원자력기사 필기 기출문제복원 (2014-09-21)

원자력기사 2014-09-21 필기 기출문제 해설

이 페이지는 원자력기사 2014-09-21 기출문제를 CBT 방식으로 풀이하고 정답 및 회원들의 상세 해설을 확인할 수 있는 페이지입니다.

원자력기사
(2014-09-21 기출문제)

목록

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: 75%)
  • 유효증배계수의 변화량을 통해 반응도를 계산하는 문제입니다. 반응도는 기준 상태의 증배계수 대비 변화율로 정의됩니다.
    ① [기본 공식] $\rho = \frac{k - k_0}{k}$
    ② [숫자 대입] $\rho = \frac{1.001 - 1.000}{1.001}$
    ③ [최종 결과] $\rho \approx 0.001$
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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: 100%)
  • 감마붕괴는 들뜬 상태의 원자핵이 전자기파 형태의 감마선을 방출하며 안정된 상태로 전이되는 과정으로, 양성자 수나 중성자 수의 변화 없이 에너지 상태만 변합니다.

    오답 노트
    알파붕괴: 헬륨핵 방출로 중성자 2개 감소
    베타붕괴: 중성자가 양성자로 변하며 중성자 감소
    중성자붕괴: 중성자가 방출되어 중성자 감소
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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: 100%)
  • 핵력은 매우 짧은 거리에서만 작용하며, 전하에 관계없이 인력으로 작용하고, 스핀이 반대 방향일 때 더 크게 작용하는 특성을 가집니다.

    오답 노트
    쿨롱의 힘보다 약하다: 핵력은 자연계의 기본 상호작용 중 가장 강력한 힘입니다.
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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: 16%)
  • 우라늄의 질량 중 농축도와 원자량을 이용하여 특정 핵종의 원자 수를 계산하는 문제입니다.
    ① [기본 공식]
    $$\text{원자 수} = \frac{\text{질량} \times \text{농축도}}{\text{원자량}} \times N_A$$
    ② [숫자 대입]
    $$\text{원자 수} = \frac{1 \times 0.03}{235} \times 0.6022 \times 10^{24}$$
    ③ [최종 결과]
    $$\text{원자 수} = 7.69 \times 10^{19}$$
    ※ 공식 지정 정답은 $1.8 \times 10^{20}$이나, 계산 결과 $7.69 \times 10^{19}$가 도출됩니다.
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5. 다음 핵종 중 자기 자신은 핵분열을 일으키지 않고 중성자를 흡수하면 핵분열성 물질로 변하는 핵종은?

(정답률: 82%)
  • 중성자를 흡수하여 핵분열성 물질로 변하는 물질을 '핵분열성 물질(Fertile material)'이라고 합니다. 는 중성자를 흡수하면 핵분열성 물질인 $^{239}Pu$로 변환됩니다.
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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)
  • 연료의 평균 연소도는 총 발전 열량을 장전된 핵연료의 총 질량으로 나누어 계산합니다.
    ① [기본 공식] $B = \frac{P \times CF \times T}{M}$ (연소도 = 출력 $\times$이용률 $\times$ 운전일수 $\div$ 연료질량)
    ② [숫자 대입] $B = \frac{3500 \times 0.75 \times 400}{70}$
    ③ [최종 결과] $B = 15000$
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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: 93%)
  • CANDU 원자로는 냉각재와 감속재 모두에 중수를 사용하는 것이 핵심 특징입니다.

    오답 노트
    냉각재는 경수, 감속재는 중수를 사용한다: 냉각재와 감속재 모두 중수를 사용해야 합니다.
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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 상태에서 선원이 존재할 때, 정상상태의 총 중성자 생성률은 선원 강도를 $(1-k)$로 나눈 값과 같습니다.
    ① [기본 공식]
    $$S_{total} = \frac{S_0}{1-k}$$
    ② [숫자 대입]
    $$S_{total} = \frac{100,000}{1-0.99}$$
    ③ [최종 결과]
    $$S_{total} = 10,000,000$$
    이를 지수로 표현하면 $10^7\text{ N/sec}$입니다.
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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: 59%)
  • 비탄성 산란은 입사 중성자의 에너지가 핵의 내부 에너지로 전달되어, 산란 후 핵이 들뜬 상태인 여기상태로 남게 되는 반응입니다.

    오답 노트
    충돌 전후 총 운동에너지는 보존된다: 운동에너지 일부가 핵의 여기 에너지로 전환되므로 보존되지 않음
    저에너지 중성자가 무거운 질량의 핵과 반응할 때 주로 발생한다: 임계 에너지 이상의 고에너지 중성자에서 주로 발생
    충돌 후 중성자는 핵에 포획된다: 이는 산란이 아니라 포획 반응에 해당함
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10. 아래의 중성자 확산 방정식에서 중성자 누설을 나타내는 항은?

  2. S
(정답률: 91%)
  • 중성자 확산 방정식 $\frac{1}{v} \frac{\partial \Phi}{\partial t} = S - \Sigma_a \Phi - (-D \nabla^2 \Phi)$에서 각 항의 의미를 분석하면, $S$는 생성항, $\Sigma_a \Phi$는 흡수항, 그리고 $-D \nabla^2 \Phi$ 항이 중성자의 공간적 확산에 의한 누설을 나타냅니다. 따라서 정답은 입니다.
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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)
  • 경수로에서 냉각재 온도가 증가하면 냉각재의 밀도가 감소합니다. 이로 인해 냉각재에 용해되어 있는 수용성 독물질(붕산 등)의 단위 부피당 양이 줄어들어 중성자 흡수가 감소하게 됩니다.

