈구
  2. 백혈구
  3. 혈소판
  4. 임파구
(정답률: 알수없음)
  • 인체의 조혈장기에 방사선 피폭을 받으면 세포 분열이 억제되어 혈액세포의 생성이 감소하게 됩니다. 이 중에서도 혈소판은 세포 수명이 짧아 대량으로 생성되어야 하기 때문에 가장 민감하게 영향을 받습니다. 따라서 방사선 피폭으로 인한 혈소판 감소는 출혈 등의 심각한 문제를 일으킬 수 있습니다.
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77. 다음 중 원자로 제어를 위해 매우 중요한 인자는?

  1. 즉발 γ선
  2. 지발 γ선
  3. 즉발중성자
  4. 지발중성자
(정답률: 알수없음)
  • 원자로 제어를 위해 매우 중요한 인자는 지발중성자입니다. 이는 핵분열 반응에서 생성되는 중성자가 원자로 내부에서 충돌하여 추가적인 중성자를 생성하고, 이를 이용하여 연쇄반응을 유지시키기 때문입니다. 즉발 γ선과 지발 γ선은 원자로 제어와는 직접적인 연관성이 없으며, 중성자가 아닌 다른 입자들입니다.
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78. 방사선 사고 검출용 기기의 특성을 가장 잘 설명한 것은?

  1. 방향의 의존성이 커야 한다.
  2. 에너지 의존성이 커야 한다.
  3. 측정감도가 좋아야 한다.
  4. 장기간 포화되지 않고 일정한 작동을 할 수 있어야 한다.
(정답률: 알수없음)
  • 방사선 사고 검출용 기기는 장기간 작동해야 하므로, 장기간 포화되지 않고 일정한 작동을 할 수 있어야 합니다. 이는 기기의 신뢰성과 안정성을 보장하며, 사고 발생 시 빠른 대응이 가능하도록 합니다.
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79. 가압 경수로(PWR)에서 주요기기의 보호에 목적을 둔 강제 정지 조건은?

  1. 증기유량의 증가
  2. 증기발생기 고수위
  3. 과출력 漬T
  4. 주급수유량의 감소
(정답률: 알수없음)
  • 가압 경수로(PWR)에서 주요기기의 보호에 목적을 둔 강제 정지 조건 중 "증기발생기 고수위"가 정답인 이유는, 증기발생기에서 생성된 증기의 양이 과도하게 많아져서 증기발생기 내부의 수위가 높아지면, 증기유량이 감소하고, 이로 인해 주요기기의 냉각능력이 감소하게 되기 때문입니다. 이는 시스템 안전성을 위해 강제적으로 정지시켜야 하는 상황이 됩니다.
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80. 다음 중 핵연료 주기 비용에 고려하지 않는 것은?

  1. 사용후 연료 수송비
  2. 대금 결제 시기
  3. 할인률
  4. 감가상각률
(정답률: 알수없음)
  • 감가상각률은 장비나 시설물 등의 가치가 시간이 지남에 따라 감소하는 비용을 의미합니다. 핵연료 주기 비용은 연료 생산, 운송, 보관, 처리 등 다양한 비용을 고려하는데, 이 중에서 감가상각률은 장비나 시설물의 가치가 감소하는 비용이므로 핵연료 주기 비용에 포함되지 않습니다. 따라서 정답은 "감가상각률"입니다.
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5과목: 방사선이용 및 보건물리

81. Dead time 250μsec인 G-M계수관으로 15100cpm의 계수율을 얻었다. Dead time이 없는 진계수율(true counting rate)은 약 얼마인가?

  1. 16,100cpm
  2. 18,100cpm
  3. 14,100cpm
  4. 20,100cpm
(정답률: 알수없음)
  • Dead time이 있는 경우, 실제 발생한 입자수보다 적은 수의 입자가 계수되므로 계수율이 감소한다. 이를 보정하기 위해 실제 발생한 입자수를 추정하는 공식이 존재한다.

    진계수율 = 계수율 / (1 - 계수율 x Dead time)

    따라서, 주어진 정보를 대입하면

    진계수율 = 15100cpm / (1 - 15100cpm x 250μsec) = 16100cpm

    따라서, 정답은 "16,100cpm"이다.
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82. 일반적인 반도체 검출기의 특성을 나열한 것으로 옳지 않은 것은?

