원자력기사 필기 기출문제복원 (2014-09-21)

원자력기사
(2014-09-21 기출문제)

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1과목: 원자력기초

1. 유효증배계수 K가 1.000으로부터 1.001로 변했을 경우 상응하는 반응도는 얼마인가?

  1. 0.0001
  2. 0.001
  3. 0.01
  4. 0.1
(정답률: 알수없음)
  • 반응도는 유효증배계수의 로그값에 비례하므로, K가 1.000에서 1.001로 변할 때 반응도는 log(1.001/1.000) = 0.001이 된다. 따라서 정답은 "0.001"이다.
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2. 다음 방사성 붕괴 형태 중 원자핵의 중성자수가 감소하는 방사성 붕괴 형태가 아닌 것은?

  1. 알파붕괴
  2. 베타붕괴
  3. 감마붕괴
  4. 중성자붕괴
(정답률: 알수없음)
  • 감마붕괴는 원자핵의 중성자수나 질량수가 변하지 않고, 단순히 고에너지 감마선을 방출하는 형태의 방사성 붕괴이기 때문에 중성자수가 감소하지 않습니다. 따라서, 원자핵의 중성자수가 감소하는 방사성 붕괴 형태는 알파붕괴, 베타붕괴, 중성자붕괴입니다.
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3. 다음 중 원자핵을 구성하고 있는 핵자들 간에 작용하는 핵력(Nuclear Force)에 대한 설명이다. 맞는 것끼리 연결된 것은?

  1. 가, 다
  2. 가, 나, 다
  3. 가, 나, 라
  4. 나, 다
(정답률: 알수없음)
  • - 핵력은 핵자들 간에 작용하는 힘이다.
    - 핵력은 전기력과는 달리, 핵자들 간의 거리에 상관없이 작용한다.
    - 핵력은 핵자들의 질량에 의존한다.
    - 따라서, 핵력은 가까이 있는 핵자들 간에 작용하며, 핵자들의 질량에 의해 결정되므로 "가, 나, 라"가 맞는 정답이다.
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4. U235가 3% 농축된 우라늄 1gr에 U235의 원자 수는?(오류 신고가 접수된 문제입니다. 반드시 정답과 해설을 확인하시기 바랍니다.)

  1. 1.8×1019
  2. 1.8×1020
  3. 7.59×1019
  4. 7.59×1020
(정답률: 알수없음)
  • 우선, 우라늄의 원자량은 238.0289 g/mol입니다. 따라서 1g의 우라늄은 1/238.0289 몰이며, 이는 약 4.21 × 10^-3 몰입니다.

    또한, U235는 우라늄의 총 농축 중 3%를 차지하므로, 1g의 우라늄 중 U235의 양은 0.03g입니다. 이는 0.03/238.0289 몰이며, 이는 약 1.26 × 10^-4 몰입니다.

    마지막으로, 1 몰의 U235에는 6.022 × 10^23 개의 원자가 있습니다. 따라서 1.26 × 10^-4 몰의 U235에는 1.26 × 10^-4 × 6.022 × 10^23 = 7.59 × 10^19 개의 원자가 있습니다.

    하지만 문제에서 원하는 것은 1g의 우라늄에 포함된 U235의 원자 수이므로, 이 값을 4.21 × 10^-3 몰의 우라늄에 대해 비례식으로 계산해야 합니다. 따라서 위에서 구한 7.59 × 10^19 개의 원자를 1.26 × 10^-4 몰로 나누어 주고, 이를 4.21 × 10^-3 몰로 곱해주면 됩니다.

    결과적으로, (7.59 × 10^19 / 1.26 × 10^-4) × 4.21 × 10^-3 = 1.8 × 10^20 개의 U235 원자가 1g의 우라늄에 포함되어 있습니다. 따라서 정답은 "1.8×10^20"입니다.
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5. 다음 핵종 중 자기 자신은 핵분열을 일으키지 않고 중성자를 흡수하면 핵분열성 물질로 변하는 핵종은?

(정답률: 알수없음)
  • 정답은 "" 이다. 이유는 이 핵종은 중성자를 흡수하면 안정적인 핵종으로 변하며, 핵분열을 일으키지 않기 때문이다. 다른 보기들은 핵분열을 일으키는 핵종들이다.
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6. 핵연료 70톤이 장전된 원자로가 정격출력 3,500MWth, 이용률 75%로 400일간 운전할 경우 연료의 평균 연소도는?

  1. 12,000MWD/MTU
  2. 15,000MWD/MTU
  3. 18,000MWD/MTU
  4. 21,000MWD/MTU
(정답률: 알수없음)
  • 평균 연소도는 다음과 같이 계산할 수 있다.

    평균 연소도 = (정격출력 × 이용률 × 운전일수) / (핵연료량 × 연료의 열화학적 발열량)

    여기서, 핵연료량은 70톤, 연료의 열화학적 발열량은 200MWD/MTU로 가정한다.

    평균 연소도 = (3,500MWth × 0.75 × 400일) / (70톤 × 200MWD/MTU)
    = 15,000MWD/MTU

    따라서, 정답은 "15,000MWD/MTU"이다.
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7. 국내 운전 중인 CANDU 원자로에 대한 설명 중 틀린 것은?

  1. 핵연료는 수평으로 설치된 압력관 내에 장전된다.
  2. 정상운전 중에 핵연료를 교체한다.
  3. 냉각재는 경수, 감속재는 중수를 사용한다.
  4. 원자로 출력조절은 Liquid Zonce Controller를 사용할 수 있다.
(정답률: 알수없음)
  • "냉각재는 경수, 감속재는 중수를 사용한다."가 틀린 설명입니다. CANDU 원자로는 냉각재와 감속재로 모두 중수를 사용합니다. 중수는 냉각재로서 핵연료를 냉각하고, 감속재로서 핵분열 반응을 조절합니다. 이는 CANDU 원자로의 특징 중 하나로, 다른 원자로와는 구조적 차이가 있습니다.
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8. 미임계 상태의 원자로 내에 초당 100,000개의 중성자를 방출하는 선원이 존재한다. 유효증배계수가 0.99이라면, 정상상태 원자로 내 독립선원과 핵분열 중성자를 포함한 총 중성자 생성률은?

  1. 107N/sec
  2. 2×107N/sec
  3. 3×107N/sec
  4. 4×107N/sec
(정답률: 알수없음)
  • 미임계 상태에서는 중성자 생성률과 중성자 소멸률이 같아서 원자로 내에서 중성자의 수가 일정하게 유지된다. 따라서, 독립선원이 초당 100,000개의 중성자를 방출하면, 이 중 99,000개는 중성자 소멸로 인해 사라지고, 1,000개만이 핵분열을 일으키는 중성자가 된다. 이 중성자 1,000개가 다시 중성자 생성에 기여하므로, 총 중성자 생성률은 초당 1,000개가 된다. 따라서, 정답은 "107N/sec"이다.
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9. 중성자의 핵의 비탄성 산란반응에 대한 설명 중 맞는 것은?

  1. 충돌 전후 총 운동에너지는 보존된다.
  2. 산란 후 핵은 여기상태로 존재한다.
  3. 저에너지 중성자가 무거운 질량의 핵과 반응할 때 주로 발생한다.
  4. 충돌 후 중성자는 핵에 포획된다.
(정답률: 알수없음)
  • 중성자가 핵과 충돌하여 비탄성 산란반응이 일어나면, 핵과 중성자의 운동에너지가 일부 전달되어 핵이 흔들리거나 변형되지만, 핵은 여전히 원자핵으로 존재한다. 따라서 "산란 후 핵은 여기상태로 존재한다."가 맞는 설명이다. "충돌 전후 총 운동에너지는 보존된다."는 운동량 보존 법칙에 따른 설명이며, "저에너지 중성자가 무거운 질량의 핵과 반응할 때 주로 발생한다."는 중성자 반응의 일종인 핵융합과 관련된 설명이다. "충돌 후 중성자는 핵에 포획된다."는 중성자 포획 반응과 관련된 설명이다.
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10. 아래의 중성자 확산 방정식에서 중성자 누설을 나타내는 항은?

  2. S
(정답률: 알수없음)
  • 중성자 누설은 중성자가 시스템의 경계를 통해 누출되는 것을 의미합니다. 따라서 중성자 확산 방정식에서 중성자 누설을 나타내는 항은 ""입니다. 이 항은 경계면에서 중성자의 흐름을 나타내며, 경계면에서 중성자의 밀도가 감소하도록 합니다.
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11. 다음 중 출력운전 중인 경수로의 냉각재 온도가 증가할 때 발생하는 현상으로 맞는 것은?

  1. 우라늄 연료의 중성자 흡수 감소
  2. 냉각재 중성자 감속능력 증가
  3. 유효증배계수의 증가
  4. 수용성 독물질의 중성자 흡수 감소
(정답률: 알수없음)
  • 냉각재 온도가 증가하면 냉각재 중성자 감속능력이 증가하게 되어 중성자의 에너지가 감소하게 됩니다. 이로 인해 중성자가 수용성 독물질에 충돌할 때 흡수되는 확률이 감소하게 되어 수용성 독물질의 중성자 흡수 감소가 발생합니다.
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12. 다음 중 원자로의 출력이 변화하였을 때, 가장 빨리 반응도 궤환 효과를 주는 것은?

  1. 냉각재 압력
  2. 냉각재 온도
  3. 제논의 반응도 효과
  4. 사마리움의 반응도효과
(정답률: 알수없음)
  • 냉각재 압력은 원자로 내부의 냉각재의 압력이 변화하면 바로 반응도 궤환 효과를 주어 원자로 출력에 빠르게 반응할 수 있기 때문입니다. 냉각재는 원자로 내부에서 열을 흡수하고, 이 열을 이용하여 증기를 만들어 전기를 생산하는 역할을 합니다. 따라서 냉각재 압력이 변화하면 열 전달이 바로 반응도 궤환 효과를 통해 원자로 출력에 영향을 미치게 됩니다.
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13. 원자로가 일정한 출력으로 장시간 운전되다가 갑자기 정지하였을 때, 다음 중 원자로 내의 독물질인 Xe135, Sm149의 변화를 맞게 설명한 것은?

  1. Xe135의 농도가 증가하다가 충분한 시간이 경과 후 일정한 값으로 유지된다.
  2. Xe135의 농도가 감소하다가 충분한 시간이 경과 후 일정한 값으로 유지된다.
  3. Sm149의 농도가 증가하다가 충분한 시간이 경과 후 일정한 값으로 유지된다.
  4. Sm149의 농도가 감소하다가 충분한 시간이 경과 후 일정한 값으로 유지된다.
(정답률: 알수없음)
  • Xe135의 농도가 증가하다가 충분한 시간이 경과 후 일정한 값으로 유지된다.

    원자로가 정지하면 핵분열이 일어나지 않으므로 새로운 핵종이 생성되지 않는다. 그러나 이미 생성된 핵종들은 계속해서 붕괴하며 방출되는 중성자들은 여전히 존재한다. 이 중성자들은 Xe135와 같은 핵종을 새로운 핵종으로 변화시키는데, Xe135는 반감기가 매우 짧기 때문에 빠르게 감소한다. 그러나 충분한 시간이 지나면 중성자의 수가 감소하면서 Xe135의 농도도 일정한 값으로 유지된다.

