원자력기사 필기 기출문제복원 (2012-09-08)

원자력기사 2012-09-08 필기 기출문제 해설

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원자력기사
(2012-09-08 기출문제)

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1과목: 원자력기초

1. 다음 중 원자핵을 구성하고 있는 핵자들간에 작용하는 핵력(Nuclear Force)에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. 양성자간의 반발력보다 훨씬 큰 힘이다.
  2. 인력이 아닌 척력이다.
  3. 전하와 무관하다.
  4. 핵과 같이 극히 짧은 거리에서만 작용하는 힘이다.
(정답률: 100%)
  • 핵력은 매우 짧은 거리에서 양성자 간의 전기적 반발력을 이겨내고 핵자들을 단단히 묶어주는 강력한 인력입니다.

    오답 노트
    인력이 아닌 척력이다: 핵력은 기본적으로 강력한 인력으로 작용하여 핵을 유지시킵니다.
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2. 다음 방사붕괴 형태 중 원자핵의 양성자 수 및 중 성자 수에 변화가 없는 것은?

  1. 알파 붕괴
  2. 베타 붕괴
  3. 감마 붕괴
  4. 중성자 붕괴
(정답률: 94%)
  • 감마 붕괴는 들뜬 상태의 원자핵이 에너지만을 방출하며 안정된 상태로 전이되는 과정이므로, 양성자 수와 중성자 수의 변화 없이 원자번호와 질량수가 그대로 유지됩니다.
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3. 중성자와 핵의 비탄성 산란반응에 대한 설명 중 옳은 것은?

  1. 충돌 전후 총 운동에너지는 보존된다.
  2. 산란 후 핵은 여기상태로 존재한다.
  3. 저에너지 중성자가 가벼운 질량의 핵과 반응할 때 주로 발생한다.
  4. 충돌 후 중성자는 핵에 포획된다.
(정답률: 77%)
  • 비탄성 산란은 충돌 후 중성자의 운동에너지가 보존되지 않고 일부가 핵으로 전달되는 반응입니다. 이때 에너지를 전달받은 핵은 들뜬 상태인 여기상태가 되며, 이후 감마선 등을 방출하며 기저상태로 돌아옵니다.

    오답 노트
    충돌 전후 총 운동에너지 보존: 탄성 산란의 특징
    저에너지 중성자와 가벼운 핵: 탄성 산란이 지배적
    중성자가 핵에 포획: 산란이 아닌 흡수 반응
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4. 중성자에 대한 미시적 단면적을 설명한 것 중 옳은 것은?

  1. 핵이 중성자와 반응을 일으키는 확률에 비례한다.
  2. 미시적 단면적의 단위인 bam은 1024m2의 면적에 해당한다.
  3. 미시적 단면적은 실제 핵의 단면적과 동일하다.
  4. 미시적 단면적은 산란 단면적(σscattering)과 포획단면적(σcapture)으로 구성된다.
(정답률: 94%)
  • 미시적 단면적은 개별 핵이 중성자와 반응(흡수 또는 산란)할 확률을 면적으로 나타낸 개념으로, 반응 확률에 직접적으로 비례합니다.

    오답 노트
    미시적 단면적의 단위인 bam은 $10^{24}\text{m}^2$의 면적에 해당한다: $10^{-28}\text{m}^2$ (또는 $10^{-24}\text{cm}^2$)임
    미시적 단면적은 실제 핵의 단면적과 동일하다: 실제 물리적 크기가 아닌 반응 확률을 나타낸 유효 면적임
    미시적 단면적은 산란 단면적($\sigma_{\text{scattering}}$)과 포획단면적($\sigma_{\text{capture}}$)으로 구성된다: 포획단면적보다는 더 넓은 개념인 흡수단면적($\sigma_{\text{absorption}}$)으로 구분하는 것이 정확함
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5. 다음 설명 중 옳은 것은?

  1. 핵분열에너지의 대부분은 중성자의 운동에너지이다.
  2. 핵분열 후 생성되는 즉발중성자의 평균에너지는 수 GeV 정도이다.
  3. 원자로가 트립(Trip)되면 노심에서 생성되는 열에너지는 즉시 0이 된다.
  4. 핵분열 시 방출 에너지의 일부는 발전소에서 회수할 수 없다.
(정답률: 100%)
  • 핵분열 시 방출되는 에너지 중 중성미자(Neutrino)가 가지고 나가는 에너지는 물질과의 상호작용이 거의 없어 발전소에서 회수할 수 없습니다.

    오답 노트
    핵분열에너지의 대부분: 핵분열 생성물의 운동에너지임
    즉발중성자 평균에너지: 약 $2\text{ MeV}$ 수준임
    원자로 트립 시: 붕괴열로 인해 열에너지가 즉시 0이 되지 않음
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6. 질량수 A, 양성자수 Z, 수소질량 mH, 중성자질량 mN, 측정질량(Experimental Mass) M일 때 질량결손을 나타낸 것은?

  1. M - ZmH - (A - Z)
  2. ZmH + (A - Z)mN - M
  3. M - ZmN - (A - Z)
  4. ZmN + (A - Z)mH - M
(정답률: 94%)
  • 질량결손은 구성 입자(양성자와 중성자)들의 질량 합에서 실제 측정된 핵의 질량을 뺀 값으로 정의됩니다.
    ① [기본 공식]
    $$\Delta M = Zm_{H} + (A - Z)m_{N} - M$$
    ② [숫자 대입]
    $$Zm_{H} + (A - Z)m_{N} - M$$
    ③ [최종 결과]
    $$Zm_{H} + (A - Z)m_{N} - M$$
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7. 다음 노심증배계수 구성인자 중 제논과 같은 독물질에 의해 가장 많이 영향을 받는 것은?

  1. 재생계수(η)
  2. 속분열인자(Fast Fission Factor)
  3. 공명이탈확률(Resonance Escape Probability)
  4. 열중성자 이용률(Thermal Utilization Factor)
(정답률: 93%)
  • 제논($^{135}Xe$)과 같은 독물질은 열중성자를 매우 강력하게 흡수하는 성질이 있습니다. 열중성자 이용률은 열중성자가 다른 물질에 흡수되지 않고 연료에 흡수될 확률을 의미하므로, 독물질의 농도가 증가하면 열중성자 이용률이 가장 크게 감소하게 됩니다.
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8. 다음 중 1군 확산 방정식(One-group diffusion Equation)에 사용되는 인자가 아닌 것은?

  1. 확산계수
  2. 흡수단면적
  3. 산란단면적
  4. 핵분열단면적
(정답률: 58%)
  • 1군 확산방정식은 중성자 수의 변화율을 생성, 흡수, 누설의 합으로 정의합니다. 1군 모델에서는 모든 중성자가 동일한 에너지군에 속한다고 가정하므로, 군 내에서 에너지만 변하는 산란단면적은 고려할 필요가 없습니다.
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9. 경수형 원자로에서 핵연료의 도플러효과(Doppler Effect)에 가장 크게 기여하는 핵종은?

  1. 233U
  2. 235U
  3. 238U
  4. 239Pu
(정답률: 89%)
  • 경수형 원자로의 핵연료 내에 존재하는 $^{238}\text{U}$는 중성자 에너지 증가 시 공명 흡수 단면적이 증가하는 도플러 효과를 일으켜, 반응도를 즉각적으로 감소시키는 음의 반응도 피드백을 제공하는 핵심 핵종입니다.
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10. 천연 우라늄(U) 1g 중에 포함된 235U의 원자수는? (단, 우라늄의 원자량은 238.028이며 천연우라늄에 존재하는 235U의 비율은 0.714% 이다.)

  1. 1.806 × 1018개
  2. 1.806 × 1019개
  3. 1.806 × 1020개
  4. 1.806 × 1021개
(정답률: 39%)
  • 천연 우라늄 질량 중 특정 동위원소의 질량을 구한 뒤, 몰수를 계산하여 아보가드로 수를 곱해 원자수를 산출합니다.
    ① [기본 공식] $\text{Number of atoms} = \frac{\text{Mass} \times \text{Abundance}}{\text{Atomic Weight}} \times N_A$
    ② [숫자 대입] $\text{Number of atoms} = \frac{1\text{ g} \times 0.00714}{238.028\text{ g/mol}} \times 6.022 \times 10^{23}\text{ /mol}$
    ③ [최종 결과] $\text{Number of atoms} = 1.806 \times 10^{19}$
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11. 다음 중 같은 양의 핵연료를 가지고 증배계수를 크게 할 수 있는 방법이 아닌 것은?

  1. 원자로 노심 외곽에 반사체를 설치하여 중성자 누설을 줄이는 방법
  2. 핵연료와 감속재를 따로 분리하지 않고 균질 원자로심을 구성하여 중성자 공명흡수를 줄이는 방법
  3. 핵연료 이외의 물질에 의한 중성자 흡수를 줄여서 열중성자이용률(f)을 크게 하는 방법
  4. 핵분열성 물질의 농축도를 높여 중성자 재생인자(η)를 크게 하는 방법
(정답률: 83%)
  • 동일한 양의 연료일 때, 비균질 원자로심은 연료봉 주위에 감속재가 배치되어 '자기차폐 효과'가 발생하므로, 균질 원자로심보다 공명흡수 이탈확률이 월등히 높아 증배계수에 유리합니다.

    오답 노트
    반사체 설치: 중성자 누설 감소 $\rightarrow$ 증배계수 증가
    흡수 물질 감소: 열중성자이용률 $f$ 증가 $\rightarrow$ 증배계수 증가
    농축도 향상: 중성자 재생인자 $\eta$ 증가 $\rightarrow$ 증배계수 증가
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12. 중성자의 특성과 반응률에 대한 설명 중 옳지 않은 것은?

  1. 반응률(R)은 거시적 반응단면적(Σ)과 중성자속(Φ)의 곱으로 표시한다.
  2. 반응률은 단위체적, 단위시간에 일어나는 반응의 수를 나타낸다.
  3. 속중성자속(Φf)은 연료내에서 가장 낮고, 감속재에서 가장 높다.
  4. 열외중성자는 238U 및 240Pu 내에서 공명흡수를 일으킨다.
(정답률: 94%)
  • 속중성자는 핵분열이 일어나는 연료 내에서 생성되므로 연료 내에서 가장 높으며, 감속재에서는 감속 과정을 통해 열중성자로 변하므로 속중성자속은 낮아집니다.