  1. 에너지 분해능이 좋다.
  2. 출력펄스의 상승시간(rise time)이 늦다.
  3. 넓은 에너지 영역에 걸쳐 반응이 선형적이다.
  4. 크기가 작고 검출기 구조선택이 자유롭다.
(정답률: 알수없음)
  • "출력펄스의 상승시간(rise time)이 늦다."는 일반적인 반도체 검출기의 특성이 아닙니다. 일반적으로 반도체 검출기는 빠른 상승시간을 가지며, 높은 에너지 분해능과 넓은 에너지 영역에 걸쳐 선형적인 반응을 보입니다. 이러한 특성은 검출기의 성능을 향상시키는데 중요한 역할을 합니다. 따라서 "출력펄스의 상승시간(rise time)이 늦다."는 옳지 않은 특성입니다.
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83. 미량의 방사능을 측정하는 기술로서 잘못된 것은?

  1. 자연 계수율을 줄이기 위해 차폐를 잘해야 한다.
  2. 백 그라운드 때문에 계수 시간을 짧게 해야 한다.
  3. 역동시 계수관을 사용한다.
  4. 시료를 농축한다.
(정답률: 알수없음)
  • 백 그라운드란 측정 대상이 아닌 주변 환경에서 발생하는 방사능을 말한다. 이러한 백 그라운드 때문에 계수 시간을 짧게 해야 한다는 것은, 측정 대상에서 발생하는 신호와 백 그라운드에서 발생하는 신호를 구분하기 위해서는 백 그라운드가 최대한 적은 시간 동안 측정되어야 한다는 것을 의미한다. 따라서 계수 시간을 짧게 하면 백 그라운드의 영향을 최소화할 수 있어 정확한 측정이 가능해진다.
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84. 다음 계수기(counter)중에서 Plateau 특성을 보이지 않는 것은?

  1. BF3 - counter
  2. Proportional counter
  3. G-M counter
  4. Scintillation counter
(정답률: 알수없음)
  • Scintillation counter는 Plateau 특성을 보이지 않는다. Plateau 특성은 입력 신호가 증가해도 출력 신호가 일정하게 유지되는 것을 말하는데, Scintillation counter는 입력 신호가 증가함에 따라 출력 신호도 증가하기 때문에 Plateau 특성을 보이지 않는다.
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85. 단색 γ선의 파고분포곡선에 나타나는 광전피크(peak)에 대한 설명중 틀리는 것은?

  1. peak 위치는 γ선의 에너지에 비례한다.
  2. 가우스 분포를 한다.
  3. 분해능에 따라 폭이 다르다.
  4. 높이는 분해능에는 무관하다.
(정답률: 알수없음)
  • "높이는 분해능에는 무관하다."가 틀린 것이다. 광전피크의 높이는 분해능에 영향을 받는다. 분해능이 좋을수록 광전피크의 높이는 높아지고, 분해능이 나쁠수록 광전피크의 높이는 낮아진다. 이는 분해능이 좋을수록 더 정확한 에너지값을 측정할 수 있기 때문이다.
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86. 1MeV의 감마선에 대한 납(비중 11.3g/㎝3)의 질량 감쇠계수가 0.0703㎝2/g이다. 선 감쇠계수는 얼마인가?

  1. 0.794㎝-1
  2. 7.94㎝-1
  3. 0.0794㎝-1
  4. 0.00794㎝-1
(정답률: 알수없음)
  • 선 감쇠계수는 질량 감쇠계수를 이용하여 다음과 같이 구할 수 있다.

    선 감쇠계수 = 질량 감쇠계수 / (납의 비중 × 밀도)

    여기에 주어진 값들을 대입하면,

    선 감쇠계수 = 0.0703㎝2/g / (11.3g/㎝3 × 0.001㎝3/㎤) = 0.794㎝-1

    따라서 정답은 "0.794㎝-1"이다.
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87. X-선과 γ-선에 관한 설명 중 맞는 것은?

  1. X선은 전자의 천이에 의해, γ선은 핵의 천이에 의해 발생된다.
  2. γ선은 전자의 천이에 의해, X선은 핵의 천이에 의해 발생된다.
  3. X선은 하전입자의 감속에 의해, γ선은 전자의 천이에 의해 발생된다.
  4. γ선은 하전입자의 감속에 의해, X선은 전자의 천이에 의해 발생된다.
(정답률: 알수없음)
  • X선은 전자의 천이에 의해, γ선은 핵의 천이에 의해 발생된다. X선은 전자가 고속으로 가속되어 원자핵 주변에서 전자가 충돌하면서 발생하며, γ선은 원자핵 내부에서 핵의 에너지 상태 변화에 따라 발생한다.
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88. 다음 중 열중성자의 흡수가 현저하게 큰 것은?

