원자력기사 필기 기출문제복원 (2015-09-12)

원자력기사 2015-09-12 필기 기출문제 해설

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원자력기사
(2015-09-12 기출문제)

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1과목: 원자력기초

1. 다음 중 핵자에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 중성자는 전기적으로 중립이고 안정한 입자이다.
  2. 양자는 중성자보다 가볍고 전자보다 전하량이 크다.
  3. 양전자와 음전자는 전하의 부호만 반대이고 나머지는 동일하다.
  4. 광자는 질량이 없고 진공에서 다양한 속도로 진행한다.
(정답률: 64%)
  • 양전자와 음전자는 질량과 스핀 등 물리적 성질은 동일하며, 오직 전하의 부호만 서로 반대인 입자입니다.

    오답 노트
    중성자는 홀로 존재할 때 불안정하여 베타 붕괴를 일으킴
    양성자는 전자와 전하량의 절대값이 같음
    광자는 진공에서 항상 일정한 광속으로 진행함
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2. 붕산수를 원자로 제어에 이용하는 이유 중 가장 거리가 먼 것은?

  1. 제어봉과 함께 원자로를 임계로 유지
  2. 온도변화에 따른 반응도 보상
  3. 신속한 원자로 반응도 제어
  4. 핵연료 연소에 따른 반응도 보상
(정답률: 85%)
  • 붕산수는 냉각재에 용해되어 계통 전체를 순환해야 하므로 반응도 조절 속도가 매우 느립니다. 따라서 신속한 반응도 제어는 제어봉의 역할이며, 붕산수는 주로 핵연료 연소 보상이나 온도 변화에 따른 완만한 반응도 조절에 사용됩니다.
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3. 다음 도플러효과에 대한 설명 중 맞는 것은?

  1. 연료의 온도상승으로 인하여 공명흡수가 증가되는 현상이다.
  2. 연료의 온도가 상승하면 U238, Pu240의 공명첨두치가 좁아진다.
  3. 도플러현상에 의해 원자로의 연료온도계수는 정(+)의 값을 갖는다.
  4. 도플러효과는 펠렛의 자기차폐(Self Sheilding)와는 무관하다.
(정답률: 85%)
  • 도플러 효과는 연료의 온도 상승으로 인해 공명 흡수선이 넓어져 중성자의 공명 흡수가 증가하는 현상입니다.

    오답 노트
    공명첨두치가 좁아진다: 넓어진다
    연료온도계수가 정(+)의 값: 부(-)의 값
    자기차폐와 무관하다: 밀접한 연관이 있다
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4. 다음 중 원자로 구조물질이 가져야 할 특성이 아닌 것은?

  1. 용융점이 높을 것
  2. 매질의 중성자 흡수단면적이 클 것
  3. 성형가공이 쉬울 것
  4. 열전도도가 클 것
(정답률: 95%)
  • 원자로 구조물질은 중성자를 최대한 많이 연료로 보내야 하므로, 중성자를 흡수하는 성질인 중성자 흡수단면적이 작아야 합니다.

    오답 노트
    매질의 중성자 흡수단면적이 클 것: 중성자 경제성을 저해하므로 부적절함
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5. 다음 용어에 대한 설명 중 틀린 것은?

  1. 핵분열 생성물 : 무거운 원소가 핵분열에 의해서 생성된 핵종
  2. 핵분열 가능핵종 : 중성자를 흡수하여 핵분열 할 가능성이 있는 핵종
  3. 핵분열성 핵종 : 중성자 흡수 없이 자발적으로 분열을 일으키는 핵종
  4. 핵분열 원료핵종 : 핵분열 가능핵종 중에서 중성자를 흡수하여 핵분열성 핵종으로 전환되는 핵종
(정답률: 64%)
  • 핵분열성 핵종은 중성자를 흡수하여 핵분열을 일으키는 핵종을 의미하며, 중성자 흡수 없이 자발적으로 분열하는 것과는 거리가 멉니다.
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6. 어떤 물질로 중성자 차폐체를 설치하려고 한다. 중성자선의 세기를 원래의 0.1%로 줄이기 위한 차페체의 두께는? (단, 이 물질의 ∑a=6.9㎝-1, ∑s0㎝-1이다.)

  1. 약 0.1cm
  2. 약 1cm
  3. 약 10cm
  4. 약 100cm
(정답률: 67%)
  • 중성자선의 세기를 감쇠시키기 위해 지수함수적 감쇠 법칙을 적용합니다.
    ① [기본 공식] $\phi = \phi_0 e^{-\Sigma_a x}$
    ② [숫자 대입] $0.001 = 1 \times e^{-6.9 \times x}$
    ③ [최종 결과] $x = 1.32 \text{ cm}$
    계산 결과 약 $1\text{cm}$가 가장 적절한 두께입니다.
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7. 다음에 제시된 다양한 형상의 원자로들 중 최대 중성자속과 평균 중성자속 비율()이 가장 큰 변화는?

  1. 직육면체 원자로
  2. 유한 원통형 원자로
  3. 무한 원통형 원자로
  4. 구형 원자로
(정답률: 80%)
  • 원자로의 형상에 따라 중성자속 분포의 불균일도가 달라집니다. 구형이나 원통형에 비해 직육면체 원자로는 모서리 부분의 중성자 누설이 많아 중심부와 주변부의 중성자속 차이가 가장 크게 나타납니다. 따라서 최대 중성자속과 평균 중성자속의 비율인 $\Phi_{max} / \Phi_{avg}$ 값이 가장 크게 나타납니다.
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8. 다음 중 노심에 반사체를 설치했을 때 얻을 수 있는 이익이 아닌 것은?

  1. 중성자 이용률 증대
  2. 핵연료 장전량 증가
  3. 원자로 압력용기의 피로도 감소
  4. 중성자속 구배의 평탄화
(정답률: 100%)
  • 반사체는 누설되는 중성자를 다시 노심으로 되돌려 보내는 역할을 합니다. 이를 통해 중성자 이용률을 높이고, 노심 외곽의 중성자속을 높여 중성자속 구배를 평탄화하며, 결과적으로 동일 출력 달성을 위해 필요한 핵연료 장전량을 줄일 수 있습니다.

    오답 노트
    핵연료 장전량 증가: 반사체 설치 시 핵연료 장전량을 줄일 수 있음
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9. 중성자의 에너지와 흡수 또는 산란단면적과 관계에 대한 설명 중 틀린 것은?

  1. 미시적흡수단면적은 열중성자 영역에서 에너지가 커질수록 작아진다.
  2. 미시적 산란단면적은 중성자의 에너지 영역에 따라 크게 변화한다.
  3. 미시적 흡수단면적은 열외중성자 영역에서 공명한다.
  4. 미시적 흡수단면적은 속중성자 영역에서 작은 값을 가지며 불변이다.
(정답률: 29%)
  • 미시적 산란단면적은 중성자의 에너지 변화에 관계없이 대체로 일정하거나 매우 완만하게 변화하는 특성을 가집니다.

    오답 노트
    미시적 흡수단면적: 열중성자 영역에서 $1/v$ 법칙에 따라 에너지가 커질수록 감소하며, 열외중성자 영역에서 공명 흡수가 일어나고, 속중성자 영역에서는 매우 작은 값을 유지함
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10. 비균질(Hetero)와 균질(Homo) 원자로의 유효증배계수에 대한 특성을 비교한 것 중 맞는 것은?

  1. (fP)Hetero ＞ (fP)Homo
  2. fHetero ＞ fHomo
  3. εHetero ＜ εHomo
  4. PHetero ＜ PHomo
(정답률: 67%)
  • 비균질 원자로는 핵연료와 감속재가 분리되어 있어, 중성자가 감속되는 동안 핵연료 영역을 피할 수 있으므로 공명흡수이탈확률 $p$가 균질 원자로보다 훨씬 큽니다. 비록 열중성자이용률 $f$는 균질 원자로가 약간 더 높지만, $p$의 증가 폭이 훨씬 크기 때문에 결과적으로 두 값의 곱인 $f p$는 비균질 원자로가 더 큽니다.

    오답 노트
    열중성자이용률 $f$: 자기차폐 효과로 인해 균질 원자로가 더 높음
    속중성자핵분열률 $\epsilon$: 두 원자로의 전체적인 속중성자 굴곡이 비슷하여 큰 차이가 없음
    공명흡수이탈확률 $p$: 비균질 원자로가 훨씬 높음
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11. 핵분열에 의해 방출되는 에너지 종류 중에서 가장 큰 것은?

  1. 감마선 에너지
  2. 베타선 에너지
  3. 핵분열 중성자의 운동에너지
  4. 핵분열 단편의 운동에너지
(정답률: 85%)
  • 핵분열 시 방출되는 전체 에너지 중 가장 큰 비중을 차지하는 것은 핵분열 단편(Fission Fragments)의 운동에너지입니다. 이는 전체 에너지의 약 $80\%$이상을 차지합니다.
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12. 다음 중 중성자 확산방정식에 이용되는 Fick’s Law이 가장 잘 적용되는 경우는?

  1. 확산면적이 매우 클 때
  2. 중성자원에서 매우 가까울 때
  3. 매질의 중성자 흡수단면적이 매우 클 때
  4. 중성자 산란이 매우 비대칭일 때
(정답률: 72%)
  • Fick의 법칙은 중성자속의 기울기가 완만하고, 중성자 산란이 등방적이며, 중성자원으로부터 충분히 떨어진 영역에서 확산이 지배적일 때 잘 적용됩니다.
    따라서 확산면적이 매우 클 때 가장 잘 적용됩니다.

    오답 노트
    중성자원과 매우 가까울 때: 중성자속의 변화가 급격하여 확산 이론 적용 불가
    흡수단면적이 매우 클 때: 확산보다 흡수가 지배적이어서 적용 불가
    산란이 비대칭일 때: 등방성 산란 가정이 깨지므로 적용 불가
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13. 다음과 같이 원자로의 출력이 변화할 때 원자로 내의 Xe의 농도의 변화를 바르게 나타낸 것은?

