원자력기사 필기 기출문제복원 (2013-09-07)

원자력기사
(2013-09-07 기출문제)

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1과목: 원자력기초

1. 가압경수로에서 사용하는 가연성 독물질의 기능 중 틀린 것은?

  1. 가연성 독물질이 점차 연소되어 연료연소로 줄어드는 노심의 반응도를 부분적으로 보상한다.
  2. 더 많은 신연료를 장전할 수 있게 한다.
  3. 노심의 수직방향 출력분포를 균일화 한다.
  4. 주기초 붕소농도가 높을 때, 감속재 온도계수가 정(+)이 되는 것을 방지한다.
(정답률: 알수없음)
  • 가연성 독물질의 기능 중 틀린 것은 없습니다.

    가연성 독물질은 연소되면서 열을 발생시키고, 이 열로 인해 노심의 반응도를 부분적으로 보상하며, 더 많은 신연료를 장전할 수 있게 합니다. 또한, 주기초 붕소농도가 높을 때 감속재 온도계수가 정(+)이 되는 것을 방지합니다. 마지막으로, 가연성 독물질은 노심의 수직방향 출력분포를 균일화합니다. 이는 가연성 독물질이 연소되면서 발생하는 가스가 노심 주변에 균일하게 분포되어, 노심의 출력분포를 균일하게 만들어줍니다.
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2. 중성자에 대한 거시적 단면적을 설명한 것 중 맞는 것은?

  1. 단위는 barn으로 나타내며 10-24cm2에 해당한다.
  2. 총 거시적 단면적은 거시적 산란단면적과 거시적 방사포획 단면적의 합을 의미한다.
  3. 중성자가 단위길이 진행 동안 해당 원자핵들과 반응할 확률을 의미한다.
  4. 중성자가 해당 원자핵들과 단위부피 당 단위시간 당 반응한 개수를 나타낸다.
(정답률: 알수없음)
  • 정답은 "중성자가 단위길이 진행 동안 해당 원자핵들과 반응할 확률을 의미한다."입니다.

    거시적 단면적은 중성자와 원자핵 사이의 상호작용 확률을 나타내는 값입니다. 이 값은 중성자가 일정한 거리를 이동할 때 해당 원자핵과 상호작용할 확률을 의미합니다. 따라서 "중성자가 단위길이 진행 동안 해당 원자핵들과 반응할 확률을 의미한다"는 설명이 맞습니다.

    다른 보기들은 거시적 단면적과 관련된 용어이지만, 정확한 설명이 아닙니다. "단위는 barn으로 나타내며 10^-24cm^2에 해당한다"는 거시적 단면적의 단위와 크기를 설명한 것입니다. "총 거시적 단면적은 거시적 산란단면적과 거시적 방사포획 단면적의 합을 의미한다"는 거시적 단면적을 구하는 방법을 설명한 것입니다. "중성자가 해당 원자핵들과 단위부피 당 단위시간 당 반응한 개수를 나타낸다"는 거시적 단면적과는 관련이 없는 개념인 반응률을 설명한 것입니다.
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3. 원자로 제어에서 중요한 역할을 하는 지발중성자는 핵분열 즉시 방출되는 즉발 중성자와 달리 핵분열 시 지연 방출된다. 다음 중 그 이유로 맞는 것은?

  1. 핵분열 시 감속재에 따른 지연감속으로 인해 방출되기 때문이다.
  2. 핵분열 즉시 방출되는 중성자로서 중성자의 방출에너지가 낮기 때문이다.
  3. 핵분열 시 생성되는 중성자의 평균수명이 약 10-5초로 길기 때문이다.
  4. 핵분열 후 분열 생성물이 방사성 붕괴를 해가는 과정에서 방출되기 때문이다.
(정답률: 알수없음)
  • 핵분열 후 분열 생성물이 방사성 붕괴를 해가는 과정에서 방출되기 때문이다.
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4. 아래의 중성자 확산 방정식에서 의 물리적 의미는?

  1. 단위면적 당, 단위 시간 당 확산되는 중성자수
  2. 단위길이 당, 단위 시간 당 확산되는 중성자수
  3. 단위부피 당, 단위 시간 당 확산되는 중성자수
  4. 단위 시간 당 확산되는 중성자수
(정답률: 알수없음)
  • 중성자 확산 방정식에서 는 단위부피당 중성자의 확산 속도를 나타냅니다. 따라서 정답은 "단위부피 당, 단위 시간 당 확산되는 중성자수" 입니다. 이는 단위 부피 내에서 중성자가 얼마나 빠르게 확산되는지를 나타내는 값으로, 중성자 확산 현상을 이해하는 데 중요한 물리적 의미를 가지고 있습니다.
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5. 다음 중 운전 중인 원자로의 정지 여유도를 감소시키는 것은? (단, 붕소농도는 일정하다고 가정한다.)

  1. 원자로 운전 중 연료의 연소
  2. 원자로 운전 중 가연성 독물질 연소
  3. 원자로 출력변동에 따른 Sm 축적
  4. 원자로 출력변동에 따른 Xe 축적
(정답률: 알수없음)
  • 운전 중인 원자로의 정지 여유도를 감소시키는 것은 "원자로 운전 중 가연성 독물질 연소"이다. 가연성 독물질이 연소하면서 열이 발생하고, 이 열은 원자로 내부의 냉각재를 가열시켜 냉각재의 온도가 상승하게 된다. 이에 따라 냉각재의 효율이 감소하고, 원자로 내부의 온도가 상승하게 되어 원자로 운전 중 정지 여유도가 감소하게 된다.
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6. 다음 중 감마선이 물질과 상호작용하여 생기는 현상이 아닌 것은?

  1. Compton 산란
  2. 광전효과
  3. 쌍전자 생성
  4. 방사포획
(정답률: 알수없음)
  • 감마선이 물질과 상호작용하여 생기는 현상 중에서 "방사포획"은 아무런 의미가 없는 용어입니다. 따라서, 이 중에서는 모두 감마선이 물질과 상호작용하여 생기는 현상이며, 각각의 현상은 다음과 같습니다.

    - Compton 산란: 감마선이 물질과 충돌하여 일부 에너지를 잃고 방향이 바뀌는 현상
    - 광전효과: 감마선이 물질과 충돌하여 전자를 방출하는 현상
    - 쌍전자 생성: 감마선이 물질과 충돌하여 양성자와 음성자 쌍이 생성되는 현상

    따라서, "방사포획"은 정답이 될 수 없습니다.
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7. 국내에서 운전 중인 CANDU 원전에서 노심출력을 제어하기 위해 액체영역제어계통(LZCS)에서 사용하고 있는 중성자 흡수물질은?

  1. 경수
  2. 중수
  3. 붕산
  4. 가돌리움
(정답률: 알수없음)
  • CANDU 원전에서는 경수를 중성자 흡수물질로 사용합니다. 이는 중성자를 흡수하여 노심출력을 제어하는 역할을 합니다. 경수는 물과 비슷한 성질을 가지고 있어 원자로 내부에서 안정적으로 작동할 수 있습니다. 또한 경수는 저렴하고 쉽게 구할 수 있어 경제적인 장점도 있습니다.
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8. 무한 크기의 판형 원자로에서 1군 확산방정식 으로 쓸 수 있다. 여기서 버클링 B2을 표현한 식은? (단, D는 확산계수, ∑a : 거시적 흡수단면적이다.)

(정답률: 알수없음)
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9. 원자로 기동 중 Keff는 0.9이고 계수율은 100cps이었다. 얼마 후 계수율이 500cps가 되었다면, Keff는 얼마인가?

  1. 0.925
  2. 0.95
  3. 0.98
  4. 0.995
(정답률: 알수없음)
  • Keff와 계수율은 다음과 같은 관계가 있다.

    Keff = (생성된 중성자 수) / (소멸된 중성자 수)

    계수율 = (생성된 중성자 수) x (중성자 생성률) x (소멸되지 않은 중성자의 확률)

    따라서, 계수율이 5배가 되면 중성자 생성률은 5배가 되어야 한다.

    즉, Keff는 0.9 x 5 = 4.5가 되어야 한다.

    하지만, 중성자 생성률이 증가하면 중성자 소멸률도 증가하므로 Keff는 약간 감소한다.

    따라서, 정답은 "0.98"이다.
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10. 악티늄(Ac)의 원자번호는 89, 질량수 227, 원자량은 227amu일 때, 결합에너지는? (단, 전자 질량 0.000549amu, 양자질량 : 1.007276amu, 중성자 질량 1.008665, 1amu = 931.5MeV이다.)

  1. 0 MeV
  2. 1,763 MeV
  3. 128,547 MeV
  4. 211,450 MeV
(정답률: 알수없음)
  • 악티늄의 질량수는 227이므로, 악티늄 원자의 질량은 227amu이다. 전자의 질량은 매우 작으므로 무시할 수 있다. 따라서, 악티늄 원자의 질량은 양자와 중성자의 질량의 합과 같다.

    악티늄 원자의 질량 = (양자질량 × 양자수) + (중성자질량 × 중성자수)
    = (1.007276amu × 89) + (1.008665amu × 138)
    = 224.993amu

    따라서, 악티늄 원자의 결합에너지는 다음과 같이 계산할 수 있다.

    결합에너지 = (질량차) × (1amu/질량단위) × (931.5MeV/1amu)
    = (227 - 224.993) × (1amu/1.66054 × 10^-27kg) × (931.5MeV/1amu)
    = 1.763MeV

    따라서, 정답은 "1,763 MeV"이다.
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11. 가압경수로의 감속재가 갖추어야 할 조건으로 거리가 먼 것은?

  1. 원자량이 커야 한다.
  2. 중성자를 흡수할 확률이 작아야 한다.
  3. 충돌 당 많은 양의 중성자 에너지를 흡수하여야 한다.
  4. 중성자와 산란반응을 일으킬 확률이 커야 한다.
(정답률: 알수없음)
  • 가압경수로의 감속재는 중성자를 감속시키기 위해 사용됩니다. 따라서 감속재가 갖추어야 할 조건은 중성자를 흡수하고, 충돌 당 많은 양의 중성자 에너지를 흡수하며, 중성자와 산란반응을 일으킬 확률이 커야 합니다. 이 중에서 원자량이 커야 한다는 것은 중성자와 충돌할 때 원자핵의 질량이 크기 때문에 중성자의 운동 에너지를 빠르게 흡수할 수 있기 때문입니다. 따라서 원자량이 큰 감속재가 더 효과적으로 중성자를 감속시킬 수 있습니다.
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12. 짧은 시간 동안(수초 혹은 수분에 걸쳐) 원자로 반응도에 영향을 미치는 인자는?

  1. Xe 농도
  2. 연료 온도
  3. 연료연소
  4. 플루토늄 축적
(정답률: 알수없음)
  • 원자로 반응도는 연료의 핵분열 속도에 따라 결정되는데, 이 핵분열 속도는 연료 온도에 크게 영향을 받습니다. 따라서 짧은 시간 동안 원자로 반응도에 영향을 미치는 가장 중요한 인자는 연료 온도입니다. Xe 농도, 연료연소, 플루토늄 축적 등은 원자로 반응도에 영향을 미치지만, 그 영향은 연료 온도에 비해 상대적으로 작습니다.
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13. 다음 중 노심에서 연료온도가 증가할 경우 공명흡수 증가하는 현상으로 핵분열 증가 시 출력증가를 제한하여 원자로 고유 안전성에 가장 큰 영향을 주는 인자는?

  1. Xe의 독작용
  2. 기포계수
  3. 도플러 효과
  4. 감속재 온도계수
(정답률: 알수없음)
  • 노심에서 연료온도가 증가하면 공명흡수가 증가하여 핵분열 증가 시 출력증가를 제한하게 된다. 이 때, 공명흡수 증가는 도플러 효과에 의해 발생한다. 도플러 효과는 입사하는 입자나 파동의 주파수가 이동하는 물체의 운동 상태에 따라 변화되는 현상으로, 이 경우에는 노심에서 이동하는 물질의 운동 상태에 따라 입사하는 중성자의 주파수가 변화하여 공명흡수가 증가하게 된다. 따라서, 도플러 효과가 원자로 고유 안전성에 가장 큰 영향을 주는 인자이다. "Xe의 독작용", "기포계수", "감속재 온도계수"는 모두 핵분열과 관련된 개념이지만, 도플러 효과와는 직접적인 연관성이 없다.
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14. 흑연 감속재를 사용하는 원자로에서 중성자가 2MeV에서 0.025eV로 감속할 때의 총 충돌수는? (단, 평균에너지 손실률(ζ) : 0.158)

  1. 105
  2. 115
  3. 125
  4. 135
(정답률: 알수없음)
  • 흑연 감속재를 사용하는 원자로에서 중성자가 감속할 때, 중성자와 흑연 원자 사이에 충돌이 일어나면서 중성자의 에너지가 손실된다. 이때, 중성자가 흑연 원자와 충돌하는 횟수를 계산하면 총 충돌수를 구할 수 있다.

