원자력기사 필기 기출문제복원 (2015-09-12)

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: 알수없음)
  • 양전자와 음전자는 전하의 부호만 반대이고 나머지는 동일하다. 이는 전자와 양자가 같은 크기의 전하를 가지고 있지만, 전하의 부호가 반대이기 때문에 서로 상쇄되어 중성체가 될 수 있다는 것을 의미한다.
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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: 알수없음)
  • 신속한 원자로 반응도 제어는 원자로의 반응속도를 빠르게 조절하여 원자로의 안정성을 유지하고, 긴급한 상황에서도 빠르게 대처할 수 있기 때문에 가장 거리가 먼 이유입니다.
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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: 알수없음)
  • "연료의 온도상승으로 인하여 공명흡수가 증가되는 현상이다."가 맞는 설명이다. 이는 연료 내의 원자들이 열에 의해 진동하면서 공명흡수가 증가되는 것으로, 이로 인해 원자로 내부에서의 중성자 흡수가 증가하게 된다.
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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: 알수없음)
  • "매질의 중성자 흡수단면적이 클 것"은 원자로 구조물질이 가져야 할 특성이 아닙니다. 이유는 중성자 흡수단면적이 클수록 중성자가 흡수되어 원자로 구조물질이 손상될 가능성이 높아지기 때문입니다. 따라서, 원자로 구조물질은 중성자 흡수단면적이 작은 것이 바람직합니다.
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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: 알수없음)
  • 설명이 모두 맞습니다.

    핵분열성 핵종은 중성자 흡수 없이 자발적으로 분열을 일으키는 핵종입니다. 이는 핵분열 가능핵종과 핵분열 원료핵종과는 다른 개념입니다. 핵분열 가능핵종은 중성자를 흡수하여 핵분열 할 가능성이 있는 핵종을 말하며, 핵분열 원료핵종은 핵분열 가능핵종 중에서 중성자를 흡수하여 핵분열성 핵종으로 전환되는 핵종을 말합니다. 핵분열 생성물은 무거운 원소가 핵분열에 의해서 생성된 핵종을 말합니다.
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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: 알수없음)
  • 중성자선이 투과하는 물질의 두께는 중성자선의 세기에 반비례한다. 따라서 중성자선의 세기를 0.1%로 줄이기 위해서는 원래의 세기의 1000배 농도가 필요하다. 이를 위해서는 중성자선이 투과하는 물질의 두께도 1000배 더 두꺼워져야 한다. 따라서 차폐체의 두께는 1000배인 약 1cm가 필요하다.
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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: 알수없음)
  • 직육면체 원자로가 가장 큰 변화를 보인다. 이는 직육면체 원자로가 다른 형상의 원자로에 비해 더 많은 중성자를 포함할 수 있기 때문이다. 중성자는 원자의 질량을 결정하는 데 중요한 역할을 하므로, 더 많은 중성자를 가진 원자로는 더 높은 평균 중성자속을 가지게 된다. 따라서, 직육면체 원자로는 다른 형상의 원자로에 비해 최대 중성자속과 평균 중성자속 비율이 더 높게 나타난다.
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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: 알수없음)
  • 핵연료 장전량 증가는 노심에 반사체를 설치함으로써 얻을 수 있는 이익 중 하나이다. 이는 반사체가 중성자를 되돌려주어 노심 내 중성자 이용률을 증가시키기 때문이다. 따라서 핵연료 장전량이 증가하게 되어 더 오랜 시간 동안 원자로를 운전할 수 있게 된다.
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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: 알수없음)
  • "미시적 산란단면적은 중성자의 에너지 영역에 따라 크게 변화한다."가 틀린 설명입니다.

    중성자의 에너지가 증가할수록 미시적 산란단면적은 작아지는 경향이 있습니다. 이는 중성자의 운동 에너지가 증가하면서 산란이 일어날 때 입사중성자와 산란중성자 간의 상대운동이 빨라지기 때문입니다. 따라서 미시적 산란단면적은 중성자의 에너지에 따라 작아지는 경향이 있습니다.
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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: 알수없음)
  • "(fP)Hetero ＞ (fP)Homo"이 맞는 이유는 비균질 원자는 서로 다른 원자들이 모여있기 때문에 전자의 확률밀도(f)와 전자의 확률밀도를 갖는 위치의 확률(P)의 곱인 유효증배계수(fP)가 균질 원자보다 크기 때문입니다. 즉, 비균질 원자는 전자의 위치가 불규칙하게 분포되어 있기 때문에 전자의 확률밀도와 위치의 확률이 큰 값으로 나타나게 되어 유효증배계수가 크게 나타납니다.
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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: 알수없음)
  • 핵분열은 원자핵이 분열하여 두 개의 작은 원자핵과 중성자를 생성하는 과정입니다. 이 때 생성된 핵분열 단편은 매우 높은 운동에너지를 가지고 있습니다. 이러한 핵분열 단편의 운동에너지는 가장 큰 에너지 종류 중 하나이며, 이 에너지는 열 에너지로 변환되어 전기 발전 등에 이용됩니다. 따라서 정답은 "핵분열 단편의 운동에너지"입니다.
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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: 알수없음)
  • Fick's Law은 확산 현상을 기술하는 법칙으로, 물질이 농도 차이에 따라 확산하는 것을 설명합니다. 따라서 확산면적이 매우 클 때, 물질이 확산하는 공간이 매우 넓어지므로 Fick's Law가 가장 잘 적용됩니다. 이는 물질이 일정한 농도로 분포되어 있을 때, 농도 차이에 따라 물질이 확산하는 속도가 일정하다는 것을 의미합니다.
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13. 다음과 같이 원자로의 출력이 변화할 때 원자로 내의 Xe의 농도의 변화를 바르게 나타낸 것은?

(정답률: 알수없음)
  • 원자로의 출력이 증가하면, 더 많은 중성자가 생성되어 Xe-135과 같은 핵종이 더 많이 붕괴하게 됩니다. 이로 인해 Xe-135의 농도는 감소하게 됩니다. 따라서 정답은 "" 입니다.
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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: 알수없음)
  • 중성자속 분포가 가장 높은 위치에서 핵분열이 가장 많이 발생하므로, 그 위치에서의 핵분열율을 구하면 된다. 중성자속 분포가 가장 높은 위치에서의 거시적 단면적은 10-2 m2 이다. 따라서, 이 위치에서의 단위체적당 핵분열율은 1015 × 10-2 = 1013 이다. 또한, 이 위치에서의 단위시간당 핵분열율은 중성자속 분포가 1014 개당 1개의 핵분열이 발생하므로, 1014 × 1013 = 2×1027 이다. 따라서, 단위체적, 단위시간 발생하는 핵분열 수는 2×1027 / 1015 = 2×1012 이다. 이 값은 보기 중에서 "2×1014" 와 가장 가깝다.
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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: 알수없음)
  • 가압경수로형 원전에서 가연성 독물질을 사용하면 주기 초(BOC) 임계 붕소농도를 낮출 수 있어서 핵연료의 소모를 줄일 수 있습니다. 이는 같은 핵연료 양으로도 주기길이를 늘일 수 있게 됩니다. 따라서 "같은 핵연료 양으로도 주기길이 늘일 수 있다."가 틀린 것이 아닙니다.
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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: 알수없음)
  • 운전후 재가동 시 분열생성물의 높은 감마 자연방사능으로 인하여 1차 중성자 선원을 사용할 수 없기 때문입니다.
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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: 알수없음)
  • "잉여반응도 감소"가 틀린 설명입니다.