    오답 노트
    반응률: 거시적 반응단면적과 중성자속의 곱으로 정의되며 단위체적·단위시간당 반응 수를 의미함
    열외중성자: 238U 및 240Pu의 공명 영역에서 흡수됨
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13. 원자로의 증배계수가 k=1.000에서 1.001로 변화되었다. 증배계수 변화에 상응하는 반응도는? (단, 원자로의 βeff=0.0065)

  1. 0.001$
  2. 0.0065$
  3. 0.065$
  4. 0.154$
(정답률: 59%)
  • 증배계수의 변화량을 지연중성자 분율로 나누어 반응도를 달러($) 단위로 환산하는 문제입니다.
    ① [기본 공식] $\rho = \frac{k - k_0}{k_0 \times \beta_{eff}}$
    ② [숫자 대입] $\rho = \frac{1.001 - 1.000}{1.000 \times 0.0065}$
    ③ [최종 결과] $\rho = 0.154$
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14. 경수로 원자로의 반응도 제어와 관련한 설명 중 틀린 것은?

  1. 가연성 독물질봉은 원자로를 운전함에 따라 중성자 흡수단면적이 작은 물질로 전환된다.
  2. 가연성 독물질봉은 중성자 산란단면적이 큰 물질로 제조된다.
  3. 가장 널리 사용되는 화학적 독물질은 붕산이다.
  4. 원자로 냉각재에 붕산을 주입하여 장기적 반응도를 제어한다.
(정답률: 80%)
  • 독물질은 중성자를 효과적으로 제거하기 위해 중성자 흡수단면적이 매우 큰 물질을 사용해야 합니다. 따라서 가연성 독물질봉을 중성자 산란단면적이 큰 물질로 제조한다는 설명은 틀린 것입니다.

    오답 노트
    가연성 독물질봉: 연소됨에 따라 흡수단면적이 작은 물질로 변함
    붕산: 경수로에서 가장 널리 쓰이는 화학적 독물질
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15. 원자로 재기동 불능시간(Reactor Dead Time)에 가장 큰 영향을 주는 핵종은?

  1. 135Xe
  2. 149Sm
  3. 10B
  4. 113Cd
(정답률: 94%)
  • 원자로 정지 후 생성된 135Xe은 열중성자 흡수단면적이 매우 커서, 재기동 시 중성자를 과도하게 흡수하여 임계 도달을 방해하는 '제논 독작용'을 일으키는 핵심 핵종입니다.
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16. 경수로의 제어봉 반응도값(Rod Worth)에 관한 설명 중 틀린 것은?

  1. 제어봉 반응도값은 제어봉의 삽입위치(높이)에 따라 변한다.
  2. 제어봉 반응도값은 독물질의 농도에 따라 변한다.
  3. 노심의 온도가 높아지면 제어봉 반응도값은 감소한다.
  4. 인근 제어봉과의 거리가 가까우면 제어봉 반응도값은 작아진다.
(정답률: 82%)
  • 노심 온도가 상승하면 감속재의 밀도가 낮아져 중성자의 이주거리가 증가하고, 이로 인해 제어봉에 도달하는 중성자 수가 많아져 제어봉 반응도값은 오히려 증가합니다.

    오답 노트
    삽입위치: 중성자속 분포에 따라 위치별 반응도값이 다름
    독물질 농도: 독물질과 제어봉이 중성자 흡수를 경쟁하므로 농도에 따라 변함
    인근 제어봉 거리: 서로 중성자를 흡수하려는 그림자 효과로 인해 반응도값이 작아짐
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17. 출력이 1,000MWth로 운전되는 원자로에 주기 τ= 80초로 출력변화를 줄 때 80초 후의 출력은?

  1. 1,000MWth
  2. 2,718MWth
  3. 4,526MWth
  4. 7,389MWth
(정답률: 67%)
  • 원자로의 출력 변화는 지수함수적으로 증가하며, 주기 $\tau$와 동일한 시간 $t$가 경과했을 때 출력은 초기 출력의 $e$배가 됩니다.
    ① [기본 공식] $P = P_0 e^{\frac{t}{\tau}}$ 출력 = 초기출력 $\times \exp(\text{시간}/\text{주기})$
    ② [숫자 대입] $P = 1000 \times e^{\frac{80}{80}}$
    ③ [최종 결과] $P = 2718$ MWth
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18. UO2 60톤(Ton)이 장전된 원자로가 정격 열출력 3,000MWth, 이용율 75%로 400일간 운전할 경우 연료의 평균 연소도는?

  1. 10,000 MWD/MTU
  2. 15,000 MWD/MTU
  3. 20,000 MWD/MTU
  4. 25,000 MWD/MTU
(정답률: 75%)
  • 연료의 평균 연소도는 총 발생 열량을 장전된 연료의 질량으로 나누어 계산합니다.
    ① [기본 공식] $B = \frac{P \times CF \times T}{M}$ 연소도 = (열출력 × 이용률 × 운전일수) / 연료질량
    ② [숫자 대입] $B = \frac{3000 \times 0.75 \times 400}{60}$
    ③ [최종 결과] $B = 15000$ MWD/MTU
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19. 다음 지발중성자에 대한 설명 중 옳은 것은?

  1. 235U의 핵분열시 방출되는 중성자의 대부분을 차지한다.
  2. 평균 수명이 약 13초이며 원자로 제어에는 영향을 미치지 않는다.
  3. 원자로는 지발중성자만으로 임계유지가 가능하다.
  4. 239Pu는 235U에 비해 지발중성자 분률이 더 작다.
(정답률: 79%)
  • 지발중성자 분률은 핵종마다 다르며, $^{239}Pu$는 $^{235}U$에 비해 지발중성자 분률이 더 작아 원자로 제어 시 더 정밀한 조작이 필요합니다.

    오답 노트
    핵분열 시 방출되는 중성자의 대부분: 즉발중성자임
    평균 수명: 약 0.1초이며 원자로 제어에 결정적인 영향을 미침
    임계유지: 즉발중성자와 지발중성자 모두 필요함
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20. 국내에서 운전 중인 CANDU 원자로에 대한 설명 중 틀린 것은?

  1. 냉각재와 감속재로 모두 중수를 사용한다.
  2. 핵연료는 수평으로 설치된 압력관 내에 장전된다.
  3. 정상운전 중에 핵연료를 교체한다.
  4. 정상운전 중 출력은 흡수봉(Mechanical Control Absorber)으로 제어한다.
(정답률: 65%)
  • CANDU 원자로는 정상운전 중 출력을 제어하기 위해 흡수봉뿐만 아니라 액체존제어장치(Liquid Zone Control)를 주로 사용합니다. 따라서 정상운전 중 출력을 오직 흡수봉(Mechanical Control Absorber)으로만 제어한다는 설명은 틀린 것입니다.
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2과목: 핵재료공학 및 핵연료관리

21. 다음 중 “유체의 관성력과 점성력의 비”를 나타내는 무차원 수는?

  1. 레이놀드(Reynolds) 수
  2. 프라우드(Froude) 수
  3. 웨버(Weber) 수
  4. 스토크(Stokes) 수
(정답률: 89%)
  • 레이놀드(Reynolds) 수는 유체의 관성력과 점성력의 상대적인 비를 나타내는 무차원 수로, 흐름이 층류인지 난류인지를 판별하는 기준이 됩니다.

    오답 노트
    프라우드(Froude) 수: 관성력과 중력의 비
    웨버(Weber) 수: 관성력과 표면장력의 비
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22. 원자력발전소에서 사용되는 유량측정계시(오리피스, 유량노즐, 벤츄리관)는 어떤 원리를 이용하여 유량을 측정하는가?

  1. 차압의 제곱에 비례
  2. 차압의 제곱에 반비례
  3. 차압의 제곱근에 비례
  4. 차압의 제곱근에 반비례
(정답률: 67%)
  • 오리피스, 유량노즐, 벤츄리관과 같은 차압식 유량계는 베르누이 원리를 이용하며, 유량($Q$)은 측정된 차압($\Delta P$)의 제곱근에 비례하는 특성을 가집니다.

    ① [기본 공식] $Q = C \sqrt{\frac{2\Delta P}{\rho}}$
    ② [숫자 대입] (원리 적용) $$Q \propto \sqrt{\Delta P}$$
    ③ [최종 결과] 차압의 제곱근에 비례
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23. 가압경수로형 원자로 노심에서 고온수로의 축방향 위치별 출력이 코사인(Cosine) 함수형태 일 때, 고온수로에서 실제 열유속(Actual Heat Flux. q"actual)과 임계열유속(Critical Heat Flux, q"CHF) 및 핵비등이탈률(DNBR) 변화를 축방향 위치별로 적절히 나타낸 것은?

(정답률: 77%)
  • 출력이 코사인 분포일 때, 실제 열유속($q_{actual}''$)은 중앙부에서 최대가 되는 포물선 형태를 띱니다. 반면 임계열유속($q_{CHF}''$)은 냉각재 온도가 상승함에 따라 상단으로 갈수록 감소하며, DNBR은 두 값의 비($frac{q_{CHF}''}{q_{actual}''}$)이므로 상단 부근에서 최소값을 가지는 경향을 보입니다. 따라서 이를 정확히 묘사한 가 정답입니다.
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24. 원자로 압력용기가 급격히 냉각됨으로써 야기될 수 있는 문제점은?

  1. 가압열충격(PTS)
  2. 응력부식균열(SCC)
  3. 정지여유도 상실
  4. 과냉각도 상실
(정답률: 75%)
  • 원자로 압력용기가 급격히 냉각되면 용기 벽면에 큰 열응력이 발생하며, 이때 내부 압력이 가해지면 취성 파괴의 위험이 커지는 가압열충격(PTS) 현상이 발생할 수 있습니다.
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25. 가압경수로형 원자로 압력용기는 중성자 조사에 의해 수명말기까지 샤르피 충격시험 곡선의 최대 흡수 에너지가 ( ㉮ ) 아래로 낮아지거나 기준 무연성천이온도(RTNDT)가 ( ㉯ )를 초과하지 않아야 한다. 다음 중 ㉮와 ㉯에 들어갈 값은?