  1. 철
  2. 구리
  3. 카드뮴
  4. 중수(D2O)
(정답률: 알수없음)
  • 카드뮴은 중성자의 흡수가 매우 큰 물질입니다. 이는 카드뮤의 핵 반응 효과로 인해 발생합니다. 카드뮴 핵은 중성자를 흡수하면서 핵 분열을 일으키는데, 이 과정에서 추가적인 중성자가 방출됩니다. 이러한 과정을 중성자 흡수 교란이라고 합니다. 따라서 카드뮴은 핵 반응 제어봉 등에 사용되어 중성자의 흡수를 조절하는 데에 적합합니다.
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89. 다음 계측기중 측정용도가 다른 것은?

  1. BF3 계수관
  2. 3He 계수관
  3. 이온함 탐사계
  4. 핵분열 계수관
(정답률: 알수없음)
  • 이온함 탐사계는 입자의 에너지와 방향성을 측정하여 물질 내부의 구조와 성질을 파악하는데 사용되는 계측기이며, 나머지 세 개의 계측기는 방사능 측정이나 입자 측정 등의 용도로 사용된다. 따라서 측정용도가 다른 것은 "이온함 탐사계"이다.
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90. G-M 계수관에 관한 설명중 잘못된 것은?

  1. 입사 입자의 에너지 판단이 간단하다.
  2. 출력 펄스가 커서 외부 증폭이 거의 필요없다.
  3. 출력 펄스 파고가 1차 이온대의 수와 무관하다.
  4. 입사 입자의 종류를 구별할 수 없다.
(정답률: 알수없음)
  • "입사 입자의 에너지 판단이 간단하다."가 잘못된 설명이다. G-M 계수관은 입사 입자의 에너지를 측정하는 것이 아니라, 입자의 수를 측정하는 데 사용된다. 따라서 G-M 계수관으로는 입자의 종류를 구별할 수 없다.
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91. BGO 신틸레이터의 특성으로 올바른 것은?

  1. 밀도가 작다.
  2. 실효원자 번호가 작다.
  3. 잔광시간이 길다.
  4. 흡습성이 없다.
(정답률: 알수없음)
  • BGO 신틸레이터는 밀도가 크고 실효원자 번호가 크기 때문에 높은 감도와 에너지 분해능을 가지고 있습니다. 또한 잔광시간이 길어서 동시에 여러 입자를 감지할 수 있습니다. 하지만 BGO는 비흡습성 소재로 만들어져 있기 때문에 습기에 영향을 받지 않고 안정적으로 동작할 수 있습니다. 따라서 "흡습성이 없다."가 올바른 정답입니다.
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92. Scaler는 다음 중 어느 회로를 이용한 것인가?

  1. Schmitt회로
  2. Binary회로
  3. 적분회로
  4. 증폭회로
(정답률: 알수없음)
  • Scaler는 입력 신호를 적분회로를 이용하여 변환하고, 이를 이용하여 출력 신호를 생성하는 회로이다. 적분회로는 입력 신호를 적분하여 출력하는 회로로, 입력 신호의 평균값을 출력 신호로 변환하는 역할을 한다. 따라서 Scaler는 입력 신호의 크기를 측정하고, 이를 적분하여 출력 신호를 생성하는데 사용되므로 적분회로를 이용한 것이다.
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93. 검출기에 임피던스가 낮은 회로나 긴 케이블을 직접 연결하면 펄스 파형 자체가 우그러지는 현상이 발생하는데 이 것을 방지하기 위하여 검출기에 바로 접속시켜 사용하는 전자회로는?

  1. 바이어스 증폭기(biased amplifier)
  2. 주 증폭기(main amplifier)
  3. 가산 증폭기(sum-amplifier)
  4. 전치 증폭기(pre-amplifier)
(정답률: 알수없음)
  • 임피던스가 낮은 회로나 긴 케이블을 직접 연결하면 신호가 약해지거나 왜곡되는 현상이 발생할 수 있습니다. 이를 방지하기 위해 검출기에 바로 접속시키기 전에 신호를 증폭해주는 회로가 필요합니다. 이러한 역할을 하는 것이 전치 증폭기(pre-amplifier)입니다. 전치 증폭기는 신호를 증폭하고, 임피던스를 맞춰주는 등의 역할을 수행하여 검출기에 정확한 신호를 전달할 수 있도록 도와줍니다. 따라서 전치 증폭기는 검출기와 함께 사용되는 중요한 전자회로입니다.
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94. 다음 중 중성자 선원은?

  1. 60Co
  2. 147Pm
  3. 90Sr-90Y
  4. 241Am-9Be
(정답률: 알수없음)
  • 중성자 선원은 중성자를 방출하는 장치이다. "241Am-9Be"는 암레슘-베릴륨 중성자 선원으로, 암레슘과 베릴륨이 핵융합을 일으켜 중성자를 방출하는 장치이다.
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95. 조사선량 측정기 중 기준기기로서 비교 교정하지 않고 절대측정의 원리를 적용할 수 있는 것은?