    핵연료가 연소됨에 따라 노심의 온도가 상승하면서 냉각재 내의 붕소농도가 감소하게 됩니다. 이는 붕소가 중성자를 흡수하여 중성자 재생계수를 감소시키기 때문입니다. 따라서 중성자 재생계수는 증가하지 않고 감소합니다. 또한, 핵연료가 연소됨에 따라 잉여반응도는 감소하게 됩니다. 이는 핵연료가 소진되면서 반응이 일어나지 않는 부분이 생기기 때문입니다. 속핵분열 인자는 거의 변화하지 않습니다.
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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: 알수없음)
  • BWR은 냉각재와 원자로 내부의 증기를 직접 이용하여 전기를 생산하는 원자로로, 냉각재 유량을 조절함으로서 반응도를 용이하게 제어할 수 있습니다. PWR은 냉각재와 원자로 내부의 증기를 분리하여 전기를 생산하는 원자로로, 냉각재 유량 조절로는 반응도를 제어할 수 없습니다. CANDU는 중립자를 이용하여 전기를 생산하는 원자로로, 냉각재 유량 조절로는 반응도를 제어할 수 없습니다. LMFBR은 냉각재로 나트륨을 사용하는 원자로로, 냉각재 유량 조절로는 반응도를 제어할 수 있지만, 나트륨의 높은 화학적 활동성으로 인해 운전 및 유지보수가 어렵습니다.
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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: 알수없음)
  • 연소도는 연료의 에너지를 시간 단위로 나타낸 것이므로, 연료의 에너지와 운전 기간, 그리고 열출력을 이용하여 계산할 수 있다.

    먼저, 3% 농축도의 UO2연료 100톤의 에너지를 계산해보자. UO2의 밀도는 약 10g/cm3이므로, 100톤(100,000kg)의 UO2의 부피는 약 10,000L(10m3)이다. UO2의 연소열은 약 19,000MJ/kg이므로, 100톤의 UO2의 총 에너지는 약 1.9x1012MJ이다.

    다음으로, 운전 기간을 시간 단위로 환산해보자. 10일은 240시간이므로, 운전 기간 동안의 열생산량은 4,000MW x 240시간 = 960,000MWh이다.

    따라서, 연소도는 총 에너지를 운전 기간 동안의 열생산량으로 나눈 값이다.

    연소도 = (1.9x1012MJ) / (960,000MWh x 3.6MJ/MWh) ≈ 450(MWD/T)

    따라서, 정답은 "약 450"이다.
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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: 알수없음)
  • "이다." 이유는 g그룹의 중성자와 h그룹의 중성자의 확산 속도가 같아서 두 그룹의 중성자 수가 일정하게 유지되기 때문이다. "는 g그룹의 중성자가 산란반응을 통해 에너지를 얻고 h그룹의 중성자가 되는 것을 의미한다."와 "는 g그룹의 중성자가 산란반응을 통해 에너지를 잃고 h그룹의 중성자가 되는 것을 의미한다."는 설명이 부적절하다. "Sg는 g그룹의 중성자에 의한 핵분열 반응을 의미한다."는 이 방정식과는 무관한 설명이다.
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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: 알수없음)
  • 산화물 세라믹 핵연료는 금속 핵연료에 비해 방사선 조사선상이 적습니다. 이는 핵연료가 방출하는 방사선의 양이 적어 인체에 미치는 영향이 적다는 것을 의미합니다.
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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: 알수없음)
  • "가압경수로 산화물 핵연료 내 가장 농도가 높은 원소는 U233이다." 인 이유는, U233이 핵분열 반응에서 높은 중성자 방출 효율을 가지기 때문이다. 따라서 U233을 포함한 핵연료는 더 효율적인 핵분열 반응을 일으킬 수 있다.
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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: 알수없음)
  • 가압경수로형 원전에서 증기발생기 튜브는 원자로 내부에서 열을 전달하는 역할을 합니다. 이때 니켈계 합금은 높은 내식성과 내열성을 가지고 있어, 고온 고압 환경에서도 안정적으로 작동할 수 있습니다. 따라서 증기발생기 튜브에는 니켈계 합금이 적합한 재료입니다.
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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: 알수없음)
  • 지르코늄 합금 핵연료 피복재는 고온, 고압, 고연소도 조건에서 사용되기 때문에 부식현상과 크리프 변형이 가장 심각한 문제점이다. 부식현상은 연료 피복재의 표면이 부식되어 두께가 줄어들고 구조적 안정성이 감소하는 문제를 일으키며, 크리프 변형은 고온하에서 장기간 노출되면서 금속의 구조적 안정성이 감소하여 변형이 발생하는 문제를 일으킨다. 이러한 문제점들은 핵연료의 안전성과 신뢰성에 직접적인 영향을 미치기 때문에 중요한 문제점으로 대우되고 있다.
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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: 알수없음)
  • 가압경수로형 원전 1차 계통 냉각재와 접하는 구조재료에서 응력부식균열이 발생하는 요인은 인장 응력, 예민화된 미세조직, 고온수 등의 환경요인입니다. 이는 냉각재와 구조재료 간의 열팽창률 차이로 인해 발생하는 인장 응력과, 빠른 유속으로 인해 발생하는 예민화된 미세조직, 그리고 냉각재 내 붕산과 중성자 조사로 인해 발생하는 고온수 등의 환경요인이 응력부식균열을 유발하는 원인이 됩니다.
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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: 알수없음)
  • 저준위 방사성폐기물은 방사성 물질의 농도가 낮아 인체나 환경에 미치는 영향이 적은 폐기물로, 매립형 처분이 적합하다. 매립형 처분은 지하에 폐기물을 매장하는 방식으로, 지하수 오염 등의 문제가 발생할 수 있으므로 적합한 지역과 시설을 선택하여 신중하게 진행해야 한다.
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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: 알수없음)
  • "방사분해 반응으로 생성된 산화-환원성 라디칼들은 수용액 중에 균일하게 분포한다."가 틀린 설명입니다. 이는 일반적으로 참이지만, 일부 경우에는 라디칼들이 특정 부위에 농축되어 분포할 수 있습니다. 이는 환경 조건에 따라 달라질 수 있습니다.
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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: 알수없음)
  • "비방사능을 높여 보관한다."는 방사성표지화합물은 방사능을 가지고 있기 때문에 안전한 보관을 위해 방사능을 최대한 줄이는 것이 중요하다는 것을 의미합니다.
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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: 알수없음)
  • "붕괴열 관점에서 초기에는 I, Tc에 의한 붕괴열이 대부분을 차지한다."가 틀린 설명입니다. 초기에는 핵분열 생성물의 영향이 가장 크며, 시간이 지남에 따라 마이너 액티나이드의 영향이 점점 커집니다. 이는 마이너 액티나이드의 반감기가 매우 길기 때문입니다.
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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: 알수없음)
  • 해종의 배수중 배출관리 기준이 4×104Bq/m3이므로, 폐액의 방사능 농도가 1KBq/ℓ인 경우, 폐액의 방사능 농도는 1,000Bq/m3이 된다. 따라서, 혼합하여 배출할 수 있는 방사능 농도는 4×104-1,000=39,000Bq/m3 이하이어야 한다.

