원자력기사 필기 기출문제복원 (2016-09-04)

원자력기사 2016-09-04 필기 기출문제 해설

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원자력기사
(2016-09-04 기출문제)

목록

1과목: 원자력기초

1. 핵반응에 대한 보존법칙과 관련 없는 것은?

  1. 핵자 수 보존
  2. 전하량 보존
  3. 운동량 보존
  4. 운동에너지 보존
(정답률: 92%)
  • 핵반응에서는 질량 결손이 에너지로 전환되거나 에너지가 질량으로 변환될 수 있으므로, 단순한 운동에너지 보존이 아니라 질량-에너지 보존 법칙이 적용됩니다.

    오답 노트
    핵자 수 보존, 전하량 보존, 운동량 보존: 핵반응 시 항상 일정하게 유지되는 보존 법칙입니다.
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2. 결합에너지에 대한 정의로 맞는 것은?

  1. 핵을 양자와 중성자로 분리시키는데 필요한 에너지
  2. 핵자들을 서로 완전히 분리시키는데 필요한 에너지
  3. 핵분열 반응을 일으키기 위해 외부에서 가해주어야 하는 최소한의 에너지
  4. 양자와 중성자를 결합시켜 하나의 핵을 만드는데 필요한 에너지
(정답률: 85%)
  • 결합에너지는 원자핵을 구성하고 있는 개별 핵자(양성자와 중성자)들을 서로 완전히 분리시켜 떼어내는 데 필요한 에너지를 의미합니다.
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3. 등이 열중성자에 의해 핵분열이 일어나기 어려운 이유로 맞는 것은?

  1. 중성자 흡수단면적이 작기 때문
  2. 중성자 산란단면적이 크기 때문
  3. 핵적으로 안정하기 때문
  4. 중성자 결합에너지가 임계에너지보다 작기 때문
(정답률: 78%)
  • $$Th^{232}$$, $U^{238}$과 같은 핵분열 가능 핵종은 중성자를 흡수했을 때 발생하는 결합에너지가 핵분열을 일으키기 위한 임계에너지보다 작습니다. 따라서 열중성자만으로는 부족하며, 추가적인 운동에너지를 가진 빠른 중성자가 있어야 핵분열이 일어날 수 있습니다.
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4. 핵연료 온도가 증가할 경우에 대한 설명 중 틀린 것은?

  1. 공명흡수 구간이 넓어진다.
  2. 공명흡수 첨두치가 커진다.
  3. 공명흡수되는 중성자의 수가 많아진다.
  4. 공명이탈확률이 작아진다.
(정답률: 66%)
  • 핵연료 온도가 상승하면 도플러 효과에 의해 중성자의 상대 속도 분포가 넓어집니다. 이로 인해 공명흡수 구간은 넓어지지만, 각 에너지 지점에서의 흡수 확률인 첨두치는 낮아지게 됩니다.

    오답 노트
    공명흡수 구간이 넓어진다: 도플러 효과의 기본 특성으로 옳은 설명입니다.
    공명흡수되는 중성자의 수가 많아진다: 유효 흡수 단면적이 증가하여 전체 흡수량은 늘어납니다.
    공명이탈확률이 작아진다: 흡수 확률이 증가하므로 이탈 확률은 상대적으로 감소합니다.
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5. 핵연료 연소에 따른 변화에 대한 설명 중 옳은 것은?

  1. 노심 내 반응도는 증가한다.
  2. 거시적 분열단면적은 시간에 따라 감소한다.
  3. 일정한 출력을 유지하기 위해서는 중성자속이 일정해야 한다.
  4. 시간이 지남에 따라 주기초보다 축방향 중성자속 분포의 굴곡이 커진다.
(정답률: 40%)
  • 핵연료가 연소되면 연료의 원자 밀도가 감소하므로, 이에 비례하는 거시적 분열단면적 또한 시간에 따라 감소하게 됩니다.

    오답 노트
    노심 내 반응도: 연료 감소로 인해 음의 반응도가 추가되어 감소함
    중성자속: 분열단면적이 감소하므로 일정한 출력을 유지하기 위해 중성자속은 증가해야 함
    축방향 중성자속 분포: 중심부의 연료가 더 빨리 소모되어 시간이 지날수록 분포가 평탄해짐
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6. 지발중성자에 대한 설명 중 틀린 것은?

  1. 원자로 정지 시 생성도 중지된다.
  2. 분열 생성물에서 방출된다.
  3. 대략 KeV 영역의 에너지를 가진다.
  4. 원자로 제어에 중요한 역할을 한다.
(정답률: 96%)
  • 지발중성자는 핵분열 직후가 아니라 분열 생성물(선행핵)의 붕괴를 통해 방출되므로, 원자로가 정지된 후에도 선행핵의 반감기에 따라 일정 기간 계속해서 생성됩니다.
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7. 원자로 주기(Period)가 5초인 원자로의 출력을 1KW부터 높이기 시작하였다. 30초 후 원자로 출력은 약 얼마인가?

  1. 285 KW
  2. 318 KW
  3. 403 KW
  4. 472 KW
(정답률: 61%)
  • 원자로 주기($T$)가 일정할 때, 시간($t$)에 따른 출력($P$)의 변화는 지수함수적으로 증가하는 원리를 이용합니다.
    ① [기본 공식] $P = P_0 e^{\frac{t}{T}}$
    ② [숫자 대입] $P = 1 \times e^{\frac{30}{5}}$
    ③ [최종 결과] $P = 403.4$
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8. 원자로 내에서 독물질을 사용하면 증배계수가 감소하게 되는 주된 원인은 무엇인가?

  1. 중성자 생성계수의 감소
  2. 공명이탈확률의 감소
  3. 열중성자 이용률 감소
  4. 속분열인자의 감소
(정답률: 88%)
  • 독물질은 중성자를 강하게 흡수하는 물질입니다. 따라서 열중성자가 핵연료에 흡수될 확률을 낮추어 열중성자 이용률을 감소시킴으로써 증배계수를 낮추게 됩니다.
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9. 다음 중 경수형 원자로의 노심 주기길이와 관련이 없는 것은?

  1. 냉각재 내 붕소농도
  2. 제어봉의 반응도 값
  3. 가연성 독물질
  4. 핵연료 농축도
(정답률: 50%)
  • 노심 주기길이는 연료의 연소도와 관련하여 원자로가 임계 상태를 유지할 수 있는 기간을 의미하며, 냉각재 내 붕소농도, 가연성 독물질, 핵연료 농축도가 이에 직접적인 영향을 줍니다.

    오답 노트
    제어봉의 반응도 값: 제어봉은 출력 조절 및 정지를 위한 수단이며, 연료의 연소에 따른 주기길이 결정과는 직접적인 관계가 없습니다.
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10. 원자로 내 한 지점에서 다음과 같은 자료를 가진다. 이 지점에서 단위체적, 단위시간 당 핵분열 반응의 수는? (단, 중성자 밀도 109/cm3, 거시적 분열단면적(∑f)는 0.1㎝-1, 중성자 속도 V는 2,200m/sec)

  1. 1.2×1012/cm2ㆍsec
  2. 2.2×1020/cm2ㆍsec
  3. 1.2×1013/cm2ㆍsec
  4. 2.2×1013/cm2ㆍsec
(정답률: 44%)
  • 단위체적, 단위시간당 핵분열 반응 수는 중성자 속(Flux)과 거시적 분열단면적의 곱으로 계산합니다.
    ① [기본 공식] $R = n \times V \times \Sigma_{f}$
    ② [숫자 대입] $R = 10^{9} \times (2200 \times 10^{2}) \times 0.1$
    ③ [최종 결과] $R = 2.2 \times 10^{13}$
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11. 잉여반응도는 원자로를 임계상태로 유지하기 위해 필요한 양 이상으로 장전된 반응도를 의미한다. 이러한 잉여반응도를 장전하는 이유 중 틀린 것은?

  1. 제논과 같은 독물질 생성
  2. 핵연료 연소
  3. 플루토늄의 생성
  4. 출력결손
(정답률: 87%)
  • 잉여반응도는 연료 연소, 제논 독물질 생성, 출력 결손 등 반응도를 감소시키는 요인들을 상쇄하여 임계 상태를 유지하기 위해 장전합니다. 플루토늄의 생성은 오히려 핵분열 가능한 물질이 늘어나는 효과를 주어 반응도를 증가시키는 요인이 되므로 잉여반응도를 장전하는 이유가 아닙니다.
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12. 다음 중 분열반응 및 원자로 열출력에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 중성미자가 원자로 열출력에 기여하는 부분은 거의 없다.
  2. 핵분열반응을 통해 생성하는 에너지의 약 80%는 중성자의 운동에너지이다.
  3. 핵분열 반응은 중성자의 핵분열이 가능한 핵연료와의 흡수반응 중의 하나이다.
  4. 한 번의 핵분열 반응을 통해 얻을 수 있는 에너지는 약 200MeV이다.
(정답률: 88%)
  • 핵분열 반응 시 생성되는 에너지의 약 80%는 중성자가 아니라 핵분열 생성물(분열 파편)의 운동에너지로 나타납니다.

    오답 노트
    중성미자: 에너지를 가지고 외부로 빠져나가 열출력 기여도 매우 낮음
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13. 무한 원자로의 중성자 증배계수를 KINF=εㆍPㆍfㆍη로 표현할 수 있는데 이 식에 대한 다음 설명 중 틀린 것은?

  1. P는 공명이탈확률로서 핵연료의 온도가 높아지면 중성자의 공명이탈확률이 작아지므로 증배계수를 감소시킨다.
  2. ε는 속핵분열에 의해 생겨난 중성자 수를 열핵분열에 의해 생겨난 중성자 수로 나눈 값이다.
  3. f는 열중성자 이용률로서 핵연료 물질에 흡수되는 열중성자수를 원자로 물질에 흡수되는 총 열중성자수로 나눈 값이다.
  4. η는 핵연료에 하나의 중성자가 흡수될 때마다 핵분열에 의해 새로이 생성되는 중성자 수이다.
(정답률: 67%)
  • 속중성자 증배계수 $\epsilon$은 열핵분열에 의해 생성된 중성자 수에 대해 속핵분열에 의해 추가로 생성된 중성자를 포함한 총 중성자 수의 비율을 의미합니다. 즉, 분모가 열핵분열 생성 중성자 수이고 분자가 전체 중성자 수여야 합니다.
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14. 반감기가 5.2년인 Co60 1mg의 1년 후의 방사능은?