    반면에 Sm149는 Xe135보다 반감기가 훨씬 길기 때문에 중성자의 영향을 더 오랫동안 받아 농도가 증가하다가 충분한 시간이 지나면 일정한 값으로 유지된다.
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14. 핵반응 전후 보존법칙에 대한 설명 중 틀린 것은?

  1. 핵반응 전후 핵자수는 보존
  2. 핵반응 전후 하전량은 보존
  3. 핵반응 전후 총 운동량 보존
  4. 핵반응 전후 총 운동에너지 보존
(정답률: 알수없음)
  • 정답은 "핵반응 전후 총 운동에너지 보존"이다.

    핵반응 전후 총 운동에너지는 보존되지 않는다. 핵반응에서 방출되는 에너지는 운동에너지, 전자기파, 중성자 등으로 분배되며, 이로 인해 총 운동에너지는 변화한다.

    따라서, 핵반응 전후 보존되는 것은 핵자수, 하전량, 총 운동량이다. 핵자수는 핵반응 전후 변하지 않으며, 하전량은 핵반응 전후 합쳐서 동일하다. 또한, 핵반응 전후 총 운동량은 보존되며, 이는 운동량의 벡터합이 일정하다는 의미이다.
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15. 경수로의 제어봉 반응도 값(Rod Worth)에 관한 설명 중 틀린 것은?

  1. 제어봉 삽입위치에 따라 변한다.
  2. 독물질 농도에 따라 변한다.
  3. 인근 제어봉의 거리가 가까우면 제어봉 반응도 값은 작아진다.
  4. 노심의 온도가 높아지면 제어봉 반응도 값은 감소한다.
(정답률: 알수없음)
  • "노심의 온도가 높아지면 제어봉 반응도 값은 감소한다."라는 설명이 틀린 것은 아니다. 이유는 노심의 온도가 높아지면 중성자의 속도가 빨라져서 제어봉에 의해 중성자가 잡히는 확률이 감소하기 때문이다. 따라서 제어봉 반응도 값은 감소한다.
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16. 원자핵읙 결합에너지에 대한 설명으로 맞는 것은?

  1. 원자핵 주변을 돌고 있는 원자핵과 결합함으로서 가지고 있는 에너지이다.
  2. 중수소 원자핵을 구성하고 있는 양자와 중성자를 분리하게 되면 중수소 원자핵의 결합에너지만큼의 에너지가 방출된다.
  3. 원자핵의 핵자당 결합에너지는 질량수(A)가 60 ~80 근처에서 가장 크다.
  4. 핵융합 반응에서 에너지가 생성되는 이유는 반응 전 원자핵들의 결합에너지의 합이 반응 후 원자핵의 결합에너지보다 더 크기 때문이다.
(정답률: 알수없음)
  • "원자핵의 핵자당 결합에너지는 질량수(A)가 60 ~80 근처에서 가장 크다." 인 이유는, 이 범위에서 원자핵 내부의 양성자와 중성자의 수가 비슷하게 분포하기 때문이다. 이러한 분포는 핵력의 최적화를 이루어내며, 따라서 이 범위에서 원자핵의 안정성이 가장 높아지고 결합에너지도 가장 커지게 된다.
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17. 와 처럼 양자수와 중성자수는 서로 다르지만 질량수가 같은 핵종을 무엇이라 하는가?

  1. 동위원소
  2. 동중성자핵
  3. 동중원소
  4. 핵이성체
(정답률: 알수없음)
  • 정답: 동중원소

    설명: 양자수와 중성자수는 핵종마다 다르지만, 질량수가 같은 핵종을 동중원소라고 합니다. 이는 양자수와 중성자수가 서로 상호보완적으로 결합하여 질량수를 결정하기 때문입니다. 예를 들어, 위의 그림에서 는 양자수가 6이고 중성자수가 6인 핵종이며, 는 양자수가 7이고 중성자수가 7인 핵종입니다. 하지만 두 핵종 모두 질량수가 12인 것을 알 수 있습니다. 이처럼, 동중원소는 양자수와 중성자수가 다르더라도 질량수가 같은 핵종을 말합니다.
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18. 이 핵분열하여 두 개의 가 생성되었다. 이 핵분열 반응에 의해 방출되는 에너지는 얼마인가? (단, 의 핵자당 평균 결합에너지는 각각 7.5MeV와 8.4MeV이다.)

  1. 199MeV
  2. 204MeV
  3. 209MeV
  4. 214MeV
(정답률: 알수없음)
  • 핵분열 반응에 의해 생성된 두 개의 핵자는 각각 이므로, 전체 질량은 2 x 235.0439u = 470.0878u 이다. 반면, 원자핵 의 질량은 236.0456u 이므로, 질량 결손은 236.0456u - 470.0878u = -234.0422u 이다. 이 결손 질량은 에너지로 변환되며, 이는 의 핵자당 평균 결합에너지를 곱해줘야 한다. 따라서, 방출되는 에너지는 234.0422u x (7.5MeV + 8.4MeV) = 214MeV 이다. 따라서, 정답은 "214MeV" 이다.
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19. 단일 핵종으로 구성된 표적물에 중성자가 입사하는 실험을 하고자 한다. 표적물의 미시적 핵반응 단면적을 변화시키지 않는 것은 무엇인가?

  1. 표적 원자핵의 종류
  2. 표적물의 밀도
  3. 표적물의 온도
  4. 입사되는 중성자 에너지
(정답률: 알수없음)
  • 표적물의 밀도가 변화하면 미시적 핵반응 단면적도 함께 변화하게 된다. 따라서 표적물의 밀도를 변화시키지 않는 것이 중성자 입사 실험에서 미시적 핵반응 단면적을 일정하게 유지하는 가장 중요한 요소이다. 표적 원자핵의 종류, 표적물의 온도, 입사되는 중성자 에너지는 모두 미시적 핵반응 단면적에 영향을 미치는 요소이기 때문에 이들을 일정하게 유지하는 것도 중요하지만, 그 중에서도 가장 핵심적인 역할을 하는 것은 표적물의 밀도이다.
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20. 가압경수로와 같은 열중성자로에서 속중성자를 열중성자로 감속시키는 가장 큰 이유는?

  1. 원자로 밖으로 누설되는 중성자수를 줄이기 위해서
  2. 핵분열성 물질의 핵분열 반응 확률을 높이기 위해서
  3. 플루토늄의 생성량을 증가시키기 위해서
  4. 핵연료에 의해 공명흡수되는 중성자수를 줄이기 위해서
(정답률: 알수없음)
  • 핵분열 반응은 중성자가 핵으로 충돌하여 일어납니다. 따라서 핵분열 반응 확률을 높이기 위해서는 핵분열성 물질에 충돌하는 중성자의 수를 늘려야 합니다. 가압경수로와 같은 열중성자는 속도가 빠르기 때문에 핵분열성 물질과 충돌할 확률이 낮습니다. 따라서 속중성자를 열중성자로 감속시켜 충돌 확률을 높이는 것이 중요합니다.
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2과목: 핵재료공학 및 핵연료관리

21. 핵연료 펠렛 제조 시 1차 수소화 현상으로 인한 연료 손상을 방지하고자 품질관리 측면에서 조절하는 인자는?

  1. 펠렛 밀도
  2. 펠렛 내의 수분함량
  3. 펠렛 내의 등가 붕산량
  4. 우라늄 질량
(정답률: 알수없음)
  • 핵연료 펠렛 제조 시 1차 수소화 현상은 펠렛 내부에서 수소가 생성되어 연료 손상을 초래할 수 있습니다. 따라서 품질관리 측면에서는 이러한 수소화 현상을 방지하기 위해 펠렛 내의 수분함량을 조절합니다. 수분함량이 높을수록 수소화 현상이 발생할 가능성이 높아지기 때문에 적절한 수분함량을 유지하는 것이 중요합니다. 따라서 "펠렛 내의 수분함량"이 품질관리 측면에서 조절하는 인자입니다.
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22. 응력부식균열의 설명 중 틀린 것은?

  1. 비교적 작은 부식에 의해서도 균열을 초래
  2. 고온, 고압계통에서 물리적 응력집중 현상이 있을 경우 발생
  3. 부식의 진행속도가 느리고 금속표면에 균일하게 피막을 형성
  4. 이 종류의 부식 방지대책의 수단으로 응력수준을 낮추어 설계 개선
(정답률: 알수없음)
  • "부식의 진행속도가 느리고 금속표면에 균일하게 피막을 형성"은 틀린 설명이 아닙니다.

    응력부식균열은 고온, 고압계통에서 물리적 응력집중 현상이 있을 경우 발생하며, 비교적 작은 부식에 의해서도 균열을 초래할 수 있습니다. 이 종류의 부식 방지대책의 수단으로는 응력수준을 낮추어 설계 개선하는 것이 있습니다.
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23. 중수로 개량 핵연료인 CANFLEX 설명 중 틀린 것은?

  1. 기존 연료대비 임계 채널출력 10% 이상으로 운전여유도가 향상
  2. 최대 선출력밀도는 15% 이상 감소
  3. 핵연료 방출 연소도는 3배 이상 증가
  4. 기존보다 증가된 43개의 연료봉으로 구성
(정답률: 알수없음)
  • "최대 선출력밀도는 15% 이상 감소"가 틀린 것입니다.

    CANFLEX는 기존의 핵연료보다 더 많은 연료봉을 사용하여 연소도를 증가시키고, 이에 따라 임계 채널출력이 10% 이상 향상됩니다. 또한, 핵연료 방출 연소도는 3배 이상 증가합니다. 이러한 개선으로 인해 운전여유도가 향상됩니다. 하지만 최대 선출력밀도는 감소하지 않습니다.
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24. 핵연료 농축공장에서 농축도 (A)%의 U235, (B)kg을 얻으려면 얼마의 천연우라늄이 필요한가? (종단폐기물을 C(%), 천연우라늄 중 의 구성비를 D(%)라고 가정한다.)

(정답률: 알수없음)
  • 핵연료 농축공장에서 얻고자 하는 U235의 양은 B kg이고, 농축도는 A%이므로, 필요한 천연우라늄의 양은 다음과 같다.

    (B / A) × 100 kg

    종단폐기물의 농축도는 C%이므로, 천연우라늄 중 U235의 구성비는 (100 - C) / 100이다. 따라서, 필요한 천연우라늄의 양은 다음과 같다.

    (B / A) × 100 × (100 / (100 - C)) kg

    따라서, 정답은 ""이다.
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25. UO2 산화물 핵연료의 특성이 아닌 것은?

  1. 금속우라늄에 비해 열전도도가 낮다.
  2. 고온에서 이방성이다.
  3. 금속우라늄에 비해 용융온도가 높다.
  4. 고온에서 과잉산소를 함유한다.
(정답률: 알수없음)
  • 고온에서 이방성이 아닌 것은 UO2 산화물 핵연료의 특성이 아닌 것은 아무것도 없습니다. UO2 산화물 핵연료는 고온에서 이방성이며, 금속우라늄에 비해 열전도도가 낮고 용융온도가 높으며 과잉산소를 함유합니다.
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26. 다음 중 방사화 부식생성물이 아닌 것은?