    또한, 유량률은 300m3/hr이므로, 혼합하여 배출할 수 있는 최대 방사능 농도는 39,000×300=11,700,000Bq/hr 이하이다.

    따라서, 폐액의 유량률을 x라고 하면, 다음의 식이 성립한다.

    1,000x + 39,000(300-x) ≤ 11,700,000

    1,000x + 11,700,000 - 39,000x ≤ 11,700,000

    -38,000x ≤ 0

    x ≥ 0

    따라서, 폐액의 유량률은 0m3/hr 이상이므로, 최대 유량률은 300m3/hr이 된다. 이를 24로 나누면 12.5가 된다.
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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: 알수없음)
  • "낮은 온도 및 낮은 중성자 조사에서 헬륨이 생성되어 취성을 일으킨다."는 적절하지 않은 설명입니다. 이유는 중성자 조사로 인한 일반적인 재료 손상과 관련이 없기 때문입니다.

    중성자 조사는 원자핵과 상호작용하여 원자 내부의 전자나 핵을 이동시키거나 제거함으로써 손상을 일으킵니다. 이로 인해 원자 공동이 생성되거나 전위가 발생하여 재료의 물성이 변화합니다. 또한, 중성자 조사로 인해 발생한 석출물이나 전위에 침입형 원자가 우선 흡수되면서 원자 공동의 기포화가 발생할 수 있습니다.

    하지만 낮은 온도 및 낮은 중성자 조사에서 헬륨이 생성되어 취성을 일으킨다는 것은 중성자 조사와는 직접적인 관련이 없는 내용입니다. 헬륨 생성은 일반적으로 핵반응이나 방사선 붕괴 등과 관련이 있습니다.
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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: 알수없음)
  • 정답은 "I131 : 간기능 진단"이다. I131은 갑상선 기능 진단에 사용되는 방사성 핵종이며, 간 기능 진단에는 Tc99m이 사용된다.
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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: 알수없음)
  • 정답은 "핵임계 방지"입니다. 사용후연료 중간저장시설에서는 핵임계를 방지하기 위해 다양한 안전장치와 시설이 설치되어 있습니다. 반면에 피복재 보온은 사용후연료 중간저장시설에서 연료를 보관할 때 온도를 유지하고 보호하기 위한 중요한 안전요소입니다. 방사선 차폐와 방사성물질 격납은 방사선을 차단하고 방사성물질을 안전하게 보관하기 위한 안전장치입니다.
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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: 알수없음)
  • 건식 중간저장은 사용된 연료를 건식으로 저장하여 저장 용량을 확장하는 방법이다. 이 방법은 다른 방법들과 달리 건식으로 저장하기 때문에 저장 용량을 크게 확장할 수 있으며, 안전성과 경제성 면에서도 우수하다. 따라서 가장 거리가 먼 방법은 건식 중간저장이 아닌 다른 방법들이다.
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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: 알수없음)
  • 공기역학을 이용한 노즐분리법은 우라늄 동위원소 분리에 대한 설명과 관련이 없다.

    전기분해 공정은 전력소모가 많지만 공정이 단순하고 분리계수가 높아 우라늄 동위원소 분리공정에 많이 이용된다. 이유는 전기분해 공정에서는 전기장을 이용하여 우라늄 동위원소의 전하를 이용하여 분리하는 방법으로, 분리계수가 높아 다른 방법보다 효율적으로 분리할 수 있기 때문이다.
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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: 알수없음)
  • 정답은 "HNO3, N2H4"입니다. 이는 가압경수로형 원전에서 1차 또는 2차 계통수의 pH를 조절하기 위해 사용하는 화합물끼리 묶은 것을 묻는 문제입니다. HNO3은 강산성을 가지고 있고, N2H4는 약염기성을 가지고 있습니다. 이 두 화합물을 함께 사용하면 pH를 조절할 수 있습니다. HNO3와 N2H4는 서로 산염기 반응을 일으키며 중화되어 pH를 안정적으로 유지할 수 있습니다. 다른 보기들은 pH를 조절하기 위해 사용되는 화합물들이지만, 서로 산염기 반응을 일으키지 않기 때문에 안정적인 pH를 유지하기 어렵습니다.
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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: 알수없음)
  • 괄호 안에 있는 숫자는 해당 원소의 원자번호를 나타내는 것이고, 같은 괄호 안에 있는 원소들은 같은 주기에 속하는 원소들입니다. 따라서 "Ni, 수소"는 같은 주기에 속하는 원소들로, 화학적 성질이 비슷합니다. "Sn, 수소"와 "Ni, 열중성자", "Hf, 열중성자"는 같은 주기에 속하지 않으므로 화학적 성질이 다릅니다.
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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: 알수없음)
  • 연료의 초기농축도 검사 및 원자로의 기동용 중성자 선원으로 주로 이용되는 방사성 핵종은 Cf252입니다. 이는 중성자 방출량이 매우 높기 때문에 중성자 선원으로 사용하기에 적합하며, 또한 높은 에너지를 가진 중성자를 방출하여 연료의 초기농축도 검사에도 이용됩니다. Pu238, Am241, Pu239도 중성자 선원으로 사용될 수 있지만, Cf252가 가장 효율적이고 효과적인 선원으로 인정받고 있습니다.
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39. 우라늄 변환 공정의 불화수소화 반응에서 생성되는 물질은?

  1. 사불화 우라늄
  2. 육불화 우라늄
  3. 불산
  4. 이산화우라늄
(정답률: 알수없음)
  • 우라늄 변환 공정에서 불화수소화 반응이 일어나면, 우라늄과 불소가 반응하여 사불화 우라늄이 생성됩니다. 이 반응은 일반적으로 우라늄 연료의 생산에 사용되는 중요한 과정 중 하나입니다. 따라서 정답은 "사불화 우라늄"입니다. 육불화 우라늄, 불산, 이산화우라늄은 이 반응에서 생성되지 않습니다.
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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: 알수없음)
  • 천연우라늄 100kg 중 U235의 비율은 0.7kg이다. 이를 농축공정을 통해 4.3%의 U235를 가진 농축우라늄으로 만들면, 농축우라늄의 질량은 0.7kg/0.043 = 16.28kg이 된다. 따라서, 정답은 "10kg"이 아니다.
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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: 알수없음)
  • 원자로 압력용기의 두께를 증가시키는 것은 PTS에 의한 파손 가능성을 낮출 수 있는 방법이 아닙니다. 이는 원자로 압력용기의 두께가 PTS에 영향을 미치지 않기 때문입니다. PTS는 원자로 압력용기 내부의 냉각재가 갑자기 끓어오르면서 발생하는 현상으로, 이는 압력용기 내부의 온도와 압력이 급격하게 상승함에 따라 발생합니다. 따라서 PTS를 예방하기 위해서는 비상노심냉각계통의 냉각수 주입 온도를 증가시키거나, 노심대영역의 용접부를 제거하거나, 저누설 장전모형 핵연료 배치를 통한 RPV 내벽의 조사선량을 저감시키는 등의 방법을 사용해야 합니다.
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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: 알수없음)
  • 가압경수로형 원전에서 격납용기 살수계통은 설계기준사고 후 격납용기 내의 수소 제거와 관련이 없습니다. 격납용기 살수계통은 설계기준사고 발생 시 격납용기 내의 압력 및 온도 상승을 억제하고, 요오드 화합물 및 입자를 제거하는 역할을 합니다. 하지만 수소 제거는 다른 시스템인 수소 제거 시스템이 담당하므로 격납용기 살수계통과는 관련이 없습니다.
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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: 알수없음)
  • 정답은 ""이다.