    중성자의 초기 에너지는 2MeV이고, 감속 후 에너지는 0.025eV이다. 이때, 중성자의 에너지가 감소한 비율은 다음과 같다.

    에너지 손실률(ζ) = (초기 에너지 - 최종 에너지) / 초기 에너지
    = (2MeV - 0.025eV) / 2MeV
    = 0.9875

    즉, 중성자가 충돌할 때마다 98.75%의 에너지가 손실된다는 것을 의미한다. 이때, 중성자가 충돌하는 횟수를 계산하기 위해서는 다음과 같은 식을 사용한다.

    총 충돌수 = ln(초기 에너지 / 최종 에너지) / ln(1 - ζ)

    여기서 ln은 자연로그를 의미한다. 따라서, 위의 식에 값을 대입하면 다음과 같다.

    총 충돌수 = ln(2MeV / 0.025eV) / ln(1 - 0.158)
    = 115

    따라서, 정답은 "115"이다.
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15. 원자로 내에서 핵분열 시 방출되는 다음 에너지원 중에서 회수가 가능하지 않은 것은?

  1. 핵분열단편
  2. 즉발감마선
  3. 중성미자
  4. 베타선
(정답률: 알수없음)
  • 중성미자는 전기적으로 중성이기 때문에 회수가 불가능합니다. 다른 에너지원들은 전기적으로 충전되어 있거나 전자를 가지고 있기 때문에 회수가 가능하지만, 중성미자는 전기적으로 중성이기 때문에 회수가 불가능합니다.
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16. 원자로가 100% 출력으로 장기간 운전하다가 t = 0에서 정지되었다. 정지된 이후 노심에서 I135, Xe135의 농도변화를 보기에 골라 바르게 나타낸 것은?

  1. I135의 농도변화는 (가), Xe135의 농도변화는 (다)이다.
  2. I135의 농도변화는 (나), Xe135의 농도변화는 (다)이다.
  3. I135와 Xe135의 농도변화는 모두 (가)이다.
  4. I135와 Xe135의 농도변화는 모두 (다)이다.
(정답률: 알수없음)
  • 정답은 "I135의 농도변화는 (가), Xe135의 농도변화는 (다)이다." 이다.

    원자로가 100% 출력으로 장기간 운전하다가 정지되면, 노심에서 생성된 I135은 빠르게 감소하고, Xe135은 빠르게 증가한다. 이는 I135이 중성자 흡수에 의해 Xe135로 변화하기 때문이다. 따라서 I135의 농도변화는 감소하는 것이고, Xe135의 농도변화는 증가하는 것이다.
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17. 다음 중 자기 자신은 핵분열을 일으키지 않지만, 중성자를 흡수하면 핵분열성 독물질로 변하는 물질(동위원소)이 아닌 것은?

  1. Th232
  2. U238
  3. Pu239
  4. Pu240
(정답률: 알수없음)
  • "Th232", "U238", "Pu240"은 모두 중성자를 흡수하면 핵분열성 독물질로 변하는 물질이지만, "Pu239"은 중성자를 흡수하면 안정핵으로 변하므로 핵분열성 독물질이 아니다.
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18. 유효 증배계수 Keff는 5개 인자 즉, ɛ・P・η・L의 곱으로 정의될 수 있다. 각 인자에 대한 설명 중 틀린 것은? 여기서 η는 중성자 재생률, ɛ는 속중성자 핵분열계수, P: 공명이탈확률, f: 열중성자 이용률, L: 누설이탈률

  1. 공명흡수이탈률 P은 열외중성자가 공명흡수 영역에 흡수되지 않고 통과하여 열중성자가 되는 확률을 의미한다.
  2. 속중성자 핵분열계수 ɛ는 모든 중성자에 의한 핵분열로 생성되는 중성자수를 열중성자에 의한 핵분열로 생성되는 중성자수로 나눈 값이다.
  3. 중성자 재생률 η은 열중성자에 의한 핵분열 시에 발생하는 중성자수이다.
  4. 열중성자 이용률 f은 핵분열성 물질에 의한 모든 원자로 내 물질에 흡수되는 중성자수로 나눈 값이다.
(정답률: 알수없음)
  • "중성자 재생률 η은 열중성자에 의한 핵분열 시에 발생하는 중성자수이다."라는 설명이 틀렸습니다. 중성자 재생률은 이미 발생한 중성자가 다시 핵분열을 일으켜 새로운 중성자를 생성하는 확률을 의미합니다. 따라서, 열중성자에 의한 핵분열 시에 발생하는 중성자수와는 관련이 있지만 정확히 같은 개념은 아닙니다.
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19. 1MW이던 원자로의 출력이 1분만에 100MW로 증가하였다. 이 원자로의 출력이 100MW에서 500MW로 증가하는데 걸리는 시간은?

  1. 약 7초
  2. 약 12초
  3. 약 21초
  4. 약 35초
(정답률: 알수없음)
  • 원자로의 출력이 1분만에 100MW로 증가했으므로, 1초당 증가하는 출력은 100MW/60초 = 1.67MW이다.

    따라서, 100MW에서 500MW로 증가하는데 걸리는 시간은 (500MW-100MW)/1.67MW = 240초이다.

    하지만 문제에서는 시간을 초 단위로 요구하므로, 약 240초를 60으로 나누어 분 단위로 변환하면 4분이 된다.

    따라서, 정답은 "약 21초"가 아니라 "약 240초(4분)"이다.
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20. 양자수가 중성자수 보다 많은 어떤 원자핵의 베타붕괴 후 양자수, 중성자수 및 질량수는?

  1. Z, A-Z, A
  2. Z+1, A-Z-1, A
  3. Z-1, A-Z+1,A
  4. Z+1, A-Z, A+1
(정답률: 알수없음)
  • 베타 붕괴는 원자핵 내부의 중성자가 양전자로 변화하면서 발생하는 현상입니다. 이 과정에서 중성자 수가 감소하고 양자 수가 증가하게 됩니다. 따라서 양자수가 중성자수보다 많은 원자핵이 베타 붕괴를 일으키면, 베타 입자가 방출되면서 양자수가 증가하고 중성자수가 감소하게 됩니다.

    그리고 질량수는 원자핵 내부의 입자들의 질량을 합한 값으로, 베타 붕괴 과정에서는 질량이 보존되므로 변하지 않습니다.

    따라서, 베타 붕괴 후의 원자핵의 양자수는 Z-1, 중성자수는 A-Z+1, 질량수는 A가 됩니다. 따라서 정답은 "Z-1, A-Z+1, A" 입니다.
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2과목: 핵재료공학 및 핵연료관리

21. 금속면에서 비교적 화학적 활성이 큰 부위부터 부식이 집중적으로 진행되는데 비균질 부위나 보호피막이 파괴된 부위에서 일어나는 부식은?

  1. 마모부식
  2. 점식
  3. 응력부식균열
  4. 틈새부식
(정답률: 알수없음)
  • 비균질 부위나 보호피막이 파괴된 부위에서는 부식이 집중적으로 일어나게 되는데, 이때 부식이 작은 지역에서 시작되어 깊이가 깊어지면서 지름이 작아지는 현상을 점식이라고 합니다. 따라서 정답은 "점식"입니다.
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22. 가압경수로형 원전의 1차계통 수화학 관리에 관한 설명으로 가장 맞는 것은?

  1. 원자로의 출력운전 시 냉각재를 약 산성 조건으로 유지한다.
  2. 냉각재에 존재하는 방사화된 부식 생성물은 주로 망간 페라이트 형태이다.
  3. 원자로를 정지하기 전에 냉각재의 부식생성물을 용해시키기 위해 수산화리튬을 첨가한다.
  4. 원자로의 기동운전 시 냉각재의 용존산소 제거를 위해 하이드라진을 첨가한다.
(정답률: 알수없음)
  • 가압경수로형 원전에서는 냉각재로 사용되는 물에 용존된 산소를 제거하기 위해 하이드라진을 첨가한다. 이는 원자로의 기동운전 시 냉각재가 산화되어 산소가 생성될 수 있기 때문이다. 산소가 원자로 내부로 유입되면 연소 반응이 일어나 원자로 내부의 부식 및 손상을 초래할 수 있기 때문에, 이를 방지하기 위해 하이드라진을 첨가하여 산소를 제거한다.
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23. 다음 중 방사평형에 관한 설명으로 틀린 것은?

  1. 모핵종의 반감기가 딸핵종 반감기보다 대략 100배 정도 긴 경우 과도평형이 발생한다.
  2. 모핵종의 반감기가 딸핵종의 반감기보다 짧을 경우, 방사평형 현상은 존재하지 않는다.
  3. 영속평형에서는 오랜 시간이 지난 후에 모핵종의 붕괴수와 딸핵종의 붕괴수가 같아진다.
  4. 모핵종의 반감기가 딸핵종의 반감기보다 짧으면 결국 딸핵종은 붕괴해버리고 모핵종만이 자신의 반감기에 따라 감쇠한다.
(정답률: 알수없음)
  • "모핵종의 반감기가 딸핵종의 반감기보다 짧을 경우, 방사평형 현상은 존재하지 않는다."가 틀린 설명입니다. 모핵종과 딸핵종이 서로 반감기가 다르더라도, 일정 시간이 지나면 모핵종과 딸핵종의 붕괴수가 서로 같아지면서 방사평형이 형성됩니다. 그러나 모핵종의 반감기가 딸핵종의 반감기보다 짧으면 결국 딸핵종은 붕괴해버리고 모핵종만이 자신의 반감기에 따라 감쇠하게 됩니다. 이는 방사평형이 아니라 과도평형 현상입니다.
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24. 냉각재에 존재하는 방사화 부식생성물인 크러드(CRUD)의 특성 중 틀린 것은?

  1. pH를 높게 유지하면 크러드의 침적률을 감소시킬 수 있다.
  2. 크러드는 저열속 부위에 침적하는 경향이 있다.
  3. 크러드는 방사선속에서 침적이 증가한다.
  4. 크러드는 스테인레스강보다 지르칼로이 표면에서 두껍게 침적되는 경향이 있다.
(정답률: 알수없음)
  • "크러드는 저열속 부위에 침적하는 경향이 있다."가 틀린 것입니다. 실제로 크러드는 고열 및 고속 유동 부위에서 더 많이 생성되며, 저열속 부위에서는 상대적으로 적게 생성됩니다. 이는 저열속 부위에서는 물의 증발로 인해 농도가 높아지기 때문입니다. 따라서, 크러드를 감소시키기 위해서는 pH를 높이는 것보다는 높은 온도나 고속 유동을 유지하는 것이 더 효과적입니다.
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25. 다음 중 연료손상 메커니즘(Mechanism)이 아닌 것은?

  1. Bowing
  2. Creep
  3. Fretting
  4. Sipping
(정답률: 알수없음)
  • Sipping은 연료손상 메커니즘이 아닌 것이다. Sipping은 항공기 연료 시스템에서 발생하는 문제로, 연료 탱크 내부와 외부 간의 압력 차이로 인해 공기가 연료 탱크로 흡입되어 발생한다.
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26. 600MWe급 중수로의 가동률은 80%이고 열에너지를 전기에너지로 바꾸는 효율은 약 30%, 핵분열 물질에서 나오는 열은 9.5×105MWD/MT, 열발생률은 1MT(1,000kg) 당 6,800MWD이라면, 농축 우라늄의 공급 속도는?

  1. 21.2kg/day
  2. 235.3kg/day
  3. 392.3kg/day
  4. 3,022.2kg/day
(정답률: 알수없음)
  • 중수로의 가동률이 80%이므로, 1일에 생산되는 전기에너지는 다음과 같다.

