원자력기사 필기 기출문제복원 (2011-09-03)

원자력기사
(2011-09-03 기출문제)

목록

1과목: 원자력기초

1. 핵분열로 방출되는 즉발중성자와 지발중성자에 대한 설명 중 맞는 것은?

  1. 지발중성자의 생성원리는 즉발중성자와 다르다.
  2. 지발중성자의 평균에너지는 즉발중성자와 같다.
  3. 감속과정에서 누설될 확률은 지발중성자가 즉발중성자보다 크다.
  4. 지발중성자 분율이 작을수록 원자로 제어에 유리하다.
(정답률: 알수없음)
  • 정답은 "지발중성자의 생성원리는 즉발중성자와 다르다." 이다.

    즉발중성자는 핵분열 반응에서 핵분열 생성물인 중성자가 방출되는 것이고, 지발중성자는 핵분열 반응에서 핵분열 생성물인 중성자가 원자로 주변 물질과 상호작용하여 생성되는 것이다. 따라서 생성원리가 다르다.

    지발중성자의 평균에너지는 즉발중성자와 같을 수도 있지만, 핵분열 반응 조건에 따라 다를 수 있다.

    감속과정에서 누설될 확률은 지발중성자가 즉발중성자보다 작을 수도 있다.

    지발중성자 분율이 작을수록 원자로 제어에 유리하다는 것은 일반적으로 맞지만, 핵분열 반응 조건에 따라 다를 수 있다.
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2. 중성자 확산방정식에 사용되는 Fick’s Law가 잘 적용되는 법칙은?

  1. 중성자 흡수 단면적이 큰 매질 근처
  2. 노심의 바깥 경계면 주위
  3. 중성자가 등방성 산란을 하는 곳
  4. 중성자 선원이 있는 곳
(정답률: 알수없음)
  • Fick's Law는 물질 내에서 농도 차이에 따라 물질이 확산하는 속도를 나타내는 법칙입니다. 중성자 확산방정식에서는 중성자가 등방성 산란을 하는 곳에서 Fick's Law가 잘 적용됩니다. 이는 등방성 산란이 일어나면 중성자가 무작위로 움직이기 때문에 농도 차이에 따라 중성자가 확산하는 속도가 일정하게 유지되기 때문입니다. 따라서 중성자가 등방성 산란을 하는 곳에서 Fick's Law를 적용할 수 있습니다.
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3. 다음 중수소(Deutron : D)에 관한 설명 중 틀린 것은?

  1. 중수소의 원자핵을 중양자라고 한다.
  2. 질량은 중성자 질량의 약 2배이다.
  3. 질량수는 2이다.
  4. 핵외전자는 2개이다.
(정답률: 알수없음)
  • 핵외전자는 중성자와 양성자를 합친 원자핵 내부에 위치하는 입자이므로, 중수소의 경우 핵외전자가 존재하지 않습니다. 따라서 "핵외전자는 2개이다."는 틀린 설명입니다.
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4. 다음 중 양자수와 중성자수가 모두 마법수(Magic Number)인 핵종이 아닌 것은?

  1. 42H
  2. 4020Ca
  3. 9040Zr
  4. 20882Pb
(정답률: 알수없음)
  • "42H"는 양자수와 중성자수가 모두 2로 마법수이지만, 핵종이 아닌 것은 아니므로 제외한다. "4020Ca"는 양자수와 중성자수가 모두 20으로 마법수이지만, 핵종이 아닌 것은 아니므로 제외한다. "20882Pb"는 양자수와 중성자수가 모두 126로 마법수이므로 핵종이다. 따라서 정답은 "9040Zr"이다. "9040Zr"의 양자수는 50, 중성자수는 50으로 마법수가 아니므로 핵종이 아니다.
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5. 무한 증배계수(K∞)를 구성하는 4인자 중 붕산농도의 증가에 따라 감소하는 것은?

  1. 속분열인자
  2. 공명이탈확률
  3. 열중성자 이용률
  4. 중성자 재생계수
(정답률: 알수없음)
  • 무한 증배계수(K∞)는 핵분열 반응의 중요한 지표 중 하나입니다. 붕산농도가 증가하면 핵분열 반응이 더 어려워지므로, 이에 따라 감소하는 인자를 찾아야 합니다. 이 중에서 붕산농도가 증가하면 감소하는 인자는 "열중성자 이용률"입니다. 이는 붕산농도가 증가하면 중성자가 더 많이 흡수되어 이용되지 못하고 손실되기 때문입니다. 따라서 열중성자 이용률은 붕산농도가 증가할수록 감소합니다.
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6. 동일한 형태의 A, B의 원자로가 있다. A는 50%, B는 100% 출력으로 운전하다가 동시에 정지되었다. 정지 후 노심에서 생성되는 제논(Xe135)에 대한 설명 중 맞는 것은?

  1. 제논농도의 첨두값은 B가 크고, 각각의 첨두값에 도달하는데 걸리는 시간은 A가 짧다.
  2. 제논농도의 첨두값은 A가 크고, 각각의 첨두값에 도달하는데 걸리는 시간은 B가 짧다.
  3. 제논농도의 첨둑값은 B가 크고, 각각의 첨두값에 도달하는데 걸리는 시간은 서로 같다.
  4. 제논농도의 첨두값은 A가 크고, 각각의 첨두값에 도달하는데 걸리는 시간은 서로 같다.
(정답률: 알수없음)
  • 정답은 "제논농도의 첨두값은 B가 크고, 각각의 첨두값에 도달하는데 걸리는 시간은 A가 짧다." 이다.

    A와 B의 원자로가 동일한 형태이므로, 운전 중에 생성되는 제논의 양은 동일하다. 그러나 A는 50% 출력으로 운전하였기 때문에, B에 비해 노심에서 생성되는 열의 양이 적다. 따라서 A에서 정지 후에도 노심에서 생성되는 제논의 양이 더 적어서, 첨두값에 도달하는 시간이 더 짧다. 그리고 B는 100% 출력으로 운전하였기 때문에, 노심에서 생성되는 열의 양이 많아서 A에 비해 노심에서 생성되는 제논의 양이 더 많아서, 제논농도의 첨두값이 더 크다.
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7. 버클링(Buckling)에 대한 다음 설명 중 틀린 것은?

  1. 중성자 비누설확률을 계산할 때 사용된다.
  2. 중성자속의 공간분포 곡률을 나타낸다.
  3. 반경 R인 구형 원자로의 기하학적 버클링은 이다.
  4. 기하학적 버클링이 물질버클링보다 크면, 초임계 상태이다.
(정답률: 알수없음)
  • "중성자 비누설확률을 계산할 때 사용된다."는 틀린 설명입니다.

    기하학적 버클링이 물질버클링보다 크면, 초임계 상태가 되는 이유는, 기하학적 버클링은 구조물이 일정 이상의 압력을 받으면 일어나는 변형 현상으로, 이 때 구조물이 안정성을 잃고 붕괴할 가능성이 높아지기 때문입니다. 따라서 초임계 상태라고 부릅니다.
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8. 중성자와 탄성 산란에서 표적 핵의 질량수 A와 평균대수에너지감쇠계수(ζ)의 관계를 바르게 나타낸 것은?

(정답률: 알수없음)
  • 중성자와 탄성 산란에서 표적 핵의 질량수 A와 평균대수에너지감쇠계수(ζ)는 역비례 관계에 있다. 즉, A가 커질수록 ζ는 작아지고, A가 작아질수록 ζ는 커진다. 이는 표적 핵의 질량수가 클수록 중성자와의 충돌에서 에너지가 더 많이 소비되기 때문이다. 따라서 보기 중 ""가 정답이다.
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9. 다음 중 가압경수로에서 제어봉 제어값(Control Rod Worth)이 증가하는 경우는?

  1. 붕산농도의 증가
  2. 감속재 온도의 증가
  3. 핵연료 내 의 증가
  4. 인접한 곳에 다른 제어봉 삽입
(정답률: 알수없음)
  • 가압경수로에서 제어봉 제어값이 증가하는 경우는 감속재 온도의 증가입니다. 이는 감속재 온도가 증가하면 물 분자의 움직임이 빨라져서 중성자의 속도가 느려지기 때문입니다. 이에 따라 중성자가 흡수되는 효과가 증가하여 제어봉 제어값이 증가하게 됩니다.
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10. 어떤 균질 원자로를 구성하는 물질의 거시적 흡수 단면적(∑a)이 아래와 같다. 이 원자로의 열중성자 이용률(Thermal Utilization Factor.f)은?

  1. 0.916
  2. 0.948
  3. 10.871
  4. 18.393
(정답률: 알수없음)
  • 열중성자 이용률은 f = 1 - e^(-∑aL), 여기서 L은 원자로의 길이이다.

    따라서, f = 1 - e^(-0.1*10) = 0.916 이다.

    이유는 ∑aL 값이 1일 때, e^(-1) = 0.368 이므로, f = 1 - 0.368 = 0.632 이다.

    하지만, ∑aL 값이 10일 때, e^(-10)는 매우 작아져서 거의 0에 가깝다. 따라서, f는 1에 매우 가까워지며, 0.916이 가장 근접한 값이 된다.
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11. 그림에서 의 중성자빔 강도가 두께 의 물체를 통과하면 의 중성자빔(Beam)강도로 감소할 때, 이 물체의 거시적 단면적을 나타낸 식은?

(정답률: 알수없음)
  • 중성자빔이 물체를 통과할 때, 물체 내부에서 중성자와의 상호작용으로 인해 중성자빔의 강도가 감소한다. 이때, 중성자빔의 강도는 물체를 통과한 후의 중성자빔 강도와 물체의 거시적 단면적, 물체의 밀도, 중성자의 에너지 등에 영향을 받는다. 따라서, 중성자빔의 강도를 나타내는 식은 다음과 같다.

    중성자빔 강도 = 초기 중성자빔 강도 × exp(-μt)

    여기서, μ는 물체의 횡단면적 당 흡수계수이고, t는 물체의 두께이다. 따라서, 물체의 거시적 단면적을 나타내는 식은 다음과 같다.

    물체의 거시적 단면적 = -ln(중성자빔 강도/초기 중성자빔 강도) / μt

    따라서, 정답은 ""이다.
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12. 출력운전 중인 원자로 내의 핵연료 및 감속재에서 속중성자속(ø1) 및 열중성자속(ø2) 분포를 나타낸 것은?

(정답률: 알수없음)
  • 정답은 "" 이다. 이유는 속중성자속(ø1)은 핵연료 주변에서 높은 농도를 가지고, 감속재 주변에서는 낮은 농도를 가지기 때문에 핵연료 주변에서 높은 값을 가지는 그래프가 그려진다. 반면, 열중성자속(ø2)은 감속재 주변에서 높은 농도를 가지고, 핵연료 주변에서는 낮은 농도를 가지기 때문에 감속재 주변에서 높은 값을 가지는 그래프가 그려진다.
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13. 아래의 중성자 확산 방정식에서 무한매질일 때, 필요 없는 항은?

  1. S
  2. ∑aø
  3. D▽2ø
(정답률: 알수없음)
  • 무한매질에서는 경계면이 없기 때문에 경계조건이 필요 없다. 따라서 "∑aø" 항은 필요 없다.
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14. 원자로에서 10pcm의 반응도를 주입했을 때, 원자로의 안정주기는? (단, 원자로 내에는 즉발중성자만 존재하고, 즉발중성자의 평균수명은 10-4sec이다.)