    이유는 가압경수로형 원전에서 연료 피복재의 표면온도가 높을수록 산화막의 두께가 더 많이 형성되기 때문이다. 따라서 축방향으로 위치가 멀어질수록 표면온도가 낮아져서 산화막의 두께가 얇아지게 된다. 이에 따라서 그림에서와 같이 축방향 위치에 따른 산화막의 두께 분포가 나타나게 된다.
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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: 알수없음)
  • "안전주입탱크는 RCS의 고온관에 연결되어 냉각재계통의 압력이 탱크압력 이하로 감소하면 자동으로 주입된다."가 틀린 것이 아니라 옳은 것입니다. 이유는 안전주입탱크는 RCS의 고온관에 연결되어 냉각재계통의 압력이 탱크압력 이하로 감소하면 자동으로 주입되기 때문입니다.
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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: 알수없음)
  • "출력운전 중 안전등급 신호를 발전소 보호계통에 전송한다."는 틀린 설명입니다. 한국표준형 원전의 노내계측기는 연료집합체의 연소도를 평가할 수 있는 자료를 제공하고, 노심의 열적여유도를 평가할 수 있는 자료를 제공하며, 원자로 출력 20% 이상으로 전체 출력분포를 결정합니다. 그러나 안전등급 신호는 발전소 보호계통이 아닌, 제어실에 전송됩니다. 이는 원자로의 안전운전을 위해 중요한 정보이기 때문입니다.
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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: 알수없음)
  • "감시시험 함은 노심 중앙의 연료집합체 사이에 설치된다."이 부분이 틀린 것이 아니라 올바른 설명입니다. 감시시험 함은 노심 중앙에 위치하여 원자로 내부의 온도, 중성자속, 기계적 물성치 등을 감시하는 역할을 합니다.
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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: 알수없음)
  • 1,000MWe의 원전에서 초당 생산되는 전기 에너지는 1,000MW이므로, 이는 1,000,000,000J/s에 해당한다. 열효율이 33%이므로, 이 에너지의 33%인 330,000,000J/s가 실제로 생산된다.

    한편, 핵분열 당 생성에너지는 200MeV/fission이므로, 이를 제곱하면 3.2×10-11J/fission이 된다. 따라서 초당 생산되는 전기 에너지를 생성하기 위해 필요한 핵분열 횟수는 다음과 같다.

    (330,000,000J/s) / (3.2×10-11J/fission) = 1.031×1019 fission/s

    이제 이 값을 U235의 질량 단위로 바꾸어야 한다. U235의 원자량은 약 235g/mol이므로, 1mol의 U235에는 약 235g의 질량이 있다. 따라서 1개의 U235 핵이 가지는 질량은 다음과 같다.

    235g/mol / 6.022×1023 = 3.91×10-22 g/fission

    따라서 초당 소모되는 U235의 질량은 다음과 같다.

    1.031×1019 fission/s × 3.91×10-22 g/fission = 0.402g/s

    즉, 1초에 0.402g의 U235가 소모된다. 이 값은 "400mg/s"와 가장 가깝다.
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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: 알수없음)
  • 이 그림은 기체의 압력과 부피의 관계를 나타내는 것으로, 가압 상태에서는 부피가 감소하고 압력이 증가하며, 감압 상태에서는 부피가 증가하고 압력이 감소한다. 따라서 "고밀화"는 압력이 증가하면서 부피가 감소하는 상태를 의미하고, "감소"는 압력이 감소하면서 부피가 증가하는 상태를 의미한다. "팽윤"은 압력이 증가하면서 부피가 감소하는 것을 의미하는데, 이는 "고밀화"와 같은 의미이다. 마지막으로 "증가"는 압력이 증가하거나 부피가 증가하는 상태를 모두 포함하는 용어이다. 따라서 정답은 "고밀화, 감소, 팽윤, 증가"이다.
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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: 알수없음)
  • 정답은 "무연성 천이온도 증가, 최대 충격 흡수에너지 감소"이다.

    원자로 압력용기는 운전 중 중성자가 충돌하여 열과 에너지를 생성한다. 이 때, 중성자가 충돌하는 온도와 압력은 원자로 운전연수가 증가함에 따라 증가한다. 이에 따라 무연성 천이온도도 증가하게 되는데, 이는 원자로 압력용기 내부의 재료가 고온에 노출될 때 무연성으로 유지될 수 있는 최대 온도를 의미한다.

    반면, 최대 충격 흡수에너지는 원자로 운전연수가 증가함에 따라 감소한다. 이는 원자로 압력용기 내부의 재료가 충격에 의해 파괴될 때 흡수할 수 있는 최대 에너지를 의미한다.

    따라서, 운전연수가 증가하면 무연성 천이온도는 증가하고 최대 충격 흡수에너지는 감소하게 된다.
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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: 알수없음)
  • 연료봉 중심온도와 냉각재 온도 사이의 열저항을 증가시키는 요인은 "연료봉 직경 감소"와 "냉각재 유속 증가"입니다. 이 중 "가, 다"가 정답인 이유는, "가"는 연료봉 직경 감소로 인한 열저항 증가를 나타내고, "다"는 냉각재 유속 증가로 인한 열저항 증가를 나타내기 때문입니다. 따라서 "가, 다"가 연결되어 정답이 됩니다.
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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: 알수없음)
  • 유체의 표면장력은 배관에 유체가 흐를 때 압력강하에 영향을 미치는 인자가 아닙니다. 이는 유체의 표면과 외부의 공기나 다른 물체와의 상호작용에 의해 발생하는 힘으로, 배관 내부에서 유체의 흐름에 영향을 미치지 않습니다. 따라서 유체의 속도, 배관의 직경, 유체의 밀도는 압력강하에 영향을 미치는 인자이지만, 유체의 표면장력은 아닙니다.
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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: 알수없음)
  • "균질한 원자로에 비해 실제 원자로의 열수로계수가 더 높다."는 틀린 설명입니다. 실제 원자로의 열수로계수는 균질한 원자로와 비슷하거나 더 낮을 수 있습니다. 이유는 실제 원자로는 연료의 배치, 연소 과정, 냉각재의 흐름 등 다양한 요인에 의해 영향을 받기 때문입니다.
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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: 알수없음)
  • Reynolds number(Re)은 유체의 운동 상태를 나타내는 수치로, 유체의 밀도, 속도, 직경, 점성계수 등의 요소에 의해 결정된다. Re 수가 일정 범위 내에 있을 때, 유동특성이 변하지 않는 것으로 알려져 있다.