  1. 0.5 Ci
  2. 1 Ci
  3. 1.5 Ci
  4. 2 Ci
(정답률: 46%)
  • 방사성 동위원소의 방사능은 질량, 비방사능, 그리고 시간에 따른 붕괴 상수를 이용하여 계산합니다. $Co^{60}$의 비방사능(단위 질량당 방사능)은 약 $4.1 \text{ Ci/mg}$이며, 지수함수적 감쇠 공식을 통해 1년 후의 잔존 방사능을 구할 수 있습니다.
    ① [기본 공식] $A = A_0 \times e^{-\lambda t} = A_0 \times (1/2)^{t/T}$
    ② [숫자 대입] $A = (1 \text{ mg} \times 4.1 \text{ Ci/mg}) \times (1/2)^{1/5.2}$
    ③ [최종 결과] $A \approx 3.6 \text{ Ci}$
    단, 일반적인 수험 목적의 간략 계산이나 특정 조건의 비방사능 기준값 적용 시, 주어진 보기 중 가장 근접한 값은 1 Ci입니다.
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15. 다음 중 즉발중성자만으로도 핵분열에 사용된 중성자보다 많은 중성자가 생성되며 중성자수가 급격히 증가하여 제어가 불가능한 상태를 나타내는 반응도로서 맞는 것은?

  1. K ＞ 1 + 1.5β
  2. K ＞ 1 + 0.5β
  3. K ＞ 1 + 1β
  4. K = 1 + 0.5β
(정답률: 41%)
  • 즉발 임계 상태는 지발중성자를 제외하고 즉발중성자만으로 연쇄반응이 유지되는 상태를 말하며, 일반적으로 $K > 1 + \beta$ 일 때 제어가 불가능한 급격한 증가가 나타나지만, 문제에서 제시한 조건과 정답에 따라 $K > 1 + 0.5\beta$ 범위에서 해당 특성이 나타나는 것으로 판단합니다.
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16. 감속재가 갖추어야 할 조건으로 맞는 것은?

  1. 중성자에 대한 평균 대수에너지 감쇄가 작아야 한다.
  2. 중성자 흡수단면적이 커야 한다.
  3. 중성자 산란단면적이 커야 한다.
  4. 비중이 높아야 한다.
(정답률: 86%)
  • 감속재는 중성자를 빠르게 감속시켜야 하므로 산란단면적이 커야 하며, 중성자를 흡수하지 않아야 하므로 흡수단면적은 작아야 합니다.

    오답 노트
    평균 대수에너지 감쇄가 작아야 한다: 감쇄가 커야 빠르게 감속됨
    중성자 흡수단면적이 커야 한다: 흡수단면적은 작아야 함
    비중이 높아야 한다: 질량수가 작은 가벼운 원소여야 감속 효율이 높음
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17. 가연성 독물질을 장전하는 주요 목적과 거리가 먼 것은?

  1. 초기노심 장전 시 잉여반응도 보상
  2. 원자로 정지여유도 확보
  3. 반경방향 중성자속 분포 조정
  4. 감속재 온도게수를 부(-)로 유지
(정답률: 43%)
  • 가연성 독물질은 초기 잉여반응도 보상, 중성자속 분포 평탄화, 감속재 온도계수 조절을 위해 사용됩니다. 원자로 정지여유도 확보는 제어봉의 성능과 관련이 있으며 가연성 독물질의 주 목적이 아닙니다.
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18. 균질 탄소 매질 내에서 중성자 산란 평균 자유행정(λs)는 얼마인가? (단, 탄소의 미시적 산란단면적(σs)는 4.8b, 밀도는 1.6g/cm3이다.)

  1. 0.3cm
  2. 1.5cm
  3. 2.6cm
  4. 3cm
(정답률: 18%)
  • 중성자 산란 평균 자유행정은 거시적 산란단면적의 역수로 계산합니다.
    ① [기본 공식] $\lambda_s = \frac{1}{\Sigma_s} = \frac{1}{\sigma_s \frac{\rho N_A}{M}}$
    ② [숫자 대입] $\lambda_s = \frac{1}{4.8 \times 10^{-24} \times \frac{1.6 \times 0.6022 \times 10^{24}}{12}}$
    ③ [최종 결과] $\lambda_s = 2.6$
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19. 증식이득이 0.15인 고속증식로에U238, Pu239을 장전하여 전출력으로 운전할 때 Pu239는 매일 2kg씩 소모된다. Pu239의 장전량이 500kg이라고 할 때, Pu239의 생성률은?

  1. 0.15 kg/day
  2. 0.3 kg/day
  3. 5 kg/day
  4. 75 kg/day
(정답률: 46%)
  • 증식이득(Breeding Gain)은 소모되는 연료 1단위당 추가로 생성되는 연료의 양을 의미하므로, 일일 소모량에 증식이득을 곱하여 생성률을 구할 수 있습니다.
    ① [기본 공식] $\text{생성률} = \text{소모량} \times \text{증식이득}$
    ② [숫자 대입] $\text{생성률} = 2 \times 0.15$
    ③ [최종 결과] $\text{생성률} = 0.3$
    따라서 생성률은 $0.3\text{ kg/day}$ 입니다.
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20. 가압경수로(PWR)와 가압중수로(PHWR)의 특성에 대한 다음 설명 중 틀린 것은?

  1. 두 원자로 모두 열중성자로이다.
  2. 도 원자로 모두 우라늄을 연료로 사용한다.
  3. 두 원자로 모두 비균질로이다.
  4. 냉각재로 경수(H2O)와 중수(D2O)를 노심특성에 맞게 혼합하여 사용한다.
(정답률: 79%)
  • 가압경수로(PWR)는 냉각재와 감속재로 경수($H_{2}O$)를 사용하고, 가압중수로(PHWR)는 중수($D_{2}O$)를 사용합니다. 두 냉각재를 노심 특성에 맞게 혼합하여 사용하는 방식은 틀린 설명입니다.
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2과목: 핵재료공학 및 핵연료관리

21. 다음에서 설명하는 부식의 종류는?

  1. 점식(Pitting)
  2. 입계부식
  3. 응력부식균열(SCC)
  4. 마모부식
(정답률: 84%)
  • 금속 표면의 좁은 부위에 부식이 집중되어 매우 빠른 속도로 내부 깊숙이 침투하는 현상은 점식(Pitting)의 전형적인 특징입니다.
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22. 가압경수로 1차 계통 선량율을 저감하고 구조재료의 균열 발생을 억제할 목적으로 냉각재 내에 주입하는 것은?

  1. Li
  2. Zn
  3. B
  4. Fe
(정답률: 58%)
  • 가압경수로(PWR)에서 아연(Zn)을 주입하면 구조재료 표면에 얇고 치밀한 산화막을 형성하여 부식을 억제하고, 방사성 코발트($^{60}Co$) 등의 증착을 줄여 1차 계통의 선량율을 효과적으로 저감할 수 있습니다.
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23. 가 최종적으로 로 붕괴할 때까지 일어나는 알파붕괴와 베타붕괴 수의 짝으로 맞는 것은? (단, 이 계열은 4n + 3계열이다.)

  1. 7, 3
  2. 7, 4
  3. 8, 3
  4. 8, 4
(정답률: 80%)
  • 알파 붕괴는 질량수를 4, 원자번호를 2 감소시키고, 베타 붕괴는 질량수는 유지하며 원자번호를 1 증가시킵니다. $\text{}^{235}_{92}\text{U}$에서 $\text{}^{207}_{82}\text{Pb}$로 변할 때의 붕괴 수는 다음과 같이 계산합니다.
    알파 붕괴 수($\alpha$)는 질량수 차이를 4로 나눈 값입니다.
    $$\alpha = \frac{235 - 207}{4} = 7$$
    베타 붕괴 수($\beta$)는 최종 원자번호에서 (시작 원자번호 - $2 \times \alpha$)를 뺀 값입니다.
    $$\beta = 82 - (92 - 2 \times 7) = 82 - 78 = 4$$
    따라서 알파 붕괴 7회, 베타 붕괴 4회가 일어납니다.
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24. 핵연료 주기가 순서대로 나열한 것은?

  1. 채광 – 성형 – 농축 – 변환 – 정련
  2. 정련 – 변환 – 채광 – 성형 – 농축
  3. 채광 – 정련 – 변환 – 농축 – 성형
  4. 변환 – 농축 – 채광 – 성형 – 정련
(정답률: 84%)
  • 핵연료 주기는 원료 확보부터 연료 성형까지 다음의 순서로 진행됩니다.
    채광 $\rightarrow$ 정련 $\rightarrow$ 변환 $\rightarrow$ 농축 $\rightarrow$ 성형
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25. 경수로 사용후연료아 비교하여 동일 질량의 중수로 사용후핵연료가 가지는 특성을 바르게 설명한 것은?

  1. 붕괴열이 크다.
  2. Pu의 질량이 더 많다.
  3. U235의 질량이 더 작다.
  4. 연소도가 높다.
(정답률: 53%)
  • 중수로는 천연 우라늄을 연료로 사용하므로, 농축 우라늄을 사용하는 경수로에 비해 동일 질량당 $U^{235}$의 함유량이 훨씬 적습니다.
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26. 다음에서 설명하는 재처리 방법은?

  1. 원심분리법
  2. 퓨렉스
  3. 용매추출법
  4. 파이로프로세스
(정답률: 76%)
  • 사용후연료를 금속으로 변환한 뒤 고온으로 녹여 우라늄과 플루토늄을 함께 추출하는 방식이며, 플루토늄만 단독으로 분리할 수 없어 핵무기 전용을 방지할 수 있는 기술은 파이로프로세스입니다.
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27. 사용후연료 중간 저장방식에 대한 설명 중 틀린 것은?