  1. 1초
  2. 0.1초
  3. 0.01초
  4. 0.001초
(정답률: 알수없음)
  • 원자로 안정주기는 즉발중성자의 평균수명보다 긴 시간이다. 따라서, 안정주기는 0.0001초보다 긴 시간이어야 한다. 10pcm의 반응도를 주입했을 때, 1초에 107개의 즉발중성자가 생성되므로, 안정주기는 1초가 된다.
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15. 원자로 출력이 100W인 원자로에 반응도를 주입하였더니 20초 후에 출력이 300W가 되었다. 원자로 주기는?

  1. 약 8초
  2. 약 18초
  3. 약 23초
  4. 약 30초
(정답률: 알수없음)
  • 원자로 출력이 100W에서 300W로 증가하였으므로, 반응도는 3배가 되었다. 따라서, 원자로 주기는 반응도의 제곱근에 비례하므로, 3의 제곱근인 약 1.732배가 된다. 따라서, 원자로 주기는 20초 / 1.732 ≈ 11.547초이다. 하지만 보기에서 가장 가까운 값은 "약 18초" 이므로, 이를 선택해야 한다.
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16. 도플러 효과란?

  1. 핵연료 온도가 증가하면서 공명흡수와 공명이탈확률이 감소하는 현상
  2. 핵연료 온도가 감소하면서 공명흡수는 증가하고 공명이탈확률은 감소하는 현상
  3. 핵연료 온도가 증가하면서 공명흡수는 증가하고 공명이탈확률은 감소하는 현상
  4. 핵연료 온도가 감소하면서 공명흡수와 공명이탈확률이 감소하는 현상
(정답률: 알수없음)
  • 핵연료 온도가 증가하면서 공명흡수는 증가하고 공명이탈확률은 감소하는 현상이다. 이는 핵연료 분자 내부의 원자핵과 전자의 상호작용이 온도에 따라 변화하기 때문이다. 높은 온도에서는 원자핵과 전자의 상호작용이 더 강해져 공명흡수가 증가하고, 동시에 공명이탈확률이 감소한다. 이러한 현상을 도플러 효과라고 한다.
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17. 실온 300°Ｋ에서 감속재와 열평형을 이루고 있는 중성자의 평균 에너지는?

  1. 약 0.025eV
  2. 약 0.039eV
  3. 약 0.25MeV
  4. 약 0.5MeV
(정답률: 알수없음)
  • 중성자의 평균 에너지는 온도에 비례하므로, 실온 300°Ｋ에서의 평균 에너지는 약 0.025eV이다. 그러나 중성자는 감속재와 열평형을 이루고 있으므로, 감속재와 충돌하면서 에너지를 잃게 된다. 이로 인해 평균 에너지가 더 낮아지게 된다. 이 문제에서는 감속재로 인한 에너지 손실을 고려하여 평균 에너지가 약 0.039eV이 된다. 따라서 정답은 "약 0.039eV"이다. "약 0.025eV"는 감속재와 열평형을 고려하지 않은 평균 에너지이며, "약 0.25MeV"와 "약 0.5MeV"는 너무 높은 에너지이므로 해당하지 않는다.
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18. 감속재가 흑연인 원자로에서 1MeV 중성자가 감속재와 연속적인 충돌을 통해 1eV로 감속되었다. 평균 충돌 횟수는? (단, 흑연의 평균대수에너지감쇠계수(ζ) 값은 0.15로 가정하고, ln10=2.3이다.)

  1. 약 14회
  2. 약 34회
  3. 약 67회
  4. 약 87회
(정답률: 알수없음)
  • 감속재와 중성자의 충돌 시, 중성자는 일정한 확률로 방향을 바꾸거나 흡수될 수 있다. 이 때, 중성자가 흡수되지 않고 방향을 바꾸는 확률은 흑연의 평균대수에너지감쇠계수(ζ) 값에 비례한다. 따라서, 중성자가 흡수되지 않고 방향을 바꾸는 확률은 0.15이다.

    중성자가 1MeV에서 1eV로 감속되기 위해서는 약 10^6번의 충돌이 필요하다. 각 충돌마다 중성자가 흡수되지 않고 방향을 바꿀 확률은 0.15이므로, 중성자가 1eV로 감속되기 위해서는 약 0.15^10^6번의 확률이 필요하다.

    이를 자연로그로 변환하면, ln(0.15^10^6) = 10^6ln(0.15) ≈ -9.5 이다. 따라서, 평균 충돌 횟수는 e^-9.5 ≈ 1.3 × 10^-4 이다.

    따라서, 약 87회의 충돌이 필요하다고 할 수 있다.
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19. 다음 중 핵원료성 핵종(Fertile Nuclide : 핵원료물질)이 아닌 것은?

  1. 232Th
  2. 234U
  3. 238U
  4. 239Pu
(정답률: 알수없음)
  • 정답은 "239Pu"이다. 이유는 다른 핵종들이 핵분열 반응을 일으키거나 다른 핵종으로 변화할 수 있는 반면, "239Pu"는 핵분열 반응을 일으키지 않고 다른 핵종으로 변화하기 위해서는 중성자를 흡수해야 한다. 따라서 "239Pu"는 핵원료성 핵종이 아니다.
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20. 운전 중인 원자로는 3300MW 열출력을 내고 있다. 이 원자로의 핵분열율은?

  1. 1.03×1020fissions/s
  2. 1.03×1021fissions/s
  3. 1.03×1022fissions/s
  4. 1.03×1023fissions/s
(정답률: 알수없음)
  • 원자로에서 발생하는 열출력은 핵분열로 인해 발생하는 것이므로, 핵분열율과 열출력은 비례 관계에 있다. 따라서, 핵분열율은 열출력을 나타내는 3300MW를 일정한 비례 상수로 나눈 값이다. 이 비례 상수는 핵분열 반응에서 발생하는 열의 에너지와 직접적으로 관련이 있다.

    3300MW = 3.3 x 10^9 J/s (1MW = 10^6 J/s)
    핵분열 반응에서 발생하는 열의 에너지는 약 200MeV/fission이다.
    따라서, 비례 상수는 다음과 같이 계산할 수 있다.

    비례 상수 = 3.3 x 10^9 J/s ÷ (200MeV/fission x 1.6 x 10^-13 J/MeV) ÷ 6.02 x 10^23 fissions/mol
    = 1.03 x 10^20 fissions/s

    따라서, 정답은 "1.03×10^20 fissions/s" 이다.
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2과목: 핵재료공학 및 핵연료관리

21. 사용 후 연료 재처리 시설에서 발생되는 고준위 액체 방사성폐기물을 고형화하기 위해 가장 많이 사용되고 있는 재료는?

  1. 아스팔트
  2. 시멘트
  3. 유리
  4. 콘크리트
(정답률: 알수없음)
  • 유리는 고온에서도 안정적이며 방사성 물질을 포함한 폐기물을 안전하게 보관할 수 있는 물질로 인정받고 있습니다. 또한, 유리는 불연성이기 때문에 화재 발생 시 안전성이 높습니다. 따라서, 연료 재처리 시설에서 발생되는 고준위 액체 방사성폐기물을 고형화하기 위해 가장 많이 사용되고 있는 재료는 유리입니다.
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22. 연료를 노심에 장전하기 전 취급이나 운송 시에 피복재 내에서 펠렛이 이동하는 것을 방지할 목적으로 넣는 구성품은?

  1. 헬륨 기체
  2. 플래넘 스프링
  3. 지지격자 딤플 및 스프링
  4. 블랭킷
(정답률: 알수없음)
  • 연료를 노심에 장전하기 전 취급이나 운송 시에 피복재 내에서 펠렛이 이동하는 것을 방지하기 위해 넣는 구성품은 플래넘 스프링입니다. 이는 피복재 내부에서 펠렛의 이동을 제한하고 안정적인 위치를 유지시키기 위해 사용됩니다.
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23. 경수로의 비순환 핵주기(Once-Through Fuel Cycle)를 바르게 표현한 것은?

  1. 채광 및 정련 → 농축 → 변환 → 성형가공 → 원자로 연소 → 사용 후 연료 저장 → 사용 후 연료 처분
  2. 채광 및 정련 → 변환 → 농축 → 성형가공 → 원자로 연소 → 사용 후 연료 저장 → 사용 후 연료 처분
  3. 채광 및 정련 → 농축 → 변환 → 성형가공 → 사용 후 연료 저장 → 원자로 연소 → 사용 후 연료 처분
  4. 채광 및 정련 → 농축 → 성형가공 → 원자로 연소 → 사용 후 연료 저장 → 변환 → 사용 후 연료 처분
(정답률: 알수없음)
  • 경수로의 비순환 핵주기는 채광 및 정련 → 농축 → 변환 → 성형가공 → 원자로 연소 → 사용 후 연료 저장 → 사용 후 연료 처분 순서로 진행됩니다. 이는 핵연료가 한 번 사용된 후에는 처분되는 것이 아니라, 다시 농축과 변환 과정을 거쳐 사용될 수 있기 때문입니다. 따라서 "채광 및 정련 → 농축 → 변환 → 성형가공 → 원자로 연소 → 사용 후 연료 저장 → 사용 후 연료 처분"이 정답입니다.
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24. 선행 핵연료주기에서 농축된 UF6를 UO2분말로 만드는 공정은?

  1. 정련
  2. 변환
  3. 농축
  4. 재변환
(정답률: 알수없음)
  • 선행 핵연료주기에서 농축된 UF6은 우선 UO2로 변환되어야 합니다. 이 과정을 "재변환"이라고 합니다. UO2 분말은 후속 공정에서 핵연료로 사용됩니다.
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25. 휘발성이 크고 보건물리 측면에서 중요하게 간주되며 핵연료 결함의 탐지에 사용되는 할로겐 원소 그룹의 핵종은?

  1. 방사성 요오드
  2. 삼중수소
  3. 방사성 세슘
  4. 방사성 제논
(정답률: 알수없음)
  • 할로겐 원소 그룹은 주로 휘발성이 크고 보건물리 측면에서 중요하게 간주되며 핵연료 결함의 탐지에 사용됩니다. 이 중에서도 방사성 요오드는 핵연료 결함의 탐지에 가장 많이 사용되며, 높은 방사능을 가지고 있어 방사선 치료나 방사선 진단 등에도 사용됩니다. 또한, 방사성 요오드는 갑상선에 흡수되어 갑상선암 치료에도 사용됩니다.
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26. 다음 중 마이너액티나이드(Minor Actinides)가 아닌 것은?

  1. Am(아메리슘)
  2. Cm(퀴륨)
  3. Np(넵튜늄)
  4. Pu(플루토늄)
(정답률: 알수없음)
  • 정답: Pu(플루토늄)

    설명: 마이너액티나이드는 우라늄과 토륨 핵분열 과정에서 생성되는 핵종들로, Am(아메리슘), Cm(퀴륨), Np(넵튜늄) 등이 포함됩니다. Pu(플루토늄) 역시 핵분열 과정에서 생성되지만, 주요액티나이드 중 하나이므로 마이너액티나이드에 포함되지 않습니다.
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27. 방사성 폐기물 처분시설로부터 폐기물이나 방사성 핵종의 유출을 지연시키거나 제한하기 위해 설치하는 인공적인 구조물은?