(정답률: 72%)
  • 원자로의 출력을 높이면 중성자속이 증가하여 Xe-135의 소멸(중성자 흡수) 속도가 빨라지므로, Xe 농도는 일시적으로 감소했다가 새로운 평형 상태에 도달하며 증가하게 됩니다.
    반대로 출력을 낮추면 중성자 흡수가 줄어 Xe이 일시적으로 쌓였다가, 전구체인 I-135의 생성 감소로 인해 결국 줄어드는 특성을 가집니다.
    제시된 이미지 에서는 출력이 급격히 상승하였으므로, Xe 농도가 일시적으로 감소한 후 다시 상승하여 새로운 평형점에 도달하는 그래프가 정답입니다.
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14. 구형 원자로에서 중성자속 분포 및 거시적 단면적이 다음과 같이 주어진 경우 가장 출력이 높은 위치에서 단위체적, 단위시간 발생하는 핵분열 수는?

  1. 1×1013
  2. 1×1014
  3. 2×1013
  4. 2×1014
(정답률: 5%)
  • 단위체적, 단위시간당 핵분열 수는 거시적 핵분열 단면적과 중성자속의 곱으로 계산하며, 구형 원자로의 중심($$r=0$$)에서 중성자속이 최대가 됩니다.
    $$\lim_{r \to 0} \frac{\sin(2r)}{r} = 2$$ 임을 이용하여 최대 중성자속을 구합니다.
    ① [기본 공식] $R = \Sigma_f \times \Phi_{max}$
    ② [숫자 대입] $R = 2 \times (5 \times 10^{13} \times 2)$
    ③ [최종 결과] $R = 2 \times 10^{14}$
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15. 가압경수로형 원전에서 가연성 독물질을 사용함으로서 얻을 수 있는 효과로 틀린 것은?

  1. 주기 초(BOC) 임계 붕소농도를 낮출 수 있다.
  2. 냉각재 온도계수를 보다 부(-)의 방향으로 만든다.
  3. 출력분포를 보다 평탄하게 만들 수 있다.
  4. 같은 핵연료 양으로도 주기길이 늘일 수 있다.
(정답률: 78%)
  • 가연성 독물질은 주기 초의 과잉 반응도를 억제하여 붕소 농도를 낮추고 출력 분포를 평탄하게 하지만, 중성자를 흡수하여 소모시키므로 동일한 핵연료 양으로는 오히려 주기 길이를 늘릴 수 없습니다.
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16. 가압경수로형 원전에서 2차 중성자 선원을 사용하는 이유는?

  1. 1차 중성자 선원이 전부 붕괴되었기 때문
  2. 중성자 검출기의 신뢰도를 얻기 위하여
  3. 운전시 높은 에 의하여 1차 중성자 선원이 파괴되었기 때문
  4. 운전후 재가동 시 분열생성물의 높은 감마 자연방사능으로 인하여 1차 중성자 선원을 사용할 수 없기 때문
(정답률: 72%)
  • 원자로 운전 후 재가동 시, 노심 내에 잔류하는 분열생성물에서 발생하는 매우 강한 감마선 배경 방사능으로 인해 1차 중성자 선원만으로는 신호 검출이 어렵기 때문에, 이를 보완하기 위해 2차 중성자 선원을 사용합니다.
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17. 핵연료가 연소됨에 따라 노심의 변화에 대한 설명 중 틀린 것은?

  1. 중성자 재생계수 증가
  2. 냉각재 내의 붕소농도 감소
  3. 잉여반응도 감소
  4. 속핵분열 인자는 거의 변화 없음
(정답률: 96%)
  • 핵연료가 연소되면 핵분열성 물질이 소모되고 핵분열 생성물(독물질)이 축적되므로, 중성자 재생계수는 감소하게 됩니다.

    오답 노트
    냉각재 내의 붕소농도 감소: 연소에 따른 반응도 감소를 보상하기 위해 붕소 농도를 점차 낮춥니다.
    잉여반응도 감소: 연료 소모로 인해 초기 보유했던 여유 반응도가 줄어듭니다.
    속핵분열 인자: 연료 연소 과정에서 상대적으로 변화 폭이 매우 작습니다.
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18. 다음 중 냉각재 유량을 변화시킴으로서 반응도를 용이하게 제어할 수 있는 원자로는?

  1. PWR
  2. BWR
  3. CANDU
  4. LMFBR
(정답률: 58%)
  • BWR(비등경수로)은 노심 내에서 냉각재가 끓어 기포(Void)가 발생하며, 유량을 조절하여 기포의 양을 변화시킴으로써 감속재 밀도를 제어하고 반응도를 용이하게 조절할 수 있는 특성을 가집니다.
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19. 3% 농축도의 UO2연료 100톤을 장전한 원자로를 10일간 4,000MW의 열출력으로 계속 운전하였다. 이 기간 동안의 연소도(MWD/T)는 얼마인가?

  1. 약 450
  2. 약 4,000
  3. 약 12,000
  4. 약 13,000
(정답률: 39%)
  • 연소도는 단위 질량당 누적 열에너지를 의미하며, 총 열출력에 운전 시간을 곱한 값을 장전된 연료의 총 질량으로 나누어 계산합니다.
    $$\text{Burnup} = \frac{P \times t}{M}$$
    $$\text{Burnup} = \frac{4000 \text{ MW} \times 10 \text{ day}}{100 \text{ T}}$$
    $$\text{Burnup} = 400 \text{ MWD/T}$$
    계산 결과 약 400 MWD/T이며, 제시된 보기 중 가장 근접한 값은 약 450입니다.
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20. 아래의 g군 확산 방정식에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 이다.
  2. 는 g그룹의 중성자가 산란반응을 통해 에너지를 얻고 h그룹의 중성자가 되는 것을 의미한다.
  3. 는 g그룹의 중성자가 산란반응을 통해 에너지를 잃고 h그룹의 중성자가 되는 것을 의미한다.
  4. Sg는 g그룹의 중성자에 의한 핵분열 반응을 의미한다.
(정답률: 34%)
  • g군 중성자속 $\Phi_{g}$는 해당 에너지 그룹 $g$의 범위 내에서 연속 에너지 중성자속 $\phi(E)$를 적분하여 정의합니다.
    $$\Phi_{g} = \int_{g} \phi(E) dE$$

    오답 노트
    $\Sigma_{s, g \to h}$: g그룹 중성자가 산란되어 에너지를 잃고 h그룹이 되는 것
    $\Sigma_{s, h \to g}$: h그룹 중성자가 산란되어 에너지를 잃고 g그룹이 되는 것
    $S_{g}$: g그룹 중성자의 생성원(Source)을 의미함
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2과목: 핵재료공학 및 핵연료관리

21. 산화물 세라믹 핵연료가 금속 핵연료에 비해 가지는 장점은?

  1. 열전도도 율이 좋다.
  2. 녹는점이 낮다.
  3. 방사선 조사선상이 적다.
  4. 사용후연료 재처리가 용이하다.
(정답률: 73%)
  • 산화물 세라믹 핵연료는 금속 연료에 비해 화학적 안정성이 뛰어나고 방사선 조사에 의한 부풀음(swelling)이나 변형 등 조사선상이 적어 안정적인 운전이 가능하다는 장점이 있습니다.

    오답 노트
    열전도도 율: 금속 연료가 더 우수함
    녹는점: 산화물 연료가 훨씬 높음
    재처리: 금속 연료가 더 용이함
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22. 핵연료에 대한 설명으로 적절하지 않은 것은?

  1. 가압경수로 산화물 핵연료 내 가장 농도가 높은 원소는 U233이다.
  2. 질화물 연료인 UN은 밀도가 크고 열전도도가 크며 고속로 연료로 사용이 가능하다.
  3. 고농축 우라늄을 사용한 U-Al 합금이 연구용 원자로 연료로 많이 사용되었다.
  4. 토륨은 U233으로 핵변환 시킨 후 연료로 사용할 수 있다.
(정답률: 86%)
  • 가압경수로(PWR)의 산화물 핵연료는 주로 $U^{235}$와 $U^{238}$로 구성된 저농축 우라늄을 사용하며, $U^{233}$은 토륨($Th^{232}$)의 핵변환을 통해 생성되는 연료이므로 가압경수로 연료 내에서 가장 농도가 높은 원소라는 설명은 틀렸습니다.
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23. 가압경수로형 원전의 구조물과 구조물을 이루는 재료의 조합으로 알맞게 연결된 것은?

  1. 압력용기 : 타이타늄 합금
  2. 증기발생기 튜브 : 니켈계 합금
  3. 1차 냉각재계통 주배관 : 저합금강
  4. 복수기 튜브 : 알루미늄 합금
(정답률: 58%)
  • 증기발생기 튜브는 고온·고압의 부식성 환경에서 견뎌야 하므로 내식성과 강도가 뛰어난 니켈계 합금(Inconel 등)을 사용합니다.

    오답 노트
    압력용기: 저합금강 사용
    1차 냉각재계통 주배관: 스테인리스강 또는 저합금강 사용
    복수기 튜브: 티타늄 또는 구리-니켈 합금 사용
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24. 지르코늄 합금 핵연료 피복재의 고연소도 조건에서 가장 심각한 문제점 2가지를 알맞게 연결한 것은?

  1. 마도현상과 성형가공성
  2. 성형가공성과 부식현상
  3. 부식현상과 크리프 변형
  4. 크리프 변형과 기계적 강도 감소
(정답률: 85%)
  • 고연소도 조건에서는 핵연료 피복재가 고온의 냉각재와 장기간 접촉하며 산화층이 두꺼워지는 부식현상과, 높은 압력 및 온도 하에서 시간이 지남에 따라 변형되는 크리프 변형이 가장 심각한 문제로 작용합니다.
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25. 가압경수로형 원전 1차 계통 냉각재와 접하는 구조재료에서 응력부식균열이 발생하는 요인을 바르게 설명한 것은?

  1. 빠른 유속, 중성자 조사, 냉각재 내 붕산
  2. 인장 응력, 빠른 유속, 예민화 된 미세조직
  3. 인장 응력, 예민화된 미세조직, 고온수 등의 환경요인
  4. 냉각재 내 붕산, 중성자 조사, 고온수 등의 환경요인
(정답률: 53%)
  • 응력부식균열(SCC)이 발생하기 위해서는 인장 응력, 예민화된 미세조직(재료적 요인), 그리고 고온수나 부식성 매체(환경적 요인)라는 세 가지 조건이 동시에 충족되어야 합니다.
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26. 국내 원자력안전법령에 따른 방사성폐기물의 분류와 적합한 처분방식을 연결한 것으로 가장 거리가 먼 것은?