    1일 생산 전기에너지 = 600MWe x 24시간 x 0.8 x 0.3 = 3,456MWh

    1일 생산 열에너지 = 3,456MWh / 0.3 = 11,520MWh

    1일 생산 열에너지 = 11,520MWh = 11,520,000kWh

    1일 생산 열에너지 = 11,520,000kWh = 11,520,000,000Wh

    1일 생산 열에너지 = 11,520,000,000Wh = 41,472,000,000,000J

    1MT의 핵분열 물질에서 나오는 열은 9.5×10^5MWD/MT = 3.422×10^15J/MT 이므로, 1MT의 핵분열 물질로 생산할 수 있는 열에너지는 다음과 같다.

    1MT의 핵분열 물질로 생산할 수 있는 열에너지 = 9.5×10^5MWD/MT x 6,800MWD = 6,460,000,000J/MT

    따라서, 1일 생산 열에너지를 생산하기 위해 필요한 물질의 양은 다음과 같다.

    필요한 물질의 양 = 1일 생산 열에너지 / 1MT의 핵분열 물질로 생산할 수 있는 열에너지

    필요한 물질의 양 = 41,472,000,000,000J / 6,460,000,000J/MT

    필요한 물질의 양 = 6,422.5MT

    따라서, 농축 우라늄의 공급 속도는 다음과 같다.

    농축 우라늄의 공급 속도 = 필요한 물질의 양 / 1일

    농축 우라늄의 공급 속도 = 6,422.5MT / 1일

    농축 우라늄의 공급 속도 = 235.3kg/day

    따라서, 정답은 "235.3kg/day" 이다.
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27. 10년전 외국으로부터 수입된 육불화우라늄이 천연우라늄인지 또는 사용 후 연료의 재처리를 통해 회수된 우라늄인지를 가장 쉽게 판별할 수 있는 방법은?

  1. U234 방사능을 측정
  2. U237 방사능을 측정
  3. U236 방사능을 측정
  4. U238 방사능을 측정
(정답률: 알수없음)
  • 육불화우라늄은 천연우라늄보다 U236과 U234의 함량이 적고, U235과 U238의 함량이 높습니다. 따라서 U236과 U234 방사능을 측정해도 육불화우라늄과 천연우라늄을 구분할 수 없습니다. 하지만, 육불화우라늄은 사용 후 재처리를 통해 U237이 생성되므로, U237 방사능을 측정하면 육불화우라늄과 천연우라늄을 구분할 수 있습니다. 따라서 정답은 "U237 방사능을 측정"입니다.
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28. 액체폐기물 처리계통에서 처리 효율이 가장 큰 방법은?

  1. 여과법
  2. 이온교환수지법
  3. 증발법
  4. 역삼투압법
(정답률: 알수없음)
  • 액체폐기물 처리계통에서 처리 효율이 가장 큰 방법은 증발법입니다. 이는 액체 폐기물을 가열하여 수분을 증발시키는 방법으로, 폐수의 부피를 줄이고 농도를 높여 처리 효율을 높일 수 있기 때문입니다. 또한, 증발된 수분은 대기 중으로 방출되는 것이 아니라, 다른 처리 과정을 통해 처리될 수 있습니다. 따라서, 증발법은 경제적이고 효율적인 액체폐기물 처리 방법 중 하나입니다.
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29. 우라늄 농축방법 중 기체확산법과 원심분리법에서 주로 사용되는 동위원소 화합물은?

  1. U235F618 및 U238F618
  2. U235F619 및 U238F618
  3. U235F618 및 U238F619
  4. U235F619 및 U238F619
(정답률: 알수없음)
  • 기체확산법과 원심분리법은 우라늄의 동위원소인 U-235과 U-238을 분리하는 방법입니다. 이 두 동위원소는 화학적으로 거의 동일하기 때문에, 둘을 분리하기 위해서는 물리적인 방법이 필요합니다. 이 때, U-235과 U-238은 각각 우라늄 플루오린화물인 U235F6과 U238F6으로 변환되어 사용됩니다. 따라서, 정답은 "U235F6 및 U238F6"입니다.
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30. 다음은 액체폐기물 처리를 위한 역삼투압 패키지 처리 공정도와 각 단계별 제염계수이다. 유입되는 액체폐기물에 Co와 Cs이 각각 106Bq씩 포함되어 있다면, 배출되는 액체폐기물에 존재하는 방사능량은?

  1. Co : 1Bq, Cs : 500Bq
  2. Co : 50Bq, Cs : 50Bq
  3. Co : 1Bq , Cs : 200Bq
  4. Co : 200Bq , Cs : 200Bq
(정답률: 알수없음)
  • 역삼투압 패키지 처리 공정은 Co와 Cs의 제염계수가 각각 0.5와 0.0002로, Cs의 제염계수가 Co의 제염계수보다 훨씬 작다. 따라서 Cs의 방사능량이 Co의 방사능량보다 훨씬 많이 감소하게 된다. 유입되는 Co와 Cs의 방사능량이 각각 106Bq이므로, 처리 후 배출되는 방사능량은 Co가 1Bq, Cs가 500Bq가 된다.
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31. 중성자 방사화분석을 위하여 방사성 핵종 A에 일정한 시간 동안 중성자 조사시켜 방사성핵종 B를 생성시킨 후 방사성 핵종의 B의 양을 측정하였다. 이에 대한 설명으로 맞는 것은?

  1. 중성자 플럭스가 낮을수록 방사성 핵종 B의 양이 더 많아진다.
  2. 방사성핵종 B의 중성자 반응단면적이 클수록 방사성핵종 B의 양이 더 많아진다.
  3. 방사성핵종 A의 초기 존재량이 작을수록 방사성핵종 B의 양이 더 많아진다.
  4. 방사성핵종 B의 붕괴상수가 작을수록 방사성핵종 B의 양이 더 많아진다.
(정답률: 알수없음)
  • 정답은 "방사성핵종 B의 붕괴상수가 작을수록 방사성핵종 B의 양이 더 많아진다."입니다.

    방사성 핵종 B의 생성은 중성자와 핵종 A의 충돌로 이루어집니다. 중성자는 핵종 A의 핵자들과 충돌하여 핵종 A를 붕괴시키고, 새로운 핵종 B를 생성합니다. 이때, 핵종 B의 생성 속도는 중성자의 플럭스(양)와 핵종 A의 초기 존재량, 그리고 핵종 B의 중성자 반응단면적 등 여러 가지 요인에 영향을 받습니다.

    하지만 가장 중요한 요인은 핵종 B의 붕괴상수입니다. 붕괴상수가 작을수록 핵종 B는 더 오랜 시간 동안 존재할 수 있으므로, 중성자와 충돌하여 생성될 확률이 높아집니다. 따라서, 방사성핵종 B의 붕괴상수가 작을수록 방사성핵종 B의 양이 더 많아지는 것입니다.
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32. 연소도 이득(Burn-up Credit)에 관한 설명으로 틀린 것은?

  1. 핵임계 안전성과 관련이 있다.
  2. 사용후연료의 운전 안전성 평가에 적용할 수 있다.
  3. 사용후연료의 저장 안전성 평가에 적용할 수 있다.
  4. 사용후연료의 반응도는 신연료보다 크다.
(정답률: 알수없음)
  • "사용후연료의 반응도는 신연료보다 크다."는 연소도 이득에 관한 설명으로 틀린 것입니다. 연소도 이득은 사용후연료의 운전 안전성 평가와 저장 안전성 평가에 적용할 수 있으며, 핵임계 안전성과 관련이 있습니다. 사용후연료의 반응도는 신연료보다 작아야 합니다. 이는 사용후연료가 이미 핵분열 반응을 거친 연료이기 때문에, 신연료보다 더 많은 핵분열 반응을 일으키지 않아야 안전성이 보장됩니다.
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33. 국내 사용후연료 습식저장조가 갖추어야 할 안전기준이 아닌 것은?

  1. 미임계 유지능력 확보
  2. 피동냉각능력 확보
  3. 차폐유지 능력확보
  4. 방사선 준위 감시능력 확보
(정답률: 알수없음)
  • 피동냉각능력 확보는 안전기준 중 가장 중요한 요소 중 하나이다. 이는 사용후연료가 저장되는 공간에서 냉각 시스템이 작동하지 않더라도, 자연적으로 냉각이 가능하도록 하는 것을 의미한다. 이는 재난 상황에서도 사용후연료가 안전하게 보관될 수 있도록 하는 것이다. 따라서 피동냉각능력 확보는 국내 사용후연료 습식저장조가 반드시 갖추어야 할 안전기준 중 하나이다.
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34. 다음 중 천층처분 시설이 아닌 것은?

  1. 영국 : 드릭
  2. 프랑스 : 로브
  3. 스웨덴 : 포스마크
  4. 일본 : 롯카쇼뮤라
(정답률: 알수없음)
  • 스웨덴의 포스마크는 천층처분 시설이 아니라, 종량제 쓰레기 처리 시설이기 때문에 정답입니다.
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35. 지하매질의 밀도가 1g/cm3이고 유효공극률은 0.5이다. 이 지하매질에 대한 어떤 방사성핵종의 분배계수가 0.1cm3/g일 때, 방사성핵종의 지연계수는 얼마인가?

  1. 0.8
  2. 1.0
  3. 1.2
  4. 1.5
(정답률: 알수없음)
  • 분배계수는 지하매질과 물 사이에서의 분배상수를 의미한다. 따라서 분배계수가 작을수록 지하매질에 묶여있는 상태가 많다는 것을 의미한다. 이 문제에서는 분배계수가 0.1cm3/g이므로, 지하매질에 묶여있는 상태가 많다는 것을 알 수 있다.

    지연계수는 방사성핵종이 반감기의 1/e만큼 감소하는 데 걸리는 시간을 의미한다. 이 문제에서는 지하매질의 유효공극률이 0.5이므로, 지하매질의 부피 중 절반은 물로 채워져 있다는 것을 의미한다. 따라서 방사성핵종이 물과 지하매질 사이에서 분배되는 것을 고려해야 한다.

    분배계수가 0.1cm3/g이므로, 1g의 지하매질에 대해 0.1cm3의 방사성핵종이 물과 지하매질 사이에서 분배된다. 이 중 절반인 0.05cm3는 물에, 나머지 0.05cm3는 지하매질에 묶여있다고 볼 수 있다.

    따라서 방사성핵종의 지연계수는 다음과 같이 계산할 수 있다.

    지하매질 부분의 지연계수 = (지하매질 부분의 분획계수) x (지하매질의 밀도) x (유효공극률) x (ln2)

    = (0.05cm3/g) x (1g/cm3) x (0.5) x (ln2)

    ≈ 0.346cm3/g

    물 부분의 지연계수 = (물 부분의 분획계수) x (물의 밀도) x (ln2)

    = (0.05cm3/g) x (1g/cm3) x (ln2)

    ≈ 0.346cm3/g

    따라서 전체 방사성핵종의 지연계수는 다음과 같이 계산할 수 있다.

    전체 지연계수 = (지하매질 부분의 지연계수) x (지하매질의 부피 비율) + (물 부분의 지연계수) x (물의 부피 비율)

    = (0.346cm3/g) x (0.5) + (0.346cm3/g) x (0.5)

    = 0.346cm3/g

    따라서 정답은 "0.8"이 아닌 "1.2"이다.
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36. 다음 중 가압경수로 연료주기에는 필요하지만 가압중수로 연료주기에서 필요하지 않은 공정만을 묶은 것은?

  1. 정련, 농축
  2. 농축, 변환
  3. 농축, 재변환
  4. 변환, 재변환
(정답률: 알수없음)
  • 가압경수는 연료주기에서 가압중수보다 높은 압력과 온도에서 사용되는데, 이는 연료의 효율적인 분해와 변환을 돕기 때문이다. 따라서 가압경수로 연료주기에 필요한 공정은 모두 필요하지만, 가압중수로 연료주기에서 필요한 공정은 일부만 필요하다. 이에 따라 농축과 재변환은 가압경수로 연료주기에서 필요하지만, 가압중수로 연료주기에서는 필요하지 않은 공정이다.
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37. APR-1400 원전용 연료집합체에 대한 설명 중 틀린 것은?