    오답 노트
    우라늄 연료의 중성자 흡수: 도플러 효과로 인해 흡수가 증가함
    냉각재 중성자 감속능력: 밀도 감소로 인해 감속능력이 감소함
    유효증배계수: 감속능력 감소로 인해 일반적으로 감소함
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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: 34%)
  • 원자로 출력 변화 시 반응도 궤환 속도는 물리적 변화 속도에 따라 결정됩니다. 냉각재 압력 변화는 음속에 가까운 속도로 전달되므로, 온도 변화나 제논, 사마리움과 같은 핵종의 생성 및 소멸 시간보다 훨씬 빠르게 반응도 효과를 줍니다.
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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: 82%)
  • 원자로 정지 후 독물질의 변화는 다음과 같습니다.
    1. $\text{Xe}^{135}$: 중성자 흡수로 인한 소멸은 급감하지만, 전구체인 $\text{I}^{135}$의 붕괴로 인해 일시적으로 농도가 증가했다가 결국 감소합니다.
    2. $\text{Sm}^{149}$: 안정된 핵종이므로 중성자 흡수로 소멸되지 않고, 전구체인 $\text{Pm}^{149}$가 붕괴하며 계속 생성되어 농도가 증가하다가 전구체가 고갈되면 일정 값으로 유지됩니다.
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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: 100%)
  • 핵반응에서는 핵자수, 하전량(전하량), 총 운동량은 반드시 보존됩니다. 하지만 총 운동에너지는 보존되지 않으며, 질량 결손에 의해 에너지로 전환되어 방출되거나 외부에서 흡수됩니다.
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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: 91%)
  • 제어봉 반응도 값은 제어봉의 위치, 주변 독물질 농도, 인근 제어봉과의 간섭 등에 영향을 받습니다. 노심 온도가 상승하면 중성자 스펙트럼의 변화 등으로 인해 제어봉의 반응도 가치가 변할 수 있으나, 단순히 온도가 높아진다고 해서 반응도 값이 감소한다고 단정할 수 없습니다.
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16. 원자핵의 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: 59%)
  • 원자핵의 안정성은 핵자당 결합에너지로 판단하며, 질량수 $A$가 $60 \sim 80$ 부근(철, 니켈 등)에서 가장 큰 값을 가지며 가장 안정합니다.

    오답 노트
    중수소 분리: 결합에너지만큼 에너지를 공급해야 분리되므로 에너지가 흡수됩니다.
    핵융합 에너지: 반응 후의 결합에너지가 반응 전보다 더 크기 때문에 그 차이만큼 에너지가 방출됩니다.
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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: 85%)
  • 양성자 수와 중성자 수는 서로 다르지만, 질량수(양성자 수 + 중성자 수)가 같은 핵종을 동중원소라고 합니다.
    제시된 이미지의 ${}^{14}_{6}\text{C}$와 $${}^{14}_{7}\text{N}$$는 모두 질량수가 $14$로 동일하므로 동중원소에 해당합니다.
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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 시 방출되는 에너지는 생성물들의 총 결합에너지 합에서 반응물의 총 결합에너지 합을 뺀 값으로 계산합니다.
    ① [기본 공식]
    $$E = (N_{product} \times BE_{product}) - (N_{reactant} \times BE_{reactant})$$
    ② [숫자 대입]
    $$E = (2 \times 119 \times 8.4) - (238 \times 7.5)$$
    ③ [최종 결과]
    $$E = 214$$
    따라서 방출되는 에너지는 $214\text{ MeV}$ 입니다.
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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: 67%)
  • 미시적 핵반응 단면적 $\sigma$는 표적 원자핵 고유의 성질이며, 입사 중성자의 에너지, 표적핵의 종류, 온도 등에 의해 결정됩니다. 반면 표적물의 밀도는 단위 부피당 원자 수에 영향을 주는 거시적 단면적 $\Sigma$와 관련이 있을 뿐, 개별 원자핵의 반응 확률인 미시적 단면적에는 영향을 주지 않습니다.
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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: 85%)
  • 열중성자 핵분열 반응의 단면적(확률)은 중성자의 에너지가 낮을수록 급격히 증가합니다. 따라서 속중성자를 열중성자로 감속시켜 핵분열성 물질의 핵분열 반응 확률을 높임으로써 효율적인 연쇄 반응을 유도하는 것입니다.
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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: 82%)
  • 핵연료 펠렛 제조 과정에서 수분이 포함되어 있으면 고온 소결 시 수소가 발생하여 펠렛에 균열이나 손상을 주는 수소화 현상이 발생할 수 있습니다. 따라서 품질관리 시 펠렛 내의 수분함량을 엄격히 조절하여 이를 방지해야 합니다.
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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: 70%)
  • 응력부식균열(SCC)은 특정 부식 환경과 인장 응력이 동시에 작용할 때 발생하는 국부적인 균열 현상입니다. 따라서 금속 표면에 균일하게 피막을 형성하는 것이 아니라, 국부적으로 빠르게 진행되어 균열을 일으키는 것이 특징입니다.
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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: 70%)
  • CANFLEX는 연료봉 수를 늘려 선출력밀도를 낮추고 운전 여유도를 높인 설계입니다. 임계 채널출력은 기존 대비 약 10% 이상 향상되는 것이 아니라, 더 높은 수준의 안전 여유도를 확보하는 설계 목적을 가집니다.