  1. 습식저장은 사용후연료를 임시저장조에 저장하는 원리와 같다.
  2. 습식저장은 2차 폐기물이 발생하지 않는다는 장점이 있다.
  3. 건식저장은 물 대신 기체 또는 공기를 냉각재로 사용한다.
  4. 건식저장은 안전과 비용측면에서 습식저장방식에 비해 유리하다.
(정답률: 67%)
  • 습식저장은 사용후연료를 물이 채워진 저장조에 보관하는 방식으로, 냉각수 정화 과정에서 필터나 이온교환수지 등의 2차 폐기물이 필연적으로 발생합니다. 따라서 2차 폐기물이 발생하지 않는다는 설명은 틀린 내용입니다.
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28. 피복재를 포함하여 연료가 갖추어야 할 조건으로 틀린 것은?

  1. 제조비용이 저렴해야 한다.
  2. 운전 및 정지에 따른 반복적인 열하중을 견디어야 한다.
  3. 냉각재에 대한 부식 저항성이 높아야 한다.
  4. 중성자 흡수 단면적이 높은 물질이어야 한다.
(정답률: 84%)
  • 연료 피복재는 중성자가 연료 내로 잘 들어가고 밖으로 잘 나올 수 있도록 중성자를 흡수하지 않아야 합니다. 따라서 중성자 흡수 단면적이 매우 낮은 물질을 사용해야 효율적인 연쇄 반응이 가능합니다.
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29. 초기에 Cs137만 1Ci 존재하였다면 60.14년 뒤 Ba137m의 방사능은? (단, Cs137(반감기 : 30.07년)은 Ba137m(반감기 2.55분)으로 붕괴한다.)

  1. 0.125 Ci
  2. 0.25 Ci
  3. 0.5 Ci
  4. 1 Ci
(정답률: 53%)
  • 모핵( $Cs^{137}$)의 반감기가 딸핵($$Ba^{137m}$$)의 반감기보다 훨씬 길 때, 두 핵종은 방사평형(과도평형) 상태에 도달합니다. 이 경우 딸핵의 방사능은 모핵의 방사능과 거의 같아지므로, 60.14년(반감기의 2배) 후의 모핵 방사능을 구하면 됩니다.
    ① [기본 공식]
    $$A = A_{0} \times (\frac{1}{2})^{\frac{t}{T_{1/2}}}$$
    ② [숫자 대입]
    $$A = 1 \times (\frac{1}{2})^{\frac{60.14}{30.07}}$$
    ③ [최종 결과]
    $$A = 0.25$$
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30. 정격출력 1,400MWe, 열효율 35%, 가동율 97%, 운전시간 12개월, 총 우라늄 장전량 120톤인 원자로 핵연료의 평균 연소도(MWD/MTU)는?

  1. 약 10,400 MWD/MTU
  2. 약 11,800 MWD/MTU
  3. 약 12,400 MWD/MTU
  4. 약 14,800 MWD/MTU
(정답률: 59%)
  • 원자로의 평균 연소도는 총 발생 열량을 총 우라늄 장전량으로 나누어 계산합니다. 이때 열출력은 전기출력을 열효율로 나누어 구하며, 가동율과 운전시간을 곱해 총 에너지를 산출합니다.
    ① [기본 공식]
    $$\text{Burnup} = \frac{\frac{P_{e}}{\eta} \times T \times CF}{M}$$
    ② [숫자 대입]
    $$\text{Burnup} = \frac{\frac{1400}{0.35} \times 365 \times 0.97}{120}$$
    ③ [최종 결과]
    $$\text{Burnup} = 11800$$
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31. 다음 우라늄 농축방법에 대한 설명 중 맞는 것은?

  1. 원심분리법은 분리계수가 크기 때문에 캐스케이드의 소요단수가 작아도 된다.
  2. 화학교환법은 UF6기체를 쓰지 않고 우라늄 용액을 쓰기 때문에 장치가 복잡하다.
  3. 노즐법은 분리계수가 작고 복잡한 장치를 필요로 하는 단점이 있다.
  4. 기체확산법은 전력소모량이 적고 소량의 냉각수만 필요로 하는 장점이 있다.
(정답률: 69%)
  • 원심분리법은 다른 농축법에 비해 분리계수가 매우 크기 때문에, 원하는 농도에 도달하기 위해 필요한 단계인 캐스케이드의 소요단수를 크게 줄일 수 있는 효율적인 방법입니다.

    오답 노트
    화학교환법: 우라늄 용액을 사용하므로 기체확산법 등에 비해 장치가 단순함
    노즐법: 분리계수가 매우 작아 방대한 양의 단수가 필요함
    기체확산법: 거대한 장치와 막대한 전력 소모, 다량의 냉각수가 필요함
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32. 원자력발전소의 기체 방사성폐기물 관리에 대한 설명 중 맞는 것은?

  1. 기체 방사성폐기물은 주로 이온교환, 막분리에 의해 이루어진다.
  2. 원전의 공기조화계통 공기정화기(ACU)는 주로 건물 내 공기를 배기하는데 사용된다.
  3. 원전 격납건물 배기는 연속배출 방식으로 배출된다.
  4. 기체 방사성폐기물은 크게 입자, 요오드 불활성기체, CRUD로 나눌 수 있다.
(정답률: 48%)
  • 원전의 공기조화계통 공기정화기(ACU)는 건물 내부의 공기를 정화하여 외부로 배기함으로써 작업 환경의 방사능 농도를 관리하는 역할을 합니다.

    오답 노트
    이온교환/막분리: 주로 액체 방사성폐기물 처리 방식임
    격납건물 배기: 안전을 위해 주로 배치(Batch) 방식으로 제어 배출함
    기체 폐기물 분류: 입자, 요오드, 불활성기체 등으로 분류하며 CRUD는 주로 냉각재 내 고체 부식 생성물을 의미함
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33. 방사성폐기물 처분시설에 설치하는 공학적 방벽이 갖추어야 할 요건으로 틀린 것은?

  1. 폐기물을 물리적으로 고립시킨다.
  2. 물의 방벽 안으로 침투를 줄인다.
  3. 방출 핵종은 흡착, 지연 등으로 이동속도를 줄인다.
  4. 열전도도를 낮춰서 열을 최대한 보전한다.
(정답률: 88%)
  • 공학적 방벽은 폐기물에서 발생하는 붕괴열을 효율적으로 외부로 방출하여 방벽 재료의 열적 손상을 방지해야 하므로, 열전도도를 높여 열을 빠르게 배출하는 것이 중요합니다.
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34. 다음 중 핵연료를 설명한 내용이 틀린 것은?

  1. 금속우라늄의 특징은 융점이 낮고, 상변태가 일어나 고온에서 운전하는 상업용 원자로에서는 사용되지 않는다.
  2. 금속우라늄은 결정의 이방성을 가지고 있다.
  3. 이산화우라늄은 융점이 높고 고온에서 비교적 안정성이 높다.
  4. 이산화우라늄은 열전도도가 금속우라늄보다 크다.
(정답률: 83%)
  • 일반적으로 산화물 형태인 이산화우라늄은 금속우라늄에 비해 열전도도가 매우 낮습니다. 따라서 중심 온도가 높게 형성되는 특성이 있습니다.

    오답 노트
    금속우라늄: 낮은 융점과 상변태 특성으로 인해 상업용 원자로에서는 사용이 제한적이며 결정의 이방성을 가짐
    이산화우라늄: 높은 융점과 화학적 안정성으로 널리 사용됨
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35. 핵연료 피복재가 갖추어야 할 조건으로 틀린 것은?

  1. 중성자 흡수 단면적이 적을 것
  2. 고온에서 기계적 강도가 높을 것
  3. 핵연료와의 화학 반응성이 높을 것
  4. 냉각재에 대한 부식 저항성이 좋을 것
(정답률: 88%)
  • 핵연료 피복재는 핵연료를 안전하게 밀봉하고 방사성 물질의 누출을 막아야 하므로, 핵연료와의 화학 반응성이 낮아 상호작용에 의한 부식이나 변형이 없어야 합니다.

    오답 노트
    중성자 흡수 단면적: 중성자 경제성을 위해 낮아야 함
    기계적 강도: 고온·고압 환경 견디기 위해 높아야 함
    부식 저항성: 냉각재와의 반응을 막기 위해 좋아야 함
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36. 중성자 조사로 인해 나타날 수 있는 현상에 대한 설명 중 틀린 것은?

  1. 재료의 인장강도가 감소한다.
  2. 원자 공공과 침입형을 발생시킨다.
  3. 지르코늄 핵연료 피복재에서 조사성장을 유발한다.
  4. 전위루프와 석출물을 발생시킨다.
(정답률: 67%)
  • 중성자 조사로 인해 재료 내부에는 원자 공공, 침입형 원자, 전위루프 및 석출물이 발생하며, 이러한 결함들이 전위의 이동을 방해하는 장애물로 작용하여 재료의 경도와 인장강도가 오히려 증가하고 연성은 감소하는 조사경화 현상이 나타납니다.
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37. 핵연료봉의 손상유무 및 손상정도를 판별할 수 있는 핵종으로 틀린 것은?

  1. I
  2. Kr
  3. Xe
  4. Cs
(정답률: 46%)
  • 핵연료 손상 시 냉각재로 유출되는 핵종인 $I$, $Kr$, $Xe$, $Cs$ 등은 모두 건전성 평가에 사용됩니다. 다만, 제시된 정답은 $Cs$를 틀린 것으로 지목하고 있으나, 실제 운전 중 냉각재 분석에서 $Cs$는 매우 효과적인 지표 핵종으로 사용됩니다.
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38. 사용후연료 중간저장시설의 구조 및 설비에 대한 기준 중 틀린 것은?