  1. ①
  2. ②
  3. ③
  4. ④
(정답률: 65%)
  • 원자로 압력용기의 건전성 기준에 따라, 수명 말기까지 샤르피 충격시험의 상한 흡수 에너지는 $68\text{ J}$이상을 유지해야 하며, 기준 무연성천이온도($RT_{NDT}$)는 약 $93^{\circ}\text{C}$ ($200^{\circ}\text{F}$)를 초과하지 않아야 합니다.
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26. 고에너지 중성자 조사에 의한 원자로 압력용기의 취화 현상에 대한 설명 중 틀린 것은?

  1. 조사량이 증가함에 따라 항복강도 및 연성-취성 천이온도가 증가
  2. 취화 정도는 합금조성에 영향을 받으면 구리(Cu), 니켈(Ni) 등의 함량이 영향을 미침
  3. 가동온도 범위에서 조사온도가 증가할수록 취성이 크게 일어남
  4. 중성자속(Neutron Flux) 및 미세조직도 취화 정도에 영향을 미침
(정답률: 62%)
  • 중성자 조사 취화는 조사 온도가 높아질수록 조사 결함이 회복(Annealing)되는 효과가 나타나 취화 정도가 오히려 감소합니다. 즉, 조사 온도가 증가하면 취성이 크게 일어나는 것이 아니라 완화됩니다.

    오답 노트
    항복강도 및 천이온도 증가: 조사 취화의 전형적인 현상임
    합금조성 영향: $Cu$, $Ni$ 함량이 높을수록 취화 촉진됨
    중성자속 및 미세조직: 조사량과 재료 구조에 따라 취화 정도가 결정됨
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27. 감속재의 감속비는 중성자와 감속재간 충돌당 손실되는 중성자에너지와 감소재의 거시적 산란단면적에 비례하고 감속재의 거시적 흡수단면적에 반비례한다. 감속재의 감속비가 큰 순서대로 나열한 것은?

  1. 중수(D2O) → 흑연(Graphite) → Be → 경수(H2O )
  2. 중수(D2O) → 경수(H2O) → 흑연(Graphite) → Be
  3. 중수(D2O) → 경수(H2O) → Be → 흑연(Graphite)
  4. 중수(D2O) → Be → 흑연(Graphite) → 경수(H2O)
(정답률: 82%)
  • 감속비(Moderating Ratio)는 감속능(Moderating Power)을 흡수단면적으로 나눈 값으로, 중성자를 얼마나 효율적으로 감속시키면서 동시에 적게 흡수하는지를 나타냅니다. 중수($D_{2}O$)가 흡수단면적이 가장 작아 감속비가 가장 크며, 일반적인 순서는 중수 $\rightarrow$ 흑연 $\rightarrow$ 베릴륨 $\rightarrow$ 경수 순입니다.
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28. 가압경수로형 원자로의 정상출력 운전시 펠렛 중심온도, 피복재 표면온도 및 냉각재 온도의 축방향 분포에 대해 맞게 기술한 것은? (단, 연료봉 길이와 펠렛 적층길이는 동일하다고 가정)

  1. 최대 펠렛 중심온도의 축방향 위치는 연료봉 길이의 중간 지점에서 발생
  2. 축방향 최대 냉각재 온도는 연료봉 최하단으로부터 약 75% 지점에서 발생
  3. 최대 피복재 표면온도와 최대 펠렛 중심온도는 동일한 축방향 위치에서 발생
  4. 축방향 최대 피복재 표면온도는 최대 펠렛 중심온도에 비해 상부 위치에서 발생
(정답률: 65%)
  • 원자로 내에서 냉각재는 하단에서 상단으로 흐르며 온도가 계속 상승합니다. 따라서 열전달 계수와 냉각재 온도의 영향으로 인해, 피복재 표면의 최대 온도는 펠렛 중심의 최대 온도 지점보다 더 상류(상부) 쪽에서 나타나게 됩니다.
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29. 금속우라늄 핵연료와 비교한 이산화우라늄(UO2)핵연료의 특성이 잘못 기술된 것은?

  1. 세라믹 연료의 특성상 고온의 용융점을 가지고 있다.
  2. 물과 화학적 반응성이 낮아 물을 냉각재로 사용하는 상업용 원전의 핵연료로 사용한다.
  3. 방사선 조사에 의한 비등방성 뒤틀림이 없어 제원안전성이 높다.
  4. 상대적으로 높은 열전도도를 가지고 있어 동일한 출력에서 핵연료 온도가 낮다.
(정답률: 82%)
  • 이산화우라늄($UO_{2}$)은 세라믹 재질의 연료로, 금속 연료에 비해 열전도도가 매우 낮습니다. 따라서 동일한 출력 조건에서 열 방출이 어려워 연료 중심 온도가 금속 연료보다 훨씬 높게 형성됩니다.

    오답 노트
    고온의 용융점 보유: 세라믹 특성으로 맞음
    낮은 화학적 반응성: 부식에 강해 상업용 원전에 적합함
    비등방성 뒤틀림 없음: 입방 구조로 제원안전성이 높음
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30. 가압경수로형 원자로에서 정상운전 및 비정상운전 기간 동안 핵연료의 파손을 방지하고 가상사고시 노심냉각성능을 유지하기 위해 설정한 설계기준 중 틀린 것은?

  1. 정상운전 중에는 핵연료의 중심선 온도가 이산화우라늄 펠렛의 용융점 보다 낮아야 한다.
  2. 정상운전 중에 연료봉 표면에서의 열유속((Heat Flux)이 임계 열유속(Critical Heat FluX) 보다 높게 설정되어 열전달 효과가 좋아야 한다.
  3. 냉각재 상실사고시 피복재의 최고온도는 1,204℃이내 이어야 한다.
  4. 냉각재 상실사고시 피복재의 최대 산화도는 산화전피복재 두께의 17% 이내 이어야 한다.
(정답률: 85%)
  • 핵연료의 파손을 방지하기 위해서는 연료봉 표면의 열유속(Heat Flux)이 임계 열유속(Critical Heat Flux)보다 항상 낮게 유지되어야 합니다. 열유속이 임계 열유속보다 높아지면 DNB(핵비등 이탈) 현상이 발생하여 열전달 효율이 급격히 떨어지고 피복재 온도가 상승하여 파손될 위험이 큽니다.
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31. 가압경수로형 원자로의 노외 중성자계측기에 대한 설명 중 옳지 않은 것은?

  1. 원자로 축방향의 중성자속 측정
  2. 원자로 용기로부터 누설되는 중상자속을 감시하여 원자로출력 준위를 측정
  3. 엔탈피 변화 및 설계시 계산된 열수력 계수값 확인
  4. 선원영역(기동채널)은 노외 중성자속 검출기에 해당
(정답률: 62%)
  • 노외 중성자계측기는 원자로 용기 외부에서 누설되는 중성자속을 측정하여 출력 준위를 감시하고 축방향 분포를 측정하는 장치입니다. 엔탈피 변화나 열수력 계수값 확인은 열수력 해석 및 계측의 영역이며, 중성자계측기의 직접적인 목적이 아닙니다.
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32. 가압경수로형 원자력발전소의 가압기 특성에 관한 설명 중 틀린 것은?

  1. 냉각재의 체적변화를 수용하며 고온관에 부착되어 있음
  2. 정상운전시 가압기 내부는 미포화(Subcooling) 상태의 물과 증기가 공존
  3. 운전중 냉각재계통 압력을 허용치내로 유지
  4. 보조전열기(Backuo Heater) 출력은 선형적으로 변하지 않으며 ON/OFF 제어만 가능
(정답률: 62%)
  • 가압기 내부는 포화 상태의 물과 증기가 공존하여 압력을 조절하는 구조입니다. 미포화(Subcooling) 상태는 액체만 존재하여 끓지 않는 상태를 의미하므로, 증기와 공존한다는 설명은 모순입니다.
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33. 화학 및 체적 제어계통(CVCS)의 역할이 아닌 것은?

  1. 냉각재가 냉각재 펌프 축을 타고 외부대기로 누설되는 것을 방지하기 위하여 축 밀봉수를 공급한다.
  2. 부식 및 용해성 분열생성물을 제거한다.
  3. 냉각재 펌프의 고장으로 인한 펌프 사용 불능시 가압기에 보조살수 유량을 제공한다.
  4. 고압 안전주입 펌프를 가동할 수 있도록 냉각재계통의 압력을 수동으로 감압해 준다.
(정답률: 85%)
  • 화학 및 체적 제어계통(CVCS)은 냉각재의 정화, 체적 조절, 붕산 농도 조절 및 펌프 축 밀봉수 공급 등을 담당하는 계통입니다. 냉각재계통의 압력을 수동으로 감압하여 고압 안전주입 펌프를 가동시키는 기능은 CVCS의 역할이 아닙니다.
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34. 가압경수로형 원자력발전소의 냉각재에 첨가된 붕산수에 대한 설명으로 맞지 않는 것은?

  1. 붕산수를 사용함으로써 제어봉 집합체 수를 줄일 수 있다.
  2. 노심 내부의 국부출력을 제어한다.
  3. 가연성흡수봉을 사용하면 요구되는 붕산농도가 작아진다.
  4. 제어봉에 비해 붕산수는 원자로심내 출력분포를 균일하게 한다.
(정답률: 80%)
  • 붕산수는 냉각재에 균일하게 용해되어 있어 원자로 전체의 반응도를 조절하며 출력 분포를 균일하게 만드는 역할을 합니다. 반면, 노심 내부의 특정 지점과 같은 국부적인 출력 제어는 물리적으로 배치된 제어봉을 통해 수행합니다.

    오답 노트
    제어봉 집합체 수 감소: 붕산이 반응도를 분담하므로 가능함
    가연성흡수봉 사용: 초기 과잉 반응도를 흡수하여 필요 붕산 농도를 낮춤
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35. 증기발생기 내부 급수 분산환(Feedering)에 J-Type 또는 C-Type의 관을 설치하는 이유는?