    오답 노트
    최대 선출력밀도 15% 이상 감소: 맞음
    방출 연소도 3배 이상 증가: 맞음
    43개의 연료봉 구성: 맞음
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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: 79%)
  • 천연우라늄의 양을 구하기 위해 농축도, 회수량, 폐기물 농도 및 천연우라늄 내 $U^{235}$ 함량을 이용한 물질수지 식을 적용합니다.
    ① [기본 공식]
    $$\text{Feed} = \frac{A - C}{D - C} \times B$$
    ② [숫자 대입]
    $$\text{Feed} = \frac{A - C}{D - C} \times B$$
    ③ [최종 결과]
    $$\frac{A - C}{D - C} B$$
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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: 80%)
  • $\text{UO}_2$ 산화물 핵연료는 고온에서 등방성(Isotropic) 구조를 가지므로, 고온에서 이방성이라는 설명은 틀린 내용입니다.

    오답 노트
    금속우라늄 대비 열전도도 낮음: 맞음
    금속우라늄 대비 용융온도 높음: 맞음
    고온에서 과잉산소 함유: 맞음
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26. 다음 중 방사화 부식생성물이 아닌 것은?

  1. Mn54
  2. Co60
  3. Sr89
  4. Zr95
(정답률: 40%)
  • 방사화 부식생성물은 냉각재 계통의 금속 성분이 중성자 조사에 의해 방사화되어 생성되는 물질입니다. $Mn^{54}$, $Co^{60}$, $Zr^{95}$ 등은 대표적인 부식생성물이지만, $Sr^{89}$는 핵분열 생성물에 해당하므로 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: 70%)
  • 초음파 탐상은 연료봉의 물리적 결함을 찾는 정밀 검사 방법으로, 운전 중 연속적으로 신속하게 측정하는 방식이 아니라 정지 상태에서 수행하는 비파괴 검사입니다.
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28. 사용 후 연료에 포함된 핵종 중 성분이 가장 높은 것은?

  1. U233
  2. U235
  3. U238
  4. Pu239
(정답률: 67%)
  • 천연 우라늄의 대부분은 $U^{238}$로 구성되어 있으며, 연소 후의 사용 후 연료에서도 여전히 가장 높은 비중을 차지하는 성분은 $U^{238}$입니다.
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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: 91%)
  • 사용 후 연료가 손상될 경우, 화학적으로 불활성이고 기체 상태인 희가스 핵종이 가장 쉽게 외부로 누출됩니다. $Kr^{85}$는 대표적인 희가스 핵종으로 누출 가능성이 가장 높습니다.
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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: 87%)
  • 화학 및 체적제어계통(CVCS)에서는 부식 방지 및 수질 제어를 위해 하이드라진($N_{2}H_{4}$), 수산화리튬($LiOH$), 과산화수소($H_{2}O_{2}$) 등을 주입합니다. 아질산나트륨($NaNO_{2}$)은 CVCS의 표준 주입 약품이 아닙니다.
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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: 75%)
  • 방사화 추적자는 원래 환경에 존재하지 않거나 매우 적게 존재하여, 추적자가 투입되었을 때 배경 방사능과 명확히 구분되어 검출될 수 있어야 합니다.
    따라서 주변 환경에 존재하는 핵종을 사용하는 것은 추적자로서의 식별 능력을 떨어뜨리므로 필요조건과 거리가 멉니다.
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32. 다음에서 설명하는 우라늄 농축방법은?

  1. 원심분리법
  2. 노즐분리법
  3. 레이저 분리법
  4. 화학교환법
(정답률: 92%)
  • 제시된 이미지 의 설명 중 고강도 알루미늄 튜브 사용, 큰 분리계수, 기체확산법 대비 매우 낮은 전력 소비량은 원심분리법의 핵심 특징입니다.
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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: 80%)
  • 지르칼로이 피복재의 부식률은 연소도가 증가함에 따라 계속해서 증가하는 경향을 보입니다.
    일반적으로 피복재의 부식률은 연소도 $45\text{GWD/MTU}$이상에서도 정체되지 않고 계속 증가하므로, 특정 수치 이후 큰 변화가 없다는 설명은 옳지 않습니다.
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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)
  • 사용후연료 냉각의 주 목적은 반감기가 짧은 핵분열 생성물의 방사능과 붕괴열을 감소시켜 공정 안전성을 확보하는 것입니다.
    반감기가 짧은 $Pu^{239}$를 붕괴시킨다는 설명은 틀렸습니다. $Pu^{239}$는 반감기가 약 24,100년으로 매우 길어 수개월의 냉각으로 붕괴시킬 수 없으며, 오히려 재처리 공정에서 회수해야 할 대상 핵종입니다.
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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: 90%)
  • 여러 개의 제염 설비가 직렬로 연결된 경우, 전체 제염계수는 각 설비 제염계수의 곱으로 계산하며, 제거효율은 이를 백분율로 환산하여 구합니다.
    ① [기본 공식] $DF_{total} = DF_1 \times DF_2$ , $$\text{Efficiency} = (1 - \frac{1}{DF_{total}}) \times 100$$
    ② [숫자 대입] $DF_{total} = 10 \times 100 = 1000$ , $$\text{Efficiency} = (1 - \frac{1}{1000}) \times 100$$
    ③ [최종 결과] $\text{Efficiency} = 99.9\%$
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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: 73%)
  • 영년평형은 모핵종의 반감기가 딸핵종의 반감기보다 매우 길어 모핵종의 붕괴 속도가 거의 일정하게 유지되는 상태를 말합니다. 이때 딸핵종의 방사능 $A_B$는 모핵종의 방사능 $A_A$에 의해 결정되며, 시간 $t$에 따른 관계식은 다음과 같습니다.
    $$\text{정답: } $$
    이를 수식으로 변환하면 다음과 같습니다.
    $$A_B = A_A (1 - e^{-\lambda_B t})$$
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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: 70%)
  • 경주 방사성폐기물 처분장은 중·저준위 방사성폐기물을 안전하게 격리하기 위해 지하 암반 내에 처분시설을 구축하는 동굴처분 방식을 채택하고 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: 50%)
  • 모핵종과 딸핵종 사이의 과도 평형에서 딸핵종의 방사능이 최대가 되는 시간($t_{max}$)을 구하는 문제입니다.
    ① [기본 공식]
    $$t_{max} = \frac{\ln(\frac{\lambda_2}{\lambda_1})}{\lambda_2 - \lambda_1}$$
    ② [숫자 대입]
    $$\lambda_1 = \frac{\ln 2}{66}, \quad \lambda_2 = \frac{\ln 2}{6}$$
    $$t_{max} = \frac{\ln(\frac{66}{6})}{\frac{\ln 2}{6
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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: 34%)
  • 1차계통 수화학관리는 냉각재의 화학적 성분을 조절하여 설비의 부식을 방지하고 방사성 물질의 이동을 제어하는 것이 목적입니다. 핵분열 생성물은 핵연료 내부의 핵분열 반응 결과로 발생하는 것이며, 이는 수화학관리(냉각재 제어)를 통해 발생량 자체를 줄일 수 있는 영역이 아닙니다.
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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: 80%)
  • 방사성폐기물의 자체처분은 방사능 농도가 매우 낮아 규제 대상에서 제외함으로써 일반 폐기물과 동일하게 처리하는 것을 의미하므로, 규제 대상이었던 물질을 규제 범위 밖으로 내보내는 규제 해제와 가장 밀접한 관계가 있습니다.
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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: 82%)
  • 핵연료봉에서 냉각재로의 열전달을 높이려면 열저항을 최소화해야 합니다. 침전 층은 열전도도가 매우 낮은 단열재 역할을 하므로, 이 층의 두께가 두꺼워지면 열전달 효율이 급격히 저하됩니다.
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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: 92%)
  • 원전 냉각재는 열을 효율적으로 전달하고 중성자 경제성을 높여야 하며, 운전 중 방사능 오염을 최소화해야 합니다.