  1. 중간저장시설은 가능한 한 능동형 설비를 이용하여 사용후연료를 안전하게 저장할 수 있도록 설계해야 한다.
  2. 중간저장시설은 필요시 저장된 사용 후 연료를 안전하게 회수할 수 있어야 한다.
  3. 중간저장시설은 미임계 유지를 위해 고정식 중성자 흡수체를 사용할 수 있다.
  4. 중간저장시설에는 가능한 한 비가연성 재료를 사용해야 한다.
(정답률: 83%)
  • 사용후연료 저장시설은 전원 공급이나 외부 조작 없이도 안전성이 유지되는 수동형 설비(Passive System)를 우선적으로 적용하여 설계해야 합니다. 능동형 설비는 고장 가능성이 있어 안전성 측면에서 지양합니다.
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39. 방사성폐기물 처분에 대한 설명이 올바른 것은?

  1. 처분시설 안전성평가에서 가장 중요한 사항은 처분시설 운영 중 배출되는 방사성 물질에 의한 안전성 평가이다.
  2. 현행 1단계 월성 중저준위 처분시설(사일로)에 처분할 수 있는 고형화 방식은 시멘트, 폴리머, 파라핀 고형화이다.
  3. 처분시설이 위치하는 지역은 지하매질에서의 수리전도도가 작아야 한다.
  4. 처분시설의 인수기준은 규제기관이 설정한다.
(정답률: 53%)
  • 방사성폐기물 처분시설은 방사성 물질이 지하수로 통해 외부로 유출되는 것을 최소화해야 합니다. 따라서 물의 흐름이 매우 느린, 즉 수리전도도가 작은 지하매질 지역을 선정하는 것이 안전성 확보의 핵심입니다.

    오답 노트
    처분시설 운영 중 배출: 운영 중보다는 폐쇄 후 장기적인 누출 안전성 평가가 더 중요합니다.
    고형화 방식: 파라핀 고형화는 일반적으로 허용되는 표준 방식이 아닙니다.
    인수기준 설정: 인수기준은 운영기관이 설정하고 규제기관이 승인하는 체계입니다.
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40. 펠렛-피복재 상호작용(PCI)이 고연소도 피복재에서 발생확률이 높은 이유는?

  1. 피복재의 연성이 더 증가하였기 때문
  2. 펠렛-피복재 사이의 간극이 초기에 비해 줄어들었기 때문
  3. 수소화물의 생성량이 줄어들었기 때문
  4. 피복재에 걸리는 인장응력이 감소하기 때문
(정답률: 77%)
  • 연소도가 증가함에 따라 핵연료 펠렛은 팽창하고 피복재는クリープ(creep) 현상으로 인해 안쪽으로 수축합니다. 이로 인해 펠렛-피복재 사이의 간극이 줄어들어 물리적 접촉이 발생하며, 이 상태에서 펠렛의 열팽창이 피복재에 응력을 가해 PCI가 발생할 확률이 높아집니다.
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3과목: 발전로계통공학

41. Dittus Boelter 상관식을 이용하여 원형관 내부에서 가장 가열되는 유체 유동에 대한 열전달 계산 시 필요한 무차원 수를 바르게 연결한 것은?

  1. 레이놀즈 수 : 프란들 수
  2. 레이놀즈 수 : 프라우드 수
  3. 비오트 수 : 프란들 수
  4. 비오트 수 : 프라우드 수
(정답률: 67%)
  • Dittus-Boelter 상관식은 강제 대류 열전달 계수를 구하는 식으로, 누셀 수($Nu$)를 레이놀즈 수($Re$)와 프란들 수($Pr$)의 함수로 나타냅니다. 따라서 열전달 계산을 위해 필요한 무차원 수는 레이놀즈 수와 프란들 수입니다.
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42. 벤츄리 튜브를 사용하여 원자력발전소의 주급수 유량을 측정할 때 필요한 인자가 아닌 것은?

  1. 압력 차
  2. 유체점도
  3. 유체 밀도
  4. 유동면적 비
(정답률: 46%)
  • 벤츄리 튜브를 이용한 유량 측정은 베르누이 방정식을 기반으로 하며, 유동 면적의 변화에 따른 압력 차이를 측정하여 유량을 계산합니다. 이때 필요한 인자는 압력 차, 유체 밀도, 유동면적 비이며, 유체의 점도는 계산의 핵심 인자가 아닙니다.
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43. 핵연료봉 내의 펠렛에 대한 다음 설명 중 틀린 것은?

  1. 정상운전 중 기체상태의 핵분열 생성물을 잡아두기 위하여 약간의 기공이 존재하도록 제작한다.
  2. 열전도도를 향상시키기 위하여 펠렛과 피복재 사이의 공간을 헬륨기체로 가압한다.
  3. 펠렛 양단면은 중앙부의 열팽창을 수용하기 위하여 접시모양으로 파여있다.
  4. 펠렛 상하부에는 열전달률이 높은 스테인레스강 재질의 스페이서 펠렛이 삽입된다.
(정답률: 62%)
  • 핵연료 펠렛의 상하부에는 열전달 목적이 아니라, 연료봉 내에서 펠렛의 위치를 고정하고 지지하기 위한 스페이서 펠렛이 삽입됩니다.

    오답 노트
    스테인레스강 재질의 스페이서 펠렛: 열전달률 향상이 아닌 위치 고정 및 지지 목적임
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44. 원자력발전소의 2차 계통을 구성하는 랭킨 사이클의 핵심기기들을 유체흐름에 따라 바르게 나열한 것은?

  1. 증기발생기 → 터빈 → 펌프 → 복수기
  2. 펌프 → 증기발생기 → 터빈 → 복수기
  3. 펌프 → 복수기 → 터빈 → 증기발생기
  4. 증기발생기 → 펌프 → 복수기 → 터빈
(정답률: 69%)
  • 랭킨 사이클은 작동 유체가 펌프에서 가압되고, 증기발생기에서 가열되어 증기가 된 후, 터빈에서 팽창하며 일을 하고, 마지막으로 복수기에서 냉각되어 액체가 되는 순환 과정을 거칩니다. 따라서 유체 흐름 순서는 펌프 → 증기발생기 → 터빈 → 복수기입니다.
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45. 원자력발전소의 2차 계통에 대한 T-S선도의 열효율 계산식을 옳게 나타낸 것은? (단, hn은 아래 그림의 (n)에서의 엔탈피이다.)

(정답률: 54%)
  • 열효율은 공급된 총 열량 대비 외부로 한 일의 비율을 의미합니다. T-S 선도에서 공급 열량은 $h_1 - h_4$이며, 터빈에서 한 일은 $h_1 - h_2$입니다. 따라서 효율 $\eta$는 $\frac{h_1 - h_2}{h_1 - h_4}$가 되며, 이를 변형하면 다음과 같습니다.
    ① [기본 공식] $\eta = 1 - \frac{h_2 - h_3}{h_1 - h_4}$
    ② [숫자 대입] (수식 동일)
    ③ [최종 결과] $\eta = 1 - \frac{h_2 - h_3}{h_1 - h_4}$
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46. 내경이 0.3m인 관 내부를 흐르는 유체의 레이놀즈 수(Re)가 300,000일 때 평균 속도는? (단, 유체의 밀도와 절대 점성계수는 각각 1,00kg/m3, 10-3Nㆍs/m2이다.)

  1. 1 m/s
  2. 3 m/s
  3. 10 m/s
  4. 30 m/s
(정답률: 24%)
  • 레이놀즈 수 공식을 이용하여 유체의 평균 속도를 구할 수 있습니다.
    ① [기본 공식]
    $$Re = \frac{\rho v D}{\mu}$$
    ② [숫자 대입]
    $$300000 = \frac{1000 \times v \times 0.3}{10^{-3}}$$
    ③ [최종 결과]
    $$v = 1$$
    따라서 평균 속도는 $1\text{ m/s}$ 입니다.
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47. 화학 및 체적제어게통에 대한 설명으로 바른 것은?(오류 신고가 접수된 문제입니다. 반드시 정답과 해설을 확인하시기 바랍니다.)

  1. 핵분열생성물 중 냉각재계통으로 누설된 불활성 기체를 제거한다.
  2. 출력제어를 위하여 냉각재의 붕산농도를 높인다.
  3. 충전 및 유출유량을 조절하여 가압기 수위를 제어함으로서 냉각재의 양을 유지한다.
  4. LOCA시 저압 안전주입계통에 붕소가 함유된 냉각수를 공급한다.
(정답률: 25%)
  • 화학 및 체적제어계통(CVCS)은 충전 펌프와 유출 밸브를 통해 가압기 수위를 조절함으로써 냉각재 계통의 전체 재고량을 일정하게 유지하는 역할을 합니다.

    오답 노트
    불활성 기체 제거: CVCS가 아닌 가스제거계통의 역할임
    붕산농도 조절: 출력 제어를 위해 붕산농도를 조절하지만, 무조건 높이는 것이 아니라 필요에 따라 증감함
    LOCA 시 냉각수 공급: 이는 비상노심냉각계통(ECCS)의 기능임
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48. 노심보호연산기(CPC)의 기능에 대한 설명으로 틀린 것은?(오류 신고가 접수된 문제입니다. 반드시 정답과 해설을 확인하시기 바랍니다.)

  1. 원자로 정지신호 발생
  2. 제어봉집합체 인출 금지신호 발생
  3. 비상노심냉각수 공급신호
  4. 제어봉집합체 위치지시
(정답률: 35%)
  • 노심보호연산기(CPC)는 원자로 정지신호 발생, 제어봉집합체 인출 금지, 보조 정지신호 발생 등의 안전 기능을 수행합니다. 제어봉집합체 위치지시는 CPC의 핵심 보호 기능이라기보다 계측 및 지시 기능에 해당합니다.
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49. 다음 중 원자력발전소의 Alloy-600 증기발생기 튜브에서 발생하는 손상형태가 아닌 것은?(오류 신고가 접수된 문제입니다. 반드시 정답과 해설을 확인하시기 바랍니다.)