  1. 부식(Corrosion) 방지
  2. 수격(Water Hammer) 현상 방지
  3. 재순환 비율(Recirculation Ration) 증대
  4. 정상운전중 급수링(Feedering) 진동 방지
(정답률: 79%)
  • 급수 분산환에 J-Type 또는 C-Type의 관을 설치하는 것은 급수가 유입될 때 발생하는 급격한 충격과 진동을 완화하여, 배관 및 구조물에 가해지는 수격(Water Hammer) 현상을 방지하기 위함입니다.
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36. 증기발생기에서 운전중 발생 가능한 수위팽창(Swelling) 현상과 관계가 없는 것은?

  1. 터빈부하 급격한 증대
  2. 주증기 안전밸브 열림
  3. 증기덤프밸브 열림
  4. 원자로 및 터빈 정지
(정답률: 70%)
  • 수위팽창(Swelling)은 증기발생기 내 압력이 급격히 낮아질 때 기포가 생성되며 수위가 상승하는 현상입니다. 터빈부하 급증, 안전밸브 및 덤프밸브 개방은 압력 강하를 유발하여 수위팽창을 일으키지만, 원자로 및 터빈 정지는 정상적인 정지 절차에 해당하며 급격한 수위팽창의 직접적인 원인으로 보지 않습니다.
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37. 가압경수로형 원자력발전소의 증기발생기에서 발생하는 주요 손상기구가 아닌 것은?

  1. 프레팅(Fretting)
  2. 열시효(Thermal Aging)
  3. 응력부식균열(Stress Corrosion Cracking)
  4. 피팅(Pitting)
(정답률: 70%)
  • 증기발생기의 주요 손상기구는 유체 흐름에 의한 프레팅, 화학적 부식에 의한 응력부식균열 및 피팅 등이 있습니다. 열시효는 주로 장기간 고온 노출 시 재료의 기계적 성질이 변하는 현상으로, 증기발생기의 주요 손상기구로 분류되지 않습니다.
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38. 그림 1은 원자로 2차계통의 재열 랭킨(Rankine) 사이클이다. 이 그림의 ④와 ⑤사이 공정은 T-S 선도 (그림 2)의 어느 공정에 해당되는가?

  1. a - b
  2. c - d
  3. e - f
  4. f - g
(정답률: 93%)
  • 재열 랭킨 사이클에서 ④번 공정은 고압 터빈에서 나온 증기가 재열기로 들어가 다시 가열되는 과정입니다. T-S 선도에서 등압 가열 과정에 해당하는 a - b 구간이 이에 해당합니다.
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39. 다음의 괄호에 들어갈 합금원소가 순서대로 적절히 나열된 것은?

  1. 주석(Sn), 나이오븀(Nb)
  2. 철(Fe), 크롬(Cr)
  3. 니켈(Ni), 주석(Sn)
  4. 니켈(Ni), 나이오븀(Nb)
(정답률: 67%)
  • ZIRLO 피복재는 기존 Zircaloy-4의 내식성을 개선하기 위해 개발되었습니다. 부식의 원인이 되는 주석(Sn)의 함량을 줄이고, 내식성을 향상시키는 나이오븀(Nb)을 새롭게 첨가한 것이 특징입니다.
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40. 아래 조건에서 경수로 원동형 우라늄 펠렛의 중심 온도는? (단, 펠렛열전도도(k)는 펠렛온도 및 연소도에 따라 일정하다고 가정)

  1. 955℃
  2. 1,005℃
  3. 1,045℃
  4. 1,095℃
(정답률: 8%)
  • 원통형 연료 펠렛의 중심 온도와 표면 온도의 차이는 선형 열출력, 열전도도, 그리고 펠렛 반지름의 관계식으로 구할 수 있습니다. (단, 반지름 $R$은 일반적인 경수로 펠렛 기준인 $0.41\text{ cm}$를 적용합니다.)
    ① [기본 공식] $T_c = T_s + \frac{q'}{4\pi k}$
    ② [숫자 대입] $T_c = 550 + \frac{200}{4 \times 3.14 \times 0.035}$
    ③ [최종 결과] $T_c = 1005$
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3과목: 발전로계통공학

41. 가압경수로형 원자력발전소 원자로냉각재의 수화학 관리에 관한 설명으로 틀린 것은?

  1. 저온정지 상태에서는 하이드라진(N2H4)을 첨가하여 용존산소를 제거한다.
  2. 출력운전 상태에서는 수소기체를 주입하여 용존산소를 제거한다.
  3. 붕소는 주로 반응도 제어를 위해 사용한다.
  4. 주기초 보다 주기말에 붕소의 농도가 높다.
(정답률: 87%)
  • 원자로 냉각재의 붕소 농도는 연료의 연소도에 따라 조절됩니다. 주기 초에는 과잉 반응도를 억제하기 위해 붕소 농도를 높게 유지하고, 연료가 소모됨에 따라 반응도가 감소하므로 주기 말로 갈수록 붕소 농도를 낮추어 운전합니다.

    오답 노트
    주기초 보다 주기말에 붕소의 농도가 높다: 주기 말로 갈수록 농도를 낮추어야 함
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42. 액체 방사성폐기물을 제염계수가 5인 이온교환기로 처리하였다. 처리하기 전에 액체 방사성폐기물에 존재하던 방사능 이온교환기를 통해 제거된 방사능의 비율은?

  1. 80%
  2. 85%
  3. 90%
  4. 95%
(정답률: 54%)
  • 제염계수(DF)는 처리 전 농도와 처리 후 농도의 비율을 의미하며, 제거된 방사능의 비율(제거율)은 제염계수를 이용하여 계산할 수 있습니다.
    ① [기본 공식] $\text{제거율} = \frac{DF - 1}{DF} \times 100$
    ② [숫자 대입] $\text{제거율} = \frac{5 - 1}{5} \times 100$
    ③ [최종 결과] $\text{제거율} = 80\%$
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43. 최근 개발되고 있는 고온가스냉각로에 관한 설명으로 옳은 것은?

  1. 액체질소가 냉각재로 고려되고 있다.
  2. 드라이아이스가 감속재로 고려되고 있다.
  3. 세라믹으로 피복된 입자상태의 핵연료가 고려되고 있다.
  4. 원자력을 이용한 해수담수화가 주목적이다.
(정답률: 75%)
  • 고온가스냉각로는 매우 높은 온도의 열출력을 얻기 위해 흑연을 감속재로, 헬륨 가스를 냉각재로 사용하며, 고온에서도 안정적인 세라믹 피복 입자상 핵연료(TRISO 등)를 채택하는 것이 특징입니다.

    오답 노트
    액체질소: 냉각재로 헬륨 가스를 사용함
    드라이아이스: 감속재로 흑연을 사용함
    해수담수화: 주 목적은 고온 열을 이용한 수소 생산 및 고효율 발전임
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44. 우라늄 농축에 소요되는 비용을 기술하기 위하여 사용하는 단위인 SWU(Separative Work Unit)에 관한 설명으로 틀린 것은?

  1. SWU의 단위는 질량(kg)이다.
  2. 농축우라늄의 질량이 클수록 SWU가 크다.
  3. 감손우라늄의 질량이 클수록 SWU가 크다.
  4. 천연우라늄의 질량이 클수록 SWU가 크다.
(정답률: 65%)
  • SWU(분리작업단위)는 우라늄 농축에 필요한 노력량을 나타내는 단위로, 투입되는 천연우라늄의 양뿐만 아니라 생산되는 농축우라늄과 감손우라늄의 질량 및 농도 차이에 의해 결정되는 가치 함수입니다. 단순히 천연우라늄의 질량이 크다고 해서 SWU가 무조건 커지는 것이 아니라, 목표 농도와 생산량에 따른 '작업량'의 개념으로 이해해야 합니다.
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45. 핵연료 피복관의 펠렛-피복재 상호작용(PCI)에 관한 설명으로 옳은 것은?

  1. 연소도가 낮은 핵연료에서 발생하기 쉽다.
  2. 출력이 서서히 감소될 경우 발생하기 쉽다.
  3. 응력부식균열(SCC)과는 관계가 없다.
  4. 요오드에 의해 유발된다.
(정답률: 60%)
  • 펠렛-피복재 상호작용(PCI)은 핵연료 펠렛의 열팽창으로 인한 기계적 응력과 핵분열 생성물인 요오드($I$) 등에 의한 화학적 부식이 복합적으로 작용하여 피복관에 균열이 발생하는 현상입니다.

    오답 노트
    연소도가 낮은 핵연료: 연소도가 높을수록 펠렛 팽창과 부식성 물질 축적이 심해져 발생 가능성이 커짐
    출력이 서서히 감소: 급격한 출력 상승 시 펠렛의 급팽창으로 인해 발생함
    응력부식균열(SCC): PCI의 핵심 메커니즘이 바로 응력부식균열임
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46. 한국표준형 원자력발전소의 핵연료집합체에 관한 설명으로 틀린 것은?

  1. 핵연료봉은 17× 17 정방형으로 배열되어 있다.
  2. 제어봉 안내관에는 중성자 선원봉도 삽입된다.
  3. 노내 핵계측관은 집합체의 중심에 배치되어 있다.
  4. 최하단 지지격자의 재질은 다른 지지격자의 재질과 다르다.
(정답률: 60%)
  • 한국표준형 원자력발전소(OPR1000)의 핵연료집합체는 $17 \times 17$ 배열을 가지지만, 모든 자리가 핵연료봉으로 채워진 것이 아니라 제어봉 안내관과 계측관이 포함된 구조입니다. 따라서 단순히 핵연료봉만 $17 \times 17$ 정방형으로 배열되어 있다는 설명은 틀린 것입니다.
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47. 금속 핵연료에 관한 설명으로 틀린 것은?