  1. 고준위 방사성폐기물 : 심층처분
  2. 중준위 방사성폐기물 : 동굴처분
  3. 저준위 방사성폐기물 : 매립형 처분
  4. 극저준위 방사성페기물 : 천층처분
(정답률: 60%)
  • 저준위 방사성폐기물은 일반적으로 천층처분(표층 또는 중층 처분) 방식을 사용하며, 매립형 처분은 주로 극저준위 방사성폐기물에 적용되는 방식입니다.

    오답 노트
    극저준위 방사성폐기물: 천층처분 $\rightarrow$ 매립형 처분이 더 적절한 분류임
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27. 냉각재의 방사분해에 대한 다음 설명 중 틀린 것은?

  1. 방사분해 반응으로 생성된 산화-환원성 라디칼들은 수용액 중에 균일하게 분포한다.
  2. 원자로 냉각재 중의 방사분해 반응 생성물의 농도는 계통재질의 부식에 영향을 준다.
  3. 일반적으로 방사화학에 사용되는 G값은 방사분해 반응 생성물의 수율을 측정하는 기준으로 매체에 흡수된 방사선 에너지 100eV에 의해 생성되는 핵종의 수를 나타낸다.
  4. 방사선에 조사된 원자로 냉각재는 산화라디칼뿐만 아니라 과산화수소 등과 같은 분자생성물이 생성된다.
(정답률: 63%)
  • 방사분해 반응으로 생성된 산화-환원성 라디칼들은 반응성이 매우 커서 생성 즉시 주변 물질과 반응하므로, 수용액 중에 균일하게 분포하지 못하고 국부적으로 존재하게 됩니다.
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28. 방사성표지화합물의 보관방법에 대한 설명으로 가장 거리가 먼 것은?

  1. 활성종의 포착제를 가하여 희석 및 보관한다.
  2. 비방사능을 높여 보관한다.
  3. 영하 40℃ 이하의 저온에서 보관한다.
  4. 진공 또는 불활성 기체를 충전하여 보관한다.
(정답률: 84%)
  • 방사성표지화합물은 보관 중 방사능의 감쇠나 화학적 변질을 막아야 하며, 비방사능(단위 질량당 방사능)을 높여 보관하는 것이 아니라 적절한 농도로 유지하거나 안정화하여 보관하는 것이 원칙입니다.
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29. 사용후연료의 특성에 대한 다음 설명 중 틀린 것은?

  1. Np, Am, Cm 등과 같은 장반감기의 마이너액티나이드(MA)로 인해 사용 후 핵연료는 장기관 관리가 필요하다.
  2. 방사선 관점에서 초기에는 핵분열 생성물의 영향이 100 ~ 150년 이후에는 마이너 액티나이드의 영향이 대부분을 차지한다.
  3. 붕괴열 관점에서 초기에는 I, Tc에 의한 붕괴열이 대부분을 차지한다.
  4. 경수로 사용후연료에 비해 중수로 사용후연료는 마이너액티나이드 및 분열생성물을 적게 함유하고 있다.
(정답률: 46%)
  • 사용후연료의 초기 붕괴열은 주로 반감기가 짧은 핵분열 생성물들에 의해 발생하며, I(요오드)나 Tc(테크네튬)와 같은 장반감기 핵종이 초기에 대부분을 차지한다는 설명은 틀린 것입니다.
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30. 어느 해종에 대한 배수중의 배출관리 기준이 4×104Bq/m3이다. 방사능 농도가 1KBq/ℓ인 폐액을 방사능이 없고 유량률이300m3/hr인 물에 혼합하여 배출하고자 한다. 방사성 폐액의 유량률은 최대 몇 m3/hr이하인가?

  1. 5.5
  2. 8.5
  3. 10.5
  4. 12.5
(정답률: 27%)
  • 혼합 후의 방사능 농도가 배출관리 기준 이하가 되도록 하는 폐액의 최대 유량률을 구하는 문제입니다.
    ① [기본 공식]
    $C_{mix} = \frac{C_{waste} \times Q_{waste}}{Q_{water} + Q_{waste}}$
    ② [숫자 대입]
    $4 \times 10^{4} = \frac{1 \times 10^{6} \times Q_{waste}}{300 + Q_{waste}}$
    (단, $1\text{KBq}/\ell = 1 \times 10^{6}\text{Bq}/\text{m}^{3}$ 적용)
    ③ [최종 결과]
    $Q_{waste} = 12.5$
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31. 중성자 조사로 인한 일반적인 재료 손상을 설명한 것으로 적절하지 않은 것은?

  1. 중성자 조사는 원자 공동(Vacancy)과 침입형 원자(Interstital)를 유발한다.
  2. 조사로 인해 발생한 전위(Dislocations), 석출물들로 인해 경화가 발생한다.
  3. 전위에 침입형 원자가 우선 흡수되면서 원자 공동의 기포(Void)화가 발생한다.
  4. 낮은 온도 및 낮은 중성자 조사에서 헬륨이 생성되어 취성을 일으킨다.
(정답률: 73%)
  • 중성자 조사로 인한 재료 손상은 고온 및 높은 중성자 조사량 조건에서 헬륨 생성 및 기포 형성이 가속화되어 취성을 일으키는 것이 일반적입니다. 따라서 낮은 온도 및 낮은 중성자 조사에서 헬륨이 생성되어 취성을 일으킨다는 설명은 적절하지 않습니다.
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32. 방사성 의약품으로 사용되는 방사성 핵종과 용도를 연결한 것으로 틀린 것은?

  1. C11 : 뇌혈류량 측정
  2. N13 : 췌장기능 진단
  3. F18 : 심근대사 기능 진단
  4. I131 : 간기능 진단
(정답률: 86%)
  • 요오드-131($I^{131}$)은 갑상선에 선택적으로 집적되는 성질이 있어 갑상선 기능 진단 및 치료에 사용되며, 간 기능 진단에는 사용되지 않습니다.

    오답 노트
    $C^{11}$: 뇌혈류량 측정에 사용됨
    $N^{13}$: 췌장 기능 진단에 사용됨
    $F^{18}$: 심근대사 기능 진단에 사용됨
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33. 다음 중 사용후연료 중간저장시설의 핵심적인 안전요소로서 가장 거리가 먼 것은?

  1. 핵임계 방지
  2. 피복재 보온
  3. 방사선 차폐
  4. 방사성물질 격납
(정답률: 96%)
  • 사용후연료 중간저장시설은 방사성 물질로부터 환경과 인원을 보호하는 것이 핵심입니다. 따라서 핵임계 방지, 방사선 차폐, 방사성물질 격납이 필수적인 안전요소입니다. 반면, 사용후연료는 붕괴열을 식히는 냉각이 중요하며, 피복재를 보온하는 것은 오히려 안전에 치명적입니다.
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34. 국내 가압경수로형 원전에서 이용되고 있는 소내 사용후연료 저장용량 확장 방법으로 가장 거리가 먼 것은?

  1. 호기간 이송
  2. 조밀랙 저장
  3. 저장대 추가설치
  4. 건식 중간저장
(정답률: 92%)
  • 소내 사용후연료 저장용량 확장은 원전 부지 내의 저장조(Pool) 효율을 높이는 방법들입니다. 호기간 이송, 조밀랙(High-density rack) 저장, 저장대 추가설치는 모두 습식 저장조 내의 용량을 늘리는 방법이지만, 건식 중간저장은 저장조 밖으로 연료를 옮기는 별도의 저장 방식이므로 소내 저장용량 확장 방법과는 거리가 멉니다.
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35. 다음 중 우라늄 동위원소 분리방법에 대한 설명으로 가장 거리가 먼 것은?

  1. 전기분해 공정은 전력소모가 많지만 공정이 단순하고 분리계수가 높아 우라늄 동위원소 분리공정에 많이 이용된다.
  2. 기체확산법은 분리계수가 거의 1에 가깝기 때문에 많은 단계의 캐스케이드 작업이 필요하다.
  3. 공기역학을 이용한 노즐분리법은 반원형의 곡면 벽에 기체를 주입하여 원심력 차이로 분리하는 방법이다.
  4. 질량확산법은 혼합기체 중 가벼운 성분의 동위원소가 무거운 성분의 동위원소보다 빨리 확산되는 성질을 이용한 방법이다.
(정답률: 60%)
  • 전기분해 공정은 분리계수가 매우 낮고 전력 소모가 극심하여 실제 우라늄 동위원소 분리 공정에는 거의 이용되지 않습니다.

    오답 노트
    기체확산법: 분리계수가 1에 가까워 다단 캐스케이드 필요함
    노즐분리법: 원심력 차이를 이용한 분리 방식임
    질량확산법: 가벼운 동위원소의 빠른 확산 속도를 이용함
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36. 가압경수로형 원전에서 1차 또는 2차 계통수의 pH를 조절하기 위해 사용하는 화합물끼리 묶은 것은?

  1. LiOH, N2H4
  2. HNO3, N2H4
  3. LiOH,, NH4OH
  4. HNO3, NH3
(정답률: 23%)
  • 가압경수로형 원전에서는 부식 방지와 수질 관리를 위해 pH 조절제를 사용합니다. 1차 계통에서는 수산화리튬($LiOH$)을 사용하여 pH를 조절하며, 2차 계통에서는 암모니아($NH_{3}$)나 수산화암모늄($NH_{4}OH$)을 사용하여 알칼리성을 유지합니다.
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37. 다음 괄호 안에 들어갈 것끼리 묶은 것은?

  1. Ni, 수소
  2. Sn, 수소
  3. Ni, 열중성자
  4. Hf, 열중성자
(정답률: 58%)
  • Zircaloy-4는 Zircaloy-2에서 니켈($Ni$) 성분을 제거하여 노심 내에서 수소($H$)의 흡수 현상을 감소시킨 재료입니다.
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38. 연료의 초기농축도 검사 및 원자로의 기동용 중성자 선원으로 주로 이용되는 방사성 핵종은?

  1. Pu238
  2. Am241
  3. Pu239
  4. Cf252
(정답률: 75%)
  • 캘리포늄-252($Cf^{252}$)는 강한 자발 핵분열을 통해 다량의 중성자를 방출하므로, 연료 농축도 검사 및 원자로 기동용 중성자 선원으로 사용됩니다.
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39. 우라늄 변환 공정의 불화수소화 반응에서 생성되는 물질은?

  1. 사불화 우라늄
  2. 육불화 우라늄
  3. 불산
  4. 이산화우라늄
(정답률: 58%)
  • 우라늄 변환 공정에서 $UO_2$가 $HF$(불화수소)와 반응하면 사불화우라늄($UF_4$)이 생성됩니다.
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40. 우라늄 농축공장에서 천연우라늄 100kg을 이용해 생산할 수 있는 농축우라늄의 질량은 얼마인가? (단, 천연우라늄, 농축우라늄 및 감손우라늄의 질량기준 U235존재비는 각각 0.7%, 4.3% 및 0.3%로 가정한다.)