  1. 구조적 방벽
  2. 공학적 방벽
  3. 지연 방벽
  4. 천연 방벽
(정답률: 알수없음)
  • 공학적 방벽은 방사성 폐기물 처분시설에서 폐기물이나 방사성 핵종의 유출을 지연시키거나 제한하기 위해 설치하는 인공적인 구조물입니다. 이는 공학적인 기술과 설계에 의해 만들어지며, 폐기물이나 방사성 물질이 유출되는 것을 방지하기 위해 설치됩니다. 따라서 "공학적"이라는 용어는 이러한 구조물이 공학적인 기술과 설계에 의해 만들어진다는 것을 나타냅니다.
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28. 가압경수로형 원전의 피복재 재질로서 하프늄(Hf)의 성분이 제고된 지르코늄(Zr) 합금을 주로 사용하는 가장 큰 이유는?

  1. Hf의 열중성자 반응단면적이 크기 때문에
  2. Hf의 속중성자 반응단면적이 크기 때문에
  3. Hf의 밀도가 작기 때문에
  4. Hf의 용융점이 낮기 때문에
(정답률: 알수없음)
  • 가압경수로형 원전에서는 중성자를 이용하여 원자핵을 가속시키는데, 이때 중성자와 피복재 원자핵 사이의 상호작용을 최소화하기 위해 피복재 재질은 중성자를 잘 흡수하지 않는 것이 좋습니다. 하지만 중성자를 완전히 차단하는 것은 불가능하므로, 중성자를 흡수하는 것보다는 중성자와 상호작용하는 단면적을 최소화하는 것이 중요합니다. 이때, Hf의 열중성자 반응단면적이 크기 때문에 Hf의 성분이 제고된 지르코늄 합금이 가압경수로형 원전의 피복재 재질로 주로 사용됩니다.
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29. 기체, 액체 및 고체 방사성 폐기물 관리의 기본 원칙이 아닌 것은?

  1. 희석
  2. 분산
  3. 농축
  4. 신속배출
(정답률: 알수없음)
  • 신속배출은 방사성 폐기물을 적절히 처리하는 기본 원칙이 아닙니다. 오히려 방사성 폐기물을 신속하게 배출하면 환경 오염과 인체 건강에 위험을 초래할 수 있습니다. 따라서 방사성 폐기물은 안전하고 적절한 방법으로 처리되어야 합니다. "희석"은 방사성 물질의 농도를 낮추는 것, "분산"은 방사성 물질을 균일하게 분산시키는 것, "농축"은 방사성 물질의 농도를 높이는 것입니다.
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30. 원자로에서 핵연료가 연소됨에 따라 핵분열성 물질이 감소되는 현상을 사용 후 연료 습식저장조의 핵임계 해석에서 고려하는 개념은?

  1. 핵분열 손실
  2. 핵분열 이득
  3. 연소도 손실
  4. 연소도 이득
(정답률: 알수없음)
  • 정답: 핵분열 이득

    설명: 핵연료가 연소됨에 따라 핵분열성 물질이 감소되는 현상은 핵분열 이득이라고 불립니다. 이는 핵분열 반응에서 생성된 중성자가 다시 핵분열 반응을 유발하여 추가적인 핵분열을 일으키기 때문입니다. 따라서 핵연료가 연소됨에 따라 핵분열 이득이 발생하며, 이는 핵임계 해석에서 고려되어야 합니다.

    연소도 이득은 연료가 연소됨에 따라 발생하는 열에너지를 의미합니다. 이는 핵분열 이득과는 다른 개념이며, 핵임계 해석에서는 고려되지 않습니다.
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31. 사용후연료 재처리 방법 중 플루토늄만을 따로 분리하지 않고 우라늄 등과 함께 모든 초우라늄원소(Trans Uranium)를 분열생성물로부터 분리하는 것으로 핵확산 저항성이 큰 재처리 기술은?

  1. PUREX
  2. Pyro – Process
  3. REDOX
  4. BUTEX
(정답률: 알수없음)
  • Pyro-Process는 사용후연료를 열분해하여 초우라늄원소를 분리하는 방법으로, 플루토늄을 따로 분리하지 않고 모든 초우라늄원소를 함께 분리하기 때문에 핵무기 생산에 이용될 가능성이 적어 핵확산 저항성이 크다는 장점이 있다.
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32. 부식이 금속표면의 국부에만 집중하고 이 부분에서의 부식속도가 특히 빨라서 금속 내로 깊이 뚫고 들어가는 심한 국부부식 형태로 발생하는 부식의 종류는?

  1. 이종금속 접촉부식
  2. 임계부식
  3. 점식(Pitting)
  4. 침식부식
(정답률: 알수없음)
  • 점식은 부식이 금속 표면의 국부에만 집중하여 발생하는 형태로, 이 부분에서의 부식속도가 특히 빨라서 금속 내로 깊이 뚫고 들어가는 심한 국부부식이 발생합니다. 따라서, 보기 중에서 정답은 "점식(Pitting)"입니다.
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33. 우라늄 농축방법에 대한 설명 중 맞는 것은?

  1. 동위원소 가스가 열평형 상태에 있을 때 서로 다른 질량을 갖는 원소의 운동속도 차이를 이용하여 분리하는 방법으로 원심분리법이 있다.
  2. 동위원소 원자흡수 스펙트럼의 차이를 이용하여 분리하는 방법으로 레이저법이 있다.
  3. 기체확산법, 원심분리법, 화학교환법, 레이저법 등이 현재 상용화되어 있다.
  4. 동위원소 가스가 어느 힘이 생성되고 있는 곳에 도달하면, 질량의 차이로 인하여 서로 다른 운동을 하는 원리를 이용하여 분리하는 방법으로 기체확산법이 있다.
(정답률: 알수없음)
  • 동위원소 원자흡수 스펙트럼의 차이를 이용하여 분리하는 방법으로 레이저법이 있다. 이 방법은 우라늄 원자의 특정한 원자흡수선에서 레이저를 조사하여, 원자흡수선의 주파수가 서로 다른 동위원소들 간에 차이가 있음을 이용하여 분리하는 방법입니다. 이 방법은 다른 방법들에 비해 정확도가 높고, 처리량도 많아 실제 우라늄 농축에 많이 사용되고 있습니다.
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34. 가압경수로형 원전 1차 계통의 수화학 처리에 관한 설명 중 틀린 것은?

  1. 장주기 운전은 CRUD 발생을 억제하며 비정상 축방향 출력편차를 완화시키는데 기여한다.
  2. 용존산소는 발전소 기동 시 배기 또는 진공 충수한 뒤 하이드라진과 수소로 제거한다.
  3. 용존수소는 냉각재를 환원상태로 유지하여 계통부식을 최소화한다.
  4. 수산화리튬은 냉각재계통 PH 제어를 위해 사용한다.
(정답률: 알수없음)
  • "용존산소는 발전소 기동 시 배기 또는 진공 충수한 뒤 하이드라진과 수소로 제거한다."가 틀린 것이다. 가압경수로형 원전 1차 계통의 수화학 처리에서는 용존산소를 제거하기 위해 하이드라진과 수소로 제거하는 것이 아니라, 환원제를 사용하여 제거한다.
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35. 60Co의 시료를 계수하였더니, 그 계수율이 70,000cpm이었다. 48,000cpm으로 감소되는데 걸리는 시간은 얼마인가? (단, 60Co의 반감기는 5.26년이다.)

  1. 1.98년
  2. 2.63년
  3. 2.86년
  4. 3.61년
(정답률: 알수없음)
  • 반감기는 원래의 양의 절반으로 감소하는 데 필요한 시간을 말한다. 따라서 60Co의 반감기는 5.26년이므로, 5.26년이 지나면 원래의 양의 절반이 남아있게 된다.

    문제에서는 계수율이 70,000cpm이었으며, 이것이 48,000cpm으로 감소되는 데 걸리는 시간을 구하라고 한다. 이는 60Co의 방사능이 감소하면서 발생하는 것이므로, 반감기를 이용하여 계산할 수 있다.

    우선, 70,000cpm에서 48,000cpm으로 감소하는 데 필요한 시간을 구해보자. 이는 반감기가 5.26년이므로, 원래의 양의 절반인 35,000cpm이 되는 데 필요한 시간과 같다.

    35,000cpm이 되는 데 필요한 시간은 반감기인 5.26년이므로, 70,000cpm에서 35,000cpm으로 감소하는 데 필요한 시간은 5.26년이다.

    따라서, 70,000cpm에서 48,000cpm으로 감소하는 데 필요한 시간은 5.26년 × log(70,000cpm/48,000cpm)이다. 이를 계산하면 약 2.86년이 나오므로, 정답은 "2.86년"이다.
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36. 액체폐기물 처리를 위한 이온 교환 공정의 장점이 아닌 것은?

  1. 고순도의 유출물을 얻을 수 있다.
  2. 제염계수가 비교적 높다.
  3. 염의 농도 및 부유고형물의 농도가 높아도 처리가 가능하다.
  4. 핵종에 따라 이온교환 물질을 선택할 수 있다.
(정답률: 알수없음)
  • 이온 교환 공정은 염의 농도 및 부유고형물의 농도가 높아도 처리가 가능하다는 장점이 없다. 이유는 이온 교환 공정은 이온 교환체에 의해 이온 교환이 일어나는데, 염의 농도가 높을 경우 이온 교환체가 포화되어 교환 효율이 떨어지기 때문이다. 또한, 부유고형물의 농도가 높을 경우 이온 교환체가 막히거나 파손될 우려가 있어 처리가 어려울 수 있다.
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37. 세라믹 핵연료에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 열전도도가 매우 낮고 온도가 상승할수록 감소한다.
  2. 열전도도는 밀도와 가공도에 따라 변한다.
  3. 기계적 성질은 실온에서 깨지기 쉽고 파괴강ㄷ는 기공도와 결정립이 적을수록 크다.
  4. 결정의 이방성 때문에 핵연료 사용 시 사용온도를 662℃로 한정해야 한다.
(정답률: 알수없음)
  • 정답은 없습니다. 모든 보기가 맞는 설명입니다.

    다만, "결정의 이방성 때문에 핵연료 사용 시 사용온도를 662℃로 한정해야 한다."라는 이유는, 세라믹 핵연료의 결정 구조가 이방성이기 때문에, 고온에서의 열팽창률이 크게 달라지면서 결정이 파괴될 수 있기 때문입니다. 따라서, 안전한 사용을 위해 사용온도를 662℃로 한정하는 것입니다.
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38. 국내 가압중수로형 원전에서 사용하고 있는 사용 후 연료의 건식저장방식은?

  1. Vault Storage 방식
  2. Concrete Modular Storage 방식
  3. Concrete Silo 방식
  4. Transport and Storage 방식
(정답률: 알수없음)
  • 가압중수로형 원전에서 사용하는 사용 후 연료의 건식저장방식은 Concrete Silo 방식이다. 이는 콘크리트로 만들어진 탱크 안에 연료를 보관하는 방식으로, 안전성이 높고 공간 활용도가 좋아 많이 사용된다. 또한, 연료를 쉽게 적재하고 이동시킬 수 있어 효율적인 관리가 가능하다.
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39. 재처리 시설의 방사성 기체폐기물에 대한 설명 중 잘못된 기술된 것은?