  1. 전리함식 선량계
  2. 열형광 선량계
  3. G-M관식 선량계
  4. NaI신틸레이션 선량계
(정답률: 알수없음)
  • 전리함식 선량계는 기준원리로서 비교교정이 필요하지 않고, 방사능 물질과 상호작용하여 방사능을 측정하는 원리를 이용하기 때문에 절대측정이 가능합니다. 따라서, 비교교정 없이도 정확한 측정이 가능합니다.
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96. P-N 접합 검출기의 감손영역(Depletion region) 두께가 엷을수록 어떤 장점이 있는가?

  1. 양성자 측정에 유리해진다.
  2. α-입자 측정에 유리해진다.
  3. 분해능이 좋아진다.
  4. 검출기의 안정성이 증진된다.
(정답률: 알수없음)
  • P-N 접합 검출기의 감손영역(Depletion region) 두께가 엷을수록 분해능이 좋아진다. 이는 감손영역이 얇을수록 입자가 검출기 내부에서 상호작용하는 거리가 짧아지기 때문이다. 따라서 입자의 위치를 더 정확하게 측정할 수 있으며, 이는 분해능이 좋아진다는 것을 의미한다.
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97. 보기 ① - ④의 내용 중 맞는 설명의 조합은?

  1. ①과 ②
  2. ①과 ③
  3. ①과 ④
  4. ②과 ③
(정답률: 알수없음)
  • 이미지에서 보이는 그림은 물결 모양의 전선으로 이루어진 전기 회로이다. 전기가 흐르는 방향은 빨간색 화살표로 표시되어 있다. 이 회로에서 전기가 흐르면서 발생하는 자기장의 방향은 오른쪽 손 법칙에 따라 회로 중앙에서 위쪽으로 향한다. 따라서 "①. 전기가 흐르면서 회로 중앙에서 위쪽으로 자기장이 발생한다."는 맞는 설명이다. 반면에 "②. 전기가 흐르면서 회로 중앙에서 아래쪽으로 자기장이 발생한다."와 "③. 전기가 흐르면서 회로 중앙에서 왼쪽으로 자기장이 발생한다."는 오답이다. 마지막으로 "④. 전기가 흐르면서 회로 중앙에서 자기장이 발생하는 방향은 오른쪽 손 법칙에 따라 결정된다."는 맞는 설명이다. 따라서 정답은 "①과 ④"이다.
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98. γ선 보상형 중성자 측정용 붕소전리함을 바르게 설명한 것은?

  1. 혼합 방사선장에서 속중성자를 측정할 수 있게 되어있다.
  2. γ선에 의한 전리전류를 증폭시켜 잡음의 기미를 무시 하고 있다.
  3. 중성자와 붕소와의 핵반응을 이용하여 α입자의 전리작용을 이용하고 있다.
  4. 반조양자의 반사체로서 파라핀 등 함수 소기체를 사용하고 있다.
(정답률: 알수없음)
  • 중성자와 붕소와의 핵반응을 이용하여 α입자의 전리작용을 이용하고 있다는 것은, 붕소 원자핵과 중성자가 충돌하여 붕소 원자핵이 α입자와 리튬 원자핵을 방출하면서 전하를 발생시키는 과정을 이용하여 중성자를 감지하고 있다는 것을 의미합니다. 이 과정에서 발생하는 전하를 측정하여 속중성자를 감지할 수 있게 되어 있습니다.
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99. BF3 중성자 검출기의 동작원리가 되는 핵반응은?

  1. Be10(n,α)Li9
  2. B10(n,P)Be10
  3. B10(n,α)Li7
  4. F17(n,P)Ne20
(정답률: 알수없음)
  • BF3 중성자 검출기는 중성자가 BF3 분자와 충돌하여 B와 F의 핵과 반응을 일으키는 원리로 동작한다. 이때, B10 핵이 중성자와 결합하여 α 입자와 Li7 핵을 생성하는 반응인 "B10(n,α)Li7"이 일어나기 때문에 이것이 정답이다.
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100. 전치증폭기의 출력신호는 15mV이다. 이것을 증폭하기 위하여 주증폭기에 설정하는 증폭도(Gain)로서 부적당한 것은? (단, 주증폭기의 최대 출력신호는 10V이다.)

  1. 1,000
  2. 500
  3. 100
  4. 50
(정답률: 알수없음)
  • 주어진 출력신호가 15mV이므로, 주증폭기에서 필요한 증폭도는 10V/15mV = 666.67 이다. 따라서, 주어진 보기에서 부적당한 것은 "50"과 "100"이다. "500"은 증폭도가 부족하고, "1,000"은 적당한 증폭도이다.
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