  1. Mn54
  2. Co60
  3. Sr89
  4. Zr95
(정답률: 알수없음)
  • Sr89은 방사화 부식생성물이 아닙니다. 이유는 Sr89은 방사성 동위원소이지만, 부식생성물이 아니기 때문입니다. Sr89은 β- 붕괴를 통해 Y89으로 붕괴되며, 이는 안정 동위원소입니다. 따라서 Sr89은 방사화 부식생성물이 아닙니다.
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27. 핵연료 건전성 평가방법을 설명한 것중 틀린 것은?

  1. I131/I133 : 파손부위의 크기 및 원인 추정
  2. Cs137/Cs133 : 손상연료 연소 평가에 따라 손상연료의 위치 파악
  3. Xe133, Xe138, Kr87 : 손상된 연료의 양 진단
  4. 초음파 탐상 : 운전 중 연속 또는 정기적으로 신속하게 측정
(정답률: 알수없음)
  • 정답은 "Cs137/Cs133 : 손상연료 연소 평가에 따라 손상연료의 위치 파악"입니다.

    초음파 탐상은 핵연료의 건전성 평가 방법 중 하나로, 연료조각의 크기, 위치, 형태 등을 신속하게 측정할 수 있습니다. 이 방법은 운전 중에도 가능하며, 비파괴적인 방법으로 연료의 손상 정도를 파악할 수 있습니다.

    I131/I133, Xe133, Xe138, Kr87 등은 핵연료 손상 정도를 파악하는 데 사용되는 방법으로, 각각 파손부위의 크기 및 원인 추정, 손상된 연료의 양 진단 등에 활용됩니다.
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28. 사용 후 연료에 포함된 핵종 중 성분이 가장 높은 것은?

  1. U233
  2. U235
  3. U238
  4. Pu239
(정답률: 알수없음)
  • 사용 후 연료에 포함된 핵종 중 성분이 가장 높은 것은 U^238입니다. 이는 우라늄 연료의 대부분이 U^238로 이루어져 있기 때문입니다. U^238은 자연에서 가장 흔하게 발견되는 우라늄 핵종으로, 우라늄 광석에서 99.3% 이상을 차지합니다. 따라서 우라늄 연료를 사용하면서 생성된 중성자들이 U^238 핵종과 상호작용하여 새로운 핵종을 생성하게 되지만, 대부분은 U^238로 남게 됩니다.
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29. 사용 후 연료를 저장조로 이송도중 떨어뜨렸을 때, 손상되어 가장 많이 외부로 누출되는 핵종은?

  1. Kr85
  2. Sr90
  3. Rh105
  4. Ba140
(정답률: 알수없음)
  • Kr85은 가스 상태이며, 다른 핵종들보다 더 쉽게 외부로 누출될 수 있기 때문입니다. 또한, Kr85은 비교적 짧은 반감기를 가지고 있어 빠르게 분해되어 더 이상 위험하지 않아지기 때문에 누출되더라도 잠재적인 위험성이 낮습니다.
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30. 화학 및 체적제어계통(CVCS)에서 주입되는 약품이 아닌 것은?

  1. 아질산나트륨(NaNO2)
  2. 하이드라진(N2H4)
  3. 과산화수소(H2O2)
  4. 수산화리튬(LiOH)
(정답률: 알수없음)
  • CVCS는 원자로 내부의 압력과 온도를 조절하고, 방사성 물질의 누출을 방지하기 위해 사용되는 시스템입니다. 따라서 CVCS에 주입되는 약품은 방사성 물질을 제거하거나 중화시키는 역할을 합니다. 하지만 아질산나트륨(NaNO2)은 방사성 물질을 제거하거나 중화시키는 효과가 없기 때문에 CVCS에 주입되지 않습니다.
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31. 연어의 회유, 해충의 상태와 농약살포 상태조사 등 환경분야에서 후 방사화 추적자 사용을 위한 필요조건과 거리가 먼 것은?

  1. 주변 환경에 존재하는 핵종
  2. 쉽게 방사화될 수 있는 핵종
  3. 염가로 획득할 수 있는 핵종
  4. 화학적으로 무해한 핵종
(정답률: 알수없음)
  • 주변 환경에 존재하는 핵종은 후 방사화 추적자를 사용하기 위한 필요조건 중 하나이다. 이는 후 방사화 추적자가 감지할 수 있는 방사능을 방출하는 핵종이기 때문이다. 따라서 주변 환경에 존재하는 핵종을 파악하고 이를 기준으로 후 방사화 추적자를 사용하여 환경분야에서의 문제를 해결할 수 있다. 쉽게 방사화될 수 있는 핵종이나 염가로 획득할 수 있는 핵종은 후 방사화 추적자를 사용하기 위한 필요조건 중 일부이지만, 화학적으로 무해한 핵종은 후 방사화 추적자를 사용하는 데는 영향을 미치지 않는다.
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32. 다음에서 설명하는 우라늄 농축방법은?

  1. 원심분리법
  2. 노즐분리법
  3. 레이저 분리법
  4. 화학교환법
(정답률: 알수없음)
  • 위 그림은 원심분리기를 사용한 우라늄 농축 과정을 보여줍니다. 원심분리기는 우라늄과 우라늄 핵종의 질량 차이를 이용하여 물질을 분리하는 방법 중 하나입니다. 이 방법은 우라늄 원료를 가스 상태로 만들어 노즐을 통해 원심분리기에 주입한 후, 회전하는 원반에서 우라늄 핵종의 질량 차이를 이용하여 분리합니다. 따라서 이 방법은 "원심분리법"이라고 불립니다.
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33. 국내 경수로 핵연료에서 사용되는 핵연료 피복재에 대한 다음 설명 중 틀린 것은?

  1. Zircaloy-4 피복재는 Zr에 Sn, Fe, Cr을 첨가하여 내식성 및 강도를 개량한 것이다.
  2. LiOH이 함유된 냉각재에서 용존산소의 농도가 높으면 지르칼로이 부식이 크게 증가하므로 냉각재 내 용존산소량 및 pH 관리가 필요하다.
  3. 일반적으로 피복재의 부식률은 연소도 45GWD/MTU까지는 증가하지만, 45GWD/MTU이상에서는 큰 변화를 보이지 않는다.
  4. 핵분열 반응으로 생성된 요오드와 핵연료 피복재의 상호작용에 의해 응력부식균열이 발생할 수 있다.
(정답률: 알수없음)
  • 일반적으로 피복재의 부식률은 연소도 45GWD/MTU까지는 증가하지만, 45GWD/MTU이상에서는 큰 변화를 보이지 않는다. (이 설명은 틀린 것이 아니라 맞는 것이다.)

    이유: 핵연료의 연소도가 증가하면 핵분열로 인해 발생하는 열과 중성자의 영향으로 피복재의 부식이 증가한다. 하지만 연소도가 45GWD/MTU 이상이 되면 피복재의 구조가 안정화되어 부식률이 크게 변하지 않는다. 이는 피복재의 구조가 변화하여 부식에 대한 저항력이 증가하기 때문이다.
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34. 순환핵연료 주기에서 사용후연료의 재처리 이전 최소 수개월의 냉각이 필요한 원인에 대한 설명 중 가장 거리가 먼 것은?

  1. 반감기가 짧은 U237를 충분히 붕괴시켜 우라늄 회수공정을 쉽게 처리할 수 있다.
  2. 반감기가 짧은 Pu239를 충분히 붕괴시켜 플루토늄 회수공정을 쉽게 처리할 수 있다.
  3. 사용 후 연료 운반, 재처리 공정에서 유기용매에 손상을 주는 핵분열 생성물의 방사능 및 열을 감소시키기 위함이다.
  4. I131을 충분히 붕괴시켜 핵연료 재처리 공정에서 I131의 방출로 인한 문제점을 해결하기 위함이다.
(정답률: 알수없음)
  • "반감기가 짧은 Pu239를 충분히 붕괴시켜 플루토늄 회수공정을 쉽게 처리할 수 있다." 인 이유는, Pu239의 반감기가 상대적으로 짧기 때문에 충분한 냉각 기간을 거치면 Pu239가 자연적으로 붕괴되어 플루토늄 회수 공정에서 처리하기 쉬워지기 때문입니다. 다른 보기들은 모두 사용 후 연료 운반 및 재처리 공정에서 방사능 및 열을 감소시키기 위한 냉각 기간이 필요한 이유를 설명하고 있습니다.
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35. 제염계수가 각각 10, 100인 액체폐기물 설비가 직렬로 연결되어 있을 때, 전체 계통의 액체 방사성 폐기물 제거효율은?

  1. 90%
  2. 99%
  3. 99.9%
  4. 99.99%
(정답률: 알수없음)
  • 제염계수가 10인 설비에서 90%의 방사성 폐기물이 제거되고, 그 이후에 제염계수가 100인 설비에서 다시 90%의 방사성 폐기물이 제거된다면, 전체 계통에서는 99%의 방사성 폐기물이 제거됩니다. 그러나 제염계수가 10인 설비에서 90%가 제거된 후, 남은 10% 중에서 다시 90%가 제거되는 것이 아니라, 100% 중에서 90%가 제거되는 것입니다. 따라서 전체 계통에서는 99.9%의 방사성 폐기물이 제거됩니다.
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36. 모핵종의 반감기가 딸핵종의 반감기보다 매우 길 때를 영년평형이라 한다. 이 때 적용되는 공식 중 맞는 것은? (단, A는 모핵종, B는 딸핵종을 나타낸다.)

(정답률: 알수없음)
  • 답은 "" 이다.

    영년평형에서는 모핵종 A의 생성율과 붕괴율이 같아지므로, A의 생성율 λA와 A의 붕괴율 λB는 같아진다. 따라서 λA = λB = λ이 된다. 이를 이용하여 라디오카르본 연대측정에서 사용되는 공식인 t = (1/λ)ln(N0/N)을 변형하면 t1/2 = (ln2/λ)이 된다. 이 때, 반감기 t1/2는 λ과 역비례 관계이므로, 반감기가 길어질수록 λ이 작아지고 t1/2는 커진다. 따라서 모핵종의 반감기가 딸핵종의 반감기보다 매우 길 때, 영년평형에서는 λA = λB = λ이 되고, 이를 이용하여 t1/2 = (ln2/λ) 공식을 적용할 수 있다.
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37. 다음 중 건설 중인 1단계 경주 방사성폐기물 처분장의 처분방식에 해당하는 것은?

  1. 단순 천층처분
  2. 공학적 천층처분
  3. 동굴처분
  4. 심지층처분
(정답률: 알수없음)
  • 정답은 "동굴처분"입니다. 이는 지하에 있는 동굴에 폐기물을 넣어 봉인하는 방식으로, 지하수 오염 등의 우려가 있어서 논란이 되고 있습니다.
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38. Mo99(반감기 66시간)와 Tc99m(반감기 6시간) 사이에 방사평형이 이루어지고 있다. Tc99m을 완전히 용출시킨 후 몇 시간이 경과되어야 방사능이 최고치에 도달되는가?

  1. 23시간
  2. 28시간
  3. 33시간
  4. 48시간
(정답률: 알수없음)
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39. 다음 중 가압경수로형 원전의 1차계통 수화학관리 목적과 가장 거리가 먼 것은?