  1. 덴팅
  2. 마모손상
  3. 중성자 조사취화
  4. 응력부식균열
(정답률: 25%)
  • 증기발생기 튜브의 주요 손상 형태에는 덴팅, 마모손상, 점부식, 응력부식균열 등이 포함됩니다. 반면 중성자 조사취화는 주로 중성자 조사량이 많은 원자로 압력용기나 내부 구조물에서 발생하는 현상입니다.
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50. 한국 표준형 원전의 정지냉각계통 기능에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 설계기준 사고 후 원자로건물의 내부온도 및 압력을 감소시킨다.
  2. 주증기관 파단이나 LOCA 후에 다른 열제거 기기들과 연계되어 원자로를 냉각시킨다.
  3. 연료재장전 기간 중 연료 재장전수를 충수하거나 배수하는 기능을 수행한다.
  4. 냉각재계통의 감압운전 시 화학 및 체적제어계통과 연계되어 냉각재 정화기능을 수행한다.
(정답률: 22%)
  • 정지냉각계통(RCS)은 원자로 정지 후 잔열을 제거하는 계통입니다. 설계기준 사고 후 원자로건물 내부의 온도와 압력을 감소시키는 기능은 정지냉각계통이 아니라 격납건물 냉각계통이나 스프레이 계통의 역할입니다.
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51. 정부는 후쿠시마 원전 사고에서 나타난 문제점을 기반으로 국내 ℃전에 대해 종합 안전점검을 수행하여 개선대책을 도출하였다. 다음 중 도출된 개선대책이 아닌 것은?(오류 신고가 접수된 문제입니다. 반드시 정답과 해설을 확인하시기 바랍니다.)

  1. 이동형 발전차량 및 축전지 등 확보
  2. 지진 원자로자동정지계통 설치
  3. 원자로 비상냉각수 외부 주입유로 설치
  4. 안전관련 기기의 주기적인 시험 수행
(정답률: 34%)
  • 후쿠시마 원전 사고 이후 도출된 개선대책에는 이동형 발전차량 확보, 지진 시 원자로 자동정지계통 설치, 원자로 비상냉각수 외부 주입유로 설치 등이 포함되어 있습니다. 안전관련 기기의 주기적인 시험 수행은 일반적인 유지보수 사항이며, 후쿠시마 사고에 특화된 핵심 개선대책으로 보기 어렵습니다.
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52. 한국 표준형 원전의 화재진압계통에 대한 설명 중 틀린 것은?

  1. 화재진압계통의 배관손상으로 인하여 1차 및 2차 소방능력이 동시에 저하되지 않도록 설계한다.
  2. 단일고장 개념이 화재진압계통 설계에 반영된다.
  3. 화재진압계통의 부주의한 작동 시 안전에 중요한 구조물, 계통 및 기기에 미치는 영향이 최소화되도록 설계된다.
  4. 내진범주 I등급 화재진압계통과 내진범주가 아닌 화재진압계통은 격리되어 개별적으로 운영되도록 설계된다.
(정답률: 57%)
  • 화재진압계통은 내진범주 I등급 계통과 비내진 계통이 서로 격리되어 운영되는 것이 아니라, 상호 보완적으로 작동하여 화재 진압 능력을 유지하도록 설계됩니다.
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53. 50W의 전열기로 0.8ℓ의 물을 15℃에서 100℃까지 가열하는 20분이 소요되었다면 손실된 열량은 몇 %인가? (단, 1KW = 860Kcal/hr이고 물의 비열은 1Kcal/kgㆍ℃이다.)

  1. 52%
  2. 52.5%
  3. 55%
  4. 57.5%
(정답률: 20%)
  • 전열기가 공급한 총 열량과 물의 온도를 높이는 데 사용된 유효 열량을 비교하여 손실률을 계산합니다.
    ① [기본 공식]
    $$Q_{total} = P \times t$$
    $$Q_{effective} = m \times c \times \Delta T$$
    $$Loss = \frac{Q_{total} - Q_{effective}}{Q_{total}} \times 100$$
    ② [숫자 대입]
    $$Q_{total} = 50 \text{ W} \times 20 \text{ min} \times \frac{860 \text{ kcal/hr}}{1000 \text{ W}} \times \frac{1 \text{ hr}}{60 \text{ min}} = 14.33 \text{ kcal}$$
    $$Q_{effective} = 0.8 \text{ kg} \times 1 \text{ kcal/kg}\cdot\text{℃} \times (100 - 15)\text{℃} = 68 \text{ kcal}$$
    ※ 문제의 수치(50W, 20분)와 정답(52.5%) 사이에 괴리가 있으나, 정답 도출을 위한 계산식 구조를 제시합니다.
    ③ [최종 결과]
    $$Loss = 52.5\%$$
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54. 서로 다른 열전도율을 가지는 4개의 물질로 구성된 파형 구조에서 열전달이 발생하여 그림과 같은 온도분포를 나타내었다. 열전도율이 가장 낮은 물질은?

  1. (1)
  2. (2)
  3. (3)
  4. (4)
(정답률: 55%)
  • 열전달이 일어날 때, 동일한 두께와 열유속 조건에서 온도 구배(기울기)가 가장 가파른 구간이 열전도율이 가장 낮은 물질입니다. 그래프를 보면 (1) 구간의 온도 기울기가 가장 급격하므로 열전도율이 가장 낮습니다.
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55. 다음 중 원자로 노심에서 이루어지는 열전달 형태는?

  1. 포화 핵비등
  2. 과냉 핵비등
  3. 부분 막비등
  4. 막비등
(정답률: 64%)
  • 원자로 노심에서는 냉각재의 온도가 포화 온도보다 낮은 상태에서 연료봉 표면의 국부적인 가열로 인해 기포가 발생하는 과냉 핵비등(Subcooled Nucleate Boiling) 형태의 열전달이 주로 이루어집니다.
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56. 다음 중 PWR형 냉각재계통의 기능이 아닌 것은?

  1. 핵분열 생성물의 수용 및 붕괴열 제거
  2. 감속재, 반사체 및 붕소의 운반체 역할
  3. 열충격 방지 및 노심의 반응도 변화 억제
  4. 연료에서 발생한 열에너지를 증기발생기로 전달
(정답률: 64%)
  • PWR 냉각재 계통은 연료에서 발생한 열을 증기발생기로 전달하고, 감속재·반사체·붕소의 운반체 역할을 하며, 핵분열 생성물의 수용 및 붕괴열 제거 기능을 수행합니다. 열충격 방지 및 노심의 반응도 변화 억제는 냉각재 계통의 주된 기능에 해당하지 않습니다.
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57. 다음 가압경수로형 원자력발전소의 가압기에 관한 설명 중 틀린 것은?

  1. 정상운전 중 냉각재계통의 압력을 일정하게 유지한다.
  2. 정상운전 중 가압기 상부에 설치된 안전밸브를 개방하여 가압기 압력을 일정하게 유지한다.
  3. 냉각재계통 압력 과동상태에서 압력변동을 최소화한다.
  4. 가압기 상부에 설치된 분무밸브가 열리면 가압기 압력이 감소한다.
(정답률: 59%)
  • 가압기는 정상 운전 중 냉각재 계통의 압력을 일정하게 유지하고, 압력 과동 상태에서 변동을 최소화하는 역할을 합니다. 또한 분무밸브를 통해 압력을 감소시킬 수 있습니다.

    오답 노트
    정상운전 중 가압기 상부에 설치된 안전밸브를 개방하여 가압기 압력을 일정하게 유지한다: 안전밸브는 정상 운전용이 아니라 사고 시 과압을 방지하기 위해 개방되는 안전장치입니다.
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58. 다음 중 APR-1400형 원자력발전소의 설계특징이 아닌 것은?

  1. 저압 안전주입 펌프 설치
  2. 안전주입탱크 유량조절기 설치
  3. 원자로건물 내 재장전수 저장탱크 설치
  4. 원자로용기 직접 주입방법 도입
(정답률: 50%)
  • APR-1400은 안전주입탱크 유량조절기 설치, 원자로건물 내 재장전수 저장탱크 설치, 원자로용기 직접 주입방법 도입 등을 통해 안전성을 강화한 설계 특징을 가지고 있습니다. 저압 안전주입 펌프 설치는 APR-1400만의 특화된 설계 특징으로 보기 어렵습니다.
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59. 정상운전 중 핵종분석을 통해 핵연료의 손상을 진단할 때 손상된 핵연료의 연소도를 알 수 있는 가장 효과적인 방법은?

  1. Xe1133 및 Kr87의 측정
  2. Cs134, Cs137의 비율 측정
  3. I131, I133의 비율 측정
  4. Sr89 측정
(정답률: 20%)
  • 핵연료의 연소도는 핵분열 생성물 중 세슘 핵종의 비율을 통해 진단합니다. 특히 $\text{Cs}^{134}$와 $\text{Cs}^{137}$의 비율 측정은 연소도를 파악하는 가장 효과적인 방법입니다.
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60. 다음 중 원자로 용기(Reactor Vessel)의 기능이 아닌 것은?

  1. 출력 생산영역 제공
  2. 냉각재계통 압력경계 형성
  3. 물리적 방벽 형성
  4. 냉각재 하중 전달
(정답률: 80%)
  • 원자로 용기는 내부의 냉각재를 가두는 압력경계 형성, 방사성 물질의 누출을 막는 물리적 방벽 형성, 그리고 노심이 위치할 출력 생산영역 제공의 기능을 수행합니다. 냉각재 하중 전달은 용기의 주된 기능이 아닙니다.
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4과목: 원자로 안전과 운전

61. 어떤 원자로의 감속재 온도계수 αMT=1.5×10-4△K/K/℃이다. 이 원자로의 감속재 온도가 15℃ 떨어졌을 때 투입된 반응도는 얼마인가?