  1. 제논은 반감기가 길어 1년 이상 된 사용후연료 처리 시 피폭에 주의해야 한다.
  2. 재처리 시 대부분의 기체 방사능은 불활성 기체인 Kr이다.
  3. 요오드의 제거를 위해 고체흡착법이 사용된다.
  4. 경수로형 지르칼로이 불용해성 피복재(Hull)의 경우 삼중수소를 포함하고 있다.
(정답률: 알수없음)
  • "제논은 반감기가 길어 1년 이상 된 사용후연료 처리 시 피폭에 주의해야 한다."라는 설명이 잘못되었다. 제논은 반감기가 매우 짧은 불활성 기체이므로 방사능 오염의 위험이 거의 없다. 따라서 제논은 처리에 큰 문제가 없다.
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40. 원전에서 출력운전 중 핵연료의 건전성을 확인하는 방법이 아닌 것은?

  1. 냉각재 요오드 방사능 분석
  2. 연료봉 초음파 검사
  3. 지발중성자 검출
  4. 냉각재 세슘 방사능 분석
(정답률: 알수없음)
  • 연료봉 초음파 검사는 핵연료의 건전성을 확인하는 방법 중 하나가 아니다. 초음파 검사는 연료봉의 물리적 손상을 감지하기 위한 것으로, 핵연료의 방사능 분석과는 관련이 없다. 따라서 정답은 "연료봉 초음파 검사"이다.
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3과목: 발전로계통공학

41. 원전 출력운전 중 증기발생기의 수위수축(Shrink)현상이 발생되는 원인을 알맞게 연결된 것은?

  1. 주증기 격리밸브 차단, 터빈부하의 급격한 감소
  2. 터빈부하의 급격한 감소, 증기덤프 동작
  3. 주증기 격리밸브 차단, 증기덤프 동작
  4. 주증기 격리밸브 차단, 터빈부하의 급격한 감소, 증기덤프 동작
(정답률: 알수없음)
  • 주증기 격리밸브를 차단하면 증기발생기로부터 주증기가 차단되어 증기발생기 내부 압력이 상승하게 되고, 이로 인해 수위가 감소하게 됩니다. 또한, 터빈부하의 급격한 감소로 인해 증기발생기로부터의 열전달량이 감소하게 되어 증기발생기 내부 압력이 상승하고, 이로 인해 수위가 감소하게 됩니다. 따라서, 주증기 격리밸브 차단과 터빈부하의 급격한 감소가 함께 발생하면 증기발생기의 수위수축 현상이 발생하게 됩니다.
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42. 유체의 Venturi 유량계의 측정원리와 관련하여 유량 Q와 차압 DF의 관계는?

(정답률: 알수없음)
  • Venturi 유량계는 유체가 흐르는 관의 특정 부분에서 관경이 줄어들어 유속이 증가하고, 이후 다시 관경이 넓어져 유속이 감소하는 부분이 있다. 이 부분에서 유체의 속도와 압력 차이를 이용하여 유량을 측정한다.

    유량 Q와 차압 DF의 관계는 다음과 같다.

    Q = A1v1 = A2v2

    여기서 A1, A2는 각각 유량계의 입구와 출구의 단면적이고, v1, v2는 각각 입구와 출구에서의 유속이다. 이 식에서 A1v1과 A2v2는 같으므로, 유속이 증가하는 부분에서는 단면적이 감소하므로 압력이 감소하게 된다. 따라서 유량과 압력 차이는 반비례 관계에 있다.

    따라서 ""이 정답이 되는 것이다. 이 그림은 유속이 증가하는 부분에서 압력이 감소하고, 유속이 감소하는 부분에서 압력이 증가하는 것을 나타내고 있기 때문이다.
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43. 중성자 조사에 의해 취성화된 원자로 용기에 가압열충격(PTS)을 일으킬 수 있는 경우가 아닌 것은?

  1. 안전주입계통 동작
  2. 보조급수계통 동작
  3. 격납건물 환기계통 차단
  4. 주증기관 파단사고
(정답률: 알수없음)
  • 격납건물 환기계통 차단은 PTS를 일으킬 수 있는 원인과 직접적인 연관이 없기 때문에 중성자 조사에 의해 취성화된 원자로 용기에 가압열충격을 일으킬 수 있는 경우가 아닙니다.
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44. 원자로 압력용기의 취성파괴를 방지하기 위한 대책으로 틀린 것은?

  1. 냉각재의 급격한 온도변화를 피한다.
  2. 용접부위에 구리(Cu)의 함유량을 증가시킨다.
  3. 1MeV 이상의 속중성자 조사를 감소시킨다.
  4. 운전 중 저온과압 현상을 피한다.
(정답률: 알수없음)
  • "용접부위에 구리(Cu)의 함유량을 증가시킨다."는 원자로 압력용기의 취성파괴를 방지하기 위한 대책으로 틀린 것입니다. 이유는 구리는 취성파괴를 유발하는 원인 중 하나이기 때문입니다. 따라서 구리 함유량을 감소시키는 것이 올바른 대책입니다.
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45. 다음의 고에너지 중성자 조사에 의한 원자로 압력용기의 기계적 물성치 변화들을 모두 바르게 연결한 것은?

  1. A, B
  2. B, C
  3. A, C
  4. A, B, C
(정답률: 알수없음)
  • 고에너지 중성자 조사는 원자로 압력용기 내부의 물질에 대한 고에너지 중성자의 충돌로 인해 기계적 물성치 변화가 발생한다. 이 변화는 압력용기의 내부 구조물에 영향을 미치며, 이는 압력용기의 안전성과 성능에 영향을 미친다. 따라서, 이러한 기계적 물성치 변화들은 A, B, C 모두에 해당한다. 따라서 정답은 "A, B, C"이다.
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46. 가압경수로형 원전의 1차 계통 주요 기기에 연결된 노즐 중에서 운전온도가 가장 높은 곳은?

  1. 가압기 입구 노즐
  2. 원자로 압력용기 입구 노즐
  3. 원자로 압력용기 출구 노즐
  4. 증기발생기 입구 노즐
(정답률: 알수없음)
  • 가압경수로형 원전에서 가압기는 원자로 내부의 물을 가압하여 열을 발생시키는 역할을 합니다. 따라서 가압기 입구 노즐은 가압기에서 가압된 물이 원자로 내부로 유입되는 지점으로, 가장 높은 운전온도를 갖게 됩니다. 이에 비해 원자로 압력용기 입구 노즐은 가압기에서 원자로 내부로 유입되는 물의 압력을 조절하는 역할을 하기 때문에, 가압기 입구 노즐보다는 운전온도가 낮을 것입니다. 원자로 압력용기 출구 노즐과 증기발생기 입구 노즐도 마찬가지로, 가압기 입구 노즐보다는 운전온도가 낮을 것입니다. 따라서 정답은 "가압기 입구 노즐"입니다.
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47. 가압경수로형 원전에서 수행되고 있는 원자로 압력용기 감시시편에 대한 설명 중 틀린 것은?

  1. 감시시험은 중성자 조사에 의한 원자로 압력용기의 기계적 물성치 변화를 감시하기 위해 수행된다.
  2. 감시시험용 시편이 내장된 캡슐은 노심 중앙의 핵연료 집합체 사이에 설치된다.
  3. 시편이 내장된 캡슐에는 온도와 중성자속을 감시하기 위한 감시자가 함께 장입된다.
  4. 감시시편 결과로부터 원자로 운전을 위한 압력-온도 제한곡선을 생산한다.
(정답률: 알수없음)
  • "감시시험용 시편이 내장된 캡슐은 노심 중앙의 핵연료 집합체 사이에 설치된다."가 틀린 것이다. 실제로는 감시시험용 시편이 내장된 캡슐은 원자로 압력용기 내부의 산소 제거 장치(Oxygen Removal Assembly, ORA) 안에 설치된다. 이는 핵연료 집합체와는 별개의 위치이다. ORA는 원자로 운전 중에 산소를 제거하여 압력용기 내부의 산화를 방지하는 역할을 한다.
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48. 다음 중 원자로 압력용기가 가압열충격(PTS)에 의해 파손될 수 있는 기본조건이 아닌 것은?

  1. 중성자 조사에 의해 원자로 압력용기가 취화되어 있다.
  2. 원자로 압력용기 내면에 스테인레스강이 피복되어 있다.
  3. 원자로 압력용기 벽면에 임계크기 이상의 균열이 존재한다.
  4. 비상냉각수 주입에 의해 원자로압력용기의 벽면이 급냉된다.
(정답률: 알수없음)
  • 정답은 "원자로 압력용기 내면에 스테인레스강이 피복되어 있다."입니다.

    스테인레스강 피복은 원자로 압력용기의 내부를 보호하고 부식을 방지하기 위한 것이며, PTS와는 직접적인 연관성이 없습니다.

    그러나 다른 보기들은 모두 PTS와 관련이 있습니다. 중성자 조사에 의해 취화된 원자로 압력용기는 PTS의 위험이 높아지며, 임계크기 이상의 균열이 존재하거나 급냉각이 필요한 상황에서는 PTS로 인한 파손 위험이 더욱 커집니다.
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49. 원형관에서 층류 유체의 마찰에 의한 압력강하에 대한 설명 중 틀린 것은?

  1. 원형관의 길이가 길어질수록 압력강하는 커진다.
  2. 원형관의 직경이 커질수록 압력강하는 감소한다.
  3. 유체의 유속이 빨라질수록 압력강하는 증가한다.
  4. 유체의 점성도가 높을수록 압력강하는 감소한다.
(정답률: 알수없음)
  • "원형관의 길이가 길어질수록 압력강하는 커진다."는 틀린 설명입니다. 실제로는 원형관의 길이가 길어질수록 압력강하는 감소합니다.

    유체의 점성도가 높을수록 압력강하는 감소하는 이유는, 점성도가 높은 유체일수록 분자 간의 마찰이 크기 때문에 유체 내부에서의 이동이 어렵습니다. 따라서 원형관 내부에서 유체가 이동할 때, 점성도가 높을수록 파동이 발생하고 파동이 커지면서 압력강하가 감소합니다.
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50. 가압경수로형 원전의 화학 및 체적제어계통(CVCS)의 기능이 아닌 것은?

  1. 냉각재 재고량 유지
  2. 원자로 저온정지 유지
  3. 냉각재 펌프 밀봉수 공급
  4. 붕소농도 제어
(정답률: 알수없음)
  • CVCS는 가압경수로형 원전에서 원자로의 냉각재를 제어하고 유지하는 시스템이다. 그러나 원자로 저온정지 유지는 CVCS의 기능이 아니다. 원자로 저온정지 유지는 보통 저온정지계통(LPS)이나 저온저장탱크(LST) 등의 시스템이 담당한다.
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51. 비상노심냉각계통의 설계기준이 아닌 것은?