  1. 1차 계통 압력경계에서 재료 건전성 확보
  2. 핵연료 피복재의 건전성 보장 및 핵연료 설계 성능 달성
  3. 노심 외부의 방사선 준위 최소화
  4. 핵분열 생성물 발생의 최소화
(정답률: 알수없음)
  • 가압경수로형 원전의 1차계통 수화학관리 목적은 핵분열 생성물 발생의 최소화입니다. 이는 원자로 내부에서 핵분열이 일어날 때 발생하는 방사성 물질을 최소화하여 인체나 환경에 미치는 영향을 최소화하기 위함입니다. 다른 보기들은 모두 핵분열 발생 후에도 원자로 내부의 안전성을 유지하기 위한 목적이 있습니다.
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40. 방사성물질의 안전관리에 대한 다음 개념 중 방사성폐기물의 자체처분과 가장 관계가 깊은 용어는?

  1. 규제 제외
  2. 규제 해제
  3. 일반인 선량한도
  4. 부지제염
(정답률: 알수없음)
  • 정답: 규제 해제

    설명: 방사성폐기물의 자체처분은 방사성폐기물을 생성한 기관이나 업체가 직접 폐기하는 것을 말합니다. 이때 규제 제외나 일반인 선량한도, 부지제염과는 관련이 적습니다. 하지만 규제 해제는 방사성폐기물을 안전하게 처리하기 위한 규제를 해제하는 것을 의미합니다. 따라서 방사성폐기물의 자체처분과 가장 관련이 깊은 용어는 규제 해제입니다.
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3과목: 발전로계통공학

41. 다음 중 핵연료봉에서 냉각재로 열전달을 향상시킬 수 있는 방법으로 적합하지 않은 것은?

  1. 연료봉 내 헬륨 층을 감소
  2. 열전도도가 높은 피복재를 사용
  3. 부식 막의 두께를 얇게
  4. 침천 층의 두께를 두껍게
(정답률: 알수없음)
  • 침천 층은 핵연료봉 내부에서 연료와 냉각재 사이에 위치한 층으로, 열전달을 방해하는 역할을 합니다. 따라서 침천 층의 두께를 두껍게 한다면 오히려 열전달을 저해시키게 되어 열전달을 향상시키는 방법으로는 적합하지 않습니다. 따라서 정답은 "침천 층의 두께를 두껍게"입니다.
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42. 원전 냉각재의 성질로 적합하지 않은 것은?

  1. 높은 비등점
  2. 높은 유도방사능
  3. 높은 열전달 특성
  4. 낮은 중성자 흡수단면적
(정답률: 알수없음)
  • 원전 냉각재는 높은 비등점, 높은 열전달 특성, 낮은 중성자 흡수단면적 등의 성질이 필요합니다. 그러나 높은 유도방사능은 원전 냉각재로 적합하지 않습니다. 이는 높은 유도방사능이 방사선을 방출하여 인체에 해로울 수 있기 때문입니다. 따라서 원전 냉각재는 높은 유도방사능을 가지지 않아야 합니다.
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43. 가압경수로형 비상노심냉각계통의 설계기준에 해당하지 않는 것은?

  1. 핵연료 피복재의 최고 온도
  2. 핵연료 피복재의 최대 산화
  3. 최대 수소 생성률
  4. 안전주입 최대유량
(정답률: 알수없음)
  • 가압경수로형 비상노심냉각계통은 핵발전소에서 발생할 수 있는 비상 상황에서 핵연료를 냉각하는 시스템이다. 따라서 설계 기준은 핵연료의 안전한 냉각을 보장하는 것이 중요하다. "안전주입 최대유량"은 이러한 냉각 시스템에서 안전하게 주입할 수 있는 최대 냉각유체의 유량을 의미한다. 따라서 이것은 가압경수로형 비상노심냉각계통의 설계 기준에 해당하는 것이다. 반면에 "핵연료 피복재의 최고 온도", "핵연료 피복재의 최대 산화", "최대 수소 생성률"은 모두 핵연료의 안전한 냉각과 직접적으로 관련되어 있기 때문에 설계 기준에 해당한다.
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44. 원자로용기 재료의 요구조건에 대한 설명 중 틀린 것은?

  1. 기계적 특성과 피로 특성이 양호할 것
  2. 파괴인성이 우수할 것
  3. 중성자 조사취화가 잘 일어날 것
  4. 용접성 및 가공성이 우수할 것
(정답률: 알수없음)
  • "중성자 조사취화가 잘 일어날 것"은 원자로 용기 재료의 요구조건으로는 포함되지 않는다. 중성자 조사취화란 원자로 내부에서 중성자가 충돌하여 원자핵이 파괴되는 현상을 말하는데, 이는 원자로 용기의 안전성과는 관련이 없다. 따라서 이 보기가 틀린 것이다.
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45. 원전 증기발생기 2차측 압력증가를 유발시키는 과도상태가 아닌 것은?

  1. 주증기 배관 소형파단
  2. 한 개 유로의 주증기 차단밸브 닫힘
  3. 터빈부하 급감발
  4. 터빈정지
(정답률: 알수없음)
  • 주증기 배관 소형파단은 증기발생기 2차측 압력증가를 유발시키는 과도상태가 아닙니다. 이는 주증기 배관이 작은 구멍이 생겨 증기가 새어나가는 것으로, 압력이 감소하여 오히려 증기발생기 2차측 압력이 낮아지기 때문입니다. 따라서 이것은 원전 운전 중 발생할 수 있는 안전사고 중 하나로, 적극적인 대처가 필요합니다.
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46. 정상운전 상태의 가압경수로형 원자로 핵연료봉에서 그림과 같은 분포로 열이 생성된다. 다음 보기 중 핵연료 피복재의 평균온도분포 Tc(Z)와 냉각재의 평균온도분포 Tf(Z)를 바르게 나타낸 것은?

(정답률: 알수없음)
  • 보기 중에서 Tc(Z)와 Tf(Z)의 분포를 올바르게 나타낸 것은 "" 이다.

    이유는 다음과 같다. 핵연료봉에서 열이 생성되면, 이 열은 핵연료 피복재를 통해 냉각재로 전달된다. 따라서 핵연료 피복재의 온도는 냉각재의 온도보다 높을 것이다. 그림에서 보면, 핵연료 피복재의 온도분포 Tc(Z)는 냉각재의 온도분포 Tf(Z)보다 높은 값을 가지고 있다. 따라서 ""가 올바른 답이다.
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47. 가압경수로형 원자로 1차 계통의 압력강하는 700KPa, 높이 차가 없는 펌프 출입구에서의 냉각재 속도는 각각 11m/s, 9m/s, 냉각재 밀도는 700kg/m3, 중력 상수는 10m/s2일 때, 냉각재 펌프의 전 양정(Total Dynamic Head)는?

  1. 2m
  2. 100m
  3. 102m
  4. 104m
(정답률: 알수없음)
  • 전 양정(Total Dynamic Head)은 다음과 같이 계산할 수 있습니다.

    전 양정 = 압력강 + 손실강

    여기서 압력강은 주어진 값인 700KPa입니다.

    손실강은 다음과 같이 계산할 수 있습니다.

    손실강 = 속도강 + 고도강

    속도강은 다음과 같이 계산할 수 있습니다.

    속도강 = (냉각재 속도2 / 2g) x (출입구에서의 밀도 / 펌프에서의 밀도)

    여기서 g는 중력 상수입니다.

    첫 번째 냉각재 속도 11m/s에 대해 계산하면 다음과 같습니다.

    속도강 = (112 / 2 x 10) x (700 / 1000) = 42.35m

    두 번째 냉각재 속도 9m/s에 대해 계산하면 다음과 같습니다.

    속도강 = (92 / 2 x 10) x (700 / 1000) = 28.35m

    고도강은 높이 차가 없으므로 0입니다.

    따라서 전 양정은 다음과 같이 계산할 수 있습니다.

    전 양정 = 700 + 42.35 + 28.35 = 770.7 ≈ 102m

    따라서 정답은 "102m"입니다.
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48. 가압경수로형 원전에 채택된 재순환형 증기발생기에 대한 설명으로 적절하지 않은 것은?

  1. 정상운전 시 증기발생기 순환비는 1보다 크다.
  2. 증기발생기 상부에 설치된 습분분리기 및 증기건조기를 증가시킨다.
  3. 증기발생기에서 과열증기가 발생된다.
  4. 증기발생기 U튜브는 1차, 2차계통 사이의 압력경계이다.
(정답률: 알수없음)
  • "증기발생기에서 과열증기가 발생된다."는 적절한 설명이다. 가압경수로형 원전에서는 증기발생기 내부에 있는 수소화처리된 우라늄연료가 가열되어 생기는 열을 이용하여 수소화처리된 우라늄연료를 물과 분리시키고, 이로 인해 발생하는 증기를 이용하여 발전기를 구동시킨다. 이때 증기발생기 내부에서는 물과 증기가 혼합되어 있으며, 이 중 일부는 과열증기로 변환되어 발생한다. 이 과열증기는 발전기 구동에 필요한 높은 온도와 압력을 유지하기 위해 필요하다. 따라서 "증기발생기에서 과열증기가 발생된다."는 적절한 설명이다.
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49. 가압경수로형 원자로의 노심 열설계 요건으로 틀린 것은?

  1. LOCA시, 첨두 피복재 온도는 1,204℃ 국부최대 피복재 산화돈느 17% 이하를 각각 유지해야 한다.
  2. 사고 시 핵연료 중심에 용융이 일어나서는 안된다.
  3. 정상운전 중 원자로 핵연료봉에서 비등은 허용되지 않는다.
  4. DNBR이 허용 한계치 이상이라는 것은 핵연료의 허용 설계한계를 초과하지 않는다.
(정답률: 알수없음)
  • 정답은 "정상운전 중 원자로 핵연료봉에서 비등은 허용되지 않는다." 이다. 이유는 원자로 핵연료봉에서 비등이 일어나면 냉각재의 유동성이 감소하고, 열전달이 저하되어 냉각능력이 감소하게 되어 원자로의 안전성이 저하되기 때문이다. 따라서 원자로 핵연료봉에서 비등이 일어나지 않도록 설계되어야 한다.
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50. 다음 중 원저에서 사용되고 있는 산화우라늄 핵연료의 온도에 따른 열전도도를 바르게 나타낸 것은?

(정답률: 알수없음)
  • 정답은 ""이다. 이유는 온도가 증가함에 따라 열전도도가 감소하는 것이 일반적이기 때문이다. 따라서 그래프의 기울기가 음수인 것이 옳다. 다른 보기들은 온도가 증가함에 따라 열전도도가 증가하는 것이나 일정하게 유지되는 것으로 잘못된 정보를 제공하고 있다.
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51. 가압경수로형 원전 내에서 비등 열전달 현상이 발생될 수 있는 경우에 해당하지 않는 것은?

  1. 냉각재가 냉각되어 체적이 감소하고 가압기 수위가 떨어지는 경우
  2. SBO 시 사용후연료 저장조 내 강제 대류순환이 멈춘 경우
  3. 원자로 정지 후 정지냉각계통에 의해 노심 내 잔열 및 붕괴열을 냉각시키는 경우
  4. LOCA 시 과열된 핵연료의 냉각을 위해 비상노심냉각계통에서 냉각수를 주입하는 경우
(정답률: 알수없음)
  • 원자로 정지 후 정지냉각계통에 의해 노심 내 잔열 및 붕괴열을 냉각시키는 경우는 이미 원자로가 정지되어 있기 때문에 비등 열전달 현상이 발생할 가능성이 없기 때문입니다. 따라서 해당하지 않는 것입니다.
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52. 가압경수로형 원전의 가압기 특성에 관한 설명 중 틀린 것은?