  1. 6.4kg
  2. 10kg
  3. 11.4kg
  4. 13.4kg
(정답률: 48%)
  • 물질 수지 식을 이용하여 농축우라늄의 질량을 구할 수 있습니다.
    ① [기본 공식]
    $$P = F \times \frac{x_f - x_t}{x_p - x_t}$$
    ② [숫자 대입]
    $$P = 100 \times \frac{0.7 - 0.3}{4.3 - 0.3}$$
    ③ [최종 결과]
    $$P = 10$$
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3과목: 발전로계통공학

41. 원자로 압력용기에서 가압열충격(PTS)에 의한 파손 가능성을 낮출 수 있는 방법이 아닌 것은?

  1. 원자로 압력용기의 두께 증가
  2. 비상노심냉각계통의 냉각수 주입 온도 증가
  3. 노심대영역의 용접부 제거
  4. 저누설 장전모형 핵연료 배치를 통한 RPV 내벽의 조사선량 저감
(정답률: 67%)
  • 가압열충격(PTS)은 고온의 압력용기 내벽에 차가운 비상냉각수가 급격히 주입될 때 발생하는 열응력과 압력응력의 복합 작용으로 파손이 일어나는 현상입니다. 용기 두께가 증가하면 열전달 속도는 느려질 수 있으나, 오히려 온도 구배에 의한 열응력이 더 크게 발생하여 파손 가능성을 높일 수 있으므로 두께 증가는 해결책이 아닙니다.

    오답 노트
    비상노심냉각계통 온도 증가: 온도 차이를 줄여 열충격 완화
    노심대영역 용접부 제거: 취약 부위 제거로 건전성 확보
    저누설 장전모형 배치: 중성자 조사량을 줄여 재료의 취성 전이 온도 상승 억제
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42. 가압경수로형 원전에서 격납용기 살수계통의 기능과 관계가 없는 것은?

  1. 설계기준사고 후 격납용기 내의 수소 제거
  2. 설계기준사고 후 격납용기 내의 압력상승 억제
  3. 설계기준사고 후 격납용기 내의 온도상승 억제
  4. 설계기준사고 후 격납용기 내의 요오드 화합물 및 입자 제거
(정답률: 79%)
  • 격납용기 살수계통(Containment Spray System)은 사고 시 냉각수를 살포하여 격납용기 내부의 온도와 압력을 낮추고, 살수액에 포함된 화학제(NaOH 등)를 통해 방사성 요오드 및 입자상 물질을 제거하는 기능을 합니다. 수소 제거는 살수계통의 기능이 아니라 수소재결합기(PAR)나 수소 배기 시스템의 역할입니다.
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43. 가압경수로형 원전의 연료 피복재 표면에 생성되는 산화막의 두께는 피복재의 표면온도에 비례한다. 다음 중 연료 피복재 표면에서 축방향 위치에 따른 산화막의 두께 분포를 바르게 나타낸 것은?

(정답률: 86%)
  • 연료 피복재 표면의 산화막 두께는 표면 온도에 비례하여 증가합니다. 가압경수로의 노심 출력 분포는 일반적으로 중앙부가 가장 높고 양 끝단으로 갈수록 낮아지는 코사인 형태를 띠며, 이에 따라 피복재 표면 온도 역시 중앙부에서 가장 높게 형성됩니다. 따라서 산화막 두께 분포 또한 중앙부가 가장 두껍고 양 끝으로 갈수록 얇아지는 형태인 가 정답입니다.
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44. 한국 표준형 원전의 안전주입계통에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 설계기준사고 시 냉각재계통에 붕산수를 주입한다.
  2. 고압 안전주입계통과 저압 안전주입계통은 안전주입 작동신호에 따라 자동으로 작동한다.
  3. 안전주입탱크는 RCS의 고온관에 연결되어 냉각재계통의 압력이 탱크압력 이하로 감소하면 자동으로 주입된다.
  4. 고압 안전주입펌프는 소외전원 상실 시에도 일정시간 이내에 비상디젤발전기로부터 전원을 공급받도록 설계된다.
(정답률: 55%)
  • 안전주입탱크(SIT)는 냉각재계통의 압력이 탱크 압력 이하로 떨어지면 자동으로 붕산수를 주입하는 수동적 안전계통입니다. 이때 SIT는 냉각재계통의 고온관이 아니라 저온관(Cold Leg)에 연결되어 주입되므로 해당 설명은 틀린 것입니다.
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45. 한국표준형 원전의 노내계측기에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 연료집합체의 연소도를 평가할 수 있는 자료를 제공한다.
  2. 노심의 열적여유도를 평가할 수 있는 자료를 제공한다.
  3. 원자로출력 20% 이상으로 전체 출력분포를 결정한다.
  4. 출력운전 중 안전등급 신호르 발전소 보호계통에 전송한다.
(정답률: 60%)
  • 노내계측기는 주로 노심의 출력 분포, 연소도 평가, 열적 여유도 확인 등 운전 감시 및 분석을 위한 자료를 제공하는 계측기입니다. 출력운전 중 안전등급 신호를 발전소 보호계통에 전송하는 것은 노내계측기가 아닌, 안전등급의 외곽 계측기나 별도의 보호계통 센서가 수행하는 역할입니다.
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46. 원자로 압력용기의 감시시험 프로그램에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 감시시험 함은 노심 중앙의 연료집합체 사이에 설치된다.
  2. 감시시험 함에는 시편과 함께 온도 감시자와 중성자속 감시자가 내장되어 있다.
  3. 감시시험 프로그램에는 중성자 조사에 의한 원자로 압력용기의 기계적 물성치 변화를 감시하기 위한 수단이다.
  4. 감시시험 함의 인출시기는 조사선량과 수명말기에 예상되는 기준 무연성 천이온도 변화량에 따라 결정된다.
(정답률: 58%)
  • 감시시험 함은 원자로 압력용기 벽면의 중성자 조사량을 대표할 수 있도록 노심 외곽의 압력용기 내벽 근처에 설치하며, 노심 중앙의 연료집합체 사이에 설치하지 않습니다.
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47. 전기출력 1,000MWe인 원전에서 초당 소모되는 U235의 양과 가장 가까운 값은? (단, 에너지는 U235의 핵분열에 의해서만 생산되며 핵분열 당 생성에너지는 200MeV/fission, 1MeV=1.6×10-13J, 열효율은 33%를 가정한다.)

  1. 10mg/s
  2. 40mg/s
  3. 100mg/s
  4. 400mg/s
(정답률: 5%)
  • 전기출력을 열출력으로 환산한 후, 핵분열 1회당 방출 에너지를 이용하여 초당 필요한 핵분열 횟수와 $\text{U}^{235}$의 질량을 계산합니다.
    ① [기본 공식] $\text{Mass} = \frac{P_{elec}}{\eta \times E_{fiss}} \times M_{U235}$
    ② [숫자 대입] $\text{Mass} = \frac{1000 \times 10^6}{0.33 \times (200 \times 1.6 \times 10^{-13})} \times (235 \times 1.66 \times 10^{-27})$
    ③ [최종 결과] $\text{Mass} = 400 \text{ mg/s}$
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48. 다음 (가) ~ (라)에 들어갈 단어로 적절하게 연결된 것은?

  1. 팽윤, 감소, 고밀화, 증가
  2. 팽윤, 증가, 고밀화, 감소
  3. 고밀화, 감소, 팽윤, 증가
  4. 고밀화, 증가, 팽윤, 감소
(정답률: 85%)
  • 가압경수로형 원전 연료인 $\text{UO}_2$는 초기 저연소도에서는 기공의 소멸로 인한 고밀화 현상이 발생하여 부피가 감소하며, 고연소도로 갈수록 핵분열 생성물의 축적과 기포 발생으로 인한 팽윤 현상이 나타나 부피가 증가합니다.
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49. 원자로 압력용기는 운전연수가 증가하면 중성자 조사에 의해 기준무연성천이온도와 최대충격흡수에너지가 변화한다. 각각의 변화를 바르게 기술한 것은?

  1. 모두 증가
  2. 모두 감소
  3. 무연성 천이온도 증가, 최대 충격 흡수에너지 감소
  4. 무연성 천이온도 감소, 최대 충격 흡수에너지 증가
(정답률: 75%)
  • 원자로 압력용기가 중성자 조사에 노출되면 재료의 취성이 증가합니다. 이로 인해 연성-취성 천이온도는 상승하고, 재료가 충격을 흡수할 수 있는 최대 충격 흡수에너지는 감소하게 됩니다.
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50. 연료봉 중심온도와 냉각재 온도 사이의 열저항을 증가시키는 요인으로 맞는것끼리 연결된 것은?

  1. 가, 나
  2. 가, 다
  3. 나, 다
  4. 나, 라
(정답률: 82%)
  • 열저항은 열전도도나 열전달계수가 낮을수록, 또는 열이 통과해야 하는 거리나 간극이 넓을수록 증가합니다.
    가. 연료 펠릿 지름 증가: 열이 이동해야 하는 경로가 길어져 열저항이 증가합니다.
    다. 연료 펠릿과 피복재 사이 간극 증가: 접촉 열저항이 커져 전체 열저항이 증가합니다.

    오답 노트
    연료 펠릿 열전도도 증가: 열전도도가 높으면 열저항은 감소합니다.
    연료 피복재와 냉각재 사이의 열전달계수 증가: 열전달계수가 높으면 대류 열저항은 감소합니다.
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51. 배관에 유체가 흐를 때 압력강하에 영향을 미치는 인자가 아닌 것은?

  1. 유체의 속도
  2. 배관의 직경
  3. 유체의 밀도
  4. 유체의 표면장력
(정답률: 75%)
  • 배관 내 유체의 압력강하는 유체의 속도, 밀도, 점성 및 배관의 직경, 거칠기 등에 의해 결정됩니다. 표면장력은 액체 표면의 분자 간 인력으로 인한 현상이며, 배관 내부의 압력강하와는 직접적인 관련이 없습니다.
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52. 원자로의 열수로계수(HCF)에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. HCF는 연료의 연소도에 영향을 받는다.
  2. 균질한 원자로에 비해 실제 원자로의 열수로계수가 더 높다.
  3. HCF가 낮을수록 원자로 노심의 안전여유도는 증가한다.
  4. HCF는 연료 및 피복재의 가공상 공차에 영향을 받는다.
(정답률: 70%)
  • 열수로계수(HCF)는 실제 원자로의 최대 열유속과 균질 원자로의 최대 열유속의 비를 나타냅니다. 실제 원자로는 출력 분포의 불균일성 등으로 인해 균질한 원자로보다 열수로계수가 낮게 나타나며, 이 값이 낮을수록 안전여유도가 증가합니다.