  1. U-Zr 합금은 대표적인 금속 핵연료의 재료이다.
  2. 이산화우라늄 핵연료 보다 높은 연소도를 얻는데 유리하다.
  3. 이산화우라늄 핵연료 보다 녹는점이 높다.
  4. 이산화우라늄 핵연료 보다 열전도도가 높다.
(정답률: 72%)
  • 금속 핵연료는 산화물 핵연료(이산화우라늄)에 비해 열전도도가 매우 높고 높은 연소도를 얻기에 유리하며, U-Zr 합금이 대표적으로 사용됩니다. 하지만 금속의 특성상 산화물보다 녹는점이 훨씬 낮다는 단점이 있습니다.
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48. 원자력발전소 구조재료의 부식의 형태 중 틈새부식과 비슷하나 보호피막이 부분적으로 파괴된 경우 혹은 재질이 비균질적인 경우같이 비교적 화학적 활성이 큰 부위부터 집중적으로 부식이 일어나는 형태를 무엇이라 하는가?

  1. 전면부식
  2. 점식
  3. 선별용해부식
  4. 결정입계부식
(정답률: 87%)
  • 보호피막의 국부적 파괴나 재질의 비균질성으로 인해 특정 부위에 집중적으로 구멍을 뚫듯 발생하는 부식 형태를 점식(Pitting Corrosion)이라고 합니다.
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49. 원자로 냉각재 중에 존재하며 중성자 흡수단면적이 커서 독물질로 작용하여 반응도에 영향을 주는 핵분열 생성물은?

  1. Xe, I
  2. Xe, Sm
  3. Xe, Kr
  4. Xe, Cs
(정답률: 86%)
  • 핵분열 생성물 중 중성자 흡수단면적이 매우 커서 중성자를 잡아먹는 독물질로 작용하는 대표적인 원소는 제논($\text{Xe}$)과 사마륨($\text{Sm}$)입니다.
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50. 중수제조나 삼중수소분리 등을 위한 수소동위원소 분리공정으로 이용되지 않는 공정은?

  1. 증류공정
  2. 원심분리공정
  3. 전기분해공정
  4. 화학교환반응공정
(정답률: 72%)
  • 수소동위원소 분리에는 증류, 전기분해, 화학교환반응 등이 사용됩니다. 원심분리공정은 주로 우라늄 농축(U-235 분리)에 사용되는 공정입니다.
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51. 핵연료 제조공정에서 우라늄 원광으로부터 조 엘로우 케이크(Crude Yellow Cake)를 만들어내는 공정을 무엇이라 하는가?

  1. 정련
  2. 변환
  3. 동위원소 분리
  4. 재변환
(정답률: 92%)
  • 우라늄 원광에서 불순물을 제거하고 농축 가능한 형태인 조 엘로우 케이크(Crude Yellow Cake)를 제조하는 초기 공정을 정련이라고 합니다.
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52. 다음 중 초우라늄(TRU) 원소에 해당하지 않는 원소는?

  1. Pu
  2. Cm
  3. Am
  4. Nd
(정답률: 73%)
  • Nd(네오디뮴)은 핵분열 생성물(Fission Product)에 해당하며, 원자번호 92번인 우라늄보다 큰 초우라늄 원소가 아닙니다.

    오답 노트
    Pu(플루토늄), Am(아메리슘), Cm(퀴륨)은 모두 우라늄보다 원자번호가 큰 초우라늄(TRU) 원소입니다.
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53. 사용후핵연료 재처리 방법은 크게 습식 재처리법과 건식 재처리법으로 나눌 수 있다. 다음 중 습식 재처리 방법이 아닌 것은?

  1. PUREX
  2. COEX
  3. Pyro-Process
  4. UREX
(정답률: 85%)
  • Pyro-Process는 고온의 용융염을 사용하는 대표적인 건식 재처리 방법입니다.

    오답 노트
    PUREX, COEX, UREX는 모두 화학 용매를 사용하는 습식 재처리 공정입니다.
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54. 핵연료 피복관 재료의 요건에 해당하지 않는 것은?

  1. 중성자 흡수단면적이 작을 것
  2. 열전도도가 낮을 것
  3. 냉각재에 대한 내식성이 좋을 것
  4. 중성자 조사에 따른 손상이 작을 것
(정답률: 92%)
  • 핵연료 피복관은 연료봉 내부의 열을 냉각재로 빠르게 전달해야 하므로 열전도도가 높아야 합니다.

    오답 노트
    중성자 경제성을 위해 중성자 흡수단면적이 작아야 하며, 부식을 막기 위한 내식성과 방사선 손상에 견디는 내조사성이 필수적입니다.
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55. 우라늄 화합물중 탄화물의 특징이 아닌 것은?

  1. 물 또는 증기와 신속히 반응한다.
  2. 상온에서만 안정하다.
  3. 고속증식로의 연료로 사용된다.
  4. 단일 고체상의 조성을 이루고 있다.
(정답률: 36%)
  • 우라늄 탄화물은 일반적으로 단일 고체상이 아니라 여러 상이 혼재된 조성을 가질 수 있습니다.

    오답 노트
    물 또는 증기와 신속히 반응하며, 상온에서 안정하고, 고속증식로의 연료로 사용되는 특성을 가집니다.
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56. 원자력 발전소에서 발생되는 폐기물은 여러 가지 방사성 핵종을 함유하고 있다. 다음 중 기체폐기물이 주로 발생되는 곳이 아닌 것은?

  1. 붕산회수 계통 배수 탱크 배기
  2. 탈염기 재생
  3. 격납용기 퍼지
  4. 체적 제어탱크의 배기
(정답률: 58%)
  • 탈염기 재생 과정은 주로 액체 폐기물을 처리하는 공정으로, 기체 폐기물이 주된 발생원이 아닙니다.

    오답 노트
    붕산회수 계통 배수 탱크 배기, 격납용기 퍼지, 체적 제어탱크의 배기는 모두 공기나 가스를 배출하는 과정이 포함되어 기체 폐기물이 발생합니다.
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57. 다음 방사성폐기물 육지처분시스템의 구성 내용 중 옳지 않은 것은?

  1. 폐기물은 고체 형태이어야 하며, 지하수에 의한 용해도 및 침출성이 작아 방사성 핵종의 유출을 최소화 할 수 있어야 한다.
  2. 처분부지는 주요 지각 운동지역으로부터 멀리 떨어져 있어야 한다.
  3. 처분시설은 필요시 적절하게 감시가 가능하게 설계, 건설되어야 한다.
  4. 폐기물은 비표면적이 높고, 가능한 부피가 최소이어야 한다.
(정답률: 93%)
  • 방사성폐기물의 처분 시 핵종의 유출을 최소화하기 위해서는 폐기물의 비표면적을 낮추어 침출 속도를 줄이는 것이 중요합니다. 따라서 비표면적이 높아야 한다는 설명은 옳지 않습니다.

    오답 노트
    고체 형태 및 낮은 용해도: 유출 최소화를 위한 필수 조건임
    지각 운동지역 회피: 지질학적 안정성 확보를 위해 필수적임
    적절한 감시 가능 설계: 안전성 확인을 위해 필수적임
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58. 원자력발전소 계통의 신뢰도는 수질에 의존한다. 수질 관리를 위하여 행하는 일반적 원자로 수화학의 목적으로 옳은 것은?

  1. 침적물에 의한 중성자 포획
  2. 연료표면의 오염 유지
  3. 노심내 유기물 유입 최대화
  4. 재료에 대한 물의 공격성 감소
(정답률: 65%)
  • 원자로 수화학의 핵심 목적은 냉각재의 화학적 성질을 조절하여 원자로 계통 재료의 부식을 방지하고, 방사성 물질의 침적을 억제하여 재료에 대한 물의 공격성을 감소시키는 것입니다.

    오답 노트
    침적물에 의한 중성자 포획: 포획을 최소화해야 함
    연료표면의 오염 유지: 오염을 방지하고 제거해야 함
    노심내 유기물 유입 최대화: 유기물 유입을 엄격히 제한해야 함
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59. 다음 나열된 핵종 중 사용되는 산업분야가 옳지 않은 것은?

  1. 60Co, 65Zn - 유리 용융로내 유동상태
  2. 127Xe, 133Xe - 용광로내 가스 통과시간의 측정
  3. 37Ar, 41Ar - 하천에서의 유동상태
  4. 14CO2, 35SO2 - 가스의 누설검사
(정답률: 54%)
  • 핵종의 물리적·화학적 특성에 따라 산업적 용도가 결정됩니다. $^{37}Ar$, $^{41}Ar$과 같은 희가스는 화학적으로 불활성이며 기체 상태이므로 하천의 유동상태가 아닌, 공기 흐름이나 가스 유동 측정에 사용됩니다.

    오답 노트
    $^{60}Co$, $^{65}Zn$: 유리 용융로 유동 측정에 사용됨
    $^{127}Xe$, $^{133}Xe$: 가스 통과시간 측정에 사용됨
    $^{14}CO_{2}$, $^{35}SO_{2}$: 가스 누설 검사에 사용됨
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60. 의료용 가속기에 사용되는 방사성 동위원소로 옳지 않은 것은?

  1. 11C
  2. 13N
  3. 18F
  4. 14C
(정답률: 63%)
  • 의료용 가속기(사이클로트론 등)를 통해 생산되어 PET 진단 등에 사용되는 핵종은 주로 반감기가 매우 짧은 $^{11}C$, $^{13}N$, $^{18}F$ 등입니다. 반면 $^{14}C$는 반감기가 약 5,730년으로 매우 길어 주로 연대 측정에 사용되며, 의료용 가속기로 생산하여 진단에 사용하는 핵종으로는 적절하지 않습니다.
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4과목: 원자로 안전과 운전

61. 다음 중 100% 출력으로 정상운전중인 가압경수로의 정지여유도를 확보하기 위한 방법으로 옳은 것은?

  1. 충분한 양의 가연성독물질봉을 사용한다.
  2. 정지제어봉집합체를 일정한 높이 이상 인출한 상태로 유지한다.
  3. 원자로냉각재의 붕산 농도를 높게 유지한다.
  4. 독물질(Xe,Sm)의 발생량이 최대가 되도록 운전한다.
(정답률: 47%)
  • 정지여유도를 확보한다는 것은 원자로를 정지시키기 위해 필요한 충분한 부반응도를 확보하는 것입니다. 정지제어봉집합체를 일정한 높이 이상 인출해 두어야 사고 시 제어봉이 낙하하며 즉각적으로 강력한 부반응도를 삽입할 수 있습니다.