  1. 정상운전 시 가압기 내부는 포화상태의 증기와 물이 공존한다.
  2. 가압기 내 전열기 냉각재 유로에서 가압기로 밀려들어오는 미포화수를 가열한다.
  3. 증기영역에 설치된 분무노즐은 증기발생기 1차측 출구에 연결되어 있다.
  4. 가압기 액체영역은 밀림관을 통하여 고온관에 부착되어 있다.
(정답률: 알수없음)
  • "증기영역에 설치된 분무노즐은 증기발생기 1차측 출구에 연결되어 있다."가 틀린 것이다. 실제로는 분무노즐은 가압기 내부에 설치되어 있으며, 가압기 내부의 물과 증기 혼합물을 분무하여 가압기 내부의 온도와 압력을 일정하게 유지시키는 역할을 한다.
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53. 다음 중 열역학 제 2법칙과 관련된 설명이 아닌 것은?

  1. 저온에서 고온으로 열을 전달하기 위해서는 열기관이 필요하다.
  2. 랭킨사이클에서 총 에너지는 보존된다.
  3. 가역인 발전소에 열침원 온도가 일정한 경우 열생성원의 온도가 낮을수록 열효율은 낮아진다.
  4. 폐열이 없는 발전소를 만드는 것은 불가능하다.
(정답률: 알수없음)
  • "랭킨사이클에서 총 에너지는 보존된다."는 열역학 제 1법칙과 관련된 설명이며, 열역학 제 2법칙과는 직접적인 연관성이 없다.

    랭킨사이클에서 총 에너지는 보존되는 이유는 열역학 제 1법칙에 따라서, 에너지는 변하지 않고 보존되기 때문이다. 랭킨사이클은 열기관에서 일어나는 열력학적인 과정을 모델링한 것으로, 열기관에서 일어나는 열과 일정한 압력 차이를 이용하여 일을 생산하는 과정에서 총 에너지는 변하지 않고 보존된다.
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54. 다음 동력변환계통의 T-S 선도로 적절한 것은?

(정답률: 알수없음)
  • 정답인 ""는 엔트로피가 증가하는 방향으로 진행되기 때문입니다. T-S 선도에서 엔트로피는 y축으로 나타내며, 엔트로피가 증가하는 방향은 y축의 양의 방향입니다. 따라서 ""가 정답입니다.
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55. 가압경수로형 원자로 사고 시 사고전개에 영향을 주는 열원으로 기여도가 가장 작은 것은?

  1. 핵연료 붕괴열
  2. 핵연료 피복재 등 구조물의 산화반응에 따른 발열
  3. 원자로용기 등 원자로 구조물의 축적 열
  4. 냉각재 방사화
(정답률: 알수없음)
  • 가압경수로형 원자로 사고 시, 사고전개에 영향을 주는 열원으로 기여도가 가장 작은 것은 "냉각재 방사화"입니다. 이는 냉각재가 방사능을 가지고 있지만, 그 방사능이 매우 약하기 때문입니다. 따라서, 다른 열원들에 비해 영향력이 적습니다. 핵연료 붕괴열, 핵연료 피복재 등 구조물의 산화반응에 따른 발열, 원자로용기 등 원자로 구조물의 축적 열은 모두 매우 강력한 열원으로, 사고전개에 큰 영향을 미칩니다.
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56. 가압경수로형 원전 노외계측기의 기능에 대해 설명 중 틀린 것은?

  1. 노내 계측기 교정에 필요한 자료를 제공한다.
  2. RV로부터 누설되는 중성자를 감시하여 출력준위를 측정한다.
  3. 원자로 고출력 정지신호 등 원자로 보호계통에 신호를 제공한다.
  4. 선원영역(기동채널)은 노외계측기에 해당한다.
(정답률: 알수없음)
  • "노내 계측기 교정에 필요한 자료를 제공한다."가 틀린 이유는, 이는 노외 계측기의 기능이 아니라 노내 계측기의 기능이기 때문입니다. 노내 계측기는 원자로 내부에서 작동하는 계측기이며, 노외 계측기는 원자로 외부에서 작동하는 계측기입니다. 따라서, 노외 계측기의 기능은 "RV로부터 누설되는 중성자를 감시하여 출력준위를 측정한다.", "원자로 고출력 정지신호 등 원자로 보호계통에 신호를 제공한다.", "선원영역(기동채널)은 노외계측기에 해당한다."입니다.
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57. 레이놀드(Re) 수는 “유체의 관성력과 점성력의 비”로 나타내는 무차원 수이다. 다음과 같은 조건을 가지는 관내 유동의 레이놀드 수와 유동 특성을 맞게 연결한 것은?

  1. 100, 층류
  2. 100, 난류
  3. 104, 층류
  4. 104, 난류문
(정답률: 알수없음)
  • 레이놀드 수가 크면 유체의 관성력이 점성력보다 더 크므로 난류가 발생한다. 따라서, 레이놀드 수가 104인 경우에는 난류가 발생하며, 이는 난류문을 형성한다. 층류는 레이놀드 수가 작은 경우에 발생한다. 따라서, 정답은 "104, 난류문"이다.
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58. 수평으로 높인 각각 직경이 D와 2D인 길이가 L인 두 배관을 따라 동일한 유량의 유체가 흐른다. 유동 마찰계수가 같다고 가정할 때, 마찰에 의한 압력강하의 비는?

  1. 4 : 1
  2. 8 : 1
  3. 16 : 1
  4. 32 : 1
(정답률: 알수없음)
  • 유체의 유속은 파이프의 단면적과 유량에 비례한다. 따라서, 직경이 D인 파이프에서 유속은 V이고, 직경이 2D인 파이프에서는 V/4이다. 유동 마찰계수가 같으므로, 유체의 유속이 느린 2D 파이프에서 더 많은 마찰이 발생한다. 따라서, 압력강하는 2D 파이프에서 더 크다. 이를 수식으로 나타내면 다음과 같다.

    압력강하 = (유체의 밀도) x (유속의 제곱) x (파이프의 길이) x (마찰계수) / (파이프의 직경의 제곱 x 2)

    D 파이프에서의 압력강하를 P1, 2D 파이프에서의 압력강하를 P2라고 하면,

    P1 = (유체의 밀도) x (V^2) x L x (마찰계수) / (D^2 x 2)

    P2 = (유체의 밀도) x ((V/4)^2) x L x (마찰계수) / ((2D)^2 x 2)

    P2/P1 = ((V/4)^2) / (V^2) x (D^2) / ((2D)^2)

    P2/P1 = 1/16

    따라서, 마찰에 의한 압력강하의 비는 16 : 1이다. 하지만, 문제에서는 직경이 D와 2D인 두 배관을 따라 동일한 유량의 유체가 흐르므로, 압력강하의 비는 16 : 1이 아닌 32 : 1이 된다.
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59. 화학 및 체적제어계통(CVCS)의 기능에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 가압기 수위 유지
  2. 냉각재 펌프 밀봉수 공급
  3. 안전주입계통 동작 시 저압 안전주입 유량 제공
  4. 냉각재의 화학적 상태, 방사능 준위, 붕산농도 조절
(정답률: 알수없음)
  • CVCS는 원자로 내부의 냉각재를 안전하게 유지하고, 원자로의 열을 제어하기 위한 시스템입니다. 이 중 "안전주입계통 동작 시 저압 안전주입 유량 제공"은 CVCS의 중요한 기능 중 하나입니다. 안전주입계통은 원자로 내부의 냉각재 수위가 감소하거나 원자로 내부에 이상이 발생했을 때, 안전하게 냉각재를 주입하는 시스템입니다. 이때 안전주입계통이 동작하면 CVCS는 저압 안전주입 유량을 제공하여 안전하게 냉각재를 주입할 수 있도록 합니다.
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60. 가압경수로형 원전의 정상운전 기간 동안 1차 계통 내 냉각재의 평균온도가 가장 높은 지점은?

  1. 원자로 용기 출구
  2. 냉각재 펌프 출구
  3. 가압기 내부
  4. 증기발생기 입구
(정답률: 알수없음)
  • 가압경수로형 원전에서는 가압기 내부에서 냉각재가 가장 높은 압력과 온도로 유지됩니다. 이는 가압기 내부에서 원자로로부터 발생한 열을 흡수하고, 냉각재를 가압기 내부에서 압축하여 원자로로 다시 보내기 때문입니다. 따라서 가압기 내부는 1차 계통 내 냉각재의 평균온도가 가장 높은 지점입니다.
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4과목: 원자로 안전과 운전

61. 다음 원자로 정상운전 중 냉각재펌프의 기능에 해당하지 않는 것은?

  1. 원자로 기동 시 냉각재를 가열하는 열원을 제공한다.
  2. 원자로 노심에서 증기발생기로 열을 전달한다.
  3. 냉각재의 수질을 정화하는 기능을 제공한다.
  4. 발전소 정상운전 중 가압기 분무 구동력을 제공한다.
(정답률: 알수없음)
  • 냉각재펌프의 주요 기능은 원자로 내부의 냉각재를 움직여 냉각을 유지하는 것입니다. 따라서 "냉각재의 수질을 정화하는 기능을 제공한다."는 냉각재펌프의 기능에 해당하지 않습니다. 이는 보조적인 기능으로, 냉각재를 정화하여 원활한 운전을 돕는 역할을 합니다.
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62. 핵연료를 교체 장전하여 운전을 시작하면 노심의 반응도는 급격히 감소한다. 그 이유 중 가장 큰 것은?

  1. 연료의 연소
  2. 제논의 증가
  3. 냉각재 온도변화
  4. 사마리움의 증가
(정답률: 알수없음)
  • 핵연료를 교체 장전하면 새로운 연료가 노심에 들어가게 되는데, 이 때 새로운 연료에는 제논이 적게 포함되어 있습니다. 그러나 연소가 진행되면 우라늄-235이 붕괴하여 제논이 생성되는데, 이로 인해 제논의 양이 증가하게 됩니다. 제논은 중성자를 흡수하여 핵연료의 연소를 방해하는 역할을 하기 때문에, 제논의 증가로 인해 노심의 반응도가 감소하게 됩니다.
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63. 원전 출력운전 중 발전기 전력부하가 갑자기 증가하였다. 이에 따른 원자로 출력 P, 냉각재 평균온도 T의 변화로 맞는 것은?

  1. P 증가, T 감소
  2. P 증가, T 증가
  3. P 감소, T 증가
  4. P 감소, T 감소
(정답률: 알수없음)
  • 정답: "P 증가, T 감소"

    발전기 전력부하가 증가하면 원자로에서 더 많은 열이 생성되어 원자로 출력이 증가하게 됩니다. 이에 따라 냉각재의 유속이 증가하여 냉각재가 원자로를 빠르게 통과하게 되므로 냉각재의 평균온도는 감소하게 됩니다. 따라서, 발전기 전력부하가 갑자기 증가하면 원자로 출력은 증가하고 냉각재 평균온도는 감소하게 됩니다.
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64. 다음 중 IAEA의 사고 고장등급(INES) 평가에 사용되지 않는 요소는?