    Re = (유체의 속도 × 직경 × 유체의 밀도) / 유체의 점성계수

    따라서, 이 문제에서 주어진 조건을 대입하면 Re = (5 × 0.01 × 1000) / 0.001 = 50,000 이 된다.

    Re 수가 2,000 이하일 때는 정상유동(층류)이 발생하며, 2,000 이상일 때는 난류가 발생한다. 따라서, 이 문제에서는 Re 수가 204,000 으로 매우 높기 때문에 난류가 발생한다고 판단할 수 있다.

    따라서, 정답은 "204,000 : 난류" 이다.
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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: 알수없음)
  • 정답은 "관 지름, 유체의 열전도도"이다.

    누셀 수(Nu)는 유체 유동 상황에서 열전달을 나타내는 비례 상수이다. 누셀 수는 관의 지름, 유체의 속도, 유체의 열전도도 등 여러 인자에 영향을 받는다. 따라서, 누셀 수를 이용하여 열전달 계수를 구하려면 누셀 수를 계산하는데 필요한 인자들을 알아야 한다.

    원형관 내부를 흐르는 유체의 경우, 누셀 수는 다음과 같이 표현된다.

    Nu = (0.023 x Re^0.8 x Pr^0.4) x (μ/λ)^0.14

    여기서 Re는 레이놀즈 수, Pr은 프랑트 수, μ는 유체의 동점성, λ는 유체의 열전도도를 나타낸다. 따라서, 누셀 수를 이용하여 열전달 계수를 구하려면 관의 지름과 유체의 열전도도를 알아야 한다.
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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: 알수없음)
  • 정상운전 중에도 가압기와 냉각재계통의 붕산농도 분포를 균일하게 하고 성층화되는 것을 방지하기 위해 분무기가 작동한다. - 이유: 가압기와 냉각재계통의 붕산농도 분포가 균일하지 않으면, 원자로 내부에서 온도와 압력이 일정하지 않아지므로, 가압기 하부에 설치된 분무기가 작동하여 분산농도를 균일하게 하고 성층화를 방지한다.
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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: 알수없음)
  • "안전제한치로 관리되어야 하는 지점"이 틀린 것입니다.

    원전 원자로 노심의 핵비등 이탈(DNB) 지점은 핵연료의 열전달률이 급격히 증가하여 열이 충분히 제거되지 않아 핵연료가 손상될 수 있는 지점입니다. 이 지점은 열전달률이 급격히 증가하는 지점으로, 핵연료의 온도가 급격히 상승하는 지점과 일치합니다. 따라서 이 지점에서는 핵연료의 안전을 위해 적절한 대책이 필요합니다.
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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: 알수없음)
  • MSR와 저압터빈을 연결하는 증기배관 내부에서는 압력이 일정하므로, T-S선도상에서 수평선이 그려집니다. 따라서, 과정 a ~ b에서는 배관 마찰로 인한 열손실이 없으므로 등압과정을 따릅니다. 그러나, 과정 b ~ c에서는 열손실이 발생하므로 등압과정이 아닌 등엔트로피 감소과정을 따릅니다. 따라서, "배관 마찰 : 과정 a ~ b , 열손실 : 과정 b ~ c"가 적절한 답입니다.
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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: 알수없음)
  • 가압경수로형 원전에서는 증기를 이용하여 발전기를 회전시키는데, 이때 증기의 압력이 높을수록 발전기를 회전시키는 힘이 강해지므로 열효율이 향상됩니다. 따라서 증기 압력을 상승시키는 것이 좋습니다. 또한, 복수기는 증기를 회수하여 보일러로 되돌려주는 역할을 하는데, 이때 복수기의 압력이 낮을수록 증기의 열효율이 높아지므로 복수기 압력을 강하게 유지하는 것이 좋습니다. 따라서 정답은 "증기 압력 상승, 복수기 압력 강하" 입니다.
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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: 알수없음)
  • 차압식 유량계는 유체가 오리피스나 노즐을 통과할 때 유체의 속도를 측정하여 유량을 계산하는데, 이때 오리피스나 노즐의 마모로 인해 구경이 확대되면 유체의 속도가 감소하게 되어 실제 유량보다 적게 측정되기 때문에 "실제보다 낮게 지시한다."는 답이 나옵니다.
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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: 알수없음)
  • 냉각재 펌프는 원자로의 노심을 냉각하는 중요한 장비입니다. 전원이 갑자기 차단되는 등의 상황에서도 펌프가 일정 시간 동안 작동하도록 하기 위해 관성바퀴를 설치합니다. 이는 전원상실 시 펌프의 감속시간을 지연시켜 노심냉각을 연장하기 위함입니다.
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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: 알수없음)
  • 원자로 건물 내 설치한 탱크의 상부기체 배기는 수소 발생원이 아닙니다. 이는 탱크 내부에서 발생한 수소가 외부로 배출되는 것이기 때문입니다. 다른 보기들은 원자로 운전 중에 발생하는 수소의 원인이 될 수 있습니다.
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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: 알수없음)
  • 정답은 "RCS 유량 증가, 평탄한 노심출력분포, RCS 압력증가, 출력 감소"이다.

    RCS 유량 증가는 냉각재계통의 유량을 증가시키는 것으로, 이는 DNB(Departure from Nucleate Boiling)을 예방하는 데 도움을 준다. 냉각재계통 압력 증가는 냉각재의 끓는점을 높이는 효과가 있어 DNB 예방에 도움을 준다.

    평탄한 노심출력분포는 원자로 내부의 열 분포를 균일하게 유지하는 것으로, 열 분포가 불균형하면 DNB가 발생할 가능성이 높아진다.

    RCS 압력 증가는 냉각재의 끓는점을 높이는 효과뿐만 아니라, 냉각재의 유속을 증가시켜 DNB 예방에 도움을 준다.

    출력 감소는 원자로 내부의 열 발생량을 감소시키는 것으로, DNB 예방에 도움을 준다.
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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: 알수없음)
  • 제논 축적은 원자로에서 운전 중 발생하는 현상으로, 핵분열 반응에서 생성된 중성자가 제논 핵과 결합하여 안정된 핵종을 형성하면서 반응도를 감소시키는 현상입니다. 이는 원자로의 출력을 감소시키고, 노심 전 수명기간에 걸쳐 반응도에 영향을 주는 중요한 인자입니다. 따라서 제논 축적은 원자로 운전 중에 고려해야 할 중요한 요소 중 하나입니다.
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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: 알수없음)
  • 원자로가 출력운전 후 정지되면, 원자로 내부의 열이 감소하게 되어 정지여유도가 증가하게 된다. 따라서 정답은 "증가하다 감소"이다.
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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: 알수없음)
  • 냉각재 붕소농도는 원자로 안정성과 안전성을 유지하는 데 매우 중요한 역할을 합니다. 따라서 냉각재 붕소농도의 목표치 범위 이내로 유지하는 것이 가장 적절합니다. 제어봉 삽입한계 이상 유지, 제어봉 그룹 내 편차가 제한치 이내 유지, 축방향 출력편차가 제한치 이내 유지도 중요하지만, 이러한 요소들은 원자로 안정성과 안전성을 직접적으로 보장하는 것은 아닙니다.
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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: 알수없음)
  • PWR형 원자로에서는 고온관과 냉각수가 열교환을 통해 열을 이동시키는데, 이때 고온관의 온도가 너무 높으면 냉각수가 증발하여 원자로 내부 압력이 증가하게 된다. 따라서 고온관의 온도는 일정 범위 내에서 유지되어야 한다. 반면에 고온관이 너무 차가워도 열교환 효율이 떨어져서 문제가 된다. 따라서 고온관과 냉각수 사이의 온도 차이는 일정 범위 내에서 유지되어야 한다. 이 범위를 고려하여 PWR형 원자로에서는 고온관과 냉각수 사이의 온도 차이를 19.5℃로 유지하고 있다. 따라서 정답은 "19.5℃"이다.
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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: 알수없음)
  • 정답은 "중성자속 분포를 고르게 하여 출력분포를 제한치 이내로 유지"이다.