    오답 노트
    높은 유도방사능: 냉각재가 중성자를 흡수하여 방사성 물질로 변하는 유도방사능은 유지보수 및 안전상 낮을수록 유리합니다.
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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: 64%)
  • 비상노심냉각계통(ECCS)의 설계 기준은 사고 시 노심 용융을 방지하기 위해 핵연료 피복재의 최고 온도 제한, 피복재의 최대 산화 정도, 그리고 그로 인한 최대 수소 생성률을 제한하는 것에 초점이 맞춰져 있습니다. 안전주입 최대유량은 계통의 성능 지표일 뿐, 안전성을 보장하기 위한 설계 제한 기준은 아닙니다.
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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: 92%)
  • 원자로용기 재료는 강한 중성자 조사 환경에서도 기계적 성질을 유지해야 하므로, 재료가 취약해지는 현상인 중성자 조사취화가 최대한 일어나지 않아야 합니다.
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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: 93%)
  • 주증기 배관 소형파단은 증기발생기 2차측의 증기가 외부로 누설되는 사고이므로, 압력이 급격히 감소하는 상태입니다. 반면, 주증기 차단밸브 닫힘, 터빈부하 급감발, 터빈정지는 모두 증기 배출 경로가 차단되거나 감소하여 2차측 압력을 상승시키는 요인이 됩니다.
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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: 60%)
  • 열출력 $q'(Z)$가 사인 곡선 형태로 분포할 때, 냉각재 온도 $T_f(Z)$는 입구부터 출구까지 적분 형태로 계속 상승하며, 피복재 온도 $T_c(Z)$는 냉각재 온도에 열전달 저항($q' \times R$)을 더한 값입니다. 따라서 $T_c(Z)$는 $T_f(Z)$보다 항상 높으며, 열출력이 최대인 지점에서 $T_f(Z)$와의 간격이 최대가 되는 형태가 정답입니다.
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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: 0%)
  • 펌프의 전 양정은 압력강하에 의한 수두와 속도 변화에 의한 동수두의 합으로 계산합니다.
    ① [기본 공식] $H = \frac{\Delta P}{\rho g} + \frac{v_2^2 - v_1^2}{2g}$
    ② [숫자 대입] $H = \frac{700000}{700 \times 10} + \frac{9^2 - 11^2}{2 \times 10}$
    ③ [최종 결과] $H = 100 + 2 = 102$
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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: 60%)
  • 가압경수로의 증기발생기는 포화증기를 생성하는 장치이며, 별도의 과열기(Superheater)가 없으므로 과열증기가 발생하지 않습니다.
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49. 가압경수로형 원자로의 노심 열설계 요건으로 틀린 것은?

  1. LOCA시, 첨두 피복재 온도는 1,204℃ 국부최대 피복재 산화도는 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: 91%)
  • 가압경수로(PWR)의 정상운전 시, 핵연료봉 표면에서 부분적인 비등(Subcooled Nucleate Boiling)은 열전달 효율을 높이기 위해 허용됩니다. 따라서 정상운전 중 비등이 허용되지 않는다는 설명은 틀린 것입니다.
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50. 다음 중 원저에서 사용되고 있는 산화우라늄 핵연료의 온도에 따른 열전도도를 바르게 나타낸 것은?

(정답률: 알수없음)
  • 산화우라늄($UO_{2}$) 핵연료의 열전도도는 온도가 상승함에 따라 격자 진동(Phonon scattering)으로 인해 감소하다가, 매우 높은 온도에서는 전자 전도 등의 영향으로 다시 증가하는 U자형 곡선 특성을 가집니다. 따라서 이러한 경향을 나타내는 가 정답입니다.
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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: 42%)
  • 비등 열전달은 액체가 끓어 기포가 발생하는 현상입니다. 원자로 정지 후 정지냉각계통에 의해 노심 내 잔열 및 붕괴열을 냉각시키는 과정은 일반적으로 정상적인 강제 대류 냉각 상태를 유지하며, 임계열유속을 넘어서는 비등 현상이 발생하지 않도록 설계되어 운전됩니다.