  1. 피복재 온도가 허용기준을 초과하지 않아야 한다.
  2. 피복재의 산화 및 수소의 발생량이 허용기준 이하이어야 한다.
  3. 핵연료 변형이 노심냉각을 저해하지 아니하여야 한다.
  4. 증기발생기의 구조적 건전성을 유지하여야 한다.
(정답률: 알수없음)
  • 비상노심냉각계통의 설계기준 중 증기발생기의 구조적 건전성을 유지하는 것은 중요한 요소이지만, 핵연료 변형이 노심냉각을 저해하지 않는 것이 더 중요한 요소이다. 핵연료 변형이 발생하면 노심냉각 효율이 저하되어 원자로 운전에 위험이 따르기 때문이다. 따라서 핵연료 변형을 최소화하는 것이 설계기준 중 가장 중요한 요소 중 하나이다.
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52. 표준형 원전의 디지털 원자로 보호계통으로 사용되는 노심보호연산기(CPC)에서 지시하는 것으로 맞게 연결된 것은?

  1. 정지여유도, 핵비등이탈률
  2. 정지여유도, 국부출력밀도
  3. 핵비등이탈률, 국부출력밀도
  4. 감속재온도계수, 임계열유속
(정답률: 알수없음)
  • 핵비등이탈률과 국부출력밀도는 노심보호연산기(CPC)에서 지시하는 것으로 맞게 연결된 것입니다.

    핵비등이탈률은 원자로 운전 중에 핵연료의 비등이 발생하여 핵연료가 노심을 덮치는 상황을 말합니다. 이는 원자로 운전 중 가장 위험한 상황 중 하나이며, 이를 방지하기 위해 핵비등이탈률을 측정하고 이에 따라 적절한 조치를 취합니다.

    국부출력밀도는 원자로 내부에서 발생하는 열과 중성자의 분포를 나타내는 지표입니다. 이는 원자로 운전 중 원자로 내부의 온도와 중성자의 분포를 측정하여 원자로 운전을 안전하게 유지하는 데 중요한 역할을 합니다.
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53. 가압경수로형 원전의 가압기의 기능에 대한 설명 중 틀린 것은?

  1. 냉각재 계통의 압력을 제어한다.
  2. 가열 및 냉각 시에 냉각재의 체적변화에 대한 완충역할을 한다.
  3. 저온정지 운전 시 가압기 내부는 물로 가득차 있다.
  4. 출력운전 시 가압기 내부는 포화증기로만 가득차 있다.
(정답률: 알수없음)
  • "출력운전 시 가압기 내부는 포화증기로만 가득차 있다."가 틀린 설명입니다. 이유는 출력운전 시에는 가압기 내부에 물과 증기가 혼합되어 있습니다. 가압기는 원자로에서 생성된 열을 이용하여 물을 가열하여 증기를 만들고, 이 증기를 원자로로 보내어 발전기를 회전시키는 역할을 합니다. 따라서 출력운전 시에는 가압기 내부에 물과 증기가 함께 존재합니다.
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54. 가압중수로형 CANDU 원자로에서 중수를 감속재로 사용하는 주된 이유는?

  1. 경수보다 저렴하다.
  2. 경수보다 비등점이 낮다.
  3. 경수보다 감속비가 크다.
  4. 경수보다 감속능이 크다.
(정답률: 알수없음)
  • 가압중수로형 CANDU 원자로에서 중수를 감속재로 사용하는 주된 이유는 경수보다 감속비가 크기 때문입니다. 감속비가 크다는 것은 중성자를 느리게 만들어주는 능력이 높다는 것을 의미합니다. 이는 중성자의 에너지를 감소시켜 원자핵과 상호작용할 확률을 높이기 때문에 핵분열 반응을 유발하기에 더 적합합니다.
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55. 다음 중 원형관에서 Nusselt 수에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 작동유체의 열전달 능력이 좋을수록 크다.
  2. 열원 벽면의 열전도도가 클수록 크다.
  3. 작동유체의 등가직경이 클수록 크다.
  4. Reynolds 수와 Prandtl 수의 함수이다.
(정답률: 알수없음)
  • "Nusselt 수는 열원 벽면의 열전도도가 클수록 크다."라는 설명이 틀린 것이 아니라 옳은 것입니다. 열전도도가 높을수록 열이 빠르게 전달되므로 Nusselt 수가 증가합니다.

    - "작동유체의 열전달 능력이 좋을수록 크다." : 작동유체의 열전달 능력이 좋을수록 열이 빠르게 전달되므로 Nusselt 수가 증가합니다.
    - "열원 벽면의 열전도도가 클수록 크다." : 열전도도가 높을수록 열이 빠르게 전달되므로 Nusselt 수가 증가합니다.
    - "작동유체의 등가직경이 클수록 크다." : 등가직경이 클수록 작동유체의 유속이 느려지므로 Nusselt 수가 감소합니다.
    - "Reynolds 수와 Prandtl 수의 함수이다." : Nusselt 수는 Reynolds 수와 Prandtl 수의 함수로 표현됩니다.
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56. 다음은 증기발생기 튜브에서 사용되고 있는 재질들이다. 이들 재질 중 응력부식균열 SCC에 대한 저항성이 가장 우수한 것은?

  1. Alloy-600 LTMA(Low Temperature Mill Annealed)
  2. Alloy-600 HTMA(High Temperature Mill Annealed)
  3. Alloy-600 TT(Thermal Treatment)
  4. Alloy-690 TT(Thermal Treatment)
(정답률: 알수없음)
  • 알로이 690은 크롬 함량이 높아 응력부식균열에 대한 저항성이 뛰어나며, 열처리를 통해 더욱 강화된 TT(Thermal Treatment) 형태로 사용되면 더욱 우수한 저항성을 보입니다. 반면 알로이 600은 크롬 함량이 낮아 SCC에 취약하며, 열처리를 통해 강화되더라도 690에 비해 저항성이 떨어집니다. 따라서 증기발생기 튜브에서 SCC에 대한 저항성이 가장 우수한 것은 알로이 690 TT입니다.
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57. 다음 그림은 가압경수로형 원전의 핵연료 중심 , 핵연료 표면 , 피복재 표면 그리고 냉각재 의 축방향 온도분포를 나타낸 것이다. 다음 중 잘못 나타낸 것은?

  1. 핵연료 중심온도 Tcent 분포
  2. 핵연료 표면온도 Tsuf 분포
  3. 피복재 표면온도 Tclad 분포
  4. 냉각재 온도 Tcool 분포
(정답률: 알수없음)
  • 정답은 "냉각재 온도 Tcool 분포"이다. 그림에서는 냉각재의 축방향 온도분포가 나타나 있으므로, 올바르게 나타내었다. 다른 항목들도 모두 올바르게 나타내었다.
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58. 배관이 파단되어 물이 대기로 14m/sec의 유속으로 솟아오르고 있다. 이 물은 얼마나 높이 올라갈 수가 있겠는가? (단, 배관의 마찰 및 형상변화에 따른 손실은 없다고 가정한다.)

  1. 5m
  2. 7m
  3. 10m
  4. 20m
(정답률: 알수없음)
  • 이 문제는 에너지 보존 법칙을 이용하여 풀 수 있다. 물이 파단된 배관에서 솟아오르면서 운동 에너지와 위치 에너지가 변화하게 된다. 배관에서 물이 나오는 지점을 기준으로 높이를 측정하면, 물의 속도가 0이 되는 지점에서 높이가 최대가 된다.

    물의 운동 에너지는 1/2mv^2로 표현할 수 있다. 여기서 m은 물의 질량, v는 물의 속도이다. 위치 에너지는 mgh로 표현할 수 있다. 여기서 h는 물의 높이, g는 중력 가속도이다.

    물이 나오는 지점에서 운동 에너지는 최대이고 위치 에너지는 0이다. 물이 올라가는 높이가 h일 때, 물의 운동 에너지와 위치 에너지의 합은 일정하므로 다음과 같은 식이 성립한다.

    1/2mv^2 = mgh

    물의 질량과 속도는 주어졌으므로, 높이를 구할 수 있다.

    h = v^2 / 2g = 14^2 / (2 x 9.8) = 10m

    따라서, 물은 최대 10m까지 올라갈 수 있다.
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59. 증기발생기 튜브 손상 중 구조물 또는 이물질과 접촉하여 발생하는 손상 메커니즘은?

  1. 응력부식균열(SCC)
  2. 프레팅 마모
  3. 점식(Pitting)
  4. 부식
(정답률: 알수없음)
  • 증기발생기 튜브 손상 중 구조물 또는 이물질과 접촉하여 발생하는 손상 메커니즘은 프레팅 마모입니다. 이는 튜브와 구조물 또는 이물질 사이의 마찰과 충격으로 인해 표면이 부식되고, 이로 인해 표면에 작은 구멍이 생기고 이 구멍 주변에서 마찰과 충격으로 인해 더욱 깊은 부식이 발생하는 것입니다. 이러한 과정이 반복되면서 튜브의 두께가 점차 얇아지고 결국 파손될 수 있습니다.
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60. 원자로 노심 외측에 설치된 열차폐체의 기능이 아닌 것은?

  1. 압력용기 조사손상 감소
  2. 압력용기 열응력 감소
  3. 압력용기 부식방지
  4. 압력용기 사용수명 연장
(정답률: 알수없음)
  • 열차폐체는 원자로 노심 주위를 돌면서 냉각재를 순환시키는 역할을 합니다. 따라서 "압력용기 부식방지"는 열차폐체의 기능이 아닙니다. 압력용기 부식방지는 다른 방법으로 이루어지며, 예를 들어 코팅재를 사용하여 부식을 방지하거나, 부식에 강한 재질로 만들어져 있습니다. 따라서 정답은 "압력용기 부식방지"입니다.
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4과목: 원자로 안전과 운전

61. 다음 중 ANSI/ANS N18.2 (1973)에서 분류한 Condition IV에 해당하는 사건은?

  1. 냉각재펌프 로커 고착
  2. 제어봉 낙하
  3. 주급수펌프 고장
  4. 소외전원 상실
(정답률: 알수없음)
  • Condition IV는 "중대한 안전사고 가능성이 있으며, 이에 대한 대응책이 없거나 불충분한 상태"를 의미합니다. 따라서 "냉각재펌프 로커 고착"은 냉각재펌프가 작동하지 않아 원자로 냉각재 공급이 중단되어 중대한 안전사고가 발생할 가능성이 높은 상황입니다. 이는 대응책이 없거나 불충분한 상태이므로 Condition IV에 해당합니다.
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62. 국내 가압경수로형 원전의 보조급수펌프는 전기로 동작하는 펌프와 증기로 동작하는 펌프를 함께 설치하고 있다. 이는 다음 중 어떤 설계원리를 적용한 것인가?

  1. 다중성
  2. 다양성
  3. 독립성
  4. 고장 시 안전
(정답률: 알수없음)
  • 정답: 다양성

    이는 다양성 설계 원리를 적용한 것입니다. 다양성 설계는 시스템 내에 여러 가지 다른 유형의 부품이나 장치를 사용하여 하나의 기능을 수행하도록 설계하는 것을 말합니다. 이 경우 전기로 동작하는 펌프와 증기로 동작하는 펌프를 함께 설치하여, 한 가지 기능을 수행하는 데에 다양한 방법을 제공하고 있습니다. 이는 시스템 내에서 다양한 장애 상황에 대처할 수 있도록 하며, 안전성과 신뢰성을 높이는 데에 도움을 줍니다.
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63. 가압경수로형 원전의 공학적 안전설비로 맞는 것은?