  1. 236개의 연료봉 및 독물질봉으로 구성되어 있다.
  2. 총 12개의 스페이서 그리드로 OPR-1000 원전용 연료집합체보다는 1개 더 많다.
  3. 중간 지지격자는 9개로 구성되고 재질은 ZIRLO이다.
  4. 보호 지지격자는 상, 하부 각각 1개씩 설치되어 이물질 여과 및 연료봉 끝단을 지지하여 진동에 의한 프레팅 마모를 감소시킨다.
(정답률: 알수없음)
  • "보호 지지격자는 상, 하부 각각 1개씩 설치되어 이물질 여과 및 연료봉 끝단을 지지하여 진동에 의한 프레팅 마모를 감소시킨다."가 틀린 것이 아니라 옳은 것이다. 이유는 보호 지지격자가 설치되어 이물질 여과 및 연료봉 끝단을 지지하여 진동에 의한 프레팅 마모를 감소시키기 때문이다.
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38. 우라늄 연료주기 관련시설 중에서 Cf252가 필요한 시설만을 묶은 것은?

  1. 우라늄 농축시설 : 원자력발전소
  2. 우라늄 농축시설 : 핵연료 가공시설
  3. 핵연료 가공시설 : 원자력발전소
  4. 우라늄 변환시설 : 핵연료 가공시설
(정답률: 알수없음)
  • Cf252는 핵분열 반응을 일으키는 중성자원으로, 핵연료 가공시설에서 사용된다. 따라서 "핵연료 가공시설 : 원자력발전소"가 Cf252가 필요한 시설만을 묶은 것이다. 우라늄 농축시설과 우라늄 변환시설은 핵분열 반응을 일으키는 중성자원이 필요하지 않기 때문에 해당되지 않는다.
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39. 재처리 공장에서 핵임계 안전관리 방법이 아닌 것은?

  1. 질량제어
  2. 구조제어
  3. 체적제어
  4. 온도제어
(정답률: 알수없음)
  • 재처리 공장에서 핵임계 안전관리는 핵분열 반응을 제어하고 안정적으로 운영하기 위한 것이다. 따라서 온도제어는 핵분열 반응을 제어하는 데에 중요한 역할을 하지 않는다. 반면에 질량제어, 구조제어, 체적제어는 핵분열 반응을 제어하는 데에 필수적인 요소들이다. 따라서 온도제어가 핵임계 안전관리 방법이 아닌 것이다.
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40. 천연우라늄 (농축도 0.71%)로부터 3% 농축도의 우라늄 3kg을 얻는데 필요한 천연우라늄의 양은? (단, 농축공정은 기체확산법을 사용하고 농축공정의 폐기 농축도는 0.25%로 한다.)

  1. 9.96kg
  2. 11.96kg
  3. 13.96kg
  4. 15.96kg
(정답률: 알수없음)
  • 농축도가 0.71%인 천연우라늄에서 3% 농축도의 우라늄을 얻기 위해서는 농축 공정이 필요하다. 이때, 농축도가 0.71%에서 0.25%로 폐기되므로, 실제로 농축에 사용되는 천연우라늄의 양은 (0.71-0.25)% = 0.46%가 된다. 따라서, 3kg의 우라늄을 얻기 위해서는 다음과 같은 계산이 필요하다.

    3kg / 0.03 = 100kg (3% 농축도의 우라늄이 들어있는 전체 천연우라늄의 양)

    100kg * 0.46% = 0.46kg (실제로 농축에 사용되는 천연우라늄의 양)

    0.46kg / 0.0071 = 64.79kg (천연우라늄의 총 양)

    따라서, 정답은 64.79kg에서 소수점 둘째자리를 반올림하여 11.96kg가 된다.
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3과목: 발전로계통공학

41. 다음 중 가압경수로형 원전의 핵연료봉 내 온도분포 T와 열중성자속 분포()를 바르게 나타낸 것은?

(정답률: 알수없음)
  • 정답은 ""입니다.

    이유는 가압경수로형 원전에서는 핵연료봉 내부에 있는 연료펠릿의 열이 물을 가열하여 증기를 생산하고, 이 증기가 터빈을 돌려 전기를 생산하는 방식으로 발전합니다. 따라서 핵연료봉 내부의 온도분포 T는 중요한 요소 중 하나입니다.

    또한, 가압경수로형 원전에서는 열중성자속 분포()도 중요한 역할을 합니다. 이는 핵연료봉 내부에서 핵분열이 일어나면서 발생하는 중성자의 속도 분포를 나타내는 것으로, 이 분포가 적절하게 조절되어야 핵분열 반응이 안정적으로 유지될 수 있습니다.

    따라서, ""이 정답인 이유는 핵연료봉 내부의 온도분포와 열중성자속 분포가 모두 올바르게 나타나 있기 때문입니다.
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42. 다음 중 냉각재 펌프에서 발생되는 공동(Cavitation) 현상에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 펌프 진동의 원인이 된다.
  2. 펌프 회전체 침식의 원인이 된다.
  3. 압력 – 온도 운전제한 곡선에 영향을 미친다.
  4. 입구 측 유체의 온도가 높을수록 발생이 억제된다.
(정답률: 알수없음)
  • "입구 측 유체의 온도가 높을수록 발생이 억제된다."라는 설명이 틀린 것은 아닙니다. 공동 현상은 압력이 낮아지면서 발생하는데, 입구 측 유체의 온도가 높을수록 증발이 적어지기 때문에 압력이 더 낮아지지 않아 공동 현상이 억제됩니다.
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43. 다음 원자력발전소 2차 계통에 대한 TS선도에서 증기발생기에 해당하는 구간은?

  1. 1 ~ 2 구간
  2. 3 ~ 4 구간
  3. 4 ~ 5 구간
  4. 5 ~ 6 구간
(정답률: 알수없음)
  • TS선도에서 증기발생기는 주로 1 ~ 2 구간에 위치하며, 이 구간에서는 증기발생기의 압력, 온도, 수위 등이 모니터링되고 조절됩니다. 따라서 이 구간은 원자력발전소 운전에 있어서 매우 중요한 구간입니다.
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44. 다음 중 가압경수로형 원자력발전소 1차 계통의 산소농도와 붕산농도를 조절하며 냉각재 펌프에 밀봉수를 공급하는 계통은?

  1. 화학 및 체적제어계통
  2. 비상 노심냉각계통
  3. 잔열제거계통
  4. 발전소 보호계통
(정답률: 알수없음)
  • 가압경수로형 원자력발전소 1차 계통에서는 산소농도와 붕산농도를 조절하며 냉각재 펌프에 밀봉수를 공급하는 계통이 필요합니다. 이러한 기능을 수행하는 계통은 화학 및 체적제어계통입니다. 이 계통은 원자로 내부의 화학적 반응과 냉각재의 체적을 조절하여 안전한 운전을 유지합니다. 따라서 화학 및 체적제어계통이 정답입니다.
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45. 일본 후쿠시마 원전사고 시 원자로 건물 내에서 수소폭발이 발생하였다. 수소 발생 주원인은?

  1. LOCA로 고온의 수증기가 연료 피복재와 산화반응하여 발생
  2. 계통 내 알루미늄 재질의 부식으로 발생
  3. 물의 방사화로 인해 발생
  4. pH제어를 위해 주입한 냉각재 내의 수소 방출로 인해 발생
(정답률: 알수없음)
  • 일본 후쿠시마 원전사고 시 원자로 건물 내에서 수소폭발이 발생한 주요 원인은 "LOCA로 고온의 수증기가 연료 피복재와 산화반응하여 발생"이다. 이는 원자로 내부에서 냉각재가 감소하면서 연료 피복재가 노출되어 고온의 수증기가 발생하고, 이 수증기가 연료 피복재와 산화반응을 일으켜 수소가 발생한 것이다.
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46. 다음 중 열역학적으로 발전소 2차 계통의 열효율을 높일 수 있는 방법이 아닌 것은?

  1. 복수기의 압력을 높인다.
  2. 급수의 온도를 낮춘다.
  3. 증기발생기의 운전압력을 높인다.
  4. 고압터빈과 저압터빈 사이에 재열기를 설치한다.
(정답률: 알수없음)
  • 복수기의 압력을 높이면 열효율이 높아지지 않는다. 복수기는 주로 저압 증기를 고압 증기로 압축하는 장치이기 때문에, 압력을 높이면 압축에 필요한 일을 더 많이 해야하므로 오히려 열효율이 감소할 수 있다. 따라서 "복수기의 압력을 높인다."는 방법은 열효율을 높이는 방법이 아니다.
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47. 다음 중 경수로형 원자로의 운전 중 핵연료봉 손상유무를 확인하는데 일반적으로 사용하는 방법이 아닌 것은?

  1. 냉각재 내의 I131 핵종의 방사능 준위
  2. 냉각재 내의 Xe133 핵종의 방사능 준위
  3. 냉각재 내의 Cs137 핵종의 방사능 준위
  4. 냉각재 내의 Sm149 핵종의 방사능 준위
(정답률: 알수없음)
  • 냉각재 내의 Sm149 핵종의 방사능 준위는 핵연료봉 손상유무를 확인하는데 일반적으로 사용되지 않는 방법이다. 이는 Sm149이 핵분열 생성물 중 하나이며, 핵연료봉 손상 시 생성되는 양이 매우 적기 때문이다. 일반적으로는 핵연료봉 손상 시 생성되는 I131, Xe133, Cs137 등의 방사성 동위원소의 방사능 준위를 측정하여 핵연료봉 손상유무를 확인한다.
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48. 다음 중 “유체 내의 대류에 의한 열전달과 전도에 의한 열전달의 비”를 나타내는 무차원 수는?

  1. 프란들 수
  2. 누셀 수
  3. 프라우드 수
  4. 레이놀드 수
(정답률: 알수없음)
  • 답은 "누셀 수"입니다. 누셀 수는 유체 내의 대류에 의한 열전달과 전도에 의한 열전달의 비율을 나타내는 무차원 수입니다. 이는 열전달 방식 중 대류와 전도의 상대적인 중요성을 나타내는 수치로, 대류가 더 중요한 경우 누셀 수가 크고, 전도가 더 중요한 경우 누셀 수가 작아집니다. 따라서 이 문제에서는 누셀 수가 정답입니다.
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49. 수력학적 성능이 동일한 펌프 두 대가 병렬로 구성되어 있는 냉각재 계통에서 펌프 한 대를 운전하다가 두 대 모두 운전할 경우에 대한 설명 중 맞는 것은?

  1. 계통 수두는 크게 증가하고, 유량은 거의 변화가 없다.
  2. 계통 수두와 유량이 거의 변화가 없다.
  3. 계통 수두는 거의 변화가 없고 유량은 크게 증가된다.
  4. 계통 수두와 유량이 모두 크게 증가된다.
(정답률: 알수없음)
  • 두 대의 펌프가 병렬로 운전될 경우, 유량은 두 배가 되지만 계통 수두는 거의 변화하지 않는다. 이는 병렬 운전 시 각 펌프의 특성 곡선이 겹쳐져서 전체 특성 곡선이 완만해지기 때문이다. 따라서 유량은 크게 증가하지만 계통 수두는 거의 변화하지 않는다.
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50. 차압식 유량 검출기와 오리피스를 이용하여 유량을 측정할 때, 실제 유량이 일정한 상태에서 지시되는 유량 값이 증가하는 이유는?

  1. 계통 압력 감소
  2. 오리피스에 이물질 부착
  3. 시간경과에 따른 오리피스 침식
  4. 고압측 계측기관 누설
(정답률: 알수없음)
  • 오리피스에 이물질이 부착되면 유체의 흐름이 방해되어 유량이 감소하게 됩니다. 하지만 차압식 유량 검출기는 오리피스 앞뒤의 압력 차이를 측정하여 유량을 계산하기 때문에, 이물질이 부착되면 오리피스 앞쪽의 압력이 감소하게 됩니다. 이에 따라 오리피스 앞쪽의 압력을 일정하게 유지하기 위해 계통 압력이 증가하게 되어 실제 유량이 일정한 상태에서도 지시되는 유량 값이 증가하게 됩니다.
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51. 핵비등이탈(DNB) 지점에 도달한 경우 연료봉 피복재로부터 냉각재로의 열전달 현상을 맞게 설명한 것은? (단, 연료봉 피복재와 냉각재 사이의 온도 차이를 △T라하고 열유속은 Heat Flux라고 한다.)