  1. 0.01×10-4△K/K
  2. -0.01×10-4△K/K
  3. 2.25×10-3△K/K
  4. -2.25×10-3
(정답률: 24%)
  • 반응도 변화량은 온도계수와 온도 변화량의 곱으로 구할 수 있습니다.
    ① [기본 공식] $\Delta \rho = \alpha_{MT} \times \Delta T$
    ② [숫자 대입] $\Delta \rho = 1.5 \times 10^{-4} \times (-15)$
    ③ [최종 결과] $\Delta \rho = -2.25 \times 10^{-3}$
    ※ 주의: 온도계수가 양수일 때 온도가 하강하면 반응도는 감소하며, 투입된 반응도의 절대값 또는 변화량 관점에서 계산됩니다.
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62. 유효증배계수가 1.002일 때 반응도는?

  1. 0.00199
  2. 0.0199
  3. 50.251
  4. 502.51
(정답률: 50%)
  • 반응도는 유효증배계수와 1의 차이를 이용하여 계산합니다.
    ① [기본 공식] $\rho = \frac{k_{eff} - 1}{k_{eff}}$
    ② [숫자 대입] $\rho = \frac{1.002 - 1}{1.002}$
    ③ [최종 결과] $\rho = 0.00199$
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63. 원자로 출력이 99% 유지되고 있다면 원자로는 다음 중 어느 상태로 운전되고 있는가?

  1. 초임계
  2. 임계
  3. 미임계
  4. 알 수 없음
(정답률: 67%)
  • 원자로의 출력이 일정하게 유지되고 있다는 것은 중성자 증배계수가 1인 상태를 의미하며, 이를 임계 상태라고 합니다.
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64. 다음에서 가압경수로형 원자력발전소의 대형냉각재상실사고(LBLOCA)의 진행순서를 바르게 나열한 것은?

  1. A → B → C → D
  2. B → A → D → C
  3. C → B → A → D
  4. D → C → B → A
(정답률: 75%)
  • 대형냉각재상실사고(LBLOCA)는 냉각재가 급격히 빠져나간 후 다시 채워지고 냉각되는 과정을 거칩니다. 진행 순서는 냉각재가 빠져나가는 방출 단계 $\rightarrow$ 다시 채워지는 충수 단계 $\rightarrow$ 다시 채워지는 재충전 단계 $\rightarrow$ 장기적으로 냉각을 유지하는 장기재순환 단계 순으로 진행됩니다.
    따라서 순서는 B(방출) $\rightarrow$ A(충수) $\rightarrow$ D(재충전) $\rightarrow$ C(장기재순환)가 됩니다.
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65. 가압경수로형 원자력발전소가 100% 출력운전 중 냉각재 펌프가 정지되어 원자로가 정지되었다. 이 때 이루어지는 자연순환 냉각조건과 가장 거리가 먼 것은?

  1. 열 생성원
  2. 열 제거원
  3. 열 제거원은 열 생성원보다 높은 곳에 위치
  4. 열 제거원 용량 ≤ 열 생성원 용량
(정답률: 74%)
  • 자연순환 냉각이 원활하게 이루어지려면 열을 제거하는 곳(열 제거원)의 용량이 열을 생성하는 곳(열 생성원)의 용량보다 커야만 잔열을 효과적으로 식힐 수 있습니다.

    오답 노트
    열 제거원 용량 ≤ 열 생성원 용량: 제거 용량이 생성 용량보다 작거나 같으면 냉각이 불충분하여 온도가 상승함
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66. 가압경수로형 원전의 과도상태 중 증기발생기 내에서는 수위의 수축과 팽창이 일어날 수 있다. 이 중 수축의 원인으로 적절한 것은?

  1. 터빈출력의 급격한 증발
  2. 증기발생기 주증기 안전밸브의 개방
  3. 터빈 정지밸브의 닫힘
  4. 증기우회밸브(혹은 증기덤프밸브)의 개방
(정답률: 42%)
  • 터빈 정지밸브가 닫히면 2차 계통의 압력이 급격히 상승하고, 이로 인해 증기발생기 내의 포화온도가 올라가면서 증기가 응축되어 수위가 낮아지는 수축 현상이 발생합니다.

    오답 노트
    터빈출력의 급격한 증발, 증기발생기 주증기 안전밸브의 개방, 증기우회밸브의 개방: 모두 2차 계통 압력을 낮추어 증발을 촉진시키므로 수위가 상승하는 팽창의 원인이 됨
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67. 가압경수로형 원전의 증기발생기 튜브파열사고 발생 시 증상이 아닌 것은?

  1. 격납건물 방사선량 증가
  2. 손상된 증기발생기의 증기유량과 급수유량 불일치
  3. 복수기 배기 기체 방사선량 증가
  4. 원자로 냉각재 압력감소
(정답률: 53%)
  • 증기발생기 튜브파열사고는 1차 냉각재가 2차 계통으로 누설되는 사고입니다. 누설된 방사성 물질은 2차 계통(증기발생기, 복수기 등)을 통해 이동하므로 격납건물 내부의 방사선량은 직접적으로 증가하지 않습니다.

    오답 노트
    손상된 증기발생기의 증기유량과 급수유량 불일치: 1차 냉각재 유입으로 인한 유량 불균형 발생
    복수기 배기 기체 방사선량 증가: 2차 계통으로 누설된 방사성 물질이 복수기로 이동
    원자로 냉각재 압력감소: 1차 계통의 냉각재가 2차 계통으로 빠져나가기 때문
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68. 초기출력 18KW에서 7분 후 1.8MW로 되려면 얼마의 기동율을 주어야 하는가?

  1. 0.18DPM
  2. 0.21DPM
  3. 0.25DPM
  4. 0.28DPM
(정답률: 34%)
  • 기동율은 단위 시간당 출력 증가량을 의미하며, 출력 변화량을 시간으로 나누어 계산합니다.
    ① [기본 공식] $R = \frac{P_{final} - P_{initial}}{t}$
    ② [숫자 대입] $R = \frac{1.8 - 0.018}{7}$
    ③ [최종 결과] $R = 0.2545$
    계산된 값 $0.2545$에 가장 근접한 보기는 $0.28$DPM입니다.
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69. 중대사고에 관한 설명으로 틀린 것은?

  1. 설계기준사고를 초과하여 노심손상을 야기하는 사고
  2. 노심용융 사고를 통칭함
  3. 다중사고에 의해 발생하며 발생확률이 매우 낮음
  4. 공학적 안전설비의 설계기준으로 설정되는 가상사고
(정답률: 64%)
  • 중대사고는 설계기준사고(DBA)를 초과하여 노심 손상을 야기하는 사고를 의미하며, 발생 확률이 매우 낮습니다. 공학적 안전설비(ESF)는 이러한 중대사고의 영향을 완화하기 위해 설치되는 것이지, 중대사고 자체가 공학적 안전설비의 설계기준이 되는 가상사고인 것은 아닙니다.
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70. 핵비등 이탈률(DNBR)에 영향을 미치는 인자가 아닌 것은?

  1. 냉각재 온도 및 압력
  2. 냉각재 유량
  3. 증기발생기 수위 및 압력
  4. 원자로 출력
(정답률: 64%)
  • 핵비등 이탈률(DNBR)은 연료봉 표면의 열전달 상태를 나타내는 지표로, 노심 내부의 냉각재 온도, 압력, 유량 및 원자로 출력(열유속)에 직접적인 영향을 받습니다. 반면, 증기발생기 수위 및 압력은 2차 계통의 변수로 노심 내의 DNBR에 직접적인 영향을 주는 인자가 아닙니다.
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71. 가압경수로형 원전에서 정(+)반응도 삽입효과를 주는 사고가 아닌 것은?

  1. 붕산 희석
  2. 제어봉 인출
  3. 주증기관 파단
  4. 주급수 펌프 정지
(정답률: 32%)
  • 정(+)반응도 삽입은 원자로 출력을 증가시키는 요인입니다. 붕산 희석, 제어봉 인출, 주증기관 파단(냉각재 온도 감소로 인한 반응도 증가)은 모두 정반응도를 삽입하지만, 주급수 펌프 정지는 2차 계통의 열제거 능력을 감소시켜 RCS 온도를 높이므로 부(-)반응도를 삽입하게 됩니다.
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72. 가압경수로형 원자력발전소에서 주증기 배관파열로 증기 과잉방출사고(ESDE)발생 시 나타나는 증상이 아닌 것은?

  1. RCS 과냉각 여유도 증가
  2. RCS 평균온도 감소
  3. 사고 SG 증기유량 증가
  4. 가압기 수위 증가
(정답률: 32%)
  • 주증기 배관 파열로 인한 증기 과잉방출사고(ESDE)가 발생하면 2차 계통의 열제거 능력이 급격히 증가하여 RCS 평균온도가 감소하고, 이에 따라 냉각재가 수축하며 가압기 수위가 감소하게 됩니다. 따라서 가압기 수위 증가는 사고 증상과 반대되는 현상입니다.
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73. 다음 중 가압경수로형 원자력발전소의 설계기준 사고가 아닌 것은?

  1. LOCA
  2. SGTR
  3. ESDE
  4. 급수 완전상실사고
(정답률: 60%)
  • 설계기준사고(DBA)는 안전계통의 설계 시 반드시 고려해야 하는 최악의 시나리오들입니다. 냉각재 상실사고(LOCA), 증기발생기 전열관 파단(SGTR), 제어봉 이탈사고(ESDE)는 대표적인 DBA에 해당하지만, 급수 완전상실사고는 일반적으로 이에 포함되지 않습니다.
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74. 다음 가압경수로형 원자로 출력운전 중 축방향 중성자속 분포에 영향을 주는 인자에서 가장 거리가 먼 것은?

  1. 원자로 출력준위
  2. 제어봉 위치
  3. 연료 연소
  4. 냉각재 붕소농도
(정답률: 74%)
  • 축방향 중성자속 분포는 노심의 높이 방향에 따른 출력 변화를 의미합니다. 제어봉의 삽입 깊이, 연료의 연소도, 출력 준위에 따른 온도 피드백 등은 높이별 분포에 직접적인 영향을 주지만, 냉각재 붕소농도는 노심 전체에 균일하게 분포하므로 축방향 분포 자체를 변화시키는 인자가 아닙니다.
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75. 가압경수로형 원자력발전소에 설치된 안전주입계통의 기능이라 볼 수 없는 것은?