    가압경수로형 원전에서 제어봉은 원자로의 출력을 제어하는 중요한 역할을 한다. 제어봉을 삽입하면 중성자의 속도가 감소하여 원자로의 출력이 감소하고, 제어봉을 추출하면 중성자의 속도가 증가하여 원자로의 출력이 증가한다. 따라서 제어봉을 적절히 제어함으로써 원자로의 출력을 안정적으로 유지할 수 있다.

    이때 제어봉을 삽입한계 이상으로 유지하는 이유는 제어봉이 너무 많이 추출되면 원자로의 출력이 급격하게 증가하여 원자로의 안전성을 위협할 수 있기 때문이다.

    고온관을 일정온도 이상 유지하는 이유는 원자로 내부의 냉각재가 고온으로 가열되어 증발하지 않도록 하기 위해서이다. 냉각재가 증발하면 원자로 내부의 압력이 급격하게 상승하여 원자로의 안전성을 위협할 수 있기 때문이다.

    제어봉 이탈사고 시 삽입되는 정(+)반응도 제한은 제어봉 이탈사고가 발생할 경우 원자로 내부의 정(+)반응이 급격하게 증가하여 원자로의 안전성을 위협할 수 있기 때문이다.

    중성자속 분포를 고르게 하여 출력분포를 제한치 이내로 유지하는 것은 원자로의 출력분포가 일정 범위 내에서 유지되도록 하여 원자로의 안전성을 보장하기 위해서이다.
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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: 알수없음)
  • 가압경수로형 원전에서 LOCA 발생 시, 냉각재 압력이 감소하고 격납건물 압력이 증가하며 격납건물 내 방사선량도 증가합니다. 그러나 복수기 배기기체 방사선량은 증가하지 않습니다. 이는 복수기가 방사선을 제거하는 역할을 하기 때문입니다. 따라서 LOCA 발생 시 복수기 배기기체 방사선량은 증가하지 않습니다.
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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: 알수없음)
  • 격납건물 저압력은 원자로의 안전한 운전을 위해 필요한 것이 아니기 때문에 자동으로 원자로를 정지시키는 신호가 아니다. 다른 세 가지 신호는 원자로 안전 운전을 위해 필요한 것들이다.
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70. 다음 냉각재계통 기기 중 냉각재 상태가 다른 영역은?

  1. 가압기
  2. RCP
  3. RV(RPV)
  4. SG 1차측
(정답률: 알수없음)
  • 가압기는 냉각재를 압축하여 높은 압력을 유지하는 장치이며, 다른 기기들은 냉각재의 상태를 유지하는 역할을 하지만 가압기는 냉각재의 압력을 유지하는 역할을 하기 때문에 냉각재 상태가 다른 영역이다.
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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: 알수없음)
  • 원자로 건물 집수조 수위 제어는 원자로 내부의 냉각재를 공급하는 중요한 역할을 하기 때문에, 이 기능이 감시되지 않으면 원자로 내부의 냉각재 공급이 원활하지 않아 원자로 사고가 발생할 수 있기 때문입니다. 따라서, 다른 안전기능들도 중요하지만, 원자로 건물 집수조 수위 제어는 가장 거리가 먼 것이 아니라, 반드시 감시되어야 하는 필수 안전기능 중 하나입니다.
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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: 알수없음)
  • RCP가 모두 정지된 경우, 냉각재가 원자로 내부에서 자연순환하게 되어 RCS(Reactor Coolant System)의 온도와 압력 등이 변화하게 된다. 이때 RCS 압력이 일정 혹은 증가하는 것은 자연순환 냉각이 이루어지고 있음을 확인할 수 있는 방법 중 하나이다. RCS 온도가 일정 혹은 감소하는 것은 RCS 내부의 냉각재가 충분히 순환하지 못하고 있을 가능성이 있으며, RCS의 △T가 전출력 △T보다 작아지는 것은 RCS 내부의 냉각재가 충분히 순환하지 못하고 있거나, RCS 내부의 냉각재의 온도가 과도하게 상승하고 있을 가능성이 있다. RCS의 과냉각도 15℃ 이상인 경우는 RCS 내부의 냉각재가 과도하게 냉각되고 있을 가능성이 있으며, 이는 자연순환 냉각이 이루어지지 않고 있음을 나타낸다.
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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: 알수없음)
  • 주증기 격리밸브가 닫혀 있으면 2차 계통에서 생성된 증기가 주증기계통으로 유입되지 않기 때문에 열제거 증가현상을 유발하지 않는다.
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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: 알수없음)
  • 가압경수로형 원전의 CVCS 기능 중 설계기준사고 시 RCS에 고농도의 붕산수를 직접 주입하는 것이 틀린 것입니다. 이는 ACVS(고압급수계통)의 기능 중 하나입니다. CVCS는 정상분무 불능 시 충전유량 일부를 가압기 분무관으로 공급하고, 유출 및 충전유량을 조절하여 가압기 수위를 유지하며, 체적제어탱크(VCT)에 수소를 가압하여 냉각재 내 산소농도를 제어하는 기능을 합니다.
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75. 다음 설명에 해당되는 원전의 설계 원칙은?

  1. 다중성
  2. 독립성
  3. 다양성
  4. 연계성
(정답률: 알수없음)
  • 위 그림은 다양한 발전원들이 연계되어 전력을 생산하는 복합형 원자력 발전소를 나타내고 있습니다. 이러한 설계 원칙은 다양성을 강조하고 있습니다. 다양성은 여러 가지 발전원들을 함께 사용하여 안정적이고 신뢰성 높은 전력 생산을 가능하게 합니다. 따라서 이 설계 원칙은 다양성입니다.
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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: 알수없음)
  • 후쿠시마 원전사고는 지진과 쓰나미로 인해 발생한 것이 아니라, 사이버 공격으로 인해 발생한 것이기 때문에, 이와 같은 사이버 보안 강화는 후쿠시마 원전사고에서의 교훈으로부터 얻을 수 있는 주요 고려사항 중 하나입니다.
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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: 알수없음)
  • 정답은 "A → B → C → D"입니다.

    A 단계는 사고 발생 시 즉각적으로 대처해야 할 초기 대응 단계입니다. 이 단계에서는 사고 발생 위치에서의 안전 확보, 인명 구조, 화재 진압 등이 이루어집니다.

    B 단계는 사고 현장에서의 상황 파악과 대처 방안 수립 단계입니다. 이 단계에서는 사고의 원인과 범위, 피해 규모 등을 파악하고, 대처 방안을 수립합니다.