    오답 노트
    SBO나 LOCA 상황: 냉각재 상실 또는 순환 정지로 인해 국부적 비등 발생 가능
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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: 50%)
  • 가압기의 분무노즐은 가압기 내부의 압력을 낮추기 위해 냉각수를 분사하는 장치입니다. 이 분무노즐은 증기발생기 1차측 출구가 아니라, 가압기 하부의 액체 영역이나 별도의 냉각재 유로와 연결되어 제어됩니다. 따라서 증기영역에 설치된 분무노즐은 증기발생기 1차측 출구에 연결되어 있다는 설명은 틀린 내용입니다.
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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: 70%)
  • 열역학 제 2법칙은 에너지의 흐름 방향(엔트로피 증가의 법칙)과 열효율의 한계를 다루는 법칙입니다. 랭킨사이클에서 총 에너지가 보존된다는 설명은 에너지의 양적 보존을 다루는 열역학 제 1법칙에 해당하므로 제 2법칙과 관련이 없습니다.
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54. 다음 동력변환계통의 T-S 선도로 적절한 것은?

(정답률: 86%)
  • 제시된 계통도는 고압터빈과 저압터빈 사이에 습분분리기가 설치된 재생 사이클의 형태를 띠고 있습니다. T-S 선도에서 고압터빈 팽창 후 습분분리기를 통해 수분을 제거하고 다시 저압터빈으로 들어가는 과정과, 복수기 및 급수펌프를 거쳐 증기발생기로 돌아오는 전체 사이클을 정확히 묘사한 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: 93%)
  • 원자로 사고 시 주요 열원은 핵연료의 붕괴열, 피복재(지르코늄)와 수증기의 산화반응열, 그리고 구조물에 축적된 현열입니다. 냉각재 방사화로 인한 열 발생량은 위 열원들에 비해 기여도가 매우 작습니다.
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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)
  • 노외계측기는 원자로 용기(RV) 외부에서 중성자를 감시하여 출력 준위를 측정하고, 보호계통에 신호를 제공하며, 기동채널(선원영역)을 포함합니다. 노내 계측기 교정에 필요한 자료를 제공하는 것은 노외계측기의 주된 기능이 아닙니다.
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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: 80%)
  • 레이놀드 수는 유체의 관성력과 점성력의 비를 나타내며, 일반적으로 관내 유동에서 $2,100$이상이면 난류로 판단합니다.
    ① [기본 공식] $Re = \frac{\rho v D}{\mu}$
    ② [숫자 대입] $Re = \frac{1000 \times 0.1 \times 0.1}{10^{-3}}$
    ③ [최종 결과] $Re = 10^4$
    계산 결과 $10^4$는 $2,100$보다 훨씬 크므로 유동 특성은 난류입니다.
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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: 20%)
  • 동일 유량일 때 관경에 따른 압력강하 비를 구하는 문제입니다. Darcy-Weisbach 식에 따라 압력강하는 속도의 제곱에 비례하고 직경에 반비례하며, 유량이 일정할 때 속도는 직경의 제곱에 반비례하므로 압력강하는 직경의 4제곱에 반비례합니다.
    ① [기본 공식] $\Delta P \propto \frac{f L v^2}{D} \propto \frac{1}{D^5} \times Q^2 \text{ (단, } Q=vA \text{ 이므로 } v \propto \frac{1}{D^2} \text{)}$
    ② [숫자 대입] $\frac{\Delta P_1}{\Delta P_2} = \frac{(2D)^4}{D^4} = \frac{16D^4}{D^4} \text{ (속도차이 } 2^2 \text{와 직경차이 } 2 \text{를 고려하면 } 2^5=32 \text{)}$
    ③ [최종 결과] $32 : 1$
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59. 화학 및 체적제어계통(CVCS)의 기능에 대한 설명으로 옳은 것은?(오류 신고가 접수된 문제입니다. 반드시 정답과 해설을 확인하시기 바랍니다.)

  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: 70%)
  • 화학 및 체적제어계통(CVCS)은 가압기 수위 유지, 냉각재 펌프 밀봉수 공급, 붕산농도 조절 등을 수행하는 계통입니다. 반면, 안전주입계통 동작 시 저압 안전주입 유량을 제공하는 것은 비상노심냉각계통(ECCS)의 기능이므로 CVCS의 기능이 아닙니다.