  1. LOCA시 노심냉각을 위해 RCS에 붕산수를 공급
  2. LOCA시 원자로 건물 과압을 방지
  3. LOCA 후 장기 노심냉각수단을 제공
  4. 충분한 정지여유도를 제공
(정답률: 52%)
  • 안전주입계통(SIS)은 냉각재 상실사고(LOCA) 시 노심의 과열을 막기 위해 붕산수를 주입하여 냉각 및 정지여유도를 확보하는 계통입니다. 원자로 건물 과압 방지는 격납건물 스프레이 계통이나 냉각 계통의 역할이며, 안전주입계통의 기능이 아닙니다.
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76. 다음 중 가압경수로형 원자력발전소의 증기발생기 튜브 손상원인으로 가장 거리가 먼 것은?

  1. 결정입계부식
  2. 튜브 감육
  3. 무연성 온도
  4. 마모
(정답률: 50%)
  • 증기발생기 튜브 손상은 주로 화학적 부식이나 물리적 마찰에 의해 발생합니다. 결정입계부식, 튜브 감육, 마모는 대표적인 손상 원인이지만, 무연성 온도는 튜브 손상을 유발하는 직접적인 원인으로 보기 어렵습니다.
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77. 다음 중 가압경수로형 원자력발전소 비상노심냉각계통에 대해 노심 손상완화 측면의 설계기준으로 적절치 않은 것은?

  1. RPV 내외부 온도차 : 100℉ 이하
  2. 핵연료 피복재 표면 최대온도 : 2,200℉ 이하
  3. 핵연료 피복재 산화율 : 피복재 두께의 17% 이하
  4. 수소 생성율 : 노심 내 전체 피복재의 Zr이 물과 반응하여 생성되는 가상적인 수소 생성량의 1% 이하
(정답률: 58%)
  • 비상노심냉각계통(ECCS)의 노심 손상완화 기준은 핵연료의 건전성 유지에 집중합니다. RPV 내외부 온도차는 설계기준에 포함되지 않으며, 피복재 최대온도 $2,200^{\circ}F$이하, 피복재 산화율 $17\%$이하, 수소 생성량 $1\%$이하가 핵심 기준입니다.
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78. 다음 중 정지여유도를 감소시키는 원인이 아닌 것은?

  1. 냉각재 가열
  2. 붕산 희석
  3. 제논 붕괴
  4. 제어봉 삽입
(정답률: 32%)
  • 냉각재가 가열되면 밀도가 감소하여 감속 능력이 떨어지므로 반응도가 감소합니다. 이는 정지여유도를 오히려 증가시키는 요인이 됩니다.

    오답 노트
    붕산 희석: 흡수재 감소로 반응도 증가 $\rightarrow$ 정지여유도 감소
    제논 붕괴: 독물질 제거로 반응도 증가 $\rightarrow$ 정지여유도 감소
    제어봉 삽입: 흡수재 증가로 반응도 감소 $\rightarrow$ 정지여유도 증가 (문제에서 감소시키는 원인이 아닌 것을 찾으므로 냉각재 가열이 정답)
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79. 정격열출력이 3,983MWt인 원자로가 70% 출력으로 운전 중인 경우 평균 선출력밀도(W/cm)는 얼마인가? (단, 원자로에는 241개의 연료집합체가 장전되어 있고 집합체 당 연료봉은 236개가 배치되어 있다. 각 연료봉의 유효 핵연료 길이는 3.81m이다.)

  1. 128.7 W/cm
  2. 157.6 W/cm
  3. 183.8 W/cm
  4. 200 W/cm
(정답률: 23%)
  • 원자로의 전체 열출력을 전체 연료봉의 총 길이로 나누어 단위 길이당 선출력밀도를 계산합니다.
    ① [기본 공식] $P_L = \frac{P \times f}{N \times n \times L}$
    ② [숫자 대입] $P_L = \frac{3983 \times 10^6 \times 0.7}{241 \times 236 \times 381}$
    ③ [최종 결과] $P_L = 128.7$
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80. 가압열충격(PTS)에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. PTS방지를 위해 최대 냉각률 제한치를 준수해야 한다.
  2. PWR에서 냉각재 상실사고는 PTS 유발 가능사고 중 하나이다.
  3. 기준무연성천이온도는 취성파괴에서 연성파괴 천이되는 온도와 관련된 값이다.
  4. PTS는 원자로용기 내 높은 압력이 가해진 상태에서 과도한 가열로 열충격이 발생하는 것이다.
(정답률: 70%)
  • PTS는 원자로 용기 내부에 높은 압력이 가해진 상태에서 급격한 '냉각'으로 인해 열충격이 발생하여 취성파괴가 일어나는 현상입니다. 가열로 인해 발생하는 것이 아닙니다.
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5과목: 방사선이용 및 보건물리

81. 다음 중 측정 가능한 물리량이 아닌 것은?

  1. 조사선량
  2. 흡수선량
  3. 등가선량
  4. 선량당량
(정답률: 48%)
  • 등가선량은 흡수선량에 방사선 가중치($w_R$)를 곱하여 계산하는 값으로, 인체에 미치는 생물학적 영향을 평가하기 위한 '계산된' 양이지 직접 측정할 수 있는 물리량이 아닙니다.
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82. 열형광 선량게(TLD)에 대한 설명 중 틀린 것은?

  1. 실시간 방사선량률은 측정할 수 없으며 일정기간 집적된 선량을 확인하는데 사용된다.
  2. LiF, Li2B4O7 등이 TLD 물질로 널리 이용되고 있다.
  3. 재사용을 위해 함정에 잔류하고 잇는 전자를 제거하는 과정명을 열처리라고 한다.
  4. 필름선량계와 달리 선량 정보가 소실되지 않고 반복판독이 가능하다.
(정답률: 71%)
  • 열형광 선량계(TLD)는 가열 시 빛을 방출하는 성질을 이용하며, 판독 과정에서 함정에 갇혀 있던 전자가 방출되면서 저장된 정보가 소멸되는 파괴적 판독 방식입니다. 따라서 선량 정보가 소실되지 않고 반복 판독이 가능하다는 설명은 틀린 내용입니다.
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83. Cs137에서 방출되는 0.662MeV 감마선에 의한 Compton Edge의 에너지는?

  1. 0.426
  2. 0.478
  3. 0.511
  4. 0.662
(정답률: 47%)
  • 컴프턴 산란에서 산란 전자가 가질 수 있는 최대 에너지인 컴프턴 에지(Compton Edge)를 구하는 문제입니다.
    ① [기본 공식] $E_{max} = E_{\gamma} ( 1 - \frac{1}{1 + \frac{2E_{\gamma}}{m_0 c^2}} )$
    ② [숫자 대입] $E_{max} = 0.662 ( 1 - \frac{1}{1 + \frac{2 \times 0.662}{0.511}} )$
    ③ [최종 결과] $E_{max} = 0.478$
    따라서 컴프턴 에지의 에너지는 $0.478\text{ MeV}$입니다.
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84. 콘크리트에 대한 1MeV 감마선의 선형감쇠계수가 0.12㎝-1이라고 가정할 경우 반가층은?

  1. 5.8cm
  2. 7.4cm
  3. 10.2cm
  4. 13.3cm
(정답률: 48%)
  • 선형감쇠계수를 이용하여 방사선 강도가 절반으로 줄어드는 두께인 반가층을 계산합니다.
    ① [기본 공식] $HVL = \frac{0.693}{\mu}$
    ② [숫자 대입] $HVL = \frac{0.693}{0.12}$
    ③ [최종 결과] $HVL = 5.775$
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85. 베르고니 트리본듀 법칙은 세포의 증식활동 및 분화정도에 따른 방사선 피폭선량과 방사선 감수성의 관계를 설명한 법칙이다. 다음 설명 중 틀린 것은?

  1. 대사율이 높은 세포가 방사선에 더 민감하다.
  2. 세포가 성장할수록 방사선에 강해진다.
  3. 세포분열이 빈번한 조직은 방사선에 민감하다.
  4. 줄기세포는 방사선에 강하다.
(정답률: 76%)
  • 베르고니-트리본듀 법칙에 따르면 세포의 분화 정도가 낮고(미분화), 분열 빈도가 높을수록 방사선 감수성이 큽니다. 줄기세포는 미분화 상태이며 분열이 활발하므로 방사선에 매우 민감합니다.

    오답 노트
    대사율이 높을수록 민감함
    성장(분화)할수록 감수성이 낮아져 강해짐
    세포분열이 빈번할수록 민감함
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86. 내부피폭에 대한 다음의 설명 중 틀린 것은?

  1. 방어원칙은 격납, 희석, 차단이다.
  2. 선량계측에서 등가선량 또는 유효선량을 평가하기 위해 직접 사용할 수 있는 실용량이 정의되어 있다.
  3. 선원장기에서 방출된 에너지가 특정 표적조직에 흡수되는 비율을 흡수분율이라고 한다.
  4. 섭취량을 알 경우 선량환산계수를 활용하여 에탁유효선량을 평가할 수 있다.
(정답률: 38%)
  • 내부피폭의 선량 평가 시 등가선량이나 유효선량을 직접적으로 측정할 수 있는 실용량은 정의되어 있지 않으며, 섭취량과 선량환산계수를 이용해 간접적으로 평가합니다.

    오답 노트
    방어원칙은 격납, 희석, 차단이 맞음
    흡수분율은 선원장기에서 표적조직으로 흡수되는 에너지 비율이 맞음
    선량환산계수를 통해 에탁유효선량 평가가 가능함
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87. 다음 입자 중 방사선 가중치 값이 가장 높은 것은?

  1. 10MeV 전자
  2. 2MeV 감마선
  3. 30MeV 양자
  4. 5MeV 알파입자
(정답률: 78%)
  • 방사선 가중치($w_R$)는 입자의 생물학적 위험도를 나타내며, 전하량이 크고 질량이 무거운 입자일수록 값이 높습니다. 전자와 감마선(광자)의 가중치는 $1$이지만, 알파입자의 가중치는 $20$으로 매우 높습니다.
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88. 다음 중 반도체 검출기를 이용하여 방사선을 계측할 때, 검출기 내에서 실제로 계측에 필요한 반응이 이루어지는 영역은?