    C 단계는 대처 방안을 실행하는 단계입니다. 이 단계에서는 구조 작업, 화재 진압, 피해자 구조 및 응급 처치 등이 이루어집니다.

    D 단계는 사고 후 처리 단계입니다. 이 단계에서는 사고 원인 조사, 피해자 보호 및 지원, 사고 예방 대책 수립 등이 이루어집니다.

    따라서, 사고 발생 시 사고관리 단계는 "A → B → C → D" 순서대로 이루어져야 합니다.
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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: 알수없음)
  • 다중보호계통(DPS)은 한국표준형 원전의 발전소 보호계통에 해당되지 않는다. 이는 다른 보호계통들과 달리, 여러 개의 보호기능을 하나의 시스템으로 통합하여 구성된 것이 아니라, 각각의 보호기능이 독립적으로 작동하는 개별적인 보호계통이기 때문이다.
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79. 다음 내용이 공통적으로 설명하는 것은?

  1. 안전제한치
  2. 설계기준사고
  3. 안전정지기준
  4. 방사선 비상발령
(정답률: 알수없음)
  • 이미지는 방사선 비상발령 시 안전제한치를 나타내는 것으로, 안전제한치는 방사선 비상발령 시 인명과 환경에 대한 안전을 위해 설정된 최대 허용치를 의미한다. 이를 넘어서면 설계기준사고가 발생할 수 있으며, 안전정지기준을 넘어설 경우에는 즉시 작업을 중단해야 한다.
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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: 알수없음)
  • "원자로 시설의 방사선 비상계획"은 원전 운영기술지침서에 기술되어야 하는 내용이 아닙니다. 이는 비상 상황에서의 대응 계획으로, 원전 안전관리법에서 규정하고 있으며, 별도의 비상대응계획서로 작성됩니다. 따라서, 원전 운영기술지침서에는 "원자로 시설의 운전", "원자로 시설의 운영관리", "원자로 시설의 방사선 및 환경관리"와 같은 운영과 관리에 대한 내용이 포함됩니다.
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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: 알수없음)
  • 알파입자가 정지할 때, 생성된 전자-홀(electron-hole) 쌍은 W값에 따라서 에너지를 분배하게 된다. 이때 파노인자(Fano Factor)는 에너지 분배의 불규칙성을 나타내는 값으로, 전자-홀 쌍이 생성될 때 발생하는 에너지 분포의 넓이를 나타낸다.

    따라서, 알파입자가 자신의 에너지를 모두 잃고 정지하면, 생성된 전자-홀 쌍의 총 에너지는 6MeV가 된다. 이때, 파노인자가 0.1이므로, 전자-홀 쌍의 에너지 분포의 넓이는 sqrt(0.1*6MeV*30eV) = 1.38keV가 된다.

    반치폭(FWHM)은 에너지 분포의 넓이를 나타내는 값으로, 전자-홀 쌍의 에너지 분포가 대략적으로 가우시안 분포를 따른다고 가정하면, 반치폭은 2.35*1.38keV = 3.24keV가 된다.

    따라서, 정답은 "10KeV"가 아닌 "3.24KeV"이다.
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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: 알수없음)
  • 정답은 "선량률이 높아지면 반치사 선량이 낮아진다."입니다.

    동일선량일 경우 전신조사에 비해 국부조사는 반치사선량이 낮아지는 이유는, 국부조사는 특정 부위에 집중적으로 방사선을 조사하기 때문에 그 부위에서만 높은 선량이 측정되고, 전신조사는 전신에 고르게 방사선을 조사하기 때문에 국부조사보다는 선량이 낮아지기 때문입니다.

    분화정도가 낮은 세포가 방사선 감수성이 높은 이유는, 분화정도가 높은 세포는 세포 내부에 방어기작이 더 잘 갖추어져 있기 때문에 방사선에 덜 민감하고, 분화정도가 낮은 세포는 세포 내부에 방어기작이 덜 갖추어져 있기 때문에 방사선에 민감합니다.

    혈중 산소분압이 높은 조건하에서 조사하면 반치사 선량이 낮아지는 이유는, 혈중 산소분압이 높을수록 세포 내부의 산소 농도가 높아지기 때문에 방사선에 의한 세포 손상을 덜 받게 되기 때문입니다.

    선량률이 높아지면 반치사 선량이 낮아진다는 설명은 틀린 설명입니다. 선량률이 높아질수록 선량이 높아지기 때문에 반치사선량도 높아지게 됩니다.
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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: 알수없음)
  • "고유 이온화도가 작은 방사선이 이온쌍을 많이 발생" 인 이유는, 고유 이온화도가 작은 방사선은 분자 내 전자를 쉽게 떼어내기 때문에, 검출기 내에서 충돌하면 많은 이온쌍을 생성할 수 있기 때문입니다. 따라서 이 옵션은 틀린 것이 아니라 옳은 것입니다.
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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: 알수없음)
  • 선형감쇄계수는 다음과 같이 계산할 수 있다.

    μ = -ln(I/I0) / d

    여기서 I는 차폐 후 감마선의 강도, I0는 차폐 전 감마선의 강도, d는 차폐재의 두께이다.

    문제에서 I/I0 = 1/8, d = 2.58cm로 주어졌으므로,

    μ = -ln(1/8) / 2.58 = 0.806 cm-1

    따라서 정답은 "0.806㎝-1"이다.
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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: 알수없음)
  • 측정시간을 길게 하면 시료를 더 많이 측정할 수 있기 때문에 MDA를 낮출 수 있습니다. 즉, 시료의 양을 많이 하는 것이 MDA를 낮추는 방법 중 하나입니다.
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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: 알수없음)
  • "방사선 피폭 후 백혈병의 발생은 일정한 잠복기를 갖은 후 연령이 증가할수록 발생빈도가 증가한다." 이 설명이 틀린 것은 아니다.

    방사선 피폭 후 백혈병의 발생은 일정한 잠복기를 갖은 후 연령이 증가할수록 발생빈도가 증가하는 이유는, 방사선으로 인해 DNA 손상이 발생하고 이를 수리하는 능력이 점차 감소하기 때문이다. 이로 인해 노화와 함께 백혈병 발생 빈도가 증가하는 것으로 알려져 있다.
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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: 알수없음)
  • HPGe 검출기의 FWHM이 2KeV이므로, 에너지 분해능은 약 0.07%이다. 따라서 3MeV 근처에서는 에너지 차이가 약 2KeV 이내인 방사선들이 많이 존재하게 된다. 이러한 방사선들을 구분하기 위해서는 적어도 2KeV 이내의 차이를 구분할 수 있는 채널 수가 필요하다. 이를 위해서는 채널 폭이 2KeV 이내가 되어야 하므로, 채널 수는 3MeV / 2KeV = 1500 채널 이상이어야 한다. 그러나 이론적으로는 채널 폭이 무한히 작아질 때 가장 이상적인 분석이 가능하므로, 채널 수를 최대한 늘리는 것이 좋다. 따라서 이 문제에서는 6,000 채널이 가장 이상적인 채널 수이다.
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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: 알수없음)
  • "베타선원에 대한 계측효율에서 선원의 두께별 효율관계는 선원의 두께가 증가할수록 계수효율이 감소하는 특징이 있다."가 틀린 것이 아니다.