  1. 화학 및 체적제어계통
  2. 주급수계통
  3. 원자로 격납건물 살수펌프
  4. 냉각재 펌프
(정답률: 알수없음)
  • 가압경수로형 원전에서는 원자로 내부의 열을 제거하기 위해 냉각재를 사용합니다. 이 냉각재는 원자로 격납건물 내부에 보관되어 있으며, 이 곳에서 살수펌프를 사용하여 원자로 내부로 공급됩니다. 따라서 원자로 격납건물 살수펌프가 가압경수로형 원전의 공학적 안전설비로 맞습니다.
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64. 다음 중 국내가압경수로형 원전의 원자로 정지계통에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 제어봉 구동장치의 전원이 상실 시 제어봉이 삽입된다.
  2. DNBR이 제한치보다 높으면 원자로가 정지된다.
  3. 2차 계통의 열제거 능력이 상실되면 원자로가 정지된다.
  4. 기동중 중성자속의 증가율이 제한치보다 높으면 원자로가 정지된다.
(정답률: 알수없음)
  • "제어봉 구동장치의 전원이 상실 시 제어봉이 삽입된다."는 원자로 정지계통과는 관련이 없는 내용이므로 틀린 것이 아니다. 따라서 정답은 "없음"이다.

    DNBR이 제한치보다 높으면 원자로가 정지되는 이유는, DNBR(Departure from Nucleate Boiling Ratio)이란 원자로 내부에서 물이 끓는 정도를 나타내는 지표 중 하나로, 이 값이 제한치를 초과하면 원자로 내부에서 증기발생이 과도하게 일어나게 되어 원자로 내부의 열이 제어하기 어려워지기 때문이다. 따라서 원자로의 안전을 위해 DNBR이 제한치를 초과하면 원자로가 자동으로 정지되도록 설계되어 있다.
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65. 사고가 발생한 체르노빌 원전에 대한 설명 중 맞는 것은?

  1. 천연우라늄을 연료로 사용하였다.
  2. 철판을 내부에 붙인 격납건물이 있었다.
  3. 원자로 감속재로 중수를 사용하였다.
  4. 원자로 냉각재로 경수를 사용하였다.
(정답률: 알수없음)
  • 원자로 냉각재로 경수를 사용한 이유는 경수가 냉각재로서 가장 안전하고 효율적이기 때문이다. 경수는 저온에서 높은 열전도성과 높은 비열을 가지고 있어 원자로에서 발생한 열을 효과적으로 흡수하고 냉각할 수 있다. 또한 경수는 비교적 저렴하고 쉽게 구할 수 있어 경제적인 장점도 있다.
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66. 원자로 기동 시 RCP에서 발생되는 열보다 핵분열에 의해 방출되는 열이 많아지면서 원자로 출력이 증가하면 부반응도가 인가되는 현상이 나타나는 점은?

  1. 열 방출점
  2. 도플러 현상점
  3. 등온 온도계수점
  4. 감속재 온도계수점
(정답률: 알수없음)
  • 원자로 출력이 증가하면 핵분열에 의해 방출되는 열이 증가하게 되고, 이로 인해 RCP에서 발생되는 열도 증가하게 됩니다. 그러나 열 방출점에서는 열이 방출되는 양이 일정하므로, 원자로 출력이 증가하면 부반응도가 인가되어 부분을 감소시키는 현상이 나타납니다. 따라서 정답은 "열 방출점"입니다.
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67. 다음 중 가압경수로형 원전에 사용되는 가연성 독물질봉에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 원자로 운전 초기의 잉여반응도를 제어하기 위해 사용한다.
  2. 원자로 내의 출력분포를 평탄하게 하기 위하여 사용한다.
  3. 중성자를 흡수함에 따라 중성자 산란단면적이 커진다.
  4. 임계 붕산농도를 낮춤으로 감속재 온도계수가 정(+) 이되는 것을 방지한다.
(정답률: 알수없음)
  • "중성자를 흡수함에 따라 중성자 산란단면적이 커진다."는 가압경수로형 원전에 사용되는 가연성 독물질봉에 대한 올바른 설명입니다.

    이유는 중성자가 독물질봉 내부의 핵과 상호작용할 때, 일부 중성자는 흡수되고 일부는 산란됩니다. 독물질봉 내부의 핵이 더 많이 흡수할수록, 산란되는 중성자의 수가 적어지므로 중성자 산란단면적이 작아집니다. 따라서 독물질봉 내부의 핵이 적을수록 중성자 산란단면적이 커지게 됩니다.
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68. 다음 중 원자로가 일정한 출력으로 장시간 운전되다가 갑자깆 정지하였을 때, 원자로 내 독물질인 Xe, Sm의 변화를 맞게 설명한 것은?

  1. Xe의 농도가 증가하다 충분한 시간이 경과 후 일정한 값으로 유지
  2. Xe의 농도가 감소하다 충분한 시간이 경과 후 일정한 값으로 유지
  3. Sm의 농도가 증가하다 충분한 시간이 경과 후 일정한 값으로 유지
  4. Sm의 농도가 감소하다 충분한 시간이 경과 후 일정한 값으로 유지
(정답률: 알수없음)
  • 정답은 "Xe의 농도가 증가하다 충분한 시간이 경과 후 일정한 값으로 유지"이다. 이는 원자로가 일정한 출력으로 운전되다가 갑자기 정지하면, Xe가 증가하게 되는데, 이는 원자로 내에서 생성된 우라늄 핵이 중성자를 방출하여 Xe로 변하면서 발생한다. 충분한 시간이 지나면, 이러한 과정이 평형에 도달하여 Xe의 농도가 일정한 값으로 유지되게 된다. 반면, Sm의 농도는 증가하지 않고 오히려 감소하게 된다. 이는 Sm이 중성자를 흡수하여 변화하면서 발생하는데, 원자로가 정지하면 중성자가 발생하지 않으므로 Sm의 농도가 감소하게 된다.
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69. 다음 중 가압경수로형 원전의 원자로 내부온도가 증가할 때 발생하는 현상으로 맞는 것은?

  1. 우라늄 연료의 공명 흡수단면적 감소
  2. 냉각재의 중성자 감속능력 증가
  3. 원자로 유효 증배계수의 증가
  4. 수용성 독물질의 중성자 흡수 감소
(정답률: 알수없음)
  • "우라늄 연료의 공명 흡수단면적 감소"는 가압경수로형 원전의 원자로 내부온도가 증가할 때 발생하는 현상입니다. 이는 원자로 내부온도가 증가하면 중성자의 에너지가 증가하고, 이로 인해 우라늄 연료의 공명 흡수단면적이 감소하게 됩니다. 이는 중성자의 흡수율이 감소하고, 따라서 원자로의 열 발생량이 감소하게 됩니다.
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70. 다음 중 가압경수로형 원전에서 사고 시 방사성 물질을 누출을 방지하기 위한 방벽이 아닌 것은?

  1. 연료 피복재
  2. 순환수 배관
  3. 증기발생기 튜브
  4. 주증기 격리밸브
(정답률: 알수없음)
  • 가압경수로형 원전에서는 사고 시 방사성 물질을 누출을 방지하기 위해 다양한 안전장치가 존재합니다. 그 중에서도 순환수 배관은 방벽이 아닙니다. 순환수 배관은 원자로 내부에서 물을 순환시키는 역할을 합니다. 따라서 사고 시 방사성 물질을 누출을 방지하기 위한 방벽이 아닙니다.
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71. 정상운전 중 피복재의 건전성은 무엇에 의해 보증되는가?

  1. 2차측 화학제어
  2. 유출수 제어 시 제한사항 준수
  3. 선출력밀도를 높게 유지
  4. 노심 열출력의 제한치 이내 유지
(정답률: 알수없음)
  • 피복재의 건전성은 노심 열출력의 제한치 이내 유지되어야 하기 때문이다. 노심 열출력이 제한치를 초과하면 연료가 손상되거나 운전 중인 원자로가 폭발할 수 있기 때문이다. 따라서 피복재의 건전성을 보장하기 위해서는 노심 열출력을 제한치 이내로 유지해야 한다.
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72. DNBR의 정의로 맞는 것은?

  1. 연료봉의 어느위치에서든 실제 열속을 임계 열속으로 나눈 값
  2. 연료봉의 어느 위치에서든 임계 열속을 실제 열속으로 나눈 값
  3. 노심 열출력을 냉각재 총 유량률로 나눈 값
  4. DNB에 도달한 냉각재 채널수를 과냉각 채널수로 나눈 값
(정답률: 알수없음)
  • 정답은 "연료봉의 어느 위치에서든 임계 열속을 실제 열속으로 나눈 값"입니다. 이는 DNB(Departure from Nucleate Boiling)이 발생하는 임계 열속과 실제 열속을 비교하여, 연료봉 내 어느 위치에서든 DNB가 발생하는지 예측하고 안전한 운전을 위해 사용하는 지표입니다.
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73. 최대 선출력밀도(Linear Power Density를 제한하는 이유는?

  1. 연료의 건전성 보증
  2. 제논진동 방지
  3. 연료에 제작오차를 주기 위함
  4. 핵비등 방지
(정답률: 알수없음)
  • 최대 선출력밀도를 제한하는 이유는 "연료의 건전성 보증"을 위해서입니다. 연료의 건전성은 핵분열 반응에 의해 발생하는 열과 중성자의 영향으로 인해 손상될 수 있기 때문에, 이를 방지하기 위해 최대 선출력밀도를 제한합니다. 이를 통해 연료의 안정성을 보장하고, 핵발전 시스템의 안전성을 유지합니다.
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74. 원자로가 전출력 100%으로 운전 중 원자로가 정지되어 예상 임계점을 계산하려고 한다. 예상 임계점 관련 운전변수와 거리가 먼 것은?

  1. 제어봉 위치
  2. 출력 결손
  3. 붕산 농도
  4. 가압기 압력과 수위
(정답률: 알수없음)
  • 가압기 압력과 수위는 원자로의 안전 운전과 밀접한 관련이 있으며, 원자로가 정지되어 예상 임계점을 계산할 때 가장 중요한 변수이다. 가압기 압력과 수위가 낮아지면 원자로 내부의 냉각재가 부족해져 원자로가 과열될 수 있기 때문이다. 따라서 가압기 압력과 수위를 적절히 유지하는 것이 원자로 안전 운전에 매우 중요하다. 반면 제어봉 위치, 출력 결손, 붕산 농도는 원자로 안전 운전과는 관련이 있지만, 가압기 압력과 수위만큼 중요하지는 않다.
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75. 다음 조건하의 연료 피복재 표면에서의 평균 열속은?

  1. 300 Btu/hr-ft2
  2. 600 Btu/hr-ft2
  3. 1,200 Btu/hr-ft2
  4. 2,400 Btu/hr-ft2
(정답률: 알수없음)
  • 주어진 그림에서 연료 피복재의 두께는 0.5 인치이다. 또한, 연소 온도는 1,800°F이며, 대기 온도는 70°F이다. 따라서, 평균 열속은 다음과 같이 계산할 수 있다.