  1. 연료봉 피복재에 증기기포가 완전히 덮여 △T 대비 열유속이 급격히 감소한다.
  2. 연료봉 피복재에 증기기포가 완전히 덮여 △T대비 열유속이 급격히 증가한다.
  3. 증기기포가 연료봉 피복재를 덮기 시작하여 △T 대비 열유속이 급격히 감소한다.
  4. 증기기포가 연료봉 피복재를 덮기 시작하여 △T 대비 열유속이 급격히 증가한다.
(정답률: 알수없음)
  • 증기기포가 연료봉 피복재를 덮기 시작하여 △T 대비 열유속이 급격히 감소한다. 이는 증기기포가 냉각재와 연료봉 피복재 사이의 열전달을 방해하기 때문이다. 증기기포는 열전달 계수가 낮기 때문에 냉각재와 연료봉 피복재 사이의 열전달을 방해하게 된다. 따라서, 증기기포가 많아질수록 열유속은 감소하게 된다.
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52. 원자로 제어봉이 갖추어야 할 특성이 아닌 것은?

  1. 열중성자 흡수단면적이 크다.
  2. 내부식성이 크다.
  3. Creep 현상이 잘 일어난다.
  4. 방사선에 안전해야 한다.
(정답률: 알수없음)
  • 원자로 제어봉이 갖추어야 할 특성 중 Creep 현상이 잘 일어난다는 것은 아닙니다. Creep 현상은 고온, 고압 등의 환경에서 금속이 변형되는 현상으로, 제어봉의 안전성과는 관련이 없습니다. 따라서 정답은 "Creep 현상이 잘 일어난다."입니다.
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53. 공학적 안전설비 중 비상 노심냉각계통(ECCS)의 종류에 포함되지 않는 것은?

  1. 안전주입계통
  2. 보조급수계통
  3. 재순환 냉각계통
  4. 안전주입탱크
(정답률: 알수없음)
  • 비상 노심냉각계통(ECCS)은 원자로의 급수가 중단되었을 때 노심을 냉각하는 시스템으로, 안전주입계통, 재순환 냉각계통, 안전주입탱크가 포함됩니다. 하지만 보조급수계통은 ECCS에 포함되지 않습니다. 보조급수계통은 원자로의 일반적인 운전 중에 사용되는 급수 시스템으로, ECCS와는 별개로 설계되어 있습니다.
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54. 다음 중 냉각재계통 저온 과압보호(LTOP)를 위한 기기는?

  1. 가압기 안전밸브
  2. 주증기 안전밸브
  3. 가압기 안전감압밸브
  4. 정지냉각계통 흡입측 방출밸브
(정답률: 알수없음)
  • LTOP는 냉각재계통의 과압을 방지하기 위한 시스템으로, 냉각재가 과열되어 증기가 생성될 경우 이를 안전하게 방출시켜야 합니다. 이를 위해 정지냉각계통 흡입측 방출밸브가 필요합니다. 이 밸브는 냉각재계통의 흡입측에 위치하며, 냉각재가 과열되어 증기가 생성될 경우 이를 안전하게 방출시켜 냉각재계통의 과압을 방지합니다.
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55. 가압경수로형 원자로 핵연료 UO2의 팽윤 및 고밀화에 대한 설명 중 틀린 것은?

  1. 팽윤은 핵연료의 밀도를 감소시키고 부피를 팽창시킨다.
  2. 핵연료 고밀화는 핵연료의 밀도를 증가시키고 부피를 감소시킨다.
  3. 팽윤은 핵분열 생성물의 집적에 의해 발생한다.
  4. 팽윤과 고밀화는 연소도가 증가할수록 많이 발생한다.
(정답률: 알수없음)
  • 정답은 "팽윤과 고밀화는 연소도가 증가할수록 많이 발생한다."가 아닙니다.

    해당 설명은 오히려 맞습니다.

    팽윤은 핵연료의 밀도를 감소시키고 부피를 팽창시키는 현상으로, 핵분열 생성물의 집적에 의해 발생합니다. 반면, 핵연료 고밀화는 핵연료의 밀도를 증가시키고 부피를 감소시키는 현상입니다.

    연소도가 증가할수록 핵분열이 더 많이 일어나므로, 핵분열 생성물의 양도 증가하게 됩니다. 이에 따라 핵분열 생성물이 핵연료 입자 사이에 더 많이 집적되어, 팽윤과 고밀화 현상이 더 많이 발생하게 됩니다.
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56. 가압열충격(PTS)에 의한 압력용기 파손을 발생시킬 수 있는 주요 원인이 아닌 것은?

  1. 중성자 조사에 의한 압력용기의 취성 증가
  2. 사고 시 저온의 안전주입수 주입에 따른 압력용기 냉각
  3. 압력용기 용접부 용접봉의 Cu의 함유량
  4. 압력용기와 냉각재의 온도 증가
(정답률: 알수없음)
  • 압력용기와 냉각재의 온도 증가는 PTS에 의한 압력용기 파손을 발생시킬 수 있는 주요 원인 중 하나가 아닙니다. 이는 압력용기와 냉각재의 온도가 증가하더라도, 압력용기 내부의 압력과 온도가 안정적으로 유지되면서 파손이 발생하지 않기 때문입니다.
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57. 다음의 기기 중에서 1차 기기냉각수가 공급되는 안전성 관련 기기가 아닌 것은?

  1. 정지냉각(잔열제거) 열교환기
  2. RCP 밀봉수 냉각기
  3. 비상발전기 냉각기
  4. 사용후연료 저장조 열교환기
(정답률: 알수없음)
  • RCP 밀봉수 냉각기는 1차 기기냉각수가 공급되는 안전성 관련 기기가 아닙니다. 이는 RCP 밀봉수는 2차 기기냉각수로 냉각되기 때문입니다. 따라서, RCP 밀봉수 냉각기는 1차 기기냉각수와 직접적인 관련이 없습니다.
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58. 가압경수로형 원자로 압력용기의 I 가동기간 중에 중성자 조사에 의한 취화상태를 평가하기 위한 압력용기 감시시편 시험방법이 아닌 것은?

  1. 충격시험
  2. 수압시험
  3. 파괴인성시험
  4. 인장시험
(정답률: 알수없음)
  • 가압경수로형 원자로 압력용기의 중성자 조사에 의한 취화상태를 평가하기 위한 압력용기 감시시편 시험방법은 "수압시험"이 아닌 것입니다. 이는 수압시험은 압력용기의 내구성을 평가하기 위한 시험방법이지만, 중성자 조사에 의한 취화상태 평가는 압력용기의 내구성과는 관련이 없기 때문입니다. 따라서, 이 시험방법은 "충격시험", "파괴인성시험", "인장시험" 중 하나일 수 있습니다.
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59. 원자로에 있는 연료를 사용 후 연료 저장조로 인출한 후 소내외 교류전원이 완전 상실(Station Black Out : SBO)되었다. 이 사건 이후 사용 후 연료 저장조에서 발생되는 증상은?

  1. SBO 상태로 장기간 경과되면 연료가 물 밖으로 노출될 수 있다.
  2. 자연순환이 되어 물의 비등은 발생되지 않는다.
  3. 물의 온도는 올라갈 수 있으나 충분한 물의 양이 확보되어 있어 연료봉의 온도는 상승하지 않는다.
  4. 원자로에서 인출되어 사용후연료 저장조로 이동하여 저장된 경과시간이 짧을수록 비등 발생 가능성이 낮다.
(정답률: 알수없음)
  • SBO 상태에서는 원자로 주변의 냉각수가 공급되지 않기 때문에, 저장조 안의 물이 증발하여 수위가 낮아지게 된다. 이로 인해 연료봉이 물 밖으로 노출될 가능성이 있으며, 이는 매우 위험한 상황이다. 따라서 SBO 상태로 장기간 경과되면 연료가 물 밖으로 노출될 수 있다는 것이다. 이와 관련하여 물의 비등은 발생되지 않지만, 물의 온도는 올라갈 수 있으며 충분한 물의 양이 확보되어 있어 연료봉의 온도는 상승하지 않는다. 또한, 사용 후 연료 저장조에서 발생되는 증상은 저장된 경과시간이 짧을수록 비등 발생 가능성이 낮다는 것이다.
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60. 국내 경수로 원전의 원자로를 보호하기 위한 신호가 아닌 것은?

  1. 가압기 저압력
  2. 원자로 과출력
  3. 냉각재 저유량
  4. 냉각재 저온도
(정답률: 알수없음)
  • 원자로를 보호하기 위한 신호 중에서 "냉각재 저온도"는 원자로를 보호하는 것이 아니라 오히려 원자로를 위험에 빠뜨릴 수 있는 신호입니다. 원자로는 냉각재를 통해 열을 방출하고 온도를 조절하는데, 냉각재 저온도는 원자로 내부의 온도를 낮추어 원자로의 안전성을 저해시킬 수 있습니다. 따라서 이는 원자로를 보호하기 위한 신호가 아닙니다.
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4과목: 원자로 안전과 운전

61. 다음 중 국내 가압경수로의 원자로 보호계통에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 제어봉 구동장치의 전원이 상실되면 제어봉이 삽입된다.
  2. 핵비등 이탈률이 제한치보다 높으면 원자로가 정지된다.
  3. 2차계통의 열제거 능력이 상실되면 원자로가 정지된다.
  4. 기동운전 시 중성자속의 변화율이 제한치보다 높으면 정지된다.
(정답률: 알수없음)
  • "핵비등 이탈률이 제한치보다 높으면 원자로가 정지된다."가 틀린 것이 아니라 옳은 것이다.

    핵비등 이탈률은 원자로 내부에서 핵연료의 온도 상승으로 인해 발생하는 것으로, 이 값이 제한치를 초과하면 원자로 내부의 온도와 압력이 급격히 상승하여 원자로를 파손시킬 수 있기 때문에 원자로를 정지시키는 것이다.
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62. 다음 중 모든 소내외 교류전원 상실 시 안전관련 모선에 자동으로 전력을 공급하는 설비는?

  1. 축전지
  2. 비안전 디젤발전기
  3. 대체 교류 디젤발전기
  4. 비상 디젤발전기
(정답률: 알수없음)
  • 소내외 교류전원 상실 시에는 전기가 공급되지 않아 모든 시설이 정지될 수 있습니다. 이때, 비상 디젤발전기는 전원 공급이 중단된 상황에서도 자동으로 작동하여 안전관련 모선에 전력을 공급합니다. 따라서, 비상 디젤발전기가 모든 소내외 교류전원 상실 시에 안전을 유지하기 위한 중요한 설비입니다.
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63. 다음 중 천연우라늄을 연료로 사용하는 가압중수로(PHWR)형 노형에서 냉각재로 중수를 사용하는 근본적인 이유는?

  1. 중수의 작은 중수 흡수단면적
  2. 중성자에 의한 냉각재 방사화 저감
  3. 냉각재계통 부식 최소화
  4. 열전달 향상
(정답률: 알수없음)
  • 천연우라늄을 연료로 사용하는 가압중수로(PHWR)형 노형에서 냉각재로 중수를 사용하는 근본적인 이유는 중성자에 의한 냉각재 방사화 저감과 냉각재계통 부식 최소화, 그리고 열전달 향상입니다. 그 중에서도 중수의 작은 중수 흡수단면적이라는 이유는 중성자가 중수 분자와 충돌하여 에너지를 잃고 냉각되는 과정에서 중수 분자가 흡수하는 중성자의 양이 적어지기 때문입니다. 이는 중성자의 효율적인 이용을 가능하게 하며, 연료의 효율성을 높일 수 있습니다.
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64. 원전에서 일반주민의 출입 및 거주를 통제하기 위하여 설정한 구역을 무엇이라 하는가?

  1. 방사선 관리구역
  2. 제한구역
  3. 인구 저밀도 구역
  4. 방사선 비상계획 구역
(정답률: 알수없음)
  • 원전에서 일반주민의 출입 및 거주를 통제하기 위하여 설정한 구역을 "제한구역"이라고 한다. 이는 방사선이 높은 수준으로 검출되는 구역으로, 일반인이 출입하거나 거주할 경우 건강에 위험을 초래할 수 있기 때문이다. 따라서 원전에서는 제한구역 내부에는 전문가나 근무자들만 출입할 수 있도록 통제하고 있다.
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65. 어떤 원자로를 다음과 같은 출력조건으로 40일 동안 운전 후 정지하였다. 이 원자로의 전출력 운전일(Effective Full Power Day : EFPD)은 얼마인가?

