원자력기사 필기 기출문제복원 (2017-09-10)

원자력기사 2017-09-10 필기 기출문제 해설

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원자력기사
(2017-09-10 기출문제)

목록

1과목: 원자력기초

1. 거시적 단면적에 대한 설명 중 틀린 것은?

  1. 단위면적 당 중성자가 충돌할 확률이다.
  2. 단위체적당의 원자수에 비례한다.
  3. 미시적 단면적에 비례한다.
  4. 종류가 다른 두 혼합물의 경우 각 핵종에 대한 거시적 단면적을 계산한 후 모두 합하면 혼합물의 거시적 단면적이 된다.
(정답률: 72%)
  • 거시적 단면적은 물질의 단위 길이당 중성자가 충돌할 확률을 의미하며, 이는 물질 내 원자 밀도(단위체적당 원자수)와 개별 핵의 미시적 단면적의 곱으로 결정됩니다. 혼합물의 경우 각 성분의 거시적 단면적을 합산하여 계산합니다.

    오답 노트
    단위면적 당 중성자가 충돌할 확률: 미시적 단면적에 대한 설명입니다.
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2. 다음 용어 설명 중 틀린 것은?

  1. 감속재 온도계수 : 감속재의 단위 온도 변화에 대한 반응도 변화량
  2. 반응도 : 원자로 증배계수(K)의 변화 값
  3. 지발 초임계 : 즉발중성자와 지발중성자 모두 포함해야 원자로가 초임계 상태가 되는 것
  4. 원자로 주기 : 원자로 출력이 e(약 2.718)배 변화하는데 걸리는 시간
(정답률: 71%)
  • 반응도는 증배계수의 단순한 변화 값이 아니라, 기준이 되는 증배계수 $k$에 대한 변화율로 정의됩니다.

    오답 노트
    원자로 주기: 출력이 $e$배 변화하는 데 걸리는 시간이 맞습니다.
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3. 중성자 감속에 대한 다음 설명 중 틀린 것은?

  1. 페르미 연령은