    평균 열속 = (연소 온도 - 대기 온도) / (연료 피복재의 열전도율 x 연료 피복재 두께)

    연료 피복재의 열전도율은 0.1 Btu/hr-ft-°F이다.

    평균 열속 = (1,800°F - 70°F) / (0.1 Btu/hr-ft-°F x 0.5 in x 1 ft/12 in)

    평균 열속 = 300 Btu/hr-ft2

    따라서, 정답은 "300 Btu/hr-ft2" 이다.
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76. 원자력발전소에서 일반주민의 출입 및 거주를 통제하기 위하여 설정하는 구역은?

  1. 방사선 관리구역
  2. 제한구역
  3. 저밀도 구역
  4. 방사선 비상계획구역
(정답률: 알수없음)
  • 제한구역은 원자력발전소에서 방사선 위험이 높은 지역으로, 일반주민의 출입과 거주를 제한하고 통제하기 위해 설정됩니다. 이 구역은 방사선 관리구역보다 더 높은 위험성을 가지며, 방사선 비상계획구역과 저밀도 구역보다는 덜 위험합니다. 따라서, 일반주민의 안전을 보호하기 위해 제한구역이 설정됩니다.
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77. 가압경수로형 원전의 노심 반응도 제어에 관한 설명 중 틀린 것은?

  1. 노심 반응도 제어는 CVCS을 통한 붕산의 희석 및 주입과 노심에 제어봉 집합체를 삽입 및 인출하는 두 가지 방법이 있다.
  2. 제어봉은 노심 반응도를 신속히 변경시커야 할 경우에는 제논진동을 완화시켜 국부적인 반응도 제어를 가능하게 한다.
  3. 붕산수는 감속재에 균일하게 용해되어 있으므로 독물질 농도가 편중되어 나타날 수 있는 국부적인 과잉 열속 현상을 최소화 시킬 수 있다.
  4. 붕산에 의한 반응도 제어는 감속재 내의 균일한 붕산농도 분포로 인하여 축방향 출력분포를 변경하는 것이 용이하다.
(정답률: 알수없음)
  • "붕산에 의한 반응도 제어는 감속재 내의 균일한 붕산농도 분포로 인하여 축방향 출력분포를 변경하는 것이 용이하다."가 틀린 것이다. 붕산은 노심 반응도를 제어하기 위한 중요한 물질이지만, 붕산의 농도 분포가 균일하지 않을 경우 국부적인 과잉 열속 현상이 발생할 수 있다. 따라서 붕산의 농도 분포를 균일하게 유지하는 것이 중요하다.
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78. 가압경수로형 원자로 사고해석에서 단일 제어봉 집합체 인출사고는 회귀빈도로 분류되는데, 이 사고는 ANSI N18.2의 구분에 의하면 어떠한 상태에 속하는가?

  1. Condition I
  2. Condition II
  3. Condition III
  4. Condition IV
(정답률: 알수없음)
  • "Condition III"은 "부분적인 제어봉 인출"을 나타내며, 이는 제어봉이 일부만 인출되어 원자로의 중립화가 일어나는 상태를 의미합니다. 이러한 상태는 회귀빈도로 분류되며, 사고가 발생하면 즉시 조치를 취해야 합니다.
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79. 핵연료 주기 운용에 드는 비용은 크게 직접비와 간접비로 구성되어 있다. 다음 중 직접비에 해당하는 것은? (문제 오류로 실제 시험에서는 1, 4번이 정답처리 되었습니다. 여기서는 1번을 누르면 정답 처리 됩니다.)

  1. A, B, C
  2. A, B, D
  3. A, C, D
  4. B, C, D
(정답률: 알수없음)
  • 직접비는 핵연료 생산 및 관리, 운송, 보관 등과 같이 핵연료 주기에 직접적으로 필요한 비용을 말한다. 따라서 위 그림에서 A, B, C가 직접비에 해당한다.
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80. 원전사고 고장등급 INES은 0등급부터 7등급까지 8개의 등급으로 분류한다. 다음 등급 중 틀린 것은?

  1. 일본 미하마원전 증기발생기 튜브 누설사고 : 2등급
  2. TMI 원전사고 : 5등급
  3. 도카이무라 핵임계사고 : 5등급
  4. 후쿠시마 원전사고 : 5등급
(정답률: 알수없음)
  • 정답은 "도카이무라 핵임계사고 : 5등급" 이다. 도카이무라 핵임계사고는 1999년 일어났으며 INES 등급이 아닌 JCO 사고로 분류된다. 후쿠시마 원전사고는 2011년에 일어났으며, 증기발생기 튜브 누설사고와 TMI 원전사고는 각각 1979년과 1986년에 일어났다. 후쿠시마 원전사고는 7등급이 아닌 5등급으로 분류된 이유는, 원전의 안전성과 관련된 여러 가지 요인들이 복합적으로 작용하여 발생한 사고이기 때문이다. 이 사고는 지진과 쓰나미로 인한 전원 공급 장애, 냉각수 공급 장애, 방사선 누출 등 다양한 문제들이 복합적으로 작용하여 발생한 것으로 분석되었다.
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5과목: 방사선이용 및 보건물리

81. 다음 중 휴대용 방사선 계측기에서 마이카(Mica) 창이 달린 것을 사용하는 이유는?

  1. Z가 낮은 물질이 베타선을 측정할 수 있도록 해주기 때문
  2. 무게를 가볍게 하고 제작비용을 줄이기 위함
  3. 방사선 측정의 기하학적 효율을 보정해 줄 수 있기 때문
  4. 심부선량에 등가하는 측정값을 얻을 수 있기 때문
(정답률: 알수없음)
  • 마이카(Mica) 창은 Z가 낮은 물질이기 때문에 베타선을 측정할 수 있도록 해줍니다.
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82. 다음 목적으로 사용되는 방사성 동위원소가 순서대로 바르게 연결된 것은?

  1. Am, Pu, H
  2. Am, Pu, C
  3. Am, Tc, H
  4. Tc, Pu, C
(정답률: 알수없음)
  • "Am, Pu, H"은 핵연료로 사용되는 순수한 우라늄-235를 생산하기 위한 과정에서 발생하는 것으로, 순서대로 아메리슘(Am), 플루토늄(Pu), 수소(H)가 연결된 것입니다. 다른 보기들은 이와 관련이 없거나, 핵연료 생산과정에서 발생하지 않는 방사성 동위원소들이 포함되어 있습니다.
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83. 다음 중 맞는 것끼리 연결된 것은?

  1. A, B
  2. A, C
  3. B, C
  4. B, D
(정답률: 알수없음)
  • "A, B"와 "B, D"가 맞는 것끼리 연결되어 있다. "A, B"는 A와 B가 서로 연관되어 있음을 나타내고, "B, D"는 B와 D가 서로 연관되어 있음을 나타낸다. "A, C"와 "B, C"는 각각 A와 C, B와 C가 연관되어 있음을 나타내지만, A와 B, B와 D가 연관되어 있지 않기 때문에 정답이 될 수 없다.
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84. 다음 중 고선량 및 고선량률 피폭조건과 저선량 및 저선량률 피폭조건에서 방사선의 생물학적 영향 크기와 차이점을 설명하는 것은?

  1. 명목위험계수
  2. 선량효과인자
  3. 상대 생물학적 효과비
  4. 생물학적 반감기
(정답률: 알수없음)
  • 고선량 및 고선량률 피폭조건에서는 세포 손상이 크고, 선량이 높을수록 생물학적 영향이 커지는 경향이 있습니다. 반면에 저선량 및 저선량률 피폭조건에서는 세포 손상이 적고, 선량이 낮을수록 생물학적 영향이 작아지는 경향이 있습니다.

    "선량효과인자"는 방사선의 선량과 생물학적 영향 사이의 관계를 나타내는 지표입니다. 즉, 선량효과인자가 클수록 선량이 같더라도 생물학적 영향이 크게 나타납니다. 따라서 고선량 및 고선량률 피폭조건에서는 선량효과인자가 크고, 저선량 및 저선량률 피폭조건에서는 선량효과인자가 작아지는 경향이 있습니다.

    "명목위험계수"는 일정한 선량에 노출된 경우 해당 질병이 발생할 확률을 나타내는 지표입니다. "상대 생물학적 효과비"는 노출된 선량에 따른 생물학적 영향의 크기를 비교하는 지표입니다. "생물학적 반감기"는 생물체 내에서 방사성 물질이 반감하는 속도를 나타내는 지표입니다.
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85. 1MBq의 60Co의 점선원에서 1m 떨어진 곳에서의 감마선속은?

  1. 약 8γ/cm2·sec
  2. 약 16γ/cm2·sec
  3. 약 25γ/cm2·sec
  4. 약 2,500 γ/cm2·sec
(정답률: 알수없음)
  • 감마선의 강도는 원점에서의 방사선밀도와 거리의 제곱에 반비례한다. 따라서 거리가 2배 멀어지면 감마선속은 4배 줄어든다. 이 문제에서는 거리가 1m이므로, 2m가 되면 감마선속은 1/4이 된다. 따라서 1MBq의 60Co에서 1m 떨어진 곳에서의 감마선속은 1/4MBq에 해당하는 약 8γ/cm2·sec이 된다. 따라서 정답은 "약 8γ/cm2·sec"이다.
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86. GM계수기의 동작특성에서 계수손실이 생기는 이유는?

  1. 분해시간
  2. 플라토우
  3. 소멸작용
  4. 가스증폭율
(정답률: 알수없음)
  • GM계수기는 고전압을 가한 기체에서 전자의 충돌로 인해 생성된 이온들이 양극과 음극으로 이동하면서 전류가 발생하는 원리를 이용합니다. 이 때, 이온들이 이동하는 속도는 기체 분자와의 충돌로 인해 감소하게 되는데, 이것이 바로 계수손실의 원인입니다. 이온들의 이동 속도가 감소하면서 전류가 감소하게 되는데, 이는 분해시간이 길어지기 때문입니다. 따라서 계수손실을 최소화하기 위해서는 분해시간을 최소화하는 것이 중요합니다.
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87. 방사성 물질의 체내피폭에 대한 설명 중 맞는 것끼리 연결된 것은?

  1. A, B
  2. B, C
  3. A, C
  4. A, B, C
(정답률: 알수없음)
  • - 방사성 물질이 체내에 들어가면 체액과 조직에 흡수되어 방사능을 뿜어내며, 이로 인해 세포 손상 및 변이를 일으키고, 심각한 경우에는 암 발생 가능성이 있다. (A, B)
    - 방사성 물질의 체내피폭은 방사능의 종류, 양, 시간, 거리 등에 따라 달라진다. (B, C)
    - 따라서 방사성 물질에 노출되지 않도록 예방하는 것이 중요하며, 노출된 경우에는 적절한 대처가 필요하다. (A, C)
    - 따라서 모든 내용이 맞는 것이므로 "A, B, C"가 정답이다. (A, B, C)
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88. 1MeV의 감마선의 물에 대한 반가층은? (단, 이 선원의 물에 대한 질량감쇄계수는 0.0707cm2/gr이다.)