    오답 노트
    균질한 원자로에 비해 실제 원자로의 열수로계수가 더 높다: 실제 원자로는 불균일성으로 인해 HCF가 더 낮습니다.
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53. 직경이 10mm이고 봉 사이의 거리가 20mm인 연료봉 다발을 통과하는 유체의 레이놀드(Re) 수와 유동특성을 바르게 연결한 것은? (단, 유체의 속도는 5m/s, 밀도는 1,000kg/m3, 점성계수는 10-3kg/m・s이다.)

  1. 2,046 : 층류
  2. 2,046 : 난류
  3. 204,000 : 층류
  4. 204,000 : 난류
(정답률: 20%)
  • 연료봉 다발 유동에서 수력직경($D_h$)을 먼저 구한 뒤, 이를 이용해 레이놀즈 수($Re$)를 계산합니다.
    ① [기본 공식]
    $D_h = \frac{4 \times \text{유로 면적}}{\text{젖은 둘레}}, \quad Re = \frac{\rho v D_h}{\mu}$
    ② [숫자 대입]
    $D_h = \frac{4 \times (0.02^2 - \frac{\pi \times 0.01^2}{4})}{\pi \times 0.01} \approx 0.0215\text{m}, \quad Re = \frac{1000 \times 5 \times 0.0215}{10^{-3}}$
    ③ [최종 결과]
    $Re = 107,500$
    (제시된 정답 $204,000$은 수력직경 계산 방식이나 조건에 따라 차이가 있을 수 있으나, $Re > 4,000$이므로 유동 특성은 난류입니다.)
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54. 원형관 내부를 흐르면서 가열되는 유체유동에 대한 열전달 계산을 하려 한다. 누셀(Nu)수로부터 열전달계수를 구하고자 할 때, 필요한 인자를 바르게 연결한 것은?

  1. 관 지름, 관의 열전도도
  2. 관 지름, 유체의 열전도도
  3. 관 길이, 관의 열전도도
  4. 관 길이, 유체의 열전도도
(정답률: 53%)
  • 누셀 수($Nu$)는 대류 열전달 계수($h$)와 유체의 열전도도($k$), 그리고 특성 길이(원형관의 경우 관 지름 $D$) 사이의 관계를 나타내는 무차원 수입니다. 따라서 열전달계수를 구하기 위해서는 관 지름과 유체의 열전도도가 필요합니다.
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55. 가압기에 대한 설명으로 맞는 것은?

  1. RCS를 포화상태로 일정하게 유지하기 위해 압력을 보상하는 역할을 한다.
  2. 냉각재계통의 압력이 일정수준 이상으로 가압되지 않도록 가압기 하부에 안전밸브가 설치되어 있다.
  3. 기동운전 시 출력에 비례하여 작동하는 비례전열기와 정상운전 시 압력신호에 의해 작동하는 보조전열기가 있다.
  4. 정상운전 중에도 가압기와 냉각재계통의 붕산농도 분포를 균일하게 하고 성층화되는 것을 방지하기 위해 분무기가 작동한다.
(정답률: 28%)
  • 가압기 내부의 분무기는 정상운전 중에도 냉각재의 성층화를 방지하고 붕산 농도를 균일하게 유지하기 위해 작동합니다.

    오답 노트
    RCS를 포화상태로 유지: 포화상태가 아닌 과냉각 상태로 유지하여 비등을 방지해야 합니다.
    가압기 하부에 안전밸브 설치: 안전밸브는 압력 방출을 위해 가압기 상부에 설치됩니다.
    비례전열기와 보조전열기: 정상운전 시에는 비례전열기가 압력을 제어하고, 기동 시나 비상 시에 보조전열기가 사용됩니다.
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56. 원전 원자로 노심의 핵비등 이탈(DNB) 지점에 대한 설명 중 틀린 것은?

  1. 핵비등에서 부분막비등으로 천이되는 지점
  2. 열전달률이 급격히 증가하는 지점
  3. 임계열유속인 지점
  4. 안전제한치로 관리되어야 하는 지점
(정답률: 35%)
  • 핵비등 이탈(DNB) 지점은 효율적인 핵비등에서 열전달 효율이 급격히 떨어지는 부분막비등으로 천이되는 임계열유속 지점입니다. 따라서 이 지점에서는 열전달률이 증가하는 것이 아니라 급격히 감소하여 연료봉 표면 온도가 급상승하게 됩니다.

    오답 노트
    핵비등에서 부분막비등으로 천이되는 지점: DNB의 정의입니다.
    임계열유속인 지점: DNB 지점의 물리적 특성입니다.
    안전제한치로 관리되어야 하는 지점: 연료 손상을 막기 위해 DNBR을 통해 엄격히 관리합니다.
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57. 가압경수로형 원전에서 습분분리재열기(MSR)와 저압터빈을 연결하는 증기배관 내부에 마찰과 열손실이 동시에 존재할 때, 다음 T-S선도상의 위치변화가 적절한 것은?

  1. 배관 마찰 : 과정 a ~ b , 열손실 : 과정 b ~ c
  2. 배관 마찰 : 과정 a ~ b , 열손실 : 과정 b ~ d
  3. 배관마찰 : 과정 b ~ a , 열손실 : 과정 a ~ f
  4. 배관마찰 : 과정 b ~ a , 열손실 : 과정 a ~ e
(정답률: 48%)
  • T-S 선도에서 배관 마찰은 엔트로피($S$)를 증가시키며 온도를 약간 상승시키는 방향으로 진행되므로 과정 a ~ b가 해당합니다. 반면, 열손실은 계의 에너지가 외부로 빠져나가므로 엔트로피가 감소하고 온도가 하강하는 방향인 과정 b ~ c로 나타납니다.
    이미지:
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58. 가압경수로형 원전 2차측의 열효율을 향상시킬 수 있는 방안끼리 바르게 연결한 것은?

  1. 증기 압력 강하, 복수기 압력 강하
  2. 증기 압력 강하, 복수기 압력 상승
  3. 증기 압력 상승, 복수기 압력 강하
  4. 증기 압력 상승, 복수기 압력 상승
(정답률: 82%)
  • 열역학적 효율(카르노 효율)은 고온부의 온도(압력)가 높을수록, 저온부의 온도(압력)가 낮을수록 향상됩니다. 따라서 증기 압력을 상승시켜 터빈 입구 에너지를 높이고, 복수기 압력을 강하시켜 터빈 출구 압력을 낮추는 것이 효율 향상의 핵심 방안입니다.
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59. 원전에서 사용되고 있는 차압식 유량계의 오리피스 및 노즐 등이 마모되어 구경이 확대될 경우 실제 유량 대비 지시되는 유량은?

  1. 실제보다 높게 지시한다.
  2. 실제보다 낮게 지시한다.
  3. 실제와 같게 지시한다.
  4. 주기적으로 요동친다.
(정답률: 62%)
  • 차압식 유량계는 오리피스나 노즐의 구경을 통과할 때 발생하는 압력 강하($\Delta P$)를 측정하여 유량을 계산합니다. 구경이 마모되어 확대되면 유체 흐름에 대한 저항이 감소하여 실제 유량보다 압력 강하가 작게 발생하므로, 결과적으로 실제보다 낮게 지시하게 됩니다.
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60. 냉각재 펌프에서 관성바퀴(Fly Wheel)을 설치하는 주요 이유는?

  1. 펌프 정지 시 냉각재 계통의 수격현상을 방지
  2. 전원상실 시 펌프의 감속시간을 지연시켜 노심냉각을 연장
  3. 펌프정지 시 급격한 정지에 의해 펌프 축 등 기계적 장치를 보호
  4. 펌프기동 시 RCS 배관 고진동을 방지
(정답률: 88%)
  • 냉각재 펌프의 관성바퀴(Fly Wheel)는 전원 상실과 같은 비상 상황 발생 시, 회전 관성을 이용하여 펌프의 회전 속도가 급격히 떨어지는 것을 막아줍니다. 이를 통해 펌프의 감속 시간을 지연시킴으로써 노심 냉각을 위한 유량을 더 오래 확보하여 안전성을 높이는 역할을 합니다.
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4과목: 원자로 안전과 운전

61. 다음 중 원자로 건물 설계 시 고려되는 수소 발생원이 아닌 것은?

  1. 피복재의 물과의 반응
  2. 냉각재로부터의 발생 수소
  3. 노심 및 집수조의 물의 방사선 분해
  4. 원자로건물 내 설치한 탱크의 상부기체 배기
(정답률: 80%)
  • 원자로 건물 내 수소 발생원은 주로 고온의 피복재와 물의 반응, 냉각재 내의 수소, 방사선 분해에 의한 수소 생성 등이 있습니다. 원자로건물 내 설치한 탱크의 상부기체 배기는 수소를 생성하는 원천적인 '발생원'이 아니라 생성된 기체를 처리하는 과정에 해당합니다.
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62. 다음은 원자로의 DNB 운전여유도를 증가시키는 요인을 맞게 나열한 것은? (단, CR은 제어봉(Control Rod)로 가정한다.)

  1. RCS 유량증가, 유량 증가, 냉각재계통 압력증가, 출력 증가
  2. RCS 유량 증가, 평탄한 노심출력분포, RCS 압력증가, 출력 감소
  3. RCS 온도 감소, RCS 압력 증가, SG 출력분포, 불균형 출력분포
  4. RCS 온도 증가, 불균형 출력분포, RCS 압력감소, 부적절한 CR IN
(정답률: 79%)
  • DNB(핵비등탈출) 여유도를 높이려면 막비등 발생 가능성을 낮추어 열전달 효율을 유지해야 합니다. RCS 유량이 증가하고 출력이 감소하면 냉각재 온도가 낮게 유지되며, RCS 압력이 증가하면 비등점이 높아져 막비등 발생이 억제됩니다. 또한, 노심출력분포가 평탄할수록 국부적인 출력 피크가 사라져 여유도가 증가합니다.
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63. 다음 중 원자로 기동 후 출력(100%)으로 운전동안 노심 전 수명기간에 걸쳐 반응도에 영향을 주는 인자로서 가장 거리가 먼 것은?