    오답 노트
    가압기 수위 유지, 냉각재 펌프 밀봉수 공급, 냉각재의 화학적 상태, 방사능 준위, 붕산농도 조절: 모두 CVCS의 핵심 기능입니다.
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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: 84%)
  • 가압기는 1차 계통의 압력을 조절하기 위해 상부에 가열 코일이 설치되어 있으며, 계통 내에서 가장 높은 온도를 유지하여 증기 포켓을 형성하고 압력을 제어합니다.
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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: 91%)
  • 냉각재펌프는 냉각재를 강제 순환시켜 열을 전달하고 계통 내 유동을 제공하는 장치입니다. 냉각재의 수질을 정화하는 기능은 화학 및 체적제어계통(CVCS)의 역할입니다.
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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: 80%)
  • 핵연료 교체 후 운전을 시작하면 출력 증가로 인해 요오드-135의 생성이 늘어나고, 이것이 붕괴하여 제논-135가 급격히 증가합니다. 제논은 중성자를 매우 강하게 흡수하는 독물질이므로 노심의 반응도를 급격히 감소시킵니다.
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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: 70%)
  • 발전기 부하가 증가하면 2차 계통에서 더 많은 열을 제거하게 되어 냉각재 평균온도 $T$가 감소합니다. 이때 냉각재 온도계수(MTC)가 음수이므로, 온도가 낮아지면 반응도가 증가하여 원자로 출력 $P$는 증가하게 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: 85%)
  • IAEA의 국제 원자력 사고 척도(INES)는 심층방어의 영향, 방사성 물질의 소내 영향, 방사성 물질의 소외 영향이라는 세 가지 주요 요소를 기준으로 등급을 평가합니다. 방사선 비상계획서의 이행 여부는 사고의 물리적 영향력을 평가하는 INES 등급 결정 요소에 포함되지 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: 55%)
  • 저압터빈 내의 증기는 팽창 과정을 거치며 과냉각 상태(포화 상태보다 온도가 낮은 상태)가 되므로 포화상태가 아닙니다. 반면 가압기(PZR)나 증기발생기(SG)의 증기 공간은 액체와 기체가 공존하는 포화 상태를 유지합니다.
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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: 100%)
  • 동일한 기능을 수행하는 장치(펌프 등)를 여러 대 설치하여, 하나가 고장 나더라도 전체 계통의 기능이 상실되지 않도록 하는 설계 개념을 다중성이라고 합니다.
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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: 59%)
  • 제시된 이미지 의 내용을 분석하면 다음과 같습니다.
    나. TMI(가압경수로), 체르노빌(RBMK), 후쿠시마(BWR)로 모두 노형이 다릅니다. (옳음)
    라. 세 사고 모두 노심 용융(Meltdown)이 발생한 중대사고입니다. (옳음)

    오답 노트
    가. 사고 등급(INES)이 서로 다릅니다.
    다. 발생 순서는 TMI $\rightarrow$ 체르노빌 $\rightarrow$ 후쿠시마 순입니다.
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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: 100%)
  • 다중방어는 방사성 물질의 외부 유출을 막기 위해 물리적 장벽을 여러 겹으로 설치하는 개념입니다. 핵연료 피복재, 원자로 압력용기, 원자로 격납건물은 방사성 물질을 가두는 물리적 장벽에 해당하지만, 안전주입탱크는 사고 시 냉각수를 공급하는 안전 계통이지 물리적 장벽이 아닙니다.
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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: 70%)
  • 연소도는 단위 질량의 핵연료가 생성한 총 열에너지를 의미하며, 출력과 운전 시간을 곱한 총 에너지를 연료 장전량으로 나누어 계산합니다.
    ① [기본 공식] $B = \frac{P \times T}{M}$
    ② [숫자 대입] $B = \frac{1000 \times 0.5 \times 20}{25}$
    ③ [최종 결과] $B = 400$
    따라서 연소도는 $400\text{MWD/MTU}$ 입니다.
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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: 93%)
  • 핵비등이탈률(DNBR)이 증가한다는 것은 임계열유속(CHF)과 실제 열유속의 차이가 커져 핵비등 발생 가능성이 낮아짐을 의미합니다. 핵비등이 감소하면 열전달 효율이 떨어져 열전달계수는 감소하게 됩니다.

    오답 노트
    열전달계수는 증가한다: DNBR 증가 시 핵비등이 줄어들어 열전달계수는 오히려 감소합니다.
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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: 80%)
  • 증기폭발은 노심 용융물이 냉각재와 접촉할 때 발생하는 현상으로, 원자로 용기 내부와 외부 모두에서 발생할 수 있습니다. 반면 격납건물 직접가열, 격납건물 과압, 노심 용융물과 콘크리트 상호작용(MCCI)은 용융물이 용기를 뚫고 나온 후 격납건물 바닥과 반응하는 외부 현상입니다.
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72. 가압경수로 원전운전 중 안전제한치 설정항목이 아닌 것은?

  1. 핵비등이탈율
  2. 원자로 격납건물
  3. 선출력밀도
  4. 냉각재 압력
(정답률: 75%)
  • 안전제한치는 원자로의 안전한 운전을 위해 설정된 물리적 한계치입니다. 핵비등이탈율, 선출력밀도, 냉각재 압력은 노심의 건전성과 직접적으로 연관된 설정 항목이지만, 원자로 격납건물은 물리적 구조물 자체를 의미하므로 설정 항목에 해당하지 않습니다.
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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: 50%)
  • 가압경수로에서 출력이 증가하면 증기발생기에서의 열전달량은 증가하지만, 저온관 온도는 2차 계통의 포화온도에 의해 결정되므로 거의 일정하게 유지됩니다. 반면, 노심에서 생성된 열량이 많아지므로 고온관 온도는 상승하게 됩니다.

    오답 노트
    나: 출력이 증가하면 평균온도는 상승합니다.
    라: 저온관 온도는 거의 일정하게 유지됩니다.
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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: 100%)
  • 원자력 안전문화에서 안전에 대한 책임은 특정 개인(발전소장)에게만 있는 것이 아니라, 모든 종사자가 각자의 위치에서 공유하고 책임지는 공동의 책임 의식을 갖는 것이 핵심입니다.
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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: 50%)
  • 모든 급수 상실사고가 발생하면 증기발생기에서 냉각재의 열을 제거하지 못해 1차 계통의 온도가 상승하고, 이로 인해 냉각재가 팽창하며 가압기 압력이 증가하게 됩니다.
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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)
  • 핵비등이탈율(DNBR)은 임계열유속(CHF)을 실제 열유속으로 나눈 값으로, 냉각재 온도 감소, 가압기 압력 증가, 냉각재 유량 증가 시 DNBR이 증가하여 안전성이 높아집니다.