  1. 심층방어 영향
  2. 방사성 물질 소외 영향
  3. 방사성 물질의 소내 영향
  4. 방사선 비상계획서 이행 여부
(정답률: 알수없음)
  • IAEA의 사고 고장등급(INES) 평가는 방사선 사고의 심각성을 평가하기 위한 것으로, 방사선 비상계획서 이행 여부는 평가 요소가 아닙니다. INES는 사고의 규모, 방사선 노출량, 환경 오염 정도 등을 고려하여 평가합니다. 따라서 방사선 비상계획서 이행 여부는 평가에 사용되지 않습니다.
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65. 다음의 발전소 계통 중 포화상태가 아닌 것은?

  1. PZR 내 Steam Space
  2. SG 내 Steam Space
  3. 고압터빈 내 Steam
  4. 저압터빈 내 Steam
(정답률: 알수없음)
  • 포화상태란 압력과 온도가 일정한 상태를 말하는데, 저압터빈 내 Steam은 저압이기 때문에 포화상태가 아닙니다. 따라서 저압터빈 내 Steam이 포화상태가 아닌 발전소 계통입니다.
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66. 원전 안전관련계통에는 통상 같은 용량의 펌프가 여러 대 설치된다. 이는 다음 중 설계 개념 적용으로 맞는 것은?

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

    원전 안전관련계통에서 같은 용량의 펌프를 여러 대 설치하는 것은 다중성 개념을 적용한 것입니다. 다중성은 시스템 내에 여러 개의 동일한 기능을 수행하는 부품이나 시스템을 중복 설치하여, 하나의 부품이 고장나더라도 시스템 전체가 정상적으로 작동할 수 있도록 하는 설계 개념입니다. 따라서, 원전 안전관련계통에서 펌프를 다중 설치함으로써, 하나의 펌프가 고장나더라도 다른 펌프들이 작동하여 시스템 전체가 안전하게 운영될 수 있도록 보장합니다.
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67. TMI, 체르노빌, 후쿠시마 원전사고에 대한 설명 중 맞는 것은?

  1. 가, 나, 다
  2. 가, 나, 라
  3. 나, 다, 라
  4. 나, 라
(정답률: 알수없음)
  • TMI, 체르노빌, 후쿠시마 원전사고는 모두 원자력 발전소에서 발생한 사고입니다. "가"는 모두 틀린 설명이고, "다"는 체르노빌과 후쿠시마 원전사고에서만 발생한 사고라는 잘못된 설명입니다. 따라서 정답은 "나, 라"입니다. "나"는 모든 사고에서 공통적으로 원자로 내부에서의 문제로 인해 발생했다는 것을 의미하고, "라"는 모두 인명 피해와 환경 오염을 초래했다는 것을 의미합니다.
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68. 원전사고 시 방사성물질의 외부유출을 막기 위한 다중방어 개념에 해당되지 않는 것은?

  1. 핵연료 피복재
  2. 안전주입탱크
  3. 원자로 압력용기
  4. 원자로 격납건물
(정답률: 알수없음)
  • 안전주입탱크는 방사성물질의 외부유출을 막기 위한 다중방어 개념에 해당되지 않습니다. 안전주입탱크는 원자로 내부에 있는 핵연료가 녹아내리는 등의 이유로 원자로 내부 압력이 급격하게 상승할 때, 안전하게 냉각수를 주입하여 원자로를 안정화시키는 장치입니다. 따라서 방사성물질의 외부유출을 막기 위한 다중방어 개념에 해당되지 않습니다.
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69. 정격열출력이 1,000MWt인 원전을 50% 출력으로 20일 동안 운전하였다. 이 때 발전소의 연소도는 얼마인가? (단, 연료 장전량은 25Ton으로 가정한다.)

  1. 200MWD/MTU
  2. 250MWD/MTU
  3. 400MWD/MTU
  4. 500MWD/MTU
(정답률: 알수없음)
  • 1. 발전량 계산
    - 1,000MWt x 0.5 (50% 출력) x 20일 x 24시간 = 240,000MWh
    - 1MWh = 3.6GJ (기준 열량)
    - 따라서, 240,000MWh x 3.6GJ/MWh = 864,000GJ

    2. 연료 소비량 계산
    - 발전소의 연소도 = 발생한 열량 / 연료 소비량
    - 연료 소비량 = 발생한 열량 / 발전소의 연소도
    - 연료 장전량 = 25Ton = 25,000kg
    - 연료의 열량 = 24GJ/MTU (MTU: Metric Ton Unit)
    - 따라서, 연료의 총 열량 = 25,000kg x 24GJ/MTU = 600,000GJ
    - 연료 소비량 = 864,000GJ / 발전소의 연소도
    - 연소도 = 864,000GJ / 600,000kg = 1.44GJ/kg = 1.44GJ/MTU

    3. 정답 선택
    - 연소도가 "200MWD/MTU", "250MWD/MTU", "400MWD/MTU", "500MWD/MTU" 중에서 선택해야 함
    - 연소도가 클수록 연료를 적게 사용하여 더 효율적인 발전이 가능함
    - 따라서, 연소도가 가장 큰 "400MWD/MTU"가 정답임
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70. 핵비등이탈률(DNBR)이 1.4에서 1.6으로 증가할 때, 열전달계수 변화 중 틀린 것은?

  1. 열전달계수는 감소한다.
  2. 핵비등이 적으면 적을수록 열전달을 작게 한다.
  3. DNBR이 증가하더라도 피복재 온도에 관한 한 안전하다.
  4. 열전달계수는 증가한다.
(정답률: 알수없음)
  • "열전달계수는 감소한다."가 틀린 것이다. 핵비등이탈률(DNBR)이 증가하면 핵연료의 온도가 상승하게 되어 열전달계수가 증가한다. 따라서, DNBR이 증가하더라도 피복재 온도에 관한 한 안전하다는 것이다.
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71. 다음 중대사고 현상 중 원자로 용기 외부에서만 발생하는 현상이 아닌 것은?

  1. 증기폭발
  2. 격납건물 직접가열
  3. 격납건물 과압
  4. 노심 용융물과 콘크리트 상호작용
(정답률: 알수없음)
  • 증기폭발은 원자로 용기 내부에서 발생하는 현상이 아니라, 격납건물 내부에서 발생하는 현상입니다. 원자로 용기 외부에서는 노심 용융물과 콘크리트 상호작용, 격납건물 과압, 격납건물 직접가열 등의 현상이 발생할 수 있습니다.
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72. 가압경수로 원전운전 중 안전제한치 설정항목이 아닌 것은?

  1. 핵비등이탈율
  2. 원자로 격납건물
  3. 선출력밀도
  4. 냉각재 압력
(정답률: 알수없음)
  • 원자로 격납건물은 가압경수로 원전운전 중 안전제한치 설정항목이 아닙니다. 이는 원자로 내부의 핵연료가 녹아내리는 등의 이상사례가 발생했을 때, 방사성 물질이 외부로 유출되는 것을 방지하기 위한 구조물입니다. 따라서, 가압경수로 원전운전 중 안전제한치 설정항목은 "핵비등이탈율", "선출력밀도", "냉각재 압력"입니다.
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73. 가압경수로형 냉각재의 온도변화와 관련하여 바르게 설명한 것은?

  1. 가, 다
  2. 나, 다
  3. 나, 라
  4. 나, 다, 라
(정답률: 알수없음)
  • 가압경수로형 냉각재는 냉각재로서 사용되며, 냉각재의 온도가 상승하면 냉각 효과가 감소하게 된다. 따라서 냉각재의 온도를 일정하게 유지하기 위해 냉각재 주위에 있는 냉각수의 온도를 조절해야 한다. 이를 위해 가압경수로가 사용된다. 가압경수로는 냉각수를 가열하여 냉각재 주위의 온도를 일정하게 유지하는 역할을 한다. 따라서 냉각재의 온도가 상승하면 가압경수로의 온도도 상승하게 된다. 이러한 관계로 인해 냉각재와 가압경수로의 온도는 서로 연관되어 있으며, 그래프에서는 두 온도가 비례적으로 증가하고 있다. 따라서 "가, 다"가 정답이다.
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74. 원자력 안전문화에 대한 설명 중 거리가 먼 것은?

  1. 안전에 대한 책임은 발전소장에게 있다.
  2. 종사자는 운전과 절차에 대해 항상 의문을 갖는 태도를 갖는다.
  3. 어떠한 일이 있어도 해당 절차서를 준수한다.
  4. 안전과 관련된 제안 또는 제의는 언제든지 할 수 있어야 한다.
(정답률: 알수없음)
  • "안전에 대한 책임은 발전소장에게 있다."는 거리가 먼 설명입니다. 이유는 원자력 발전소에서는 안전에 대한 책임이 모든 종사자와 관련자들에게 공평하게 분담되어야 하며, 발전소장만이 책임을 지는 것은 부적절합니다.
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75. 다음 사고 중 냉각재 압력이 증가되는 사고로 맞는 것은?

  1. 냉각재 상실사고
  2. 증기발생기 튜브 파열사고
  3. 모든 급수 상실사고
  4. 소외 전원 상실사고
(정답률: 알수없음)
  • "모든 급수 상실사고"는 냉각재, 증기발생기, 전기 등 모든 급수 시스템이 동시에 작동하지 않는 상황을 의미합니다. 이 경우, 원자로 내부의 열이 제거되지 않아 온도와 압력이 급격하게 상승하게 되고, 이는 원자로 파손 등 심각한 사고로 이어질 수 있습니다. 따라서, 모든 급수 상실사고는 가장 위험한 사고 중 하나로 간주됩니다.
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76. 다음 운전변수의 핵비등이탈율(DNBR)과의 상관관계에 대한 설명 중 틀린 것은?

  1. 냉각재 온도가 감소하면 DNBR이 증가한다.
  2. 가압기 압력이 감소하면 DNBR이 감소한다.
  3. 냉각재 유량이 증가하면 DNBR이 증가한다.
  4. 가압기 수위가 증가하면 DNBR이 증가한다.
(정답률: 알수없음)
  • 가압기 수위가 증가하면 DNBR이 증가한다는 설명이 틀립니다. 가압기 수위가 증가하면 냉각재 유량이 증가하고, 이는 DNBR을 감소시키는 효과가 있습니다.

    가압기 수위가 증가하면, 가압기 내부의 냉각재 유량이 증가하게 됩니다. 이는 연소실 내부의 열을 흡수하여 온도 상승을 억제하는 역할을 합니다. 따라서 냉각재 유량이 증가하면 DNBR이 감소하게 됩니다.
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77. 다음 중 원전 운영에 따른 고유안전성과 공학적 안전설비(ESF)에 대한 설명 중 틀린 것은?

  1. 고유안전성이란, 핵연료가 가지고 있는 특성으로 부(-)의 반응도 궤환효과가 이에 해당된다.
  2. 공학적 안전설비란, 안전주입계통 등 노심을 보호하기 위한 설비이다.
  3. 고유안전성이란, 노심의 특성으로서 제논, 사마리움 같이 중성자 흡수물질이 우라늄 붕괴와 동시에 생기는 것을 의미한다.
  4. 안전주입탱크는 공학적 안전설비에 해당하는 기기 중 하나이다.
(정답률: 알수없음)
  • "고유안전성이란, 핵연료가 가지고 있는 특성으로 부(-)의 반응도 궤환효과가 이에 해당된다."는 틀린 설명입니다. 고유안전성은 핵연료가 가지고 있는 특성으로서, 우라늄 붕괴와 동시에 중성자 흡수물질인 제논, 사마리움 등이 생기는 것을 의미합니다. 이러한 중성자 흡수물질은 노심 내에서 중성자를 흡수하여 연쇄 반응을 억제하고, 원자로의 안정성을 유지하는 역할을 합니다.
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78. 다음 중 제어봉의 기능 또는 영향과 관련이 없는 것은?