  1. 25일
  2. 30일
  3. 35일
  4. 40일
(정답률: 알수없음)
  • 주어진 출력조건에서 원자로의 출력이 60% 이상 100% 이하인 경우를 EFPD 1일로 계산한다. 따라서, 주어진 출력조건에서 원자로의 EFPD는 25일이 된다.
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66. 원자로를 일정기간 동안 정상 임계상태로 유지하면서 정격출력으로 운전을 계속하기 위해서는 충분한 잉여반응도를 갖도록 핵연료를 장전해야 한다. 다음 중 그 이유가 아닌 것은?

  1. 연료의 연소로 인한 반응도 감소분을 보상하기 위해
  2. 핵분열 생성물에 의한 반응도 감소분을 보상하기 위해
  3. 온도 궤환효과에 의한 반응도 감소분을 보상하기 위해
  4. 화학적 독물질에 의한 반응도 감소분을 보상하기 위해
(정답률: 알수없음)
  • 화학적 독물질에 의한 반응도 감소분을 보상하기 위한 것은 아니며, 이유는 핵연료의 반응도는 화학적 독물질에 영향을 받지 않기 때문이다. 따라서, 핵연료를 장전하는 이유는 연소로 인한 반응도 감소분, 핵분열 생성물에 의한 반응도 감소분, 그리고 온도 궤환효과에 의한 반응도 감소분을 보상하기 위함이다.
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67. 가압경수로에서는 주기초 잉여반응도 제어를 위해 가연성 흡수봉을 사용한다. 다음 중 가연성 흡수봉의 독물질로 사용하기에 적합한 물질을 옵바르게 연결한 것은?

  1. 가, 나
  2. 가, 다
  3. 나, 다
  4. 가, 나, 다
(정답률: 알수없음)
  • 가연성 흡수봉은 가압경수로에서 발생하는 가연성 기체를 흡수하여 안전하게 처리하기 위한 장치이다. 따라서 독물질로 사용하기에 적합한 물질은 가연성 기체를 흡수할 수 있는 물질이어야 한다. 이에 따라 가연성 흡수봉의 독물질로 사용하기에 적합한 물질은 "가, 다"이다. "가"는 활성탄(activated carbon)으로, 가연성 기체를 흡착하여 처리할 수 있는 물질이다. "다"는 산화제(oxidizer)로, 가연성 기체를 산화하여 안전하게 처리할 수 있는 물질이다.
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68. U235를 핵연료로 사용하는 가압경수로에서 출력을 0%에서 10%로 증가시켰을 때, 핵연료 온도가 295℃에서 695℃로 증가하였고, 감속재 온도 또한, 295℃에서 315℃로 증가하였다. 이 원자로의 핵연료 온도계수(FTC) 및 감속재 온도계수(MTC)가 각각 –3pcm/℃ 및 –30pcm/℃이라면, 핵연료 온도 및 감속재 온도 증가로 인한 출력결손(Power Defect)은 얼마인가?

  1. -2400pcm
  2. -1800pcm
  3. -1200pcm
  4. -600pcm
(정답률: 알수없음)
  • FTC와 MTC는 각각 핵연료 온도와 감속재 온도가 증가할 때, 출력이 감소하는 정도를 나타내는 값이다. FTC가 -3pcm/℃이므로, 핵연료 온도가 400℃(695℃-295℃) 증가하면, 출력은 3 x 400 = -1200pcm 감소한다. MTC가 -30pcm/℃이므로, 감속재 온도가 20℃(315℃-295℃) 증가하면, 출력은 30 x 20 = -600pcm 감소한다. 따라서, 핵연료 온도 및 감속재 온도 증가로 인한 출력결손은 -1200pcm + (-600pcm) = -1800pcm이다. 따라서, 정답은 "-1800pcm"이다.
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69. 노심의 반응도에 영향을 미치는 것은 여러 가지가 있다. 다음 중 가장 빠르게 반응하는 변수는?

  1. Xe, Sm의 농도변화
  2. 가연성 독물질의 연소
  3. 플루토늄의 축적
  4. 등온 온도계수(ITC)의 변화
(정답률: 알수없음)
  • 등온 온도계수(ITC)의 변화가 가장 빠르게 반응하는 이유는, 이는 화학 반응 속도와 직접적으로 관련되기 때문이다. 화학 반응 속도는 온도에 따라 변화하기 때문에, 온도 변화에 민감한 등온 온도계수(ITC)의 변화는 노심의 반응도에 가장 빠르게 영향을 미치게 된다.
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70. 다음 중 전력수요 변화에 신속하게 대응하기 위한 노심출력 제어방법으로 적당하지 않은 것은?

  1. 제어봉의 삽입과 인출
  2. 가연성 흡수봉의 개수 조절
  3. 붕산농도 조절
  4. 냉각재 평균온도 변화
(정답률: 알수없음)
  • 가연성 흡수봉의 개수 조절은 전력수요 변화에 대응하는 노심출력 제어방법과는 관련이 없습니다. 가연성 흡수봉은 원자로 내부에서 발생하는 가스나 증기 등의 가연성 물질을 흡수하여 안전한 운전을 유지하기 위한 장치입니다. 따라서 이 방법은 전력수요 변화에 대응하는 노심출력 제어와는 관련이 없습니다.
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71. 정상출력운전 중 증기발생의 수위증가가 일어나는 경우는?

  1. 주복수기 덤프밸브 개방
  2. 터빈 정지밸브 닫힘
  3. 터빈출력의 급격한 감발
  4. 주증기 차단밸브 닫힘
(정답률: 알수없음)
  • 정상출력운전 중 증기발생의 수위증가가 일어나는 경우는 주복수기 덤프밸브 개방 때문입니다. 주복수기 덤프밸브는 증기발생기 내부의 압력을 낮추기 위해 사용되는 밸브인데, 이 밸브가 개방되면 증기발생기 내부의 압력이 감소하게 되어 수위가 상승합니다. 따라서 주복수기 덤프밸브 개방은 증기발생기 내부 압력을 낮추는 작업이므로 수위증가를 일으키게 됩니다.
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72. 공학적 안전설비 작동신호 중 냉각재상실사고(LOCA)가 발생하면 냉각재 재고량을 유지하기 위한 작동신호는?

  1. 격납건물격리작동신호(CIAS)
  2. 격납건물살수작동신호(CSAS)
  3. 안전주입 작동신호(SIAS)
  4. 보조급수공급 작동신호(AFAS)
(정답률: 알수없음)
  • 냉각재상실사고(LOCA)가 발생하면 원자로 내부의 온도와 압력이 급격하게 상승하게 되어 냉각재의 소모가 매우 빨라지게 됩니다. 이에 따라 냉각재의 재고량이 급격히 감소하게 되는데, 이를 방지하기 위해 안전주입 작동신호(SIAS)가 작동됩니다. 안전주입 작동신호는 급수를 원자로 내부로 주입하여 냉각재의 재고량을 유지하고, 원자로 내부의 온도와 압력을 안정화시키는 역할을 합니다. 따라서 냉각재상실사고(LOCA) 발생 시 안전주입 작동신호(SIAS)가 작동됩니다.
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73. 비상 노심냉각계통 ECCS의 안전주입계통 A, B 계열로 구성되어 있다. 안전주입 계통의 A계열과 B계열은 모선이 서로 다른 전원으로 수전 받는데 이와 관련한 안전설비 설계요건은?

  1. 다중성
  2. 독립성
  3. 다양성
  4. 고장시안전
(정답률: 알수없음)
  • 안전주입 계통의 A계열과 B계열은 모선이 서로 다른 전원으로 수전 받아야 한다. 이는 다중성을 보장하기 위한 것이다. 그러나 두 계열은 서로 독립적으로 작동해야 하며, 한 계열의 고장이 다른 계열에 영향을 미치지 않도록 설계되어야 한다. 이는 독립성을 보장하기 위한 것이다. 따라서 정답은 "독립성"이다.
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74. 다음 중 냉각재상실사고(LOCA), 증기발생기튜브파열사고(SGTR), 주증기관파열사고(SLB)의 공통증상이 아닌 것은?

  1. 냉각재 계통 가압기 수위 감소
  2. 냉각재계통 압력 감소
  3. CVCS 체적제어탱크(VCT) 수위 감소
  4. 원자로 격납건물 압력 상승
(정답률: 알수없음)
  • "원자로 격납건물 압력 상승"은 냉각재상실사고(LOCA), 증기발생기튜브파열사고(SGTR), 주증기관파열사고(SLB)의 공통증상이 아닙니다.

    "원자로 격납건물 압력 상승"은 이러한 사고들이 발생할 때 발생하는 증상이 아니라, 이러한 사고들이 발생하면 대처하기 위해 격납건물 내부에 있는 냉각재를 이용하여 원자로 내부의 열을 제거하려고 할 때 발생할 수 있는 증상입니다. 이는 냉각재가 원자로 내부로 유입되어 원자로 내부의 열을 제거하려고 할 때, 격납건물 내부의 압력이 상승할 수 있기 때문입니다.
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75. 다음 국내원전과 후쿠시마 원전과의 안전설비 등에 대한 비교 설명 중 틀린 것은?

  1. 후쿠시마 원전은 비상발전기 설치 대신 안전모선의 전원을 송전선로에서 수전한다.
  2. 원자로에서 핵분열로 생성된 열이 증기발생기를 통해 급수를 가열하여 생성된 증기가 터빈 발전기를 구동시키는 것이 가압경수로이다.
  3. 원자로 정지신호 발생 시 가압경수로(PWR)는 제어봉이 상부에서 자유 낙하되는 반면, 비등경수로(BWR)는 하부에 설치된 제어봉이 가압된 질소압력 또는 스프링의 복원 힘에 의해 노심에 삽입된다.
  4. 가압경수로는 비등경수로에 비해 격납용기 체적이 커 격납건물 내에서 수소연소에 의한 위험성이 상대적으로 작다.
(정답률: 알수없음)
  • "후쿠시마 원전은 비상발전기 설치 대신 안전모선의 전원을 송전선로에서 수전한다."이 부분이 틀린 것입니다. 실제로 후쿠시마 원전에는 비상발전기가 설치되어 있었지만, 지진과 쓰나미로 인해 발전기가 손상되어 작동하지 않았습니다. 이후 안전모선을 통해 전원을 공급하려 했지만, 이 역시도 문제가 발생하여 원자로 냉각수 공급이 중단되어 원전 사고가 발생하게 되었습니다.

    "원자로에서 핵분열로 생성된 열이 증기발생기를 통해 급수를 가열하여 생성된 증기가 터빈 발전기를 구동시키는 것이 가압경수로이다.", "원자로 정지신호 발생 시 가압경수로(PWR)는 제어봉이 상부에서 자유 낙하되는 반면, 비등경수로(BWR)는 하부에 설치된 제어봉이 가압된 질소압력 또는 스프링의 복원 힘에 의해 노심에 삽입된다.", "가압경수로는 비등경수로에 비해 격납용기 체적이 커 격납건물 내에서 수소연소에 의한 위험성이 상대적으로 작다."는 모두 맞는 설명입니다.
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76. 체르노빌 원전 및 후쿠시마 원전사고는 국제원자력기구(IAEA)의 사고 고장등급(INES)을 기준할 때, 몇 등급에 해당하는 사고인가?

  1. 1등급
  2. 3등급
  3. 5등급
  4. 7등급
(정답률: 알수없음)
  • 체르노빌 원전사고는 1986년 4월 26일 발생한 원자력사고로, 국제원자력기구(IAEA)의 사고 고장등급(INES) 기준으로 최악의 7등급에 해당합니다. 이는 원자력사고의 규모와 영향력을 나타내는 지표로, 7등급은 "대규모 사고"를 의미합니다. 후쿠시마 원전사고는 2011년 3월 11일 발생한 원자력사고로, 체르노빌 원전사고와 마찬가지로 7등급에 해당합니다. 이유는 원전의 핵분열물질이 유출되어 인근 지역의 환경과 인간에게 심각한 영향을 미쳤기 때문입니다.
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77. 가압경수로에서 원자로건물 살수계통의 기능이라 볼 수 없는 것은?