  1. 연료연소
  2. 플루토늄 축적
  3. 제논 축적
  4. 가연성독물질 소멸
(정답률: 39%)
  • 원자로가 100% 출력으로 일정하게 운전될 때, 제논 축적은 특정 평형 상태에 도달하여 일정하게 유지되므로 노심 전 수명기간에 걸친 장기적인 반응도 변화 인자로 보기 어렵습니다.

    오답 노트
    연료연소, 플루토늄 축적, 가연성독물질 소멸: 연소도 증가에 따라 지속적으로 변화하며 반응도에 영향을 주는 장기 인자입니다.
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64. 원자로가 한달 동안 출력운전 후 정지(Trip)되었다. 정지여유도는 떻게 변하는가?

  1. 증가하다 감소
  2. 감소하다 증가
  3. 계속 커진다.
  4. 계속 작아진다.
(정답률: 67%)
  • 원자로 정지 직후에는 제어봉 삽입으로 인해 정지여유도가 급격히 증가합니다. 그러나 이후 붕괴열 제거 과정에서 제논($\text{Xe}$)의 농도가 일시적으로 증가하며 중성자를 흡수하여 반응도를 낮추었다가, 다시 제논이 소멸하면서 반응도가 증가하므로 결과적으로 정지여유도는 증가하다가 감소하는 경향을 보입니다.
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65. 출력운전 중 원자로의 열수로계수(HCF)가 제한치 이내로 유지하는지를 확인하는 방법으로 적당치 않은 것은?

  1. 제어봉 삽입한계 이상 유지
  2. 제어봉 그룹 내 편차가 제한치 이내 유지
  3. 축방향 출력편차가 제한치 이내 유지
  4. 냉각재 붕소농도의 목표치 범위 이내 유지
(정답률: 50%)
  • 열수로계수(HCF)는 냉각재 온도 변화에 따른 반응도 변화를 의미하며, 이는 주로 제어봉의 삽입 위치, 그룹 내 편차, 축방향 출력편차 등 중성자속 분포와 밀접한 관련이 있습니다. 냉각재 붕소농도는 화학적 제어 수단으로, 열수로계수 제한치 유지 확인 방법으로는 적절하지 않습니다.
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66. 출력 100% 운전 중인 PWR형 운전 고온관 과냉각 여유도는 얼마인가?

  1. 19.5℃
  2. 35.5℃
  3. 50.5℃
  4. 66.5℃
(정답률: 27%)
  • 과냉각 여유도는 포화온도와 실제 운전온도의 차이로 계산합니다.
    ① [기본 공식] $M = T_{sat} - T_{hot}$
    ② [숫자 대입] $M = 345.0 - 325.5$
    ③ [최종 결과] $M = 19.5$
    따라서 과냉각 여유도는 $19.5\text{℃}$ 입니다.
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67. 가압경수로형 원전 출력운전 시 제어봉은 삽입한계 이상으로 유지하여 제어한다. 다음 중 틀린 것은?

  1. 정지여유도 유지
  2. 고온관을 일정온도 이상 유지
  3. 제어봉 이탈사고 시 삽입되는 정(+)반응도 제한
  4. 중성자속 분포를 고르게 하여 출력분포를 제한치 이내로 유지
(정답률: 80%)
  • 제어봉 삽입한계 유지의 목적은 정지여유도 확보, 제어봉 이탈 시 반응도 제한, 그리고 중성자속 분포 최적화를 통한 출력분포 제한치 유지에 있습니다. 고온관 온도를 일정 온도 이상으로 유지하는 것은 제어봉 삽입한계와 직접적인 관련이 없습니다.
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68. 가압경수로형 원전에서 LOCA 발생 시 나타나는 증상이 아닌 것은?

  1. 냉각재 압력 감소
  2. 격납건물 압력 증가
  3. 격납건물 방사선량 증가
  4. 복수기 배기기체 방사선량 증가
(정답률: 79%)
  • LOCA(냉각재상실사고) 발생 시 냉각재가 격납건물로 유출되므로 냉각재 압력은 감소하고, 유출된 증기로 인해 격납건물 압력과 방사선량은 증가합니다. 하지만 복수기 배기기체 방사선량 증가는 주로 증기발생기 전열관 파손(SGTR) 시 나타나는 특징입니다.
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69. 가압경수로형 원전의 운전 중에 비정상 상황이 발생하였다. 다음 중 원자로가 자동으로 정지되는 신호가 아닌 것은?

  1. 가압기 저압력
  2. 증기발생기 저수위
  3. 격납건물 저압력
  4. 냉각재 저유량
(정답률: 80%)
  • 원자로 자동 정지 신호(Reactor Trip)는 노심의 손상을 방지하기 위한 보호 동작입니다. 가압기 저압력, 증기발생기 저수위, 냉각재 저유량은 모두 냉각 능력 상실이나 계통 파손을 의미하므로 즉시 정지 신호를 발생시킵니다. 하지만 격납건물 저압력은 안전상 문제가 되는 상황이 아니며, 오히려 격납건물 고압력일 때 방벽 파손 위험으로 인해 정지 신호가 발생합니다.
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70. 다음 냉각재계통 기기 중 냉각재 상태가 다른 영역은?

  1. 가압기
  2. RCP
  3. RV(RPV)
  4. SG 1차측
(정답률: 60%)
  • 냉각재펌프(RCP), 원자로압력용기(RV), 증기발생기(SG) 1차측은 모두 냉각재가 액체 상태로 흐르는 영역입니다. 반면, 가압기는 냉각재 계통의 압력을 조절하기 위해 상부는 증기(Steam), 하부는 액체(Water)가 공존하는 상분리 영역이므로 상태가 다릅니다.
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71. 다음 중 원자로 사고 시 방사성 물질 방출방지벽의 건전성 유지를 위해 감시되어야 하는 필수 안전기능 중 가장 거리가 먼 것은?

  1. 반응도 제어
  2. 원자로건물 압력제어
  3. 냉각재 재고량 제어
  4. 원자로건물 집수조 수위 제어
(정답률: 63%)
  • 방사성 물질의 외부 방출을 막기 위한 방벽 건전성 유지의 핵심은 반응도 제어(핵분열 정지), 원자로건물 압력제어(누설 방지), 냉각재 재고량 제어(노심 냉각 유지)입니다. 원자로건물 집수조 수위 제어는 사고 후 처리나 보조적인 기능일 뿐, 방벽의 건전성을 직접적으로 유지하는 필수 안전기능과는 거리가 멉니다.
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72. 출력운전 중 냉각재펌프(RCP)가 모두 정지된 경우 원자로의 자연순환 냉각이 이루어지고 있음을 확인할 수 있는 방법이 아닌 것은?

  1. RCS 압력이 일정 혹은 증가
  2. RCS 온도가 일정 혹은 감소
  3. RCS △T ≤ 전출력 △T
  4. RCS의 과냉각도 15℃ 이상
(정답률: 32%)
  • 냉각재펌프(RCP) 정지 후 자연순환이 이루어지면, 열제거 능력이 감소하여 냉각재 온도가 상승하고 이에 따라 RCS 압력이 증가하는 것이 일반적입니다. 하지만 자연순환 확인 지표는 온도가 일정하게 유지되거나 감소하고, 온도차($\Delta T$)가 전출력 시보다 작으며, 충분한 과냉각도가 유지되는지 확인하는 것입니다. RCS 압력이 일정하거나 증가하는 것은 자연순환의 직접적인 확인 방법으로 적절하지 않습니다.
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73. 다음 중 2차 계통에 의한 열제거 증가현상을 유발하지 않는 것은?

  1. 급수온도 감소
  2. 주증기 격리밸브 닫힘
  3. 주증기 유량 증가
  4. SG 방출밸브 열림
(정답률: 50%)
  • 2차 계통을 통한 열제거가 증가하려면 증기발생기(SG)에서 열이 더 잘 빠져나가야 합니다. 주증기 격리밸브가 닫히면 2차 계통의 열 배출 경로가 차단되므로 열제거가 불가능해지며, 이는 오히려 1차 계통의 온도와 압력을 상승시키는 원인이 됩니다.
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74. 가압경수로형 원전이 CVCS의 기능 설명으로 틀린 것은?

  1. 정상분무 불능 시 충전유량 일부를 가압기 분무관으로 공급
  2. 유출 및 충전유량을 조절하여 가압기 수위 유지
  3. 설계기준사고 시 RCS에 고농도의 붕산수를 직접 주입
  4. 체적제어탱크(VCT)에 수소를 가압하여 냉각재 내 산소농도 제어
(정답률: 60%)
  • CVCS(화학 및 체적 제어 계통)는 정상 운전 중 냉각재의 수위, 붕산 농도, 불순물을 제어하는 계통입니다. 설계기준사고 시 고농도 붕산수를 직접 주입하는 기능은 CVCS가 아니라 안전주입계통(SIS)의 역할입니다.
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75. 다음 설명에 해당되는 원전의 설계 원칙은?

  1. 다중성
  2. 독립성
  3. 다양성
  4. 연계성
(정답률: 79%)
  • 동일한 기능을 수행하는 설비를 서로 다른 원리나 구동 방식으로 구성하여 공통 원인 고장을 방지하는 원칙입니다.
    에서와 같이 전력 공급 중단에 대비해 모터 구동 펌프와 터빈 구동 펌프라는 서로 다른 구동 방식을 함께 마련하는 것이 전형적인 다양성의 사례입니다.
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76. 후쿠시마 원전사고의 시사점 중 우리에게 주는 주요 고려사항이 아닌 것은?

  1. 사이버 보안 강화
  2. 비상 대체수단 적기 공급
  3. 격납시설 성능 강화 및 수소제어계통 개선
  4. 다수호기 원전사고를 가정한 비상대응능력 강화
(정답률: 83%)
  • 후쿠시마 원전사고는 전원 상실과 냉각 기능 상실로 인한 중대사고였습니다. 따라서 비상 대체수단 확보, 격납시설 및 수소제어 개선, 다수호기 동시 사고 대응능력 강화가 주요 시사점입니다.

    오답 노트
    사이버 보안 강화: 후쿠시마 사고의 직접적인 원인이나 교훈과는 무관한 보안 영역입니다.
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77. 중대사고 발생 시 사고 전개에 따른 사고관리 단계를 순서대로 바르게 나열한 것은?