    오답 노트
    가연성독물질봉 사용, 붕산 농도 증가, 독물질 발생량 최대화: 이는 모두 운전 중 반응도를 조절하거나 억제하는 방법이며, 제어봉 낙하를 통한 즉각적인 정지여유도 확보 메커니즘과는 다릅니다.
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62. 다음 중 출력계수에 영향을 주는 값이 아닌 것은?

  1. 핵연료온도계수
  2. 감속재온도계수
  3. 기포계수
  4. 반경방향첨두계수
(정답률: 72%)
  • 출력계수는 출력 변화에 따른 반응도 변화를 나타내며, 이는 핵연료 온도, 감속재 온도, 기포(Void)의 변화 등 물리적 상태 변화에 영향을 받습니다. 반면 반경방향첨두계수는 출력 분포의 불균일도를 나타내는 지표이므로 출력계수와는 무관합니다.
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63. 열출력 1000 MW로 정상운전중이던 원자로의 출력이 900MW 감소하면서, 핵연료의 온도는 100℃, 감속재의 온도는 50℃ 각각 감소하였다. 핵연료 온도계수 및 감속재 온도계수가 모두 -1.0 x 10-5 Δk/k/℃일때, 이 원자로에서 출력감소로 인하여 발생된 반응도 변화량은?

  1. 5.0 x 10-7 Δk/k/℃
  2. 5.0 x 10-4 Δk/k/℃
  3. 1.0 x 10-3 Δk/k/℃
  4. 1.5 x 10-3 Δk/k/℃
(정답률: 24%)
  • 온도 변화에 따른 반응도 변화량은 각 온도계수와 온도 변화량의 곱의 합으로 계산합니다.
    ① [기본 공식] $\Delta \rho = (\alpha_f \times \Delta T_f) + (\alpha_m \times \Delta T_m)$
    ② [숫자 대입] $\Delta \rho = (-1.0 \times 10^{-5} \times -100) + (-1.0 \times 10^{-5} \times -50)$
    ③ [최종 결과] $\Delta \rho = 1.5 \times 10^{-3}$
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64. 원자력발전소에서 원자로냉각제상실사고가 발생하면 방사성물질이 외부로 방출되는 것을 차단하여야 한다. 이러한 기능과 가장 관련이 있는 공학적안전설비작동신호는?

  1. 주제어실 비상환기 작동신호
  2. 격납건물 격리 작동신호
  3. 비상디젤발전기 작동신호
  4. 핵연료건물 비상환기 작동신호
(정답률: 77%)
  • 원자로냉각재상실사고(LOCA) 시 방사성 물질이 외부 환경으로 누출되는 것을 물리적으로 차단하기 위해서는 격납건물 격리 작동신호를 통해 격납건물을 완전히 밀폐시켜야 합니다.
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65. 다음 중 국내 가압경수로의 설계에서 발전소정전 사고(SBO : Station Black Out.가 발생하여 교류전원이 완전히 상실되었을 때, 원자로의 붕괴열 제거기능을 수행할 수 있는 설비는?

  1. 비상노심냉각계통
  2. 잔연제거계통/정지냉각계통
  3. 화학 및 체적 제어계통
  4. 보조(비상)급수계통
(정답률: 34%)
  • 발전소정전(SBO) 사고 시 모든 교류전원이 상실되더라도, 증기발생기를 통해 원자로의 붕괴열을 제거하기 위해 물을 공급하는 보조(비상)급수계통이 핵심적인 역할을 수행합니다.
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66. 다음 중 냉각제상실사고의 진행단계 중 재층수(Refill) 단계에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 파단부위를 통하여 물과 수증기의 혼합된 유체가 임계유동(Critical Flow)의 형태로 방출된다.
  2. 원자로냉각재계통의 압력이 감소하여 비상노심냉각계통의 작동이 개시되나, 냉각수가 핵연료에는 도달하지 못한다.
  3. 핵연료에 냉각수가 도달함으로써 핵연료의 급속 냉각이 개시되며, 노심의 수위는 점차적으로 회복된다.
  4. 핵연료가 비상노심냉각수에 의해 완전히 잠기게 되며, 붕괴열이 안정적으로 제거된다.
(정답률: 39%)
  • 냉각제상실사고(LOCA)의 재층수(Refill) 단계는 비상노심냉각계통(ECCS)에 의해 냉각수가 하부 플레넘에 채워지는 과정입니다. 이 단계에서는 냉각수가 주입되기 시작하지만, 아직 핵연료 상단까지 도달하지는 못한 상태를 말합니다.

    오답 노트
    파단부위 임계유동 방출: 블로우다운(Blowdown) 단계
    핵연료 도달 및 급속 냉각: 재플러딩(Reflood) 단계
    핵연료 완전 침수 및 붕괴열 제거: 장기 냉각(Long-term Cooling) 단계
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67. 다음 중 1단계 확률론적안전성평가(Level 1 PSA_를 수행하여 얻어지는 결과는?

  1. CDF(Core Damage Frequency)
  2. LERF(Large Early Release Frequency)
  3. LRF(Large Release Frequency)
  4. CCFP(Conditional Containment Failure Probability)
(정답률: 67%)
  • 확률론적안전성평가(PSA)는 단계별로 분석 대상이 다릅니다. 1단계 PSA는 사고 시퀀스를 분석하여 노심 손상까지의 확률을 계산하는 단계이므로, 결과값으로 노심손상빈도인 CDF(Core Damage Frequency)를 얻게 됩니다.

    오답 노트
    LERF, LRF, CCFP: 2단계 및 3단계 PSA에서 다루는 격납건물 거동 및 방사성물질 방출 관련 지표입니다.
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68. 다음은 2011년 3월 일본 후쿠시마 제1발전소 1,2,3호기 사고의 진행과정에서 발생한 주요 현상들이다. 발생 순서를 올바르게 나타낸 것은?

  1. A → B → C → D
  2. A → C → B → D
  3. B → A → C → D
  4. B → C → A → D
(정답률: 92%)
  • 후쿠시마 사고는 전원 상실로 인한 냉각 실패 과정입니다. 의 내용을 분석하면, 비상디젤발전기 고장(A)으로 전원이 상실되어 냉각이 중단되었고, 이로 인해 핵연료 손상(C)이 발생했습니다. 이후 고온의 연료와 물이 반응하여 수소가 발생해 수소 폭발(B)이 일어났으며, 최종적으로 방사성물질 대량 방출(D)로 이어졌습니다. 따라서 순서는 A $\rightarrow$ C $\rightarrow$ B $\rightarrow$ D 입니다.
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69. 전기출력 100만kWe인 원자력발전소가 있다. 가동률이 80%이고 전기판매 단가가 kWh당 50원일 때, 이 발전소의 연간 전기 판매대금은 얼마인가? (단, 1년은 365일이다.)

  1. 약 150억원
  2. 약 230억원
  3. 약 3500억원
  4. 약 5500억원
(정답률: 27%)
  • 연간 전기 판매대금은 발전소의 전기출력, 가동률, 연간 가동시간, 그리고 전기 판매 단가를 모두 곱하여 산출합니다.
    ① [기본 공식]
    $$\text{판매대금} = \text{출력} \times \text{가동률} \times \text{시간} \times \text{단가}$$
    ② [숫자 대입]
    $$\text{판매대금} = 1,000,000 \text{ kW} \times 0.8 \times (365 \times 24 \text{ h}) \times 50 \text{ 원}$$
    ③ [최종 결과]
    $$\text{판매대금} = 350,400,000,000 \text{ 원}$$
    따라서 약 3500억원입니다.
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70. 다음 중 천연우라늄을 연료로 사용하는 가압중수로(PHWR)형 노형에서 원자로냉각재로 중수를 사용하는 근본적 이유는?

  1. 중수의 작은 중성자 흡수단면적
  2. 중성자에 의한 냉각재 방사화 저감
  3. 원자로 냉각재계통 부식 최소화
  4. 열전달 향상
(정답률: 92%)
  • 천연우라늄은 농축되지 않아 중성자 경제성이 매우 낮습니다. 따라서 중성자를 거의 흡수하지 않는 중수의 작은 중성자 흡수단면적 특성을 이용하여 중성자 손실을 최소화함으로써 연쇄 반응을 유지하는 것입니다.
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71. 원자력발전소에서는 핵분열의 부산물로 방사성물질이 방출된다. 이러한 방사성물질을 환경으로 방출되는 것을 차단하기 위한 방법으로 틀린 것은?

  1. 중성자 조사시편
  2. 핵연료 피복제
  3. 원자로 용기
  4. 원자로 건물
(정답률: 86%)
  • 방사성물질의 외부 유출을 막기 위해 다중방어벽 체계를 구축합니다. 핵연료 피복제, 원자로 용기, 원자로 건물은 물리적인 방벽 역할을 하지만, 중성자 조사시편은 재료의 조사 영향을 감시하기 위한 샘플일 뿐 방사성물질을 차단하는 방벽이 아닙니다.
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72. 다음의 원자력발전소 사고에서 공통증상으로 맞는 것은?

  1. 가압기 압력 감소
  2. 격납건물 압력 증가
  3. 격납건물 방사는 준위 증가
  4. 가압기 수위 증가
(정답률: 79%)
  • 제시된 의 원자로 냉각재상실사고(LOCA)와 증기발생기 세관 파단사고(SGTR)는 모두 원자로 냉각재 계통(RCS)의 압력 경계가 손상되어 냉각재가 외부로 유출되는 사고입니다.
    냉각재가 유출되면 계통 내의 압력이 급격히 떨어지므로 가압기 압력 감소가 공통적인 증상으로 나타납니다.
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73. 다음 중 공학적안전설비(ESF)의 기능으로 틀린 것은?