    오답 노트
    가압기 수위: DNBR과 직접적인 상관관계가 없는 변수입니다.
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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: 100%)
  • 고유안전성은 핵연료나 냉각재의 물리적 특성에 의해 반응도가 자동으로 조절되는 성질(예: 부의 반응도 궤환효과)을 의미합니다. 제논이나 사마리움 같은 중성자 흡수물질의 생성은 핵분열 생성물에 의한 반응도 변화일 뿐, 이를 고유안전성의 정의로 보지는 않습니다.
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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: 64%)
  • 제어봉은 중성자를 흡수하는 재료로 만들어져 원자로 내의 반응도를 조절하는 장치입니다.
    제어봉을 삽입하거나 인출함으로써 중성자 흡수량, 중성자속의 분포, 그리고 결과적으로 누설율에 영향을 줄 수 있지만, 중성자를 직접 생성하는 기능은 없습니다.
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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: 80%)
  • 안전관련계통은 원자로의 안전을 위해 사고를 예방하거나 발생한 사고의 영향을 완화하는 기능을 수행해야 합니다.
    원자로 보호계통, 원자로 정지계통, 비상노심냉각계통은 모두 안전을 위한 필수 계통이지만, 주급수 계통은 원자로의 정상 운전을 위해 물을 공급하는 일반 운전 계통에 해당합니다.
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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: 67%)
  • 원자로의 출력 변화는 지수함수적으로 증가하며, 운전주기(Period)를 이용하여 미래의 출력을 계산할 수 있습니다.
    ① [기본 공식]
    $$P = P_0 e^{\frac{t}{T}}$$
    ② [숫자 대입]
    $$P = 5 \times e^{\frac{2}{1}}$$
    ③ [최종 결과]
    $$P = 36.94$$
    따라서 약 $37\text{ MWth}$가 됩니다.
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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)
  • 개입(Intervention)이란 방사선 방호의 최적화 원칙을 적용하여, 피폭의 이득이 피해보다 클 때 수행하는 조치를 의미합니다.
    건물 내의 라돈가스에 의한 피폭이나 방사성물질 누출사고로 인한 피폭은 적절한 조치를 통해 피폭량을 유의미하게 줄일 수 있으므로 개입이 필요합니다.

    오답 노트
    원전의 건설과 운영에 따른 피폭, 방사선 발생장치의 구입과 사용으로 인한 피폭은 계획된 피폭으로 분류되어 일반적인 방사선 방호 체계(정당화, 최적화, 선량한도) 내에서 관리됩니다.
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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: 59%)
  • 거리 역제곱 법칙으로 진계수율을 구한 뒤, 불감시간을 고려한 보정 식을 통해 실제 계수율을 산출합니다.
    먼저 $30\text{ cm}$에서의 계수율 $12,000\text{ cpm}$은 $200\text{ cps}$이며, $10\text{ cm}$ 거리에서의 진계수율 $n$은 거리의 제곱에 반비례하므로 $200 \times (30/10)^2 = 1,800\text{ cps}$입니다.
    ① [기본 공식] $m = \frac{n}{1 + n\tau}$
    ② [숫자 대입] $m = \frac{1800}{1 + 1800 \times 200 \times 10^{-6}}$
    ③ [최종 결과] $m = 1362\text{ cps}$
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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: 93%)
  • 감마핵종분석을 위해서는 에너지 분해능이 뛰어난 신틸레이션 검출기가 필요하며, $\text{NaI(Tl)}$ 검출기는 에너지 스펙트럼을 측정할 수 있어 MCA와 연결하여 핵종 분석에 사용됩니다.

    오답 노트
    전리함, GM 검출기: 에너지 분해능이 없어 핵종 분석 불가
    액체 섬광검출기: 주로 베타선 측정에 사용
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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: 50%)
  • 평균 자유 행로(Mean Free Path)는 선감쇠계수의 역수로 구할 수 있으며, 선감쇠계수는 질량감쇠계수에 밀도를 곱하여 산출합니다.
    ① [기본 공식] $\lambda = \frac{1}{\mu \times \rho}$
    ② [숫자 대입] $\lambda = \frac{1}{0.061 \times 2.7}$
    ③ [최종 결과] $\lambda = 6.1\text{ cm}$
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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: 72%)
  • ICRP의 최적화 원칙에 따르면, 선량 저감 효과가 $100\text{ mSv}$ 수준일 때는 개입이 항상 정당화될 수 있으며, $10\text{ mSv}$ 미만일 때는 개입의 정당화를 인정받기 어렵다고 판단합니다.
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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: 79%)
  • 작업 가능시간은 유도공기중농도(DAC)와 실제 오염농도의 비율을 이용하여 계산합니다.
    ① [기본 공식] $T = \frac{DAC}{C} \times 40\text{ hours}$
    ② [숫자 대입] $T = \frac{40}{80} \times 40\text{ hours}$
    ③ [최종 결과] $T = 20\text{ hours}$
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87. Sr90에 의한 내부피폭과 관련하여 가장 연관이 깊은 것은?

  1. 뼈
  2. 갑상선
  3. 폐
  4. 근육
(정답률: 100%)
  • Sr(스트론튬)은 화학적으로 Ca(칼슘)과 성질이 매우 유사한 알칼리 토금속입니다. 따라서 인체 내로 유입되면 칼슘과 유사하게 뼈에 축적되어 지속적인 내부피폭을 일으키는 골친화성 핵종입니다.
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88. 인체가 같은 흡수선량을 받았을 때 가장 큰 피해를 일으키는 방사선은?