  1. 중성자 생성
  2. 중성자 흡수
  3. 중성자속의 변화
  4. 중성자 누설율 변화
(정답률: 알수없음)
  • 제어봉의 기능과 관련이 없는 것은 "중성자 생성"이다. 제어봉은 원자로의 핵 반응을 조절하기 위해 사용되는데, 중성자 생성은 핵 반응에서 중성자가 생성되는 것을 의미한다. 따라서 제어봉의 기능과는 직접적인 연관이 없다.
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79. 원전의 안전관련계통은 사고예방 및 사고완화 기능을 갖는다. 이에 해당되지 않는 것은?

  1. 원자로 보호계통
  2. 원자로 정지계통
  3. 주급수 계통
  4. 비상노심냉각계통
(정답률: 알수없음)
  • 주급수 계통은 원전의 안전관련 계통 중에서 사고예방 및 사고완화 기능을 갖지 않는다. 주급수 계통은 원자로를 냉각하는 역할을 하며, 원자로 내부의 열을 외부로 방출하는 역할을 한다. 따라서, 주급수 계통은 원전의 안전을 유지하는 역할보다는 원자로의 정상적인 운전을 지원하는 역할을 한다.
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80. 원자로 운전주기가 1분이고 현재 원자로출력이 5MWth일 때, 2분 후의 원자로 출력은?

  1. 20 MWth
  2. 37 MWth
  3. 54 MWth
  4. 71 MW th
(정답률: 알수없음)
  • 원자로 운전주기가 1분이므로 2분 후에는 2배의 출력이 나올 것입니다. 따라서 현재 출력인 5MWth에 2를 곱한 10MWth가 됩니다. 그러나 보기에서는 10MWth가 없으므로, 10MWth에 가장 가까운 값인 37MWth가 정답입니다.
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5과목: 방사선이용 및 보건물리

81. 다음 방사선 피폭 중 개입(Intervention)이 필요한 것은?

  1. 가, 나
  2. 나, 다
  3. 가, 라
  4. 나, 라
(정답률: 알수없음)
  • 이미지에서 보이는 방사선 표시가 "나, 다" 인데, 이는 방사선이 인체에 직접적으로 노출되는 것을 의미한다. 따라서 개입이 필요하다. "가, 나"와 "가, 라"는 방사선이 인체에 노출되지 않으므로 개입이 필요하지 않다. "나, 라"는 이미 방사선에 노출된 후이므로 개입이 불필요하다.
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82. 감마선을 방출하는 어떤 밀봉 점선원으로부터 30cm 거리에 GM계수기를 두고 측정한 결과 12,000cpm이었다. 점선원으로부터 10cm 거리에서 측정하였다면 예상되는 계수율은 얼마인가? (단, GM계수율의 불감시간은 200μs이다.)

  1. 1,004cps
  2. 1,109cps
  3. 1,362cps
  4. 1,872cps
(정답률: 알수없음)
  • GM계수기의 불감시간이 200μs이므로, 1초 동안 측정 가능한 시간은 5,000번이다. 따라서, 30cm 거리에서 측정한 12,000cpm은 12,000/60 = 200cps로 변환할 수 있다.

    거리의 제곱에 반비례하는 법칙에 따라, 10cm 거리에서 예상되는 계수율은 (30/10)^2 = 9배 증가하므로, 200cps x 9 = 1,800cps가 된다.

    하지만, GM계수기는 불감시간 때문에 이론적인 계수율보다 측정값이 작게 나온다. 따라서, 이 값을 보정하기 위해 계수율을 0.6로 나누어준다. 따라서, 1,800cps / 0.6 = 3,000cpm = 1,362cps가 예상되는 계수율이다.

    따라서, 정답은 "1,362cps"이다.
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83. 다중 파고분석기(MCA) 회로와 연결하여 감마핵종분석이 가능한 검출기는?

  1. 전리함
  2. GM 검출기
  3. 액체 섬광검출기
  4. Nal(Tl) 검출기
(정답률: 알수없음)
  • 다중 파고분석기(MCA)는 감마선의 에너지를 분석하는데 사용되는데, 이때 감마선이 Nal(Tl) 결정체에 충돌하면 광전자가 방출되어 검출기에서 신호로 감지됩니다. 따라서 Nal(Tl) 검출기는 감마핵종분석에 적합한 검출기입니다.
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84. 1MeV의 감마선이 알루미늄(밀도 : 2.7g/cm3)에 입사하였을 때 최초로 알루미늄 원자와 상호작용을 일으키기까지 통과하는 거리(cm)의 평균치로 가장 적절한 것은? (단, 1MeV 감마선의 알루미늄에 대한 질량감쇠계수는 0.061이다.)

  1. 0.61
  2. 1.6
  3. 6.1
  4. 16
(정답률: 알수없음)
  • 감마선이 물질과 상호작용을 일으키는 과정은 크게 광전효과, 컴프턴 효과, 쌍광전자 생성 등이 있다. 이 중에서 알루미늄과 같은 중간 에너지의 감마선과 상호작용하는 주요 과정은 컴프턴 효과이다. 컴프턴 효과는 감마선과 전자가 충돌하여 전자의 운동에너지가 증가하고, 감마선의 운동에너지가 감소하는 과정이다. 이 때, 감마선의 에너지가 낮을수록 컴프턴 효과의 효율이 높아지므로, 1MeV의 감마선이 알루미늄과 상호작용하기 위해서는 상대적으로 긴 거리를 이동해야 한다.

    알루미늄에 대한 질량감쇠계수가 0.061이므로, 1cm 두께의 알루미늄을 통과하는 1MeV 감마선의 강도는 0.061배로 감소한다. 따라서, 최초로 알루미늄 원자와 상호작용을 일으키기까지의 거리는 감마선의 강도가 1/e(약 0.37)로 감소하는 거리인 평균 자유전자효과거리(mean free path)를 구하면 된다. 평균 자유전자효과거리는 물질의 밀도와 질량감쇠계수에 의해 결정되며, 알루미늄의 경우에는 약 6.1cm이 된다. 따라서, 1MeV 감마선이 알루미늄에 입사하였을 때 최초로 알루미늄 원자와 상호작용을 일으키기까지 통과하는 거리의 평균치는 6.1cm이다.
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85. 다음 괄호 안에 들어갈 수치로 적절히 연결된 것은?

  1. 100, 1
  2. 100, 10
  3. 500, 20
  4. 500, 50
(정답률: 알수없음)
  • 주어진 그림은 복리 계산을 나타내고 있습니다. 초기 투자금이 100원이며, 이자율이 10%인 경우 1년 후에는 110원이 됩니다. 이후에도 같은 이자율로 계속해서 복리되므로, 10년 후에는 100원이 2.59배인 259.37원이 됩니다. 따라서 정답은 "100, 10" 입니다. 나머지 보기는 초기 투자금과 이자율이 다르므로 정답이 될 수 없습니다.
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86. 어떤 작업장의 공기 중 방사성 오염농도가 80KBq/일 때, 이 작업장에서 주당 작업 가능시간은? (단, 유도공기중농도(DAC)는 40KBq/이고, 연간 선량한도는 20mSv이다.)

  1. 8시간
  2. 20시간
  3. 40시간
  4. 80시간
(정답률: 알수없음)
  • 주어진 정보에서 유도공기중농도(DAC)는 40KBq/이고, 연간 선량한도는 20mSv이다. 따라서, 작업장에서 주당 작업 가능한 최대 방사선량은 20mSv/52주 = 0.38mSv/주 이다.

    주어진 방사성 오염농도가 80KBq/일 이므로, 주당 작업 가능한 최대 방사선량을 초과하게 된다. 따라서, 작업 가능시간은 0시간이 된다.

    따라서, 정답은 "0시간" 이다. ["8시간", "20시간", "40시간", "80시간"] 중에서는 "20시간" 이 정답이 아니다.
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87. Sr90에 의한 내부피폭과 관련하여 가장 연관이 깊은 것은?

  1. 뼈
  2. 갑상선
  3. 폐
  4. 근육
(정답률: 알수없음)
  • Sr90은 뼈에 존재하는 칼슘과 유사한 성질을 가지고 있어서, 뼈 내부에 흡수되어 내부피폭을 일으키는 것이 가장 연관이 깊습니다. 따라서 "뼈"가 정답입니다.
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88. 인체가 같은 흡수선량을 받았을 때 가장 큰 피해를 일으키는 방사선은?

  1. 엑스선
  2. 알파선
  3. 베타선
  4. 감마선
(정답률: 알수없음)
  • 알파선은 매우 높은 에너지를 가지고 있지만, 매우 낮은 침투력을 가지고 있어서 인체 내부로 들어가기 어렵습니다. 그러나 인체 내부에 들어가면 주변 조직과 상호작용하여 큰 피해를 일으킵니다. 따라서 같은 흡수선량을 받았을 때 알파선이 가장 큰 피해를 일으키는 방사선입니다.
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89. 방사선의 확률적 영향에 관한 다음의 설명 중 맞는 것끼리 연결된 것은?

  1. 가, 나
  2. 가, 다
  3. 나, 다
  4. 나, 라
(정답률: 알수없음)
  • - 방사선의 영향은 무작위적이다. (가)
    - 방사선의 영향은 누적되지 않는다. (나)
    - 방사선의 영향은 일정한 임계선을 넘어서면 발생한다. (다)
    - 방사선의 영향은 발생할 확률은 있지만, 그 정도는 불확실하다. (라)

    정답은 "나, 라"이다. 방사선의 영향은 누적되지 않으며, 발생할 확률은 있지만 그 정도는 불확실하다는 것이 맞다.
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90. Rn22237GBq의 질량은 약 얼마인가? (단, Rn222의 반감기는 3.825일이다.)

  1. 6.5×10-11g
  2. 7.52×10-11g
  3. 6.5×10-6g
  4. 7.52×10-11g
(정답률: 알수없음)
  • Rn222의 반감기가 3.825일이므로, 3.825일 후에는 원래의 반값(1/2)만큼만 남아있게 된다. 따라서 1일 후에는 1/2, 2일 후에는 1/4, 3일 후에는 1/8만큼만 남아있게 된다.

    우선 1일 후에는 Rn222의 질량이 원래의 반값인 1/2만큼만 남아있으므로, 37GBq의 반값인 18.5GBq가 남아있게 된다. 이를 이용하여 2일 후에는 9.25GBq, 3일 후에는 4.625GBq가 남아있게 된다.

    따라서, Rn222의 질량을 구하기 위해서는 다음과 같은 식을 이용할 수 있다.

    질량 = (활동도 × 반감기) / (Avogadro 상수 × 로그2)

    여기서 활동도는 현재의 활동도인 37GBq이고, 반감기는 3.825일이다. Avogadro 상수는 6.022 × 1023이다.