  1. 방사성물질 외부누출 억제
  2. 비상노심 냉각으로 핵연료 피복재 보호
  3. 중성자 및 감마선에 의한 소성으로부터 원자로용기 보호
  4. 원자로냉각재상실사고(LOCA)시 핵분열 생성물 제거
(정답률: 40%)
  • 공학적안전설비(ESF)는 사고 시 노심 냉각, 방사성물질 누출 억제, 핵분열 생성물 제거 등을 통해 안전을 확보하는 설비입니다. 중성자 및 감마선에 의한 소성으로부터 원자로용기를 보호하는 것은 설비의 기능이 아닌 재료의 특성이나 차폐 설계의 영역입니다.
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74. 다음 중 핵연료 재장전 운전을 위하여 원자로냉각재 온도를 177℃에서 연료재장전온도까지 냉각하는 계통으로 맞는 것은?

  1. 정지냉각계통(잔연제거계통)
  2. 화학 및 체적제어계통
  3. 1차기기냉각해수계통
  4. 2차기기냉각수계통
(정답률: 84%)
  • 원자로 정지 후 핵연료의 붕괴열을 제거하여 온도를 연료재장전온도까지 낮추는 역할을 수행하는 계통은 정지냉각계통(잔연제거계통)입니다.
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75. 다음 중 중대사고 현상으로 틀린 것은?

  1. MCC(Molten Core Concrete Interaction)
  2. FCI(Fuel Collant Interaction)
  3. DCH(Direct Containment Heating)
  4. EOP(Emergency Operation Procedure)
(정답률: 60%)
  • 중대사고 현상은 노심 용융 후 발생하는 물리적 현상을 의미합니다. EOP(Emergency Operation Procedure)는 사고 발생 시 운전원이 조치해야 할 비상운전절차서라는 운영 지침이며, 물리적인 사고 현상이 아닙니다.
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76. 다음 중 모든 소내·외 교류전원상실시 안전관련 모선에 자동으로 전력을 공급하는 설비는?

  1. 축전지
  2. 비안전디젤발전기
  3. 대체교류디젤발전기
  4. 비상디젤발전기
(정답률: 93%)
  • 소내외 모든 교류전원이 상실되는 전전전원상실(SBO) 상황에서, 안전관련 모선에 자동으로 전력을 공급하여 필수 안전 설비를 가동시키는 핵심 설비는 비상디젤발전기입니다.
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77. 노심에 잉여반응도를 준 이유로 맞는 것은?

  1. 출력변화에 따른 135XE와 149Sm의 연소를 보상하기 위해
  2. 음(-)의 감속재 온도계수를 보상하기 위해
  3. 출력증발 동안 출력결손에 의해 첨가되는 부반응도를 보상하기 위해
  4. 노심수명 동안 238U의 239Pu로 전환을 보상하기 위해
(정답률: 56%)
  • 원자로 운전 중 출력 증발(Power Defect)이 발생하면 출력 결손으로 인해 부반응도가 첨가됩니다. 이를 보상하여 계획된 출력을 유지하고 운전 제어 능력을 확보하기 위해 노심에 잉여반응도를 부여합니다.
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78. 최대 선출력밀도(kW/ft)와 관련하여 고온 열수로계수를 제한하는 이유는?

  1. 원자로냉각재 온도를 제한치내로 유지
  2. 핵비등 방지
  3. 핵연료 펠렛 팽창 방지
  4. 핵연료 용융 방지
(정답률: 50%)
  • 최대 선출력밀도를 제한하는 가장 결정적인 이유는 핵연료 중심 온도가 융점(Melting Point)에 도달하여 핵연료가 녹아내리는 핵연료 용융 방지를 통해 노심의 건전성을 확보하기 위함입니다.
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79. 운전중 핵연료 손상 예측에 이용되는 대표적인 핵종은?

  1. 삼중수소(3H)
  2. 요오드(131I)
  3. 사마리움(149Sm)
  4. 크립톤(87Kr)
(정답률: 72%)
  • 요오드($^{131}I$)는 핵분열 생성물 중 휘발성이 강하고 반감기가 짧아, 냉각재 내에서 검출될 경우 핵연료 피복재의 손상 여부를 빠르게 판단할 수 있는 대표적인 지표 핵종입니다.
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80. 가연성 독물질을 원자로에 사용하는 이유로 맞는 것은?

  1. A - B - C
  2. A - B - D
  3. A - C - D
  4. B - C - D
(정답률: 54%)
  • 가연성 독물질은 초기 노심의 과잉 반응도를 억제하여 균일한 출력밀도를 제공하고, 중성자속 분포를 균일하게 하며, 고농축 연료를 사용할 수 있게 하여 연료 연소도를 높이는 역할을 합니다.


    오답 노트
    제어봉 연소효과 보상: 가연성 독물질의 주 목적이 아님
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5과목: 방사선이용 및 보건물리

81. 다음 중 BF3 계수기와 직접 관계가 없는 것은?

  1. 비례계수관
  2. (n, p) 반응
  3. (n, ⍺)반응
  4. wall effect
(정답률: 70%)
  • BF$_3$ 계수기는 중성자가 $^{10}\text{B}$와 반응하여 $\alpha$ 입자와 $\text{Li}$ 핵을 생성하는 $(n, \alpha)$ 반응을 이용하며, 구조적으로 비례계수관의 형태를 띠고 벽효과(wall effect)가 발생할 수 있습니다.

    오답 노트
    (n, p) 반응: 질소-14 등을 이용한 반응으로 BF$_3$ 계수기와는 무관함
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82. 질량에너지전달계수(μtr/ρ)와 질량에너지흡수계수(μen/ρ)와 차이가 발생하는 주 원인은?

  1. 제동복사
  2. 컴프턴산란
  3. 광전효과
  4. 전자쌍생성
(정답률: 72%)
  • 질량에너지전달계수는 물질 내로 들어온 모든 에너지를 포함하지만, 질량에너지흡수계수는 그중 제동복사로 빠져나가는 에너지를 제외하고 실제로 흡수된 에너지만을 고려하기 때문에 두 계수 사이에 차이가 발생합니다.
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83. 어떤 방사성물질의 유효반감기가 5일인 경우, 생물학적 반감기는? (단, 물리적 반감기는 10일이다.)

  1. 5일
  2. 8일
  3. 10일
  4. 15일
(정답률: 58%)
  • 유효반감기는 물리적 반감기와 생물학적 반감기의 조화평균으로 결정됩니다.
    ① [유효반감기 공식] $\frac{1}{T_{eff}} = \frac{1}{T_{phy}} + \frac{1}{T_{bio}}$
    ② [숫자 대입] $\frac{1}{5} = \frac{1}{10} + \frac{1}{T_{bio}}$
    ③ [최종 결과] $T_{bio} = 10$
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84. 10cGy의 방사선이 1kg의 공기 중에서 만드는 이온쌍의 수는 약 얼마인가? (단, 공기에서 1개의 이온쌍을 생성하는 데 필요한 평균에너지는 34eV이다.)

  1. 1.84 × 1016 이온쌍
  2. 2.55 × 1016 이온쌍
  3. 3.68 × 1016 이온쌍
  4. 4.14 × 1016 이온쌍
(정답률: 47%)
  • 흡수선량과 이온쌍 생성 에너지의 관계를 이용하여 총 생성 이온쌍 수를 계산합니다.
    ① [총 이온쌍 수] $N = \frac{D \times m}{W}$
    ② [숫자 대입] $N = \frac{0.01 \text{ J/kg} \times 1 \text{ kg}}{34 \times 1.602 \times 10^{-19} \text{ J}}$
    ③ [최종 결과] $N = 1.84 \times 10^{16}$
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85. 측정값에서 나타난 요동이 방사능붕괴에 대한 분포함수인 포와송(Poisson) 분포에서 벗어난 정도를 평가함으로써 계측시스템의 오작동 여부를 검증하는 방법은?

  1. t 검증
  2. χ2 검증
  3. Gaussian 검증
  4. Rosner 검증
(정답률: 65%)
  • 계측된 데이터의 분포가 이론적인 포와송 분포와 얼마나 일치하는지를 통계적으로 평가하여 시스템의 정상 작동 여부를 판단하는 방법은 $\chi^{2}$ 검증입니다.
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86. 방사선이 인체에 미치는 영향에 대한 설명 중 옳지 않은 것은?

  1. 확률적 영향은 문턱선량 없이 선량에 비례하는 위험이 있는 것으로 가정한다.
  2. 결정적 영향은 대체로 급성이며, 증상의 심각도가 선량에 비례한다.
  3. 백내장은 확률적 영향이다.
  4. 확률적 영향에 대한 방호 개념은 합리적 범위에서 위험을 최소화하는 것이다.
(정답률: 58%)
  • 방사선 영향은 크게 확률적 영향과 결정적 영향으로 나뉩니다. 백내장은 특정 선량 이상의 노출 시 반드시 발생하는 문턱선량이 존재하는 결정적 영향에 해당하므로 확률적 영향이라는 설명은 틀렸습니다.

    오답 노트
    확률적 영향: 문턱선량 없이 발생 확률이 선량에 비례함
    결정적 영향: 문턱선량 이상에서 발생하며 심각도가 선량에 비례함
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87. 자연돌연변이와 방사선에 의한 유전적 영향을 평가하는 척도는?

  1. 배가선량(Double Dose)
  2. 선량선량률효과인자(Dose and Dose Rate Effectiveness Factor)
  3. 상대생물학적효과비(Relative Biological Effectiveness)
  4. 구경꾼효과(By-stander Effect)
(정답률: 62%)
  • 배가선량은 자연적으로 발생하는 돌연변이율을 2배로 증가시키는 데 필요한 방사선량을 의미하며, 방사선에 의한 유전적 영향을 평가하는 척도로 사용됩니다.
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88. 다음 방사선의 종류 중 연속에너지 스펙트럼을 갖는 것은?

  1. 오제전자
  2. 감마선
  3. 내부전환전자
  4. 베타선
(정답률: 74%)
  • 베타선은 붕괴 과정에서 전자와 함께 중성미자(또는 반중성미자)가 동시에 방출됩니다. 이때 붕괴 에너지가 두 입자 사이에 나누어 분배되기 때문에, 방출되는 전자의 에너지는 특정 값이 아닌 0부터 최대 에너지까지 연속적인 분포를 갖게 됩니다.
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89. 1 MeV 에너지를 지닌 감마선을 방출하는 핵종의 초기 방사선량률을 납을 이용하여 1/16으로 줄이고자 한다. 필요한 납의 두께는 약 얼마인가? (단, 납의 질량 에너지감쇠계수와 밀도는 각각 μ/ρ=0.071cm2/g, ρ=11.34g/cm3이고, 축적인자는 무시한다.)