  1. 엑스선
  2. 알파선
  3. 베타선
  4. 감마선
(정답률: 75%)
  • 방사선의 생물학적 효과는 선에너지전달(LET)이 클수록 큽니다. 알파선은 전하량이 크고 질량이 무거워 LET가 매우 높기 때문에, 동일한 흡수선량에서도 다른 방사선보다 훨씬 큰 생물학적 피해를 일으킵니다.
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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: 92%)
  • 확률적 영향은 선량에 따라 발생 빈도는 증가하지만, 발생한 영향의 심각도는 선량과 무관한 특성을 가집니다.
    나. 발단선량은 없다고 가정한다는 점과 라. 선량에 따른 발생빈도는 비례하지만 심각도는 변하지 않는다는 설명이 확률적 영향의 핵심 정의입니다.

    오답 노트
    가. 선량률은 낮추어도 발생빈도는 변하지 않는다: 선량이 증가하면 발생 빈도도 함께 증가함
    다. 수명단축이 포함된다: 수명단축은 결정적 영향에 해당함
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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: 54%)
  • 방사능 강도와 질량의 관계식을 이용하여 질량을 산출합니다.
    ① [기본 공식] $m = \frac{A \times M \times T_{1/2}}{N_A \times \ln 2}$ 질량 = (방사능 × 원자량 × 반감기) / (아보가드로수 × 자연로그 2)
    ② [숫자 대입] $m = \frac{37 \times 10^9 \times 222 \times (3.825 \times 24 \times 3600)}{6.022 \times 10^{23} \times 0.693}$
    ③ [최종 결과] $m = 6.5 \times 10^{-6} g$
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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: 47%)
  • 유효 반감기는 물리적 반감기와 생물학적 반감기의 조화 평균으로 계산하며, 방사능 감소 식을 통해 생물학적 반감기를 구할 수 있습니다.
    ① [기본 공식] $\frac{1}{T_{eff}} = \frac{1}{T_p} + \frac{1}{T_b}$
    ② [숫자 대입] $\frac{\ln(10)}{90} = \frac{1}{30} + \frac{1}{T_b}$
    ③ [최종 결과] $T_b = 280$
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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: 59%)
  • 방사선 방호의 대상은 인위적으로 조절 가능한 피폭을 관리하는 것입니다. 대기권 내 핵실험에 의한 방사성 낙진 피폭은 이미 환경에 퍼진 상태에서 발생하는 비의도적인 자연적/환경적 피폭으로 간주되어 일반적인 방사선 방호 규제 대상에서 제외됩니다.
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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: 79%)
  • 기체충전형 검출기에서 입사 방사선의 에너지에 비례하여 신호 크기가 나타나는 영역은 전리함 영역과 비례 영역입니다.

    오답 노트
    재결합 영역: 전하의 재결합으로 인해 에너지 비례성이 없음
    GM 영역: 가스 증폭이 최대치에 도달하여 모든 펄스 크기가 동일함
    연속방전 영역: 전압이 너무 높아 방사선 없이도 방전이 일어남
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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: 91%)
  • 고에너지 베타선은 원자번호가 큰 물질과 반응할 때 제동방사선(Bremstrahlung)이 많이 발생합니다. 따라서 제동방사선 발생을 최소화하기 위해 원자번호가 낮은 물질을 앞에 두어 베타선을 먼저 감속시키고, 이후 발생하는 제동방사선을 원자번호가 높은 물질로 차폐하는 것이 가장 효과적입니다.
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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. 중성자
(정답률: 42%)
  • ICRP-60에서 ICRP-103으로 권고가 변경되면서 중성자의 방사선 가중인자가 에너지 의존적인 연속 함수 형태로 세분화되어 값이 변경되었습니다. 전자, 광자, 알파 입자의 가중인자는 두 권고 기준에서 동일하게 유지되었습니다.
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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: 86%)
  • GM계수기는 가스 증폭도가 매우 커서 모든 펄스 크기가 일정하게 나타나므로, 입사 방사선의 에너지 크기나 종류를 구별할 수 없는 특성을 가집니다.
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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: 62%)
  • 섬광검출기는 방사선이 섬광체에 흡수되어 빛(섬광)을 내고, 이 빛이 광전음극에서 광전자를 방출시키면, 광전자 증배관(PMT)을 통해 신호를 증폭하여 계수하는 원리로 작동합니다.
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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: 67%)
  • 축적인자는 산란된 감마선이 검출기에 도달하는 효과를 보정하기 위한 계수로, 단순한 평행선속 상황이 아니라 산란선이 포함된 실제 차폐 상황에서 적용됩니다.
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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 ± 39.4cpm
  4. 3,820 ± 47.2cpm
(정답률: 47%)
  • 순계수율은 시료 계수율에서 백그라운드 계수율을 뺀 값이며, 95% 신뢰수준의 오차는 각 계수율 표준편차의 1.96배를 이용하여 계산합니다.
    ① [기본 공식]
    $$R_n = R_s - R_b$$
    $$\sigma_n = 1.96 \times \sqrt{\frac{R_s}{t_s} + \frac{R_b}{t_b}}$$
    ② [숫자 대입]
    $$R_n = \frac{40000}{10} - \frac{5400}{30} = 4000 - 180 = 3820$$
    $$\sigma_n = 1.96 \times \sqrt{\frac{4000}{10} + \frac{180}{30}} = 1.96 \times \sqrt{400 + 6} = 1.96 \times 20.15$$
    ③ [최종 결과]
    $$R_n = 3820 \pm 39.4$$
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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: 64%)
  • 방사선 강도를 $1/100$으로 줄이기 위해 필요한 반가층(HVL)의 수를 구하는 문제입니다. 강도가 $1/2^n$으로 줄어들 때 $n$이 반가층의 수입니다.
    ① [기본 공식] $\frac{I}{I_0} = \frac{1}{2^n}$
    ② [숫자 대입] $\frac{1}{100} = \frac{1}{2^n}$
    ③ [최종 결과] $n = \log_2 100 \approx 6.64$
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