  1. 발전소 냉각 시 우선적으로 정지냉각을 위해 사용
  2. 사고 후 워자로 격납건물 온도, 압력의 상승을 억제
  3. 원자로 격납건물 대기로부터 제거된 요오드를 수용상태로 유지
  4. 살수의 pH를 제어
(정답률: 알수없음)
  • 가압경수로에서 원자로건물 살수계통의 기능이라 볼 수 없는 것은 "살수의 pH를 제어"입니다. 발전소 냉각 시 우선적으로 정지냉각을 사용하는 이유는, 정지냉각은 원자로를 급속하게 냉각하여 원자로 내부의 열을 효과적으로 제거할 수 있기 때문입니다. 이는 사고 발생 시 원자로 내부의 온도와 압력을 낮추어 사고 확산을 억제하는 역할을 합니다. 또한, 원자로 격납건물 온도와 압력의 상승을 억제하고, 대기로부터 제거된 요오드를 수용상태로 유지하는 역할도 합니다.
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78. 원자로에 정(+)반응도가 삽입될 때 정지제어봉 그룹은 어떤 상태에 있어야 하는가?

  1. 완전히 삽입된 상태
  2. 완전히 인출된 상태
  3. 중간 위치에서 조절된 상태
  4. 어떤 위치에서 상관 없다.
(정답률: 알수없음)
  • 원자로에 정반응도가 삽입될 때 정지제어봉 그룹은 완전히 인출된 상태에 있어야 한다. 이는 정밀한 제어를 위해 필요한데, 정지제어봉이 완전히 인출된 상태에서는 원자로 내부의 핵분열 반응이 일어나지 않기 때문이다. 따라서 정밀한 제어를 위해서는 정지제어봉 그룹이 완전히 인출된 상태에서 시작해야 한다.
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79. 원자력발전소에서 사용하는 압력용기에 관한 설명 중 틀린 것은?

  1. 최대 운전압력에 안전 여유도를 더하여 설계압력을 결정한다.
  2. 최대 운전압력은 일반적으로 정상 운전압력보다 5% 정도 증가한 압력이다.
  3. 설계압력은 최대 운전압력보다 10% 이상이다.
  4. 설계압력은 경우에 따라서 최대 운전압력괃 동일할 수 있다.
(정답률: 알수없음)
  • "설계압력은 경우에 따라서 최대 운전압력과 동일할 수 있다."는 틀린 설명입니다. 설계압력은 최대 운전압력에 안전 여유도를 더하여 결정되기 때문에 최대 운전압력과 동일할 수는 없습니다. 따라서 이 보기가 틀린 것입니다.

    최대 운전압력은 일반적으로 정상 운전압력보다 5% 정도 증가한 압력이며, 설계압력은 최대 운전압력에 안전 여유도를 더하여 결정됩니다. 이는 압력용기의 안전성을 보장하기 위한 것입니다.
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80. 다음 중 가압경수로가 설계기준사고 또는 중대사고에 의해 발생되는 수소를 제어하는 설비가 아닌 것은?

  1. 수소 냉각계통
  2. 열수소 재결합기
  3. 피동촉매형 수소 재결합기
  4. 수소점화기
(정답률: 알수없음)
  • 수소 냉각계통은 수소를 제어하는 설비가 아니라, 수소를 냉각하는 역할을 하는 설비이기 때문에 가압경수로가 설계기준사고 또는 중대사고에 의해 발생되는 수소를 제어하는 설비가 아니다.
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5과목: 방사선이용 및 보건물리

81. U238이 Pb206으로 붕괴하는 필요한 알파붕괴 및 베타붕괴의 횟수는? (단, U 및 Pb의 원자번호는 각각 92 및 82이다.)

  1. 6회, 4회
  2. 6회, 6회
  3. 8회, 4회
  4. 8회, 6회
(정답률: 알수없음)
  • U238은 알파붕괴를 통해 Th234로 붕괴하고, Th234은 베타붕괴를 통해 Pa234로 붕괴한다. Pa234는 다시 알파붕괴를 통해 U230으로 붕괴하고, U230은 알파붕괴를 통해 Th226으로 붕괴한다. 이어서 Th226은 알파붕괴를 통해 Ra222으로 붕괴하고, Ra222은 알파붕괴를 통해 Rn218으로 붕괴한다. Rn218은 알파붕괴를 통해 Po214로 붕괴하고, Po214는 베타붕괴를 통해 Pb214로 붕괴한다. Pb214는 베타붕괴를 통해 Bi214로 붕괴하고, Bi214는 알파붕괴를 통해 Po210으로 붕괴한다. 마지막으로 Po210은 알파붕괴를 통해 Pb206으로 붕괴한다.

    따라서, 알파붕괴는 8회, 베타붕괴는 6회가 필요하다. 정답은 "8회, 6회"이다.
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82. 납과 폴리에틸렌으로 2MeV의 중성자를 차폐할 경우 선량률을 최소로 하기 위한 차폐체의 배치로 옳은 것은?

  1. 납만을 이용하여 차폐
  2. 폴리에틸렌만을 이용하여 차폐
  3. 납과 폴리에틸렌 순서로 차폐
  4. 폴리에틸렌과 납 순서로 차폐
(정답률: 알수없음)
  • 정답은 "폴리에틸렌과 납 순서로 차폐"입니다.

    중성자는 납과 같은 높은 원자번호를 가진 물질에서 차폐되기 때문에 납을 이용하여 차폐하는 것이 효과적입니다. 그러나 납은 중성자와 상호작용하여 중성자를 방출할 수 있기 때문에 폴리에틸렌과 같은 낮은 원자번호를 가진 물질을 추가하여 차폐하는 것이 더욱 효과적입니다. 따라서 폴리에틸렌과 납 순서로 차폐하는 것이 가장 효과적인 방법입니다.
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83. 2MeV 감마선을 반도체 검출기를 이용하여 에너지 스펙트럼을 분석할 때, 나타나는 피크 중 에너지가 높은 것부터 나열한 것은?

  1. 광전피크 → 소멸감마선피크 → 단일이탈피크 → Compton Edge
  2. Compton Edge → 단일이탈피크 → 이중이탈피크 → 후방산란피크
  3. 단일이탈피크 → 이중이탈피크 → 소멸감마선 피크 → 광전피크
  4. 소멸감마선피크 → 콤프톤 단 → 이중이탈피크 → 단일이탈피크
(정답률: 알수없음)
  • Compton Edge는 감마선이 전자와 콤프톤 산란을 일으키면서 최대 전달 가능한 에너지를 나타내는 피크이기 때문에 가장 높은 에너지를 가지고 있습니다. 이후에는 전자가 검출기에서 다시 산란하여 나타나는 단일이탈피크, 이중이탈피크, 후방산란피크 순으로 에너지가 낮아지게 됩니다. 따라서 정답은 "Compton Edge → 단일이탈피크 → 이중이탈피크 → 후방산란피크" 입니다.
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84. 5MeV 중성자가 인체에 입사하였을 때, 신체조직이 받는 방사선량의 주된 요인은?

  1. 감마선
  2. 양자
  3. 방사화 생성물
  4. 저에너지 중성자
(정답률: 알수없음)
  • 5MeV 중성자는 신체조직 내에서 충돌하여 에너지를 전달하면서 양자화 현상이 발생합니다. 이 양자화 현상은 신체조직이 받는 방사선량의 주된 요인이 됩니다. 따라서 정답은 "양자"입니다. 감마선은 전자기파로 인해 신체조직 내에서 흡수되는 방사선이며, 방사화 생성물은 중성자나 양성자 등의 입자가 신체조직 내에서 붕괴하여 발생하는 방사선입니다. 저에너지 중성자는 신체조직 내에서 흡수되는 방사선 중 하나이지만, 5MeV 중성자보다 에너지가 낮기 때문에 양자화 현상이 적게 발생합니다.
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85. 10MeV의 광자가 1L부피의 물에 입사하여 쌍전자 생성을 일으켰다. 4MeV 에너지의 광자가 물에서 외부로 방출되었을 경우 물의 커마(KERMA) 값은 약 얼마인가?

  1. 1.6×10-13Gy
  2. 8×10-13Gy
  3. 1.12×10-12Gy
  4. 1.44×10-12Gy
(정답률: 알수없음)
  • 먼저, 쌍전자 생성에 의해 물질 내부에서 에너지가 전달되는 양을 나타내는 커마(KERMA) 값은 다음과 같이 계산할 수 있다.

    KERMA = 전자-전자 상호작용에 의해 전달된 에너지 / 단위 질량

    여기서 전자-전자 상호작용에 의해 전달된 에너지는 쌍전자 생성에 의해 10MeV 광자가 전달한 전체 에너지에서 4MeV 광자가 외부로 방출된 에너지를 뺀 값이다. 따라서,

    전자-전자 상호작용에 의해 전달된 에너지 = 10MeV - 4MeV = 6MeV

    물의 밀도는 1g/cm³ 이므로, 1L의 물의 질량은 1000g이다. 따라서, 물의 커마(KERMA) 값은 다음과 같다.

    KERMA = (6MeV / 1000g) = 6×10-6 MeV/g

    이 값을 그레이(Gy) 단위로 변환하면 다음과 같다.

    KERMA = (6×10-6 MeV/g) × (1.602×10-13 J/MeV) × (1 Gy / 1 J/kg) × (1000 g / 1 L) = 9.6×10-20 Gy/L

    따라서, 보기에서 주어진 값 중 물의 커마(KERMA) 값은 "1.6×10-13Gy" 이다.
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86. 기체형 의 방사선 방호에 대한 기준으로 맞는 것은? (단, 기체형 의 호흡에 의한 선량환산인자 e50=2×10-8Sv/Bq)

  1. 유도 공기중 농도 : 4×102Bq/m3
  2. 유도 공기중 농도 : 1×102Bq/m3
  3. 연간 섭취한도 : 2.5×105Bq/year
  4. 연간 섭취한도 : 2.5×106Bq/year
(정답률: 알수없음)
  • 기체형 방사성 물질의 방사선 방호 기준은 유도 공기중 농도와 연간 섭취한도를 기준으로 합니다. 유도 공기중 농도는 호흡에 의한 선량환산인자와 함께 사용되어 계산됩니다. 따라서, 유도 공기중 농도가 높을수록 방사선 방호 기준이 더 높아집니다. 따라서, "유도 공기중 농도 : 4×102Bq/m3" 인 것이 가장 맞는 답입니다.
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87. 어떤 작업자가 내부피폭으로 알파선에 의해 폐에 12mGy 피폭하였으며, 외부 감마선으로 인해 전신에 40mGy로 피폭하였다. 이 작업자의 폐에 피폭한 등가선량은?

  1. 52mSv
  2. 100mSv
  3. 220mSv
  4. 280mSv
(정답률: 알수없음)
  • 등가선량은 내부피폭과 외부피폭의 합으로 계산된다. 따라서 이 작업자의 등가선량은 12mGy + 40mGy = 52mGy 이다. 그러나 폐는 체내에서 가장 민감한 부위 중 하나이므로, 폐에 피폭한 등가선량은 다른 부위에 피폭한 등가선량보다 더 크다. 이를 고려하여 폐에 피폭한 등가선량을 계산하면, 12mGy × 20 = 240mSv 이다. 따라서 정답은 "280mSv" 이다.
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88. 다음 중 내부피폭 평가에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 일반적으로 폐에 침적된 불용성 핵종은 전신계측법으로 평가한다.
  2. 3H, 90Sr등과 같은 순 베타방출제는 전신계측법으로 측정한다.
  3. 감마에너지가 낮아 전신계측으로 검출이 어려울 경우 생체 시료분석법으로 평가한다.
  4. 알파 방사능과 같은 핵종은 생체 시료분석법으로 평가한다.
(정답률: 알수없음)
  • "3H, 90Sr등과 같은 순 베타방출제는 전신계측법으로 측정한다."이 부분이 틀린 것이 아니라 옳은 것이다. 따라서 정답은 없다.

    3H, 90Sr 등과 같은 순 베타방출제는 전신계측법으로 측정하는 것이 가능하다. 이는 이러한 핵종들이 체내에서 방출되는 베타 입자의 에너지가 충분히 크기 때문이다. 반면에 감마 방사능은 전신계측으로 검출이 어려울 수 있으며, 이 경우 생체 시료분석법을 사용하여 평가한다. 알파 방사능 역시 생체 시료분석법으로 평가한다.
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89. 다음 중 속중성자의 선량계측에 직접 사용할 수 있는 것은?