  1. 1.26cm
  2. 1.91cm
  3. 2.67cm
  4. 3.44cm
(정답률: 36%)
  • 방사선의 감쇠 공식은 지수함수 형태로 나타나며, 선량률이 $1/16$로 줄어든다는 것은 반가층($HVL$)의 4배 두께가 필요함을 의미합니다.
    ① [기본 공식] $\mu = \frac{\mu}{\rho} \times \rho$
    ② [숫자 대입] $\mu = 0.071 \times 11.34$
    ③ [최종 결과] $\mu = 0.805$
    선량률이 $1/16$이 되는 두께 $x$는 다음과 같습니다.
    ① [기본 공식] $I = I_0 e^{-\mu x}$
    ② [숫자 대입] $\frac{1}{16} = e^{-0.805 \times x}$
    ③ [최종 결과] $x = 3.44 \text{ cm}$
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90. 고순도반도체검출기(HPGe)를 이용한 감마선핵종 분석시스템으로 미지의 시료를 측정한 결과 950keV에 해당하는 채널에서 전에너지 피크(Photo Peak)가 나타났다. 측정된 스펙트럼에서 기대할 수 없는 피크는?

  1. 단일이탈 피크
  2. 특성 X-선 피크
  3. 컴프턴 단애(Compton Edge)
  4. 후방산란 피크
(정답률: 47%)
  • 단일이탈 피크(Single Escape Peak)는 감마선 에너지가 $1.022\text{ MeV}$이상일 때 쌍생성 후 양전자 소멸 방사선 하나가 검출기를 빠져나갈 때 발생합니다. 본 문제의 에너지는 $950\text{ keV}$로 쌍생성 문턱 에너지($1.022\text{ MeV}$)보다 낮으므로 발생할 수 없습니다.
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91. Nal(Tl) 섬광계수기로 5,000Bq의 방사능을 갖는 교정용 137Cs 선원을 1분 동안 측정하여 35,000counts를 얻었다. 이때 백그라운드 계수율이 600cpm이었다면 선원에서 방출되는 감마선에 대한 검출기의 계수효율은 약 얼마인가? (단, 137Cs 선원의 감마선 방출률은 85%이다.)

  1. 13.5%
  2. 15.2%
  3. 17.3%
  4. 18.9%
(정답률: 31%)
  • 검출기의 계수효율은 백그라운드를 제외한 순 계수율을 선원의 실제 방출률로 나누어 계산합니다.
    ① [기본 공식] $\epsilon = \frac{R_n}{A \times Y}$ (여기서 $R_n$은 순 계수율, $A$는 방사능, $Y$는 방출률)
    ② [숫자 대입] $\epsilon = \frac{(35000 - 600) / 60}{5000 \times 0.85}$
    ③ [최종 결과] $\epsilon = 0.135$ (즉, $13.5\% $)
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92. 감마선 핵종분석에 앞서 수행하는 에너지교정을 바르게 설명하고 있는 것은?

  1. 방사성핵종의 방사능과 채널과의 관계를 설정하는 절차이다.
  2. 방사성핵종의 방사능과 감마선의 에너지와의 관계를 설정하는 절차이다.
  3. 감마선의 에너지와 채널과의 관계를 설정하는 절차이다.
  4. 감마선의 에너지와 효율과의 관계를 설정하는 절차이다.
(정답률: 84%)
  • 에너지교정은 검출기에서 측정된 채널 번호(Channel number)를 실제 감마선의 에너지 값(keV)으로 변환하기 위해 두 물리량 사이의 상관관계를 설정하는 필수 과정입니다.
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93. 다음의 설명 중 옳은 것끼리 짝지은 것은?

  1. A, B
  2. A, C
  3. B, D
  4. C, D
(정답률: 48%)
  • 커마(Kerma)는 전하의 전달을 의미하며 간접 전리방사선에만 적용되는 개념입니다. 또한 흡수선량은 방사선의 종류나 물질의 성질에 관계없이 정의되어 사용할 수 있는 물리량입니다.

    오답 노트
    감마선의 흡수선량은 표면이 아닌 물질 내부에서 평형을 이룬 후 일정해집니다.
    조사선량은 광자가 아닌 공기 중의 전하량을 측정하는 개념이며, 브래그-그레이 원리는 조사선량과 흡수선량의 관계를 설명하는 원리입니다.
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94. 일반인에 대한 선량한도가 방사선작업자보다 낮게 설정된 이유로 옳지 않은 것은?

  1. 위험에 대한 수용준위가 일반인의 경우 작업자 보다 낮기 때문이다.
  2. 일반인의 피폭량은 작업자 보다 상대적으로 낮아 집단선량이 낮기 때문이다.
  3. 일반인에는 방사선에 민감한 유아 및 아동과 같은 연령층이 포함되어 있기 때문이다.
  4. 작업자에 대해서는 적극적인 피폭관리가 이루어지고 있기 때문이다.
(정답률: 59%)
  • 일반인의 선량한도가 낮은 이유는 방사선 위험에 대한 수용 능력이 낮고, 유아·아동 등 민감 계층이 포함되어 있으며, 작업자와 달리 체계적인 피폭 관리를 받지 못하기 때문입니다. 일반인의 피폭량이 낮아 집단선량이 낮다는 사실은 선량한도를 낮게 설정해야 하는 '이유'가 아니라 '결과'에 해당합니다.
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95. 발단선량 값이 가장 작은 것으로 평가되는 결정적 영향은?

  1. 백혈구 감소
  2. 백내장
  3. 피부의 홍반
  4. 갑상선 기능저하
(정답률: 65%)
  • 결정적 영향은 특정 문턱값(발단선량) 이상의 피폭이 있을 때 나타납니다. 제시된 보기 중 백혈구 감소는 다른 조직 영향(백내장, 홍반, 갑상선 기능저하)에 비해 상대적으로 더 낮은 선량에서도 발생하기 시작하는 것으로 평가됩니다.
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96. 다음의 방사성동위원소 사용시설 중 표면오염 가능성이 가장 큰 경우는?

  1. 갑상선 치료에 131I을 사용하는 병원
  2. 90Sr을 이용하는 종이 두께계를 사용하는 제지공장
  3. IC칩 불량검사에 85Kr을 사용하는 반도체 공장
  4. 식품조사를 실시하는 대단위 60Co 조사시설
(정답률: 65%)
  • 갑상선 치료에 사용되는 $^{131}\text{I}$은 휘발성이 강한 액체나 기체 형태로 취급되며, 환자의 배설물 등을 통해 외부로 유출될 가능성이 매우 높기 때문에 표면오염 가능성이 가장 큽니다.

    오답 노트
    종이 두께계, IC칩 검사, 조사시설: 대부분 밀봉선원을 사용하므로 누설이 없는 한 표면오염 가능성이 매우 낮음
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97. 방사선 측정의 정확도를 높이기 위한 방법으로 볼수 없는 것은?

  1. 여러 가지 종류의 계측기를 사용한다.
  2. 차폐를 하여 백그라운드를 낮춘다.
  3. 계수시간을 길게 한다.
  4. 기하학적 효율 등을 크게 하여 전체적인 계수효율을 높인다.
(정답률: 71%)
  • 방사선 측정의 정확도를 높이려면 통계적 오차를 줄이고 배경 방사선을 최소화해야 합니다. 여러 종류의 계측기를 사용하는 것은 측정 방식의 다양성을 확보하는 것일 뿐, 단일 측정의 정확도나 정밀도를 직접적으로 높이는 방법은 아닙니다.
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98. 다음 중 삼중수소의 특성이 아닌 것은?

  1. 삼중수소는 저에너지의 ß선만 방출하는 핵종이다.
  2. 체내에 섭취시 전신, 근육에 침착된다.
  3. ß선의 최대에너지는 0.018keV로 낮다.
  4. 물리적 반감기는 12.3년이고, 유효 반감기는 10일이다.
(정답률: 54%)
  • 삼중수소는 매우 낮은 에너지의 $\beta$선을 방출하는 핵종입니다. 하지만 $\beta$선의 최대 에너지는 $18.6\text{ keV}$ (약 $0.018\text{ MeV}$)이며, $0.018\text{ keV}$는 실제 값보다 너무 낮게 설정된 수치이므로 틀린 설명입니다.
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99. 매질 내를 통과하는 하전입자에 대한 설명 중 가장 옳은 것은?

  1. 에너지 손실률은 전하량에 비례하고, 하전입자의 속도에 반비례한다.
  2. 에너지 손실률은 하전입자의 속도에 비례하고, 전하량에 반비례한다.
  3. 에너지 손실률은 하전입자의 속도와 전하량에 비례한다.
  4. 에너지 손실률은 하전입자의 속도와 전하량에 반비례한다.
(정답률: 63%)
  • 하전입자가 매질을 통과할 때 발생하는 에너지 손실률(저지능)은 입자의 전하량이 클수록 강하게 상호작용하여 비례하고, 속도가 빠를수록 매질 내 전자와 상호작용할 시간이 줄어들어 반비례하는 특성을 가집니다.
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100. 0.1에서 2 MeV 사이의 에너지를 가지는 광자가 물이나 공기와 반응할 경우 가장 많이 일어나는 반응은?

  1. 전자쌍생성(Pair Production)
  2. 컴프턴 산란(Compton Scattering)
  3. 광전효과(Photoelectric Effect)
  4. 톰슨산란(Thomson Scattering)
(정답률: 69%)
  • 광자의 에너지 영역에 따라 지배적인 상호작용이 달라집니다. $0.1$에서 $2\text{ MeV}$ 사이의 에너지 영역에서는 광자가 전자와 충돌하여 에너지를 일부 전달하고 산란되는 컴프턴 산란이 가장 우세하게 일어납니다.
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