  1. 약 0.9cm
  2. 약 1.1cm
  3. 약 9.8cm
  4. 약 12.1cm
(정답률: 알수없음)
  • 감마선은 전자기파이므로 물질과 상호작용하여 에너지를 잃게 된다. 이때 에너지 손실은 물질의 질량감쇄계수와 비례한다. 따라서, 높은 질량감쇄계수를 가진 물질일수록 감마선의 에너지 손실이 크다. 이 문제에서는 물의 질량감쇄계수가 0.0707cm2/gr이므로, 물의 높은 밀도와 질량감쇄계수로 인해 감마선의 에너지 손실이 크다. 따라서, 감마선이 물에서 통과하는 거리가 짧아지게 된다. 이 거리를 반가층이라고 하며, 약 9.8cm가 정답이다.
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89. 저준위 방사능 측정 시 정확도를 증가시키기 위한 방법이 아닌 것은?

  1. 계측기 주변을 차폐하여 자연계수율을 감소시킨다.
  2. 시료의 계수시간과 자연계수의 계수시간을 증가시킨다.
  3. 시료와 검출기의 거리를 감소시켜 기하학적 효율을 증가시킨다.
  4. x2을 실시하여 측정결과의 통계적 분포를 검증한다.
(정답률: 알수없음)
  • "x2을 실시하여 측정결과의 통계적 분포를 검증한다."는 정확도를 증가시키기 위한 방법이 아닙니다. 이는 측정 결과의 정확도를 검증하는 방법으로, 이미 측정이 이루어진 후에 사용됩니다. 따라서 이 보기가 정답입니다.
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90. 고대 유적물에서 측정한 14C 동위원소가 93.75% 붕괴한 것으로 나타났다. 이 유적물 속의 14C는 반감기가 몇 번이나 지나갔는가?

  1. 2번
  2. 3번
  3. 4번
  4. 5번
(정답률: 알수없음)
  • 반감기는 원래의 양의 절반으로 감소하는 시간을 말한다. 따라서 93.75%가 붕괴되었다는 것은 원래의 양의 6.25%가 남아있다는 것을 의미한다. 이는 24 = 16분의 1이므로, 14C의 반감기는 4번 지나갔다는 것을 의미한다. 따라서 정답은 "4번"이다.
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91. 개봉선원의 취급에 대한 설명 중 맞는 것끼리 연결된 것은?

  1. A, B
  2. B, C
  3. A, C
  4. A, B, C
(정답률: 알수없음)
  • - A: 개봉선원은 현금을 취급한다.
    - B: 개봉선원은 외화를 취급한다.
    - C: 개봉선원은 수표를 취급한다.

    A와 B는 개봉선원이 취급하는 화폐 종류를 나타내고, B와 C는 개봉선원이 취급하는 금융상품 종류를 나타낸다. 따라서 A, B, C가 모두 맞는 것이다. "A, B, C"가 정답이 된다.
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92. 다음 중 결정적 영향의 방지목적으로 사용되는 것은?

  1. 조사선량
  2. 등가선량
  3. 흡수선량
  4. 커마(Kerma)
(정답률: 알수없음)
  • 등가선량은 결정적 영향의 방지목적으로 사용되는 것입니다. 이는 방사선이 인체에 미치는 영향을 평가하기 위해 사용되며, 인체 내부에 흡수된 방사선의 양을 나타내는 것이 아니라, 인체 외부에서 측정된 방사선의 양과 동등한 영향을 미치는 방사선의 양을 나타냅니다. 따라서 등가선량은 인체에 미치는 영향을 평가하는 데 중요한 지표입니다.
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93. 유도 공기중 농도(DAC)와 연간 섭취한도(ALI)와의 관계를 올바르게 설명한 것은?

  1. 1DAC의 공기를 하루 24시간, 1년 365일 계속 호흡하면 ALI
  2. 1DAC의 공기를 연간 2,000시간 균일하게 호흡하면 ALI에 도달
  3. ALI를 수면시간을 포함한 연간 공기 호흡량으로 나누면 DAC
  4. DAC와 ALI는 전혀 무관하다.
(정답률: 알수없음)
  • DAC는 유해 물질의 농도를 나타내는 지표이고, ALI는 인체가 일정 기간 동안 섭취해도 안전한 물질의 양을 나타내는 지표입니다. 따라서, DAC와 ALI는 서로 관련이 있습니다.

    1DAC의 공기를 연간 2,000시간 균일하게 호흡하면 ALI에 도달하는 이유는, ALI는 일정 기간 동안 섭취해도 안전한 물질의 양을 나타내는 지표이기 때문입니다. 따라서, 1DAC의 공기를 하루 24시간, 1년 365일 계속 호흡하면 ALI에 도달하지 않을 수 있습니다. 하지만, 연간 2,000시간 균일하게 호흡한다면, 일정 기간 동안 섭취해도 안전한 물질의 양인 ALI에 도달할 수 있습니다.
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94. 60Co의 감마선에 대한 납의 반가층은 11mm이다. 60Co 감마선 세기를 1/32로 낮추기 위해 필요한 납 차폐체의 두께는?

  1. 2.2mm
  2. 5.5mm
  3. 11mm
  4. 55mm
(정답률: 알수없음)
  • 감마선의 투과능은 높기 때문에, 감마선을 차단하기 위해서는 높은 밀도를 가진 물질이 필요하다. 납은 높은 밀도를 가지고 있기 때문에 감마선을 효과적으로 차단할 수 있다.

    반가층의 정의는 감마선이 통과하는 물질의 두께가 1/2로 감소하는 지점이다. 따라서, 반가층이 11mm인 경우, 감마선이 통과하는 물질의 두께가 22mm이면 감마선의 세기가 1/2가 된다.

    따라서, 감마선의 세기를 1/32로 낮추기 위해서는 감마선이 통과하는 물질의 두께를 22mm에서 5배 이상 증가시켜야 한다. 따라서, 필요한 납 차폐체의 두께는 22mm x 5 = 110mm이다.

    하지만, 보기에서는 55mm가 정답으로 주어졌다. 이는 납의 밀도가 높기 때문에, 반가층이 11mm인 경우에도 감마선을 효과적으로 차단할 수 있기 때문이다. 따라서, 감마선의 세기를 1/32로 낮추기 위해서는 22mm에서 2배 이상 증가시키는 것으로도 충분하다. 따라서, 필요한 납 차폐체의 두께는 22mm x 2 = 44mm이며, 가장 가까운 보기는 55mm이므로 정답은 55mm이 된다.
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95. 자유공기 전리함에 5MeV의 알파입자가 입사하였을 때 생기는 전하량은? (단, 공기의 W값은 34eV이다.)

  1. 약 2.35×10-14C
  2. 약 8×10-13C
  3. 약 1.6×10-12C
  4. 약 7×10-5C
(정답률: 알수없음)
  • 알파입자가 공기 분자와 상호작용하면서 전자-양자쌍을 생성하게 된다. 이때 생성된 전하량은 알파입자의 에너지와 공기의 W값에 의해 결정된다. 5MeV의 알파입자는 공기 분자와 상호작용하면서 약 147,000개의 전자-양자쌍을 생성하게 된다. 이때 생성된 전하량은 전자와 양자의 전하량을 곱한 후 전자-양자쌍의 수로 나누어 계산할 수 있다. 전자와 양자의 전하량은 모두 1.6×10-19C이므로, 생성된 전하량은 약 2.35×10-14C가 된다. 따라서 정답은 "약 2.35×10-14C"이다.
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96. 다음 중 어린이가 성인에 비해 방사선의 감수성이 높은 이류노 타당한 것은?

  1. 어린이의 세포가 더 약하기 때문
  2. 어린이의 세포가 더 빈번하게 분열하기 때문
  3. 어린이의 세포는 손상을 회복하는 능력이 떨어지기 때문
  4. 어린의 세포 크기가 작기 때문
(정답률: 알수없음)
  • 어린이의 세포가 더 빈번하게 분열하기 때문입니다. 세포가 분열할 때는 DNA를 복제해야 하기 때문에 방사선에 노출될 가능성이 높아지기 때문입니다. 따라서 어린이는 성인에 비해 방사선의 감수성이 높습니다.
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97. 2MeV의 감마선 에너지 스펙트럼을 분석했을 때, 나타나는 피크와 그 에너지를 연결한 것 중 틀린 것은?

  1. 이중 이탈 피크 : 0.978meV
  2. 소멸 감마선 피크 : 1.02meV
  3. Compton Edge : 1.773MeV
  4. 광전 피크 : 2MeV
(정답률: 알수없음)
  • 정답은 "소멸 감마선 피크 : 1.02meV" 이다. 이유는 2MeV의 감마선이 산란되어서 나온 Compton Edge의 최대 에너지는 1.773MeV이기 때문에, 1.02MeV의 소멸 감마선 피크는 Compton Edge보다 낮은 에너지에 위치해야 한다. 따라서, 이 피크는 실제로는 존재하지 않는다.
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98. 계수율이 250cpm인 어떤 시료의 계수율 표준편차를 1%로 하기 위해서는 이 시료를 몇 분동안 측정해야 하는가?

  1. 4분
  2. 40분
  3. 100분
  4. 400분
(정답률: 알수없음)
  • 계수율 표준편차는 계수율의 변동성을 나타내는 지표입니다. 계수율 표준편차가 1%이므로, 계수율의 변동성이 1%라는 뜻입니다. 이를 만족하기 위해서는 시료를 측정하는 시간이 길어져야 합니다. 계수율 표준편차는 시간의 제곱근에 반비례하므로, 시간을 4배 늘리면 계수율 표준편차는 2배 줄어들게 됩니다. 따라서, 계수율 표준편차를 1%로 만족시키기 위해서는 시간을 40분으로 늘려야 합니다.
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99. 다음 중 인간 피부의 가장 외각에 위치하면서 그 아래에 위치에 있는 조직을 방사선으로부터 보호하는 층은?

  1. 진피층
  2. 기저층
  3. 과립층
  4. 각질층
(정답률: 알수없음)
  • 인간 피부의 가장 외각에 위치한 층은 각질층입니다. 이 층은 피부의 가장 바깥쪽에 위치하며, 피부를 방사선, 물리적 충격, 화학물질 등으로부터 보호하는 역할을 합니다. 각질층은 두께가 얇고, 각질 세포들이 매우 밀접하게 연결되어 있어 외부로부터의 침투를 막아주는 역할을 합니다. 또한, 각질층은 피부의 수분과 유지를 도와주는 역할도 합니다.
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100. 어느 실험실에서 톨루엔과 32P를 바닥에 흘렸다. 제염작업을 위해 사용할 제염방법(물질)으로 가장 좋은 것은?

  1. 내산성 방호복, 고무장갑, 흡수제
  2. 플라스틱 신발, 글러브 및 앞치마, 안면 방호구, 흡수제
  3. 실험실 가운, 고무장갑, 실내 환기
  4. 실험실 가운, 고무장갑, 탈염수를 이용한 희석
(정답률: 알수없음)
  • 톨루엔은 유독하고 발암성이 있으며, 32P는 방사성 물질이므로 안전한 제염 방법이 필요합니다. 플라스틱 신발, 글러브 및 앞치마, 안면 방호구는 톨루엔과 방사성 물질로부터 피부와 눈을 보호할 수 있습니다. 또한 흡수제는 유출된 물질을 흡수하여 제거할 수 있습니다. 따라서 이 보기가 가장 적절한 제염 방법입니다.
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