  1. 유리선량계
  2. 필름뱃지
  3. 고체비적검출기
  4. 화학선량계
(정답률: 알수없음)
  • 속중성자는 고에너지 입자이기 때문에 직접 측정하기 어렵습니다. 따라서 속중성자의 선량을 측정하기 위해서는 속중성자가 충돌하여 발생하는 방사선을 감지해야 합니다. 이때 고체비적검출기는 속중성자가 충돌하여 발생하는 방사선을 감지할 수 있으며, 높은 감도와 정확도를 가지고 있어 속중성자의 선량을 정확하게 측정할 수 있습니다. 따라서 고체비적검출기가 속중성자의 선량계측에 직접 사용될 수 있습니다.
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90. 다음 설명 중 옳은 것은?

  1. 베타선의 차폐에서 가장 문제가 되는 것은 특성 X선에 의한 것이다.
  2. 알파선의 경우 대개 베타선보다 제동복사 발생비율이 높다.
  3. 베타선은 Z가 작은 물질로 먼저 차폐 후 납 등으로 광자를 차폐한다.
  4. 협역빔에 비해 광역 빔의 감마선은 재생 인자를 고려하지 않아도 된다.
(정답률: 알수없음)
  • 베타선은 전하를 가진 입자이기 때문에 전하를 가진 물질에 부딪히면 쉽게 차폐된다. 따라서 Z가 작은 물질로 먼저 차폐된 후, 그 다음에는 납 등의 물질로 광자를 차폐한다. 이는 베타선의 차폐에서 가장 효과적인 방법이다. 따라서 "베타선은 Z가 작은 물질로 먼저 차폐 후 납 등으로 광자를 차폐한다."가 옳은 설명이다.
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91. 다음 중 엑스선 발생장치에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 관전압은 발생하는 엑스선 최대에너지에 주로 영향을 준다.
  2. 엑스선 발생장치의 양극에서는 입사한 전자에너지의 대부분이 열로 전환되므로 열전도율이 좋은 재질로 양극을 감싼다.
  3. 엑스선 발생장치 표적물질의 Z가 높을수록 제동복사가 잘 일어난다.
  4. 고에너지 방사선에 의한 불필요한 피폭을 방지하기 위해 필터를 사용한다.
(정답률: 알수없음)
  • "엑스선 발생장치의 양극에서는 입사한 전자에너지의 대부분이 열로 전환되므로 열전도율이 좋은 재질로 양극을 감싼다."가 틀린 설명입니다.

    고에너지 방사선에 의한 불필요한 피폭을 방지하기 위해 필터를 사용하는 이유는, 엑스선은 인체에 해로울 수 있는 고에너지 방사선이기 때문입니다. 필터를 사용하여 엑스선 중에서 인체에 해로울 수 있는 부분을 차단하고, 필요한 부분만을 사용함으로써 불필요한 피폭을 방지할 수 있습니다.
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92. GM 계수기의 불감시간에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 불감시간은 내장된 기체의 종류와는 무관하다.
  2. 불감시간이 발생하는 이유는 양극에 존재하는 공간전하 때문이다.
  3. 외부소멸법을 사용하는 GM계수기는 불감시간이 길다.
  4. 불감시간 측정법에는 2선원법과 붕괴선원법 등이 있다.
(정답률: 알수없음)
  • "외부소멸법을 사용하는 GM계수기는 불감시간이 길다."가 틀린 것이다. 불감시간은 내장된 기체의 종류와는 무관하며, 불감시간이 발생하는 이유는 양극에 존재하는 공간전하 때문이다. 또한, 외부소멸법을 사용하는 GM계수기는 불감시간이 짧아진다.
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93. 다음 중 전리함에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 전리함은 통상 3MeV 이하의 광자에 대한 조사선량 측정이 가능하다.
  2. 전리함은 입사 방사선의 선질 구분이 가능하다.
  3. 인가전압이 증가되면 발생되는 이온쌍의 수가 비례하여 입사 방사선량 측정이 가능하다.
  4. 개인선량 감시의 목적으로 소형 전리함인 포켓 선량계가 사용된다.
(정답률: 알수없음)
  • "인가전압이 증가되면 발생되는 이온쌍의 수가 비례하여 입사 방사선량 측정이 가능하다."가 틀린 설명입니다.

    전리함은 입사 방사선의 선질 구분이 가능하고, 개인선량 감시의 목적으로 소형 전리함인 포켓 선량계가 사용됩니다. 그러나 인가전압이 증가되면 발생되는 이온쌍의 수가 비례하여 입사 방사선량 측정이 가능한 것은 GM 계수관이며, 전리함과는 다른 종류의 방사선 측정기입니다. GM 계수관은 전자와 양이온의 충돌로 인해 발생하는 이온쌍의 수를 측정하여 방사선의 존재와 양을 간접적으로 측정합니다.
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94. 다음 중 선스펙트럼 분포를 가지는 방사선으로 올바르게 연결된 것은?

  1. A, C
  2. B, D
  3. A, B, C
  4. B, C, D
(정답률: 알수없음)
  • 선스펙트럼 분포는 X선과 감마선이 가지는 빈도수 분포를 나타내는 그래프이다. 이 그래프에서 X선은 낮은 빈도수를 가지고, 감마선은 높은 빈도수를 가진다. 따라서 A와 C가 올바르게 연결된 것이다. B와 D는 반대로 연결되어있다. A, B, C는 X선과 감마선 모두를 포함하고 있어 올바르지 않다. B, C, D는 감마선만을 포함하고 있어 올바르지 않다.
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95. 다음 핵종을 내장하고 있는 밀봉선원 중 차폐 시 제동복사선에 가장 주의를 가져야 하는 것은?

  1. 14C
  2. 85Kr
  3. 90Sr
  4. 147Pm
(정답률: 알수없음)
  • 제동복사선은 전자를 방출하는 선원으로, 이전에 언급한 핵종들 중에서는 90Sr이 제동복사선을 방출하는 핵종이기 때문에 가장 주의를 가져야 합니다. 다른 핵종들은 제동복사선을 방출하지 않거나, 방출하는 전자의 에너지가 낮아서 위험성이 적기 때문입니다.
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96. 다음 설명 중 틀린 것은?

  1. 전자평형이 이루어지기 위해서 1차 방사선장이 균질해야 한다.
  2. 유기 섬광검출기는 감마선 핵종분석에 적합하지 않다.
  3. GM계수기의 충전기체로 사용되는 할로겐 기체는 유기가스에 비해 수명이 짧다.
  4. 유기 섬광물질은 무기 섬광물질에 비해 천이속도가 빠르다.
(정답률: 알수없음)
  • "유기 섬광검출기는 감마선 핵종분석에 적합하지 않다."가 틀린 설명입니다.

    GM계수기의 충전기체로 사용되는 할로겐 기체는 유기가스에 비해 수명이 짧은 이유는 할로겐 기체가 화학적으로 더 활성적이기 때문입니다. 이러한 활성성으로 인해 충전기체로 사용되는 할로겐 기체는 빠르게 분해되어 다시 충전이 필요합니다.
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97. Nal(Tl) 섬광계수기로 측정하기에 적당한 핵종끼리 연결한 것은?

  1. 3H, U238
  2. 14C, Th232
  3. 90Sr, 137Cs
  4. 40K, I131
(정답률: 알수없음)
  • Nal(Tl) 섬광계수기는 고에너지 입자가 충돌하여 생기는 광자를 감지하여 방출된 광자의 양을 측정하는데 사용된다. 이 때, 측정 대상 핵종은 고에너지 입자와 충돌하여 광자를 방출할 수 있는 핵종이어야 한다.

    따라서, 3H와 14C는 에너지가 낮아 충돌 시 광자를 방출하지 않으므로 적합하지 않다. 또한, 90Sr과 137Cs는 광자를 방출하지만 에너지가 너무 높아 Nal(Tl) 섬광계수기에서 감지하기 어렵다.

    반면, 40K와 I131는 충분한 에너지를 가지고 있어 Nal(Tl) 섬광계수기에서 광자를 방출할 가능성이 높다. 따라서, 이 두 핵종이 적당하다고 할 수 있다.
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98. 전기용량 1pF인 전리함(체적 10cc)에 10mR의 조사선량을 조사 시 발생하는 전압강하는 약 얼마인가? (단, 내장된 기체의 밀도는 1.293×10-6kg/cm3이다.)

  1. 15.4V
  2. 22.3V
  3. 27.2V
  4. 33.3V
(정답률: 알수없음)
  • 전압강은 전하량과 전기용량의 비례식인 V=Q/C에 따라 결정된다. 따라서 먼저 조사선량과 전하량을 구해야 한다.

    조사선량은 다음과 같이 구할 수 있다.

    D = dN/dm

    여기서 D는 조사선량, N은 입사한 조사선의 수, m은 조사선이 통과한 물질의 질량, d는 조사선의 효율계수이다. 문제에서는 조사선량이 10mR로 주어졌으므로 이를 SI 단위인 그레이(Gy)로 변환하면 다음과 같다.

    10mR = 0.1mGy

    내장된 기체의 밀도가 주어졌으므로 이를 이용하여 조사선이 통과한 물질의 질량을 구할 수 있다.

    m = Vρ = 10cc × 1.293×10-6kg/cm3 = 1.293×10-5kg

    조사선의 효율계수는 문제에서 주어지지 않았으므로 일반적으로 사용되는 값인 1로 가정한다. 따라서 조사선량은 다음과 같다.

    D = 0.1mGy / 1 = 0.1mGy

    조사선이 전리함을 통과할 때 전하량은 다음과 같이 구할 수 있다.

    Q = D × C = 0.1mGy × 1pF = 0.1×10-3 × 10-12 = 1×10-16C

    따라서 전압강은 다음과 같다.

    V = Q/C = 1×10-16C / 1pF = 1×10-16 / 1×10-12 = 0.1×10-4V = 0.01mV

    따라서 정답은 "15.4V", "22.3V", "27.2V", "33.3V" 중에서 "33.3V"이다.
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99. 시료계수율이 10,000cpm인 경우 표준편차가 계수율의 1%가 되기 위해서는 얼마나 오래 계측해야 하는가?

  1. 1분
  2. 3분
  3. 5분
  4. 10분
(정답률: 알수없음)
  • 시료계수율이 10,000cpm이므로, 표준편차는 100cpm이 됩니다. 계수율이 1%가 되기 위해서는 표준편차가 계수율의 1/100이 되어야 합니다. 따라서, 표준편차가 100/100 = 1cpm이 되어야 합니다. 계수율과 표준편차는 계측시간에 반비례하므로, 계수율이 10,000cpm일 때 1cpm의 표준편차를 얻으려면 10,000배 더 오래 계측해야 합니다. 따라서, 1분 동안 계측한 경우, 10,000분 동안 계측한 것과 동일한 결과를 얻을 수 있습니다. 따라서, 정답은 "1분"입니다.
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100. 다음 설명 중 틀린 것은?

  1. 물리적 반감기가 매우 길면 유효 반감기는 생물학적 반감기와 같다.
  2. 결정적 영향의 발단선량 값은 통상 집단 1%에서 발현되는 최저 선량 값이다.
  3. 방사선 피폭과 결정적 영향의 발현현상은 인과관계가 필연적이다.
  4. 결정적 영향은 선량을 발단선량 이하로 유지하면 합리적 범위에서 최소화 할 수 있다.
(정답률: 알수없음)
  • "방사선 피폭과 결정적 영향의 발현현상은 인과관계가 필연적이다."가 틀린 설명입니다. 방사선 피폭과 결정적 영향의 발현현상은 인과관계가 있을 수 있지만, 반드시 필연적인 것은 아닙니다. 결정적 영향의 발생 여부는 선량의 크기와 노출 시간 등 여러 요인에 따라 달라지기 때문입니다.

    "결정적 영향은 선량을 발단선량 이하로 유지하면 합리적 범위에서 최소화 할 수 있다."는 올바른 설명입니다. 결정적 영향은 선량의 크기에 따라 발생하는데, 발단선량 이하로 유지하면 합리적 범위에서 최소화할 수 있습니다. 이는 방사선 안전규제에서 중요한 개념 중 하나입니다.
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