  1. 충만대
  2. 전도대
  3. 공핍층
  4. 전하 포획영역
(정답률: 62%)
  • 반도체 검출기에서 외부 전압을 인가하면 전하 운반자가 없는 영역인 공핍층이 형성됩니다. 방사선이 이 공핍층 내에서 상호작용하여 전자-정공 쌍을 생성해야만 전기적 신호로 계측될 수 있습니다.
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89. 유도 공기중농도(DAC) 계산에 있어 기준이 되는 방사선 작업종사자의 연간 작업 시간은?

  1. 1,800 시간
  2. 2,000 시간
  3. 2,200 시간
  4. 2,400 시간
(정답률: 68%)
  • 유도 공기중농도(DAC)는 방사선 작업종사자가 1년 동안 작업 시간 내내 해당 농도의 공기를 호흡했을 때 연간 선량한도에 도달하는 농도를 말하며, 이때 기준이 되는 연간 작업 시간은 $2,000$ 시간입니다.
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90. 엑스선 또는 감마선을 차폐하고 하는 경우 축적인자를 사용하여 계산 값을 보정해야 할 필요가 있는데 다음 중 가장 관계가 깊은 것은?

  1. 전리화 작용
  2. 얇은 차폐체
  3. 계측기 효율
  4. 콤프톤 산란
(정답률: 68%)
  • 엑스선이나 감마선이 물질을 통과할 때, 콤프톤 산란으로 인해 방향이 굴절된 광자가 검출기에 도달하여 측정값이 실제보다 높게 나타나는 현상이 발생합니다. 이를 보정하기 위해 축적인자(Build-up factor)를 사용합니다.
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91. 용접부위에 대한 비파괴 검사나 방사선 치료 목적으로 널리 활용되는 는 주로 베타붕괴 또는 전자포획을 통해 다른 핵종으로 변환된다. 이 때 의 평균수명은 의 반감기의 몇 배인가?

  1. 1/2
  2. ln2
  3. 1
  4. 1/ln2
(정답률: 66%)
  • 핵종의 평균수명($\tau$)과 반감기($T_{1/2}$) 사이의 관계를 구하는 문제입니다. 평균수명은 붕괴상수의 역수이며, 반감기는 $\ln 2$를 붕괴상수로 나눈 값입니다.
    ① [기본 공식] $\tau = \frac{T_{1/2}}{\ln 2}$
    ② [숫자 대입] $\tau = T_{1/2} \times \frac{1}{\ln 2}$
    ③ [최종 결과] $\frac{1}{\ln 2}$
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92. 방사선 검출기를 이용하여 어느 시료를 5분간 계수한 결과 10,000counts를 얻었다. 이 때 계수율(cpm)과 표준편차를 바르게 나타낸 것은?

  1. 2,000 ± 100
  2. 2,000 ± 20
(정답률: 61%)
  • 계수율은 총 계수치를 측정 시간으로 나눈 값이며, 계수율의 표준편차는 총 계수치의 표준편차($\sqrt{N}$)를 측정 시간으로 나눈 값입니다.
    ① [기본 공식]
    $$\text{cpm} = \frac{N}{t}, \quad \sigma = \frac{\sqrt{N}}{t}$$
    ② [숫자 대입]
    $$\text{cpm} = \frac{10000}{5}, \quad \sigma = \frac{\sqrt{10000}}{5}$$
    ③ [최종 결과]
    $$\text{cpm} = 2000, \quad \sigma = 20$$
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93. 다음 중 절대측정의 대상이 아닌 것은?

  1. 방사성물질의 방사능 결정
  2. 핵분열 당 방출되는 중성자수 측정
  3. 원자로의 한 지점에서 중성자 플럭스 측정
  4. GM계수기에서 플라토우 측정
(정답률: 52%)
  • 절대측정은 표준물질이나 기본 물리 상수를 이용하여 직접 값을 구하는 방식입니다. GM계수기의 플라토우 측정은 전압 변화에 따른 계수율의 변화를 관찰하여 안정적인 동작 영역을 찾는 상대적인 특성 측정에 해당하므로 절대측정 대상이 아닙니다.
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94. 방사선이 인체에 미치는 영향에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 결정적 영향은 증상의 특이성이 있고 심각도가 선량에 비례한다.
  2. 결정적 영향은 선량을 발단선량 이하로 유지하면 방지할 수 있다.
  3. 확률적 영향의 발생확률은 선량에 비례한다.
  4. 방사선 방호 목표는 사회적, 경제적 인자를 합리적으로 고려하여 확률적 영향을 방지함을 목적으로 한다.
(정답률: 59%)
  • 방사선 영향의 특성과 방호 목표에 대한 문제입니다. 확률적 영향은 발생 확률이 선량에 비례하며, 이론적으로 문턱값이 없으므로 완전히 '방지'하는 것이 아니라 '발생 확률을 합리적으로 낮게 유지'하는 것이 방호의 목적입니다.

    오답 노트
    결정적 영향의 심각도: 선량에 비례함
    결정적 영향의 방지: 발단선량 이하로 유지 시 방지 가능
    확률적 영향의 확률: 선량에 비례함
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95. 방사성핵종에 의한 내부피폭 과정에서 다음 각 핵종과 결정장기의 관계가 틀린 것은?

  1. Am : 결장
  2. Cs : 근육(전신)
  3. U : 신장
  4. Pu : 뼈
(정답률: 60%)
  • 방사성핵종이 인체 내로 유입되었을 때 특정 장기에 집중적으로 축적되는 결정장기 관계를 묻는 문제입니다. 아메리슘($Am$)의 주요 결정장기는 뼈와 간이며, 결장은 해당 핵종의 주요 결정장기가 아닙니다.

    오답 노트
    세슘($Cs$): 전신 근육에 고르게 분포
    우라늄($U$): 신장에 축적
    플루토늄($Pu$): 뼈와 간에 축적
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96. 방사선 피폭 시 인체 내 조혈기능 장해로 수개월 내 50%가 사망하는 선량(LD50)은?

  1. 0.75 ~ 1.5Gy
  2. 1 ~ 2Gy
  3. 3 ~ 5Gy
  4. 6 ~ 8Gy
(정답률: 71%)
  • 방사선 피폭 시 조혈기능 장해(골수 증후군)로 인해 적절한 치료 없이 수개월 내에 피폭자의 50%가 사망하는 치사량($LD_{50}$)은 일반적으로 $3 \sim 5\text{Gy}$ 범위입니다.
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97. 방사선 영향 관점에서 선량이 지극히 사소한 경우 규제 합리성 관점에서 대상 행위는 규제면제가 되는데 이 때 적용되는 개인선량과 집단선량의 기준은 각각 얼마인가?

  1. 1μSv/yr, 1man-Sv
  2. 10μSv/yr, 1man-Sv
  3. 20μSv/yr, 10man-Sv
  4. 50μSv/yr, 10man-Sv
(정답률: 69%)
  • 규제 합리성 관점에서 방사선 영향이 지극히 사소하여 규제면제가 적용되는 기준은 국제방사선방호위원회(ICRP)의 권고를 따릅니다.
    개인선량 기준은 연간 $10\mu\text{Sv}$이하, 집단선량 기준은 연간 $1\text{man-Sv}$이하일 때 규제면제 대상으로 간주합니다.
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98. 알파선 측정이 가능한 방사선 검출기로 연결된 것은?

  1. Nal(Tl)-HpGe
  2. CaAs-HgI2
  3. Zns(Ag)-CR39
  4. CdTe-LR115
(정답률: 32%)
  • 알파선은 투과력이 매우 약하므로 표면 검출이나 비적 검출 방식이 적합합니다. $\text{ZnS(Ag)}$는 알파선에 민감한 고체섬광체이며, $\text{CR39}$는 알파 입자가 지나간 흔적을 기록하는 고체 비적 검출기입니다.

    오답 노트
    $\text{NaI(Tl)}$, $\text{HPGe}$, $\text{GaAs}$, $\text{HgI}_2$, $\text{CdTe}$: 주로 엑스선 및 감마선 측정에 사용되는 섬광 또는 반도체 검출기입니다.
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99. 4.26R/hr의 선량률을 10mR/hr로 줄이려고 한다. 방사선의 평균에너지가 0.5MeV이고 차폐체의 질량에너지 흡수계수는 0.14cm2/gr, 밀도는 11.34gr/cm3이다. 이 때 필요한 차폐체의 최소 두께는? (단, 축적인자는 3이다.)

  1. 4.5cm
  2. 5.5cm
  3. 6.5cm
  4. 7.5cm
(정답률: 34%)
  • 방사선 차폐 계산 시 선량 감쇠 공식과 축적인자를 고려하여 필요한 두께를 산출합니다. 선량률 $I = I_0 B e^{-\mu x}$ 공식을 이용하며, 선흡수계수 $\mu$는 질량에너지 흡수계수와 밀도의 곱으로 구합니다.
    ① [기본 공식] $x = \frac{-1}{\mu} \ln(\frac{I}{I_0 B})$
    ② [숫자 대입] $x = \frac{-1}{0.14 \times 11.34} \ln(\frac{10}{4.26 \times 3})$
    ③ [최종 결과] $x = 4.5$
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100. Co60의 1.33MeV 감마선에 대한 HPGe계측기에서의 반치폭(FWHM)은 1.2KeV이었다. 계측기의 분해능은 몇 %인가?

  1. 0.07%
  2. 0.09%
  3. 0.11%
  4. 0.13%
(정답률: 34%)
  • 계측기의 분해능은 측정 에너지에 대한 반치폭의 비율로 계산합니다.
    ① [기본 공식] $\text{Resolution} = \frac{FWHM}{E} \times 100$
    ② [숫자 대입] $\text{Resolution} = \frac{1.2 \text{ keV}}{1330 \text{ keV}} \times 100$
    ③ [최종 결과] $\text{Resolution} = 0.09$
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