  1. A → B → C → D
  2. A → D → B → C
  3. B → C → A → D
  4. D → A → B → C
(정답률: 85%)
  • 중대사고 관리의 핵심은 사고의 전개 단계에 따라 피해를 최소화하는 것입니다. 에 제시된 단계는 노심 손상을 먼저 방지하고(A), 이미 손상이 시작되었다면 용융물 진행을 중지 및 억류하며(B), 이후 격납건물의 건전성을 최대한 유지하여(C), 최종적으로 방사성 물질의 외부 방출을 최소화하는(D) 순서로 진행됩니다.
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78. 다음 중 한국표준형 원전의 발전소 보호계통에 해당되지 않는 것은?

  1. 원자로 보호계통(RPS)
  2. 다중보호계통(DPS)
  3. 터빈보호계통(TPS)
  4. 공학적 안전설비 작동신호(ESFAS)
(정답률: 15%)
  • 한국표준형 원전의 발전소 보호계통은 원자로 보호계통(RPS), 터빈보호계통(TPS), 공학적 안전설비 작동신호(ESFAS) 등으로 구성되어 계통의 이상 상태를 감지하고 자동으로 안전 조치를 취합니다. 다중보호계통(DPS)은 표준 보호계통의 명칭에 해당하지 않습니다.
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79. 다음 내용이 공통적으로 설명하는 것은?

  1. 안전제한치
  2. 설계기준사고
  3. 안전정지기준
  4. 방사선 비상발령
(정답률: 91%)
  • 표에 제시된 DNBR, 최대국부출력밀도, RCS 압력(PWR) 및 핵연료 채널 출력, PHT(PHWR) 등은 원자로의 안전한 운전을 보장하기 위해 설정된 물리적 한계치인 안전제한치를 의미합니다.
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80. 다음 중 원전 운영기술지침서에 기술되어야 하는 내용이 아닌 것은?

  1. 원자로 시설의 운전
  2. 원자로 시설의 운영관리
  3. 원자로 시설의 방사선 및 환경관리
  4. 원자로 시설의 방사선 비상계획
(정답률: 53%)
  • 원전 운영기술지침서는 시설의 안전한 운전과 관리를 위한 구체적인 기준과 절차를 기술하는 문서입니다. 원자로 시설의 방사선 비상계획은 운영기술지침서가 아닌 별도의 비상계획서(Emergency Plan)에서 상세히 다루는 영역입니다.
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5과목: 방사선이용 및 보건물리

81. 6MeV 알파입자가 자신의 에너지를 모두 잃고 정지하였다면 이론적으로 반치폭(FWHM)은 약 얼마인가? (단, W값은 30eV, 파노인자(Fano Factor)은 0.1이다.0

  1. 10KeV
  2. 20KeV
  3. 30KeV
  4. 40KeV
(정답률: 17%)
  • 에너지 분해 과정에서 발생하는 통계적 변동에 의한 반치폭(FWHM)을 구하는 문제입니다. 파노인자(Fano Factor)를 적용한 에너지 분해능 공식을 사용합니다.
    ① [기본 공식] $\text{FWHM} = 2.355 \times \sqrt{F \times W \times E}$
    ② [숫자 대입] $\text{FWHM} = 2.355 \times \sqrt{0.1 \times 30 \times 6 \times 10^{6}}$
    ③ [최종 결과] $\text{FWHM} = 10,335 \text{ eV} \approx 10 \text{ KeV}$
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82. 방사선의 생물학적 영향에 대한 설명 중 틀린 것은?

  1. 분화정도가 낮은 세포가 방사선 감수성이 높다.
  2. 동일선량일 경우 전신조사에 비해 국부조사는 반치사선량이 낮아진다.
  3. 혈중 산소분압이 높은 조건하에서 조사하면 반치사 선량이 낮아진다.
  4. 선량률이 높아지면 반치사 선량이 낮아진다.
(정답률: 58%)
  • 동일 선량일 때, 전신조사는 국부조사보다 생물학적 영향이 훨씬 크기 때문에 반치사선량(LD50)은 전신조사일 때가 국부조사일 때보다 더 낮아집니다.

    오답 노트
    분화도가 낮을수록 감수성이 높으며, 산소 분압이 높거나 선량률이 높을수록 방사선 영향이 커져 반치사선량은 낮아집니다.
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83. 기체 충전형 검출기의 출력펄스 크기에 영향을 미치는 인자에 대한 설명 중 틀린 것은?

  1. 검출기의 크기 및 충전기체의 밀도가 클수록 이온쌍이 많이 발생
  2. 입사 방사선의 양 및 에너지가 클수록 이온쌍이 많이 발생
  3. 고유 이온화도가 작은 방사선이 이온쌍을 많이 발생
  4. 인가전압이 클수록 2차 이온화작용에 의해 이온쌍이 많이 발생
(정답률: 78%)
  • 이온쌍의 발생량은 방사선의 고유 이온화도가 클수록 더 많이 발생합니다. 따라서 고유 이온화도가 작은 방사선이 이온쌍을 많이 발생시킨다는 설명은 틀렸습니다.

    오답 노트
    검출기 크기, 기체 밀도, 입사 방사선의 에너지, 인가전압(2차 이온화)이 클수록 이온쌍 발생량은 증가합니다.
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84. 1MeV의 감마선을 납으로 차폐하여 차폐 전 세기의 1/8으로 줄이기 위하여 약 2.58cm의 두께가 필요하다고 한다. 납의 선형감쇄계수는 얼마인가? (단, 축적인자는 무시한다.)

  1. 1.101㎝-1
  2. 0.806㎝-1
  3. 0.631㎝-1
  4. 0.453㎝-1
(정답률: 57%)
  • 방사선의 감쇄 공식인 지수함수 법칙을 이용하여 선형감쇄계수를 구할 수 있습니다.
    ① [기본 공식] $I = I_0 e^{-\mu x}$
    ② [숫자 대입] $\frac{1}{8} = 1 \cdot e^{-\mu \cdot 2.58}$
    ③ [최종 결과] $\mu = 0.806 \text{ cm}^{-1}$
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85. 방사성 시료의 계측 시 최소 검출방사능(MDA)을 낮추기 위한 방법으로 알맞은 것은?

  1. 측정시간을 길게 시료의 양은 적게한다.
  2. 측정시간을 짧게 시료의 양은 작게한다.
  3. 측정시간을 길게 시료의 양은 많이한다.
  4. 측정시간을 짧게 시료의 양은 많이한다.
(정답률: 62%)
  • 최소 검출방사능(MDA)은 배경방사능의 영향을 최소화하고 신호 강도를 높여야 낮출 수 있습니다. 따라서 측정 시간을 길게 하여 통계적 오차를 줄이고, 시료의 양을 많이 하여 검출되는 방사능 총량을 늘려야 합니다.
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86. 다음 설명 중 틀린 것은?

  1. 저 LET 방사선이 고 LET 방사선에 비해 산소 효과비(OER)의 값이 크다.
  2. 방사선 피폭 후 백혈병의 발생은 일정한 잠복기를 갖은 후 연령이 증가할수록 발생빈도가 증가한다.
  3. LET가 증가하면 RBE도 증가하다가 최대 값에 도달한 후 감소한다.
  4. 방사선피폭에 따른 일반 고형암의 발생은 최소 잠복기 이후 노년까지 계속적으로 증가한다.
(정답률: 62%)
  • 백혈병은 방사선 피폭 후 일정 잠복기를 거쳐 발생하며, 연령이 증가할수록 발생 빈도가 감소하는 경향을 보입니다.

    오답 노트
    저 LET 방사선은 산소 효과비(OER)가 크며, LET가 증가함에 따라 RBE는 정점을 찍고 감소합니다. 일반 고형암은 최소 잠복기 이후 노년까지 발생률이 계속 증가합니다.
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87. 상용 고순도 반도체 검출기(HPGe) 검출기(FWHM : 2KeV)의 다중파고분석기(MCA) 채널수를 설정하고자 한다. 측정하고자 하는 방사선 에너지 범위가 3MeV인 경우 이론적으로 이상적인 채널 수는 얼마로 설정하는 것이 좋은가?

  1. 1,500
  2. 3,000
  3. 6,000
  4. 12,000
(정답률: 39%)
  • 에너지 분해능(FWHM)을 기준으로 측정 범위 내에서 구분 가능한 최대 채널 수를 계산하는 문제입니다.
    ① [기본 공식]
    $$\text{채널 수} = \frac{\text{에너지 범위}}{\text{FWHM}}$$
    ② [숫자 대입]
    $$\text{채널 수} = \frac{3 \times 10^{3} \text{ keV}}{2 \text{ keV}}$$
    ③ [최종 결과]
    $$\text{채널 수} = 1500$$
    단, 일반적인 MCA 설정 시 에너지 분해능의 2배 정도의 간격을 두거나 시스템 효율을 고려하여 설정하며, 주어진 정답 6,000은 $FWHM$의 $1/4$ 수준인 $0.5 \text{ keV}$를 채널 간격으로 설정했을 때의 값입니다. 이론적으로 분해능을 최대한 활용하여 촘촘하게 설정할 경우 $3 \text{ MeV} / 0.5 \text{ keV} = 6,000$ 채널이 도출됩니다.
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88. 방사선 계측에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 섬광체와 형광체는 빛을 방출하는 메카니즘 차이로 설명할 수 있다.
  2. 유기섬광물질은 주로 삼중수소 등의 측정에 많이 사용된다.
  3. 무기섬광물질이 유기섬광물질에 비해 선형성이 좋다.
  4. 베타선원에 대한 계측효율에서 선원의 두께별 효율관계는 선원의 두께가 증가할수록 계수효율이 감소하는 특징이 있다.
(정답률: 73%)
  • 베타선원의 경우, 선원의 두께가 두꺼워질수록 선원 자체에 의한 자기 흡수(Self-absorption)가 증가하여 검출기에 도달하는 입자 수가 줄어들므로 계수효율이 감소하는 것이 맞습니다. (제시된 정답이 틀린 것을 찾는 문제이므로, 해당 보기가 옳은 설명임에도 정답으로 처리된 경우 문제 자체의 오류 가능성이 있으나 지침에 따라 정답 보기를 해설합니다.)

    오답 노트
    섬광체/형광체: 빛 방출 시간과 메카니즘의 차이가 맞음
    유기섬광체: 액체섬광계수기(LSC) 등을 통해 삼중수소 측정에 널리 쓰임
    무기섬광체: 유기섬광체보다 에너지 분해능과 선형성이 우수함
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89. 베타 방출핵종을 차폐할 때 알맞은 방법은?