    따라서,

    질량 = (37 × 109 × 3.825 × 24 × 60 × 60) / (6.022 × 1023 × 로그2) ≈ 6.5 × 10-6g

    따라서 정답은 "6.5×10-6g"이다.
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91. 물리적 반감기가 30일인 방사성 핵종이 체내의 한 장기에 흡착 90일 후에 그 장기에서의 방사능을 측정하였더니 처음의 1/10으로 감소되었다. 이 핵종의 생물학적 반감기는 약 얼마인가?

  1. 150일
  2. 220일
  3. 280일
  4. 340일
(정답률: 알수없음)
  • 물리적 반감기가 30일이므로, 90일 후에는 원래의 방사능이 1/2^3 = 1/8이 되어야 한다. 하지만 측정 결과 처음의 1/10으로 감소되었으므로, 생물학적 반감기 동안 추가적인 감소가 있었다는 것을 알 수 있다. 따라서 생물학적 반감기는 물리적 반감기보다 길어야 한다. 생물학적 반감기가 280일일 때, 280일 후에는 원래의 방사능이 1/2^9 = 1/512이 되므로, 90일 후에 처음의 1/10으로 감소되는 것은 이론적으로 가능하다. 따라서 정답은 "280일"이다.
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92. 다음 중 일반적으로 자연방사선에 의한 피폭 중 방사선 방호의 대상에 해당되지 않는 것은?

  1. 제트여객기 운항 승무원이 우주선의 강도가 높고 고공비행 시 받는 피폭
  2. 규제기관 권고에 따라 라돈의 주의가 필요한 작업 장소에서 작업
  3. 대기권 내의 핵실험에 의한 방사성 낙진에 의한 피폭
  4. 규제기관이 인정한 양의 방사성물질을 포함한 물질의 사용과 저장
(정답률: 알수없음)
  • 대기권 내의 핵실험에 의한 방사성 낙진에 의한 피폭은 방사선 방호의 대상이 아닙니다. 이는 대기권 내에서 발생한 핵실험으로 인해 방사성 물질이 대기 중에 분산되어 지표면에 내리는 것을 말합니다. 이러한 방사성 낙진은 방사선 방호 대상이 아니며, 방사선 방호 대상은 일반적으로 규제기관이 인정한 양의 방사성물질을 포함한 물질의 사용과 저장, 규제기관 권고에 따라 라돈의 주의가 필요한 작업 장소에서 작업, 그리고 제트여객기 운항 승무원이 우주선의 강도가 높고 고공비행 시 받는 피폭 등이 있습니다.
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93. 다음 중 기체충전형 검출기에서 입사 방사선의 에너지에 비례한 계측신호의 크기의 선형성이 나타나는 영역을 모두 고른 것은?

  1. 가, 나
  2. 나, 다
  3. 다, 라
  4. 라, 마
(정답률: 알수없음)
  • 입사 방사선의 에너지에 비례한 계측신호의 크기의 선형성이 나타나는 영역은 선형영역이다. 이 영역은 기체충전형 검출기에서는 0.1 ~ 10 MeV 정도이다. 따라서, "나, 다"가 정답이다.
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94. 다음 중 3MeV 이상의 고에너지 베타선을 차폐하기 위한 방법으로 가장 효과적인 것은?

  1. 원자번호가 높은 물질로 차폐한다.
  2. 원자번호가 낮은 물질을 앞에 두고, 그 뒤에 원자번호가 높은 물질을 두어 차폐한다.
  3. 원자번호가 높은 물질을 앞에 두고, 그 뒤에 원자번호가 낮은 물질을 두어 차폐한다.
  4. 공기 이외의 물질은 이차적인 방사선을 발생시키므로 가급적이면 공기를 통해 자연적으로 차폐하는 것이 좋다.
(정답률: 알수없음)
  • 고에너지 베타선은 전자를 방출하는 것이므로, 원자번호가 낮은 물질을 앞에 두면 전자가 충돌할 때 더 많은 산란이 일어나기 때문에 더 효과적으로 차폐할 수 있다. 원자번호가 높은 물질은 전자와 충돌할 때 산란이 적게 일어나기 때문에 뒤에 두면 덜 효과적이다. 따라서 "원자번호가 낮은 물질을 앞에 두고, 그 뒤에 원자번호가 높은 물질을 두어 차폐한다."가 가장 효과적인 방법이다.
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95. 다음 중 ICRP-60과 ICRP-103의 권고기준에서 방사선 가중인자 값이 다른 것은?

  1. 전자
  2. 광자
  3. 알파 입자
  4. 광자
(정답률: 알수없음)
  • ICRP-60에서는 광자와 전자의 방사선 가중인자 값이 같았지만, ICRP-103에서는 광자의 방사선 가중인자 값이 1로 유지되었지만 전자의 값은 1에서 0.01로 감소하였기 때문에 "광자"가 정답이다. 이는 전자가 광자보다 더 많은 에너지를 전달하지만, 광자가 인체 내에서 더 깊은 부위까지 침투할 수 있기 때문이다.
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96. 다음 중 GM계수기에 대해 설명한 것 중 틀린 것은?

  1. 발생하는 전류펄스는 1차 전자수에 무관하며 계수기의 크기나 가스압력 등으로 결정되어 비슷한 크기를 가진다.
  2. 기체 증폭도는 109정도이다.
  3. 불감시간은 수백 μs이다.
  4. 에너지와 방사선의 종류 판별이 가능하다.
(정답률: 알수없음)
  • "에너지와 방사선의 종류 판별이 가능하다."라는 설명이 틀린 것은 아니다. GM계수기는 방사선의 종류와 에너지를 판별할 수 있는데, 이는 계수기 내부의 가스와 전압을 조절하여 가능하다. 예를 들어, 알파 입자는 베타 입자나 감마선보다 더 큰 이온화를 일으키기 때문에, 알파 입자가 계수기 내부에서 이온화를 일으키는데 필요한 에너지와 방사선의 종류를 판별할 수 있다.
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97. 섬광검출기 검출시스템에 순서로 맞는 것은?

  1. 방사선 흡수 → 광전자 방출 → 섬광발광 → 광전자 증배 → 계수
  2. 방사선 흡수 → 광전자 방출 → 광전자 증배 → 섬광발광 → 계수
  3. 방사선 흡수 → 섬광발광 → 광전자 방출 → 광전자 증배 → 계수
  4. 방사선 흡수 → 섬광발광 → 광전자 증배 → 광전자 방출 → 계수
(정답률: 알수없음)
  • 섬광검출기는 방사선을 감지하여 광전자를 방출하고, 이 광전자가 광전자 증배기에서 증폭되어 계수기에서 검출되는 과정을 거칩니다. 따라서, 방사선 흡수가 먼저 일어나고, 이어서 광전자가 방출되며, 이 광전자가 섬광발광을 일으키고, 광전자가 증배되어 계수기에서 검출되는 순서로 맞는 것은 "방사선 흡수 → 섬광발광 → 광전자 방출 → 광전자 증배 → 계수" 입니다.
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98. ) 축적인자(Build-up Factor)에 대한 설명 중 틀린 것은?

  1. 차폐물질을 투과하는 감마선의 에너지가 균일한 평행선속일 경우 적용한다.
  2. 두꺼운 차폐물질의 경우 한 번 산란된 선속에서 소실한 감마선이 다시 처음 비충돌 감마선속에 합류하는 비율이 커지므로 이를 보정하기 위한 계수이다.
  3. 균일한 감마선의 가느다란 평행선속이 얇은 물질에 입사할 경우 축적인자는 1에 가깝다.
  4. 축적 인자의 값은 1차 감마선 에너지, 선속의 퍼짐 및 물질의 밀도 및 두께에 의존한다.
(정답률: 알수없음)
  • "차폐물질을 투과하는 감마선의 에너지가 균일한 평행선속일 경우 적용한다."가 틀린 설명이다. 축적인자는 차폐물질을 투과하는 감마선의 에너지가 균일한 평행선속이 아닌, 불균일한 방향성을 가지는 경우에 적용된다. 이는 차폐물질을 통과하는 감마선이 산란되어 다양한 방향으로 흩어지기 때문이다. 따라서 축적인자는 이러한 산란 현상을 보정하기 위한 계수이다.
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99. 시료를 10분간 측정하여 40,000cpm을 얻고 백그라운드를 30분간 측정하여 5,400cpm을 얻었다면 95% 신뢰수준에서 순계수율은 약 얼마인가?

  1. 3,790 ± 39.4cpm
  2. 3,790 ± 47.2cpm
  3. 3,820 ± 47.2cpm
  4. 3,820 ± 47.2cpm
(정답률: 알수없음)
  • 시료의 신뢰수준 95%의 순계수율을 구하기 위해서는 먼저 백그라운드의 평균값을 시간 단위로 환산해야 한다. 30분 동안 5,400cpm을 측정했으므로 1분 동안 평균적으로 180cpm의 백그라운드가 측정되었다고 할 수 있다.

    따라서 시료의 순계수율은 다음과 같이 계산할 수 있다.

    - 시료의 측정값: 40,000cpm - (180cpm × 10분) = 38,200cpm
    - 시료의 오차범위: 1.96 × √(38,200cpm + 180cpm × 10분) = 47.2cpm

    따라서 정답은 "3,820 ± 47.2cpm"이다.
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100. 0.5MeV의 감마선을 납(Pb)으로 차폐하여 방사선 강도를 1/100으로 줄이려면 약 몇 반가층이 필요한가?

  1. 3.32 HVLs
  2. 6.64 HVLs
  3. 14.4 HVLs
  4. 33.2 HVLs
(정답률: 알수없음)
  • 반감량 층(HVL)은 방사선이 통과하는 물질의 두께를 반으로 줄이는 데 필요한 물질의 두께를 말한다.

    감마선의 경우, 납이라는 물질을 통과하면서 흡수되는 에너지가 매우 크기 때문에 HVL이 크다. 따라서, 방사선 강도를 1/100으로 줄이기 위해서는 많은 반감량 층이 필요하다.

    먼저, 감마선의 흡수계수를 구해야 한다. 납의 흡수계수는 0.109 cm^2/g이다. 따라서, 1 g/cm^2의 납을 통과하는 감마선의 흡수량은 0.109 cm^-1이다.

    감마선의 에너지가 0.5 MeV이므로, 1 g/cm^2의 납을 통과하는 감마선의 흡수량은 다음과 같다.

    0.109 cm^-1 x 1 g/cm^2 = 0.109

    따라서, 1 cm^2의 납을 통과하는 감마선의 흡수량은 0.109이다.

    방사선 강도를 1/100으로 줄이기 위해서는, 감마선이 통과하는 물질의 두께를 2HVL로 늘려야 한다. 따라서, 다음과 같이 계산할 수 있다.

    0.5 = 0.109 x 두께 x 2^HVL

    두께를 구하기 위해, 위 식을 다음과 같이 변형할 수 있다.

    두께 = 0.5 / (0.109 x 2^HVL)

    두께를 구하기 위해서는 HVL 값을 알아야 한다. 따라서, 다음과 같이 HVL 값을 구할 수 있다.

    0.5 / (0.109 x 2^HVL) = 0.01

    2^HVL = 0.5 / (0.109 x 0.01) = 45.87

    HVL = log2(45.87) = 5.52

    따라서, 방사선 강도를 1/100으로 줄이기 위해서는 약 6.64 HVLs가 필요하다.
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