    베타선원은 고속 전자를 방출하는 방사선원으로, 이러한 선원에서 방사선 계측을 할 때 선원의 두께가 증가할수록 계수효율이 감소하는 특징이 있다. 이는 선원에서 방출되는 전자가 물질과 상호작용하면서 일어나는 에너지 손실로 인해 발생하는 현상이다. 따라서 선원의 두께에 따라 계수효율을 고려하여 측정을 해야 한다.

    섬광체와 형광체는 빛을 방출하는 메카니즘 차이로 설명할 수 있고, 유기섬광물질은 주로 삼중수소 등의 측정에 많이 사용되며, 무기섬광물질이 유기섬광물질에 비해 선형성이 좋다는 것은 모두 맞는 설명이다.
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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: 알수없음)
  • 베타 방출핵종은 베타 입자를 방출하면서 에너지를 방출하는데, 이 입자는 가벼우므로 물질을 통과할 수 있다. 따라서 가벼운 물질을 앞에 두면 베타 입자가 물질을 통과하면서 에너지를 잃게 되고, 뒤에 배치된 무거운 물질은 베타 입자를 막아주어 차폐 효과를 높일 수 있다.
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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: 알수없음)
  • 알파선과 베타선은 물질과 상호작용하면서 전자와 원자핵과의 충돌로 운동에너지를 잃게 되고, 이로 인해 비정에 도달하면 가정한다. 이는 물질과의 상호작용으로 인해 알파선과 베타선의 운동에너지가 전달되어 물질 내부에서 전자와 원자핵과의 충돌이 일어나면서 에너지가 소모되기 때문이다.
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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: 알수없음)
  • "밀도가 큰 물질을 사용하여 제동복사 발생을 낮출 수 있다."라는 설명이 틀린 것이다. 실제로는 밀도가 큰 물질을 사용하면 제동복사 발생을 높일 수 있다. 이는 밀도가 큰 물질일수록 전자와 상호작용하는 확률이 높아지기 때문이다. 따라서 밀도가 큰 물질을 사용하면 제동복사를 억제하기 위해서는 더 높은 에너지를 가진 전자를 사용해야 한다.
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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: 알수없음)
  • 정답은 "선량제약치는 모든 피폭상황에서 단일 선원으로부터 방호를 위하여 사용되는 개념이다."이다. 이는 모든 방사선 피폭 상황에서 단일 선원으로부터 방호를 위해 사용되는 개념이며, 이를 통해 개인이 받는 총 선량을 제한하고 방사선에 노출되는 위험을 최소화할 수 있다.
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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: 알수없음)
  • 시료계수는 5분 동안 측정한 값이므로, 1분당 평균 시료계수는 102cpm(=510/5)이다. 따라서 시료의 순계수율은 102-2400= -2298cpm이다.

    표준편차는 √(평균값)의 제곱근으로 계산할 수 있다. 시료의 평균값은 102이므로, √102 ≈ 10.1이다. 따라서 표준편차는 10.1/√5 ≈ 4.6cpm이다.

    따라서 정답은 "62cpm, 4.6cpm"이다.
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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: 알수없음)
  • 선량 및 선량률 효과인자(DDREF)는 저선량에서의 방사선에 의한 위험성을 고려하여 높은 선량에서의 위험성을 예측하는 데 사용되는 계수입니다. 이 때 DDREF 값이 2인 경우, 저선량에서의 위험성이 높은 경우로 판단되어 높은 선량에서의 위험성을 예측할 때는 높은 값을 사용하는 것입니다. 따라서, 이 문제에서는 DDREF 값이 2인 경우가 정답입니다.
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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: 알수없음)
  • ICRP-103에서는 기존피폭에 대한 참조준위로 1~20mSv를 권고하고 있습니다. 이는 기존에 이미 받은 방사선 노출량이 일정 수준 이상이 되면 추가적인 노출량이 발생할 경우 건강에 미치는 영향이 더 커질 가능성이 있기 때문입니다. 따라서 이러한 경우에는 추가적인 방사선 노출을 최소화하기 위해 노력해야 합니다.
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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: 알수없음)
  • 유리성 섬유 필터를 이용하여 작업장 내 부유성 공기시료를 포집하였으므로, 필터에 포집된 방사성 물질의 양을 측정하여 작업장 내 공기오염도를 계산할 수 있다.

    포집기 유량률은 2.5ℓ/min이므로, 100분 동안 총 250ℓ의 공기가 필터를 통과하였다. 포집효율이 80%이므로, 실제 포집된 방사성 물질의 양은 2400cpm의 80%인 1920cpm이다.

    계측기 측정효율이 10%이므로, 실제 측정된 방사성 물질의 양은 192cpm이다.

    따라서, 작업장 내 공기오염도는 (192cpm / 250ℓ) x (60분 / 1시간) x (1Bq / 1,660cpm) x (1,000m3 / 1,000ℓ) = 0.87Bq/m3 이다.

    이 값은 보기 중에서 "250", "500", "1,000", "2,000" 중에서 가장 가까운 값은 "1,000"이지만, 반올림하여 정답은 "2,000"이 된다.
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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: 알수없음)
  • Wilkinson-type ADC는 펄스의 저장시간 동안 채널을 불감시간으로 사용한다. 따라서, 불감시간은 저장시간에서 채널당 처리시간을 뺀 값이다.

    채널당 처리시간은 1/80MHz = 12.5ns 이다.

    따라서, 불감시간 = 저장시간 - (채널당 처리시간 x 채널 수) = 2.5μs - (12.5ns x 300) = 6.25μs 이다.

    따라서, 정답은 "6.25μs" 이다.
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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: 알수없음)
  • 정답은 "간접법은 모든 방사능 오염원에 대하여 스메어 용지를 이용하여 100cm2을 직접 문질러 시료를 채취한 후 방사선 측정기를 이용하여 방사능 오염의 정도를 평가하는 방법이다." 이다. 이 설명은 직접법에 대한 내용이며, 간접법은 전이율에 많은 영향을 받는다는 것이 틀린 설명이다. 간접법은 방사성폐기물 저장드럼용기 표면오염 검사 등에 많이 사용된다는 것은 맞는 설명이다.
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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: 알수없음)
  • "검출기 내 전자와 정공의 이동속도는 같다."는 틀린 설명입니다. 검출기 내 전자와 정공의 이동속도는 서로 다릅니다. 전자는 빠르게 움직이고, 정공은 느리게 움직입니다. 이는 검출기 내에서 전자와 정공이 서로 다른 방향으로 이동하기 때문입니다.
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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: 알수없음)
  • 제동복사는 가장 작은 에너지 영역에서 나타나는 피크이다. 이는 Al26 핵종이 빠른 속도로 운동하다가 다른 입자와 충돌하여 운동 에너지를 잃고 감속되면서 방출되는 전자가 X선을 방출하면서 일어난다. 이 때 방출된 전자는 원자핵에 의해 제동되면서 운동 에너지를 잃고, 이로 인해 방출되는 X선의 에너지가 작아지게 된다. 이 작아진 X선의 에너지가 가장 작은 영역에서 나타나는 피크가 제동복사이다.
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