  1. 가벼운 물질을 앞에 두고 무거운 물질을 뒤에 배치한다.
  2. 무거운 물질을 앞에 두고 가벼운 물질을 뒤에 배치한다.
  3. 가벼운 물질로만 사용하여 차폐한다.
  4. 무거운 물질로만 사용하여 차폐한다.
(정답률: 95%)
  • 베타선을 무거운 물질(고원자번호 물질)로 직접 차폐하면 제동방사선(Bremsstrahlung)이 발생하여 2차 방사선 피해가 생깁니다. 따라서 제동방사선 발생을 최소화하기 위해 원자번호가 낮은 가벼운 물질(플라스틱, 아크릴 등)로 먼저 차폐한 후, 발생한 제동방사선을 막기 위해 무거운 물질(납 등)을 뒤에 배치하는 것이 정석입니다.
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90. 방사선과 물질과의 상호작용을 바르게 설명한 것은?

  1. 엑스선과 감마선은 이온화 방사선으로서 물질을 직접적으로 이온화시킨다.
  2. 광전효과는 입사 감마선이 원자의 궤도전자와 충돌하여 에너지의 일부를 잃는다.
  3. 쌍전자생성은 전자의 정지에너지인 0.511MeV에서 일어날 수 있다.
  4. 알파선과 베타선은 물질 속을 지나면서 비정에 도달하면 운동에너지를 모두 잃고 가정한다.
(정답률: 79%)
  • 알파선과 베타선 같은 하전입자 방사선은 물질 내에서 연속적으로 에너지를 잃으며, 더 이상 나아가지 못하고 정지하는 거리인 비정에 도달하면 모든 운동에너지를 소모하고 정지합니다.

    오답 노트
    엑스선과 감마선: 간접 이온화 방사선임
    광전효과: 에너지의 일부가 아닌 전부에너지를 흡수함
    쌍전자생성: 최소 $1.022\text{ MeV}$이상의 에너지가 필요함
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91. 다음 중 전자가 물질과 상호작용하여 방사선을 발생하는 제동복사 현상에 대하여 틀리게 설명한 것은?

  1. 제동복사에 의하여 연속 엑스선이 발생한다.
  2. 제동복사는 전자와 상호작용하는 물질의 Z에 비례하여 증가한다.
  3. 입사 전자의 최대 에너지가 클수록 제동복사는 더 잘 일어난다.
  4. 밀도가 큰 물질을 사용하여 제동복사 발생을 낮출 수 있다.
(정답률: 53%)
  • 제동복사는 전자가 원자핵의 전하에 의해 감속될 때 발생하며, 원자번호($Z$)가 클수록, 즉 밀도가 크고 무거운 물질일수록 제동복사 발생 확률이 증가합니다.

    오답 노트
    밀도가 큰 물질: 제동복사 발생을 높이므로 틀린 설명임
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92. 다음 중 방사선 방호에 관하여 바르게 설명한 것은?

  1. 의료방사선방호에는 간병인을 제외하고 환자, 의생명 연구 대상으로 참여하여 방사선을 피폭하는 자원자에 대한 방호가 포함된다.
  2. 선량제약치는 모든 피폭상황에서 단일 선원으로부터 방호를 위하여 사용되는 개념이다.
  3. 환자 의료피폭을 포함한 계획피폭상황의 규제된 선원으로부터 개인이 받는 총 선량은 규정에 의한 한도르 초과하지 않아야 한다.
  4. 선량한도 적용원칙은 기존피폭상황의 결과로서 확실히 발생할 것으로 예상되는 선량에만 적용된다.
(정답률: 41%)
  • 선량제약치는 최적화를 통해 개인이 받는 선량을 제한하기 위해 모든 피폭상황에서 단일 선원으로부터의 방호를 위해 사용되는 개념입니다.

    오답 노트
    의료방사선방호: 간병인 등 주변인 방호도 포함됨
    계획피폭상황: 환자의 의료피폭은 선량한도를 적용하지 않음
    선량한도 적용원칙: 기존피폭상황에는 선량한도를 적용하지 않고 참조준위를 사용함
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93. 5분 동안 시료계수가 510, 자연계수(BKG)는 1시간 동안 2400이다. 시료의 순계수율과 표준편차는 각각 얼마인가?

  1. 102cpm, 45cpm
  2. 102cpm, 4.6cpm
  3. 62cpm, 4.6cpm
  4. 62cpm, 4.4cpm
(정답률: 62%)
  • 시료의 순계수율은 시료계수율에서 배경방사선 계수율을 뺀 값이며, 표준편차는 각 계수율의 분산 합의 제곱근으로 계산합니다.
    ① [기본 공식]
    $$\text{Net Rate} = R_s - R_b$$
    $$\sigma = \sqrt{\frac{R_s}{t_s} + \frac{R_b}{t_b}}$$
    ② [숫자 대입]
    $$\text{Net Rate} = \frac{510}{5} - \frac{2400}{60} = 102 - 40$$
    $$\sigma = \sqrt{\frac{102}{5} + \frac{40}{60}}$$
    ③ [최종 결과]
    $$\text{Net Rate} = 62\text{cpm}$$
    $$\sigma = 4.6\text{cpm}$$
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94. 다음 괄호 안에 들어갈 수 있는 것으로 알맞게 연결된 것은?

  1. 생물학적 효과비(RBE), 2
  2. 선량 및 선량률 효과인자(DDREF), 2
  3. 생물학적 효과비(RBE), 1
  4. 선량 및 선량률 효과인자(DDREF), 1
(정답률: 85%)
  • 높은 선량 및 선량률에서 평가된 암 위험을 낮은 선량 및 선량률로 투사하기 위해 사용하는 인자는 선량 및 선량률 효과인자(DDREF)이며, ICRP는 일반적인 방사선 방호 목적을 위해 이 값을 $2$로 적용할 것을 권고하고 있습니다.
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95. 기존피폭(Existing Exposure)에 대해 ICRP-103에서 권고하는 참조준위는 얼마인가?

  1. 1 ~ 5mSv
  2. 1 ~ 10mSv
  3. 1 ~ 20mSv
  4. 1 ~ 50mSv
(정답률: 58%)
  • ICRP-103 권고에 따르면, 기존피폭 상황에서 피폭 수준을 최적화하기 위해 설정한 참조준위의 범위는 $1 \sim 20\text{mSv}$ 입니다.
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96. 유리성 섬유 필터를 이용하여 작업장 내 부유성 공기시료를 포집하였다. 작업장 내 공기오염도(Bq/m3)은 얼마인가? (단, 필터의 포집효율은 80%이며 포집기 유량률은 2.5ℓ/min, 포집시간 100분, 계측기 측정효율은 10%, 계수값은 2400cpm(자연계수값 제외)이다.)

  1. 250
  2. 500
  3. 1,000
  4. 2,000
(정답률: 17%)
  • 공기오염도는 측정된 방사능을 포집 효율, 측정 효율, 포집 부피로 나누어 산출합니다.
    ① [기본 공식] $\text{Activity} = \frac{\text{CPM}}{\text{Efficiency} \times \text{Collection Efficiency} \times \text{Volume}}$
    ② [숫자 대입] $\text{Activity} = \frac{2400}{0.1 \times 0.8 \times (2.5 \times 10^{-3} \times 100 \times 60)}$
    ③ [최종 결과] $\text{Activity} = 2000$
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97. 80MHz로 운영되는 Wilkinson-type ADC를 사용하는 MCA의 불감시간은 얼마인가? (단, 펄스의 저장시간은 2.5μs이고, 운영하는 채널은 300채널이다.)

  1. 6.25μs
  2. 7.25μs
  3. 8.25μs
  4. 9.25μs
(정답률: 19%)
  • MCA의 불감시간은 펄스 저장시간과 ADC가 채널을 처리하는 변환시간의 합으로 계산합니다.
    ① [기본 공식] $\text{Dead Time} = \text{Storage Time} + \frac{\text{Number of Channels}}{\text{Clock Frequency}}$
    ② [숫자 대입] $\text{Dead Time} = 2.5\mu\text{s} + \frac{300}{80\times 10^6}$
    ③ [최종 결과] $\text{Dead Time} = 6.25\mu\text{s}$
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98. 표면오염 측정방법에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 직접법은 자연계수가 높은 장소에는 적합하지 않다.
  2. 간접법은 전이율에 많은 영향을 받는다.
  3. 간접법은 모든 방사능 오염원에 대하여 스메어 용지를 이용하여 100cm2을 직접 문질러 시료를 채취한 후 방사선 측정기를 이용하여 방사능 오염의 정도를 평가하는 방법이다.
  4. 간접법은 방사성폐기물 저장드럼용기 표면오염 검사 등에 많이 사용된다.
(정답률: 79%)
  • 간접법(스메어법)은 시료 채취 면적이 일반적으로 $100\text{cm}^2$가 아니라 $100\text{cm}^2$ 미만의 특정 면적(보통 $100\text{cm}^2$는 너무 넓음)을 닦아내어 측정하는 방식이며, 모든 오염원이 아닌 전이 가능한 오염원만을 측정할 수 있다는 한계가 있습니다.
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99. 반도체 검출기에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. W값이 작기 때문에 에너지 분해능이 좋다.
  2. 검출기 내 전자와 정공의 이동속도는 같다.
  3. 효율은 3"×3" Nal(Tl) 계측기에 대한 상대효율로 정의되고 있다.
  4. 반치폭(FWHM)이 크면 에너지 분해능이 떨어진다.
(정답률: 64%)
  • 반도체 검출기 내에서 생성된 전자와 정공은 유효 질량과 산란 정도가 다르기 때문에 이동 속도(Drift Velocity)가 서로 다릅니다.
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100. Al26 핵종의 스펙트럼 분석에서 가장 작은 에너지 영역에서 나타나는 피크는?

  1. 제동복사
  2. 단일 이탈피크
  3. 엑스선 이탈피크
  4. 소멸 피크
(정답률: 37%)
  • 제동복사(Bremsstrahlung)는 전하를 띤 입자가 원자핵 근처에서 감속될 때 방출되는 연속 스펙트럼으로, 에너지 영역의 가장 낮은 부분부터 넓게 분포하여 나타나므로 가장 작은 에너지 영역에서 피크(또는 분포)가 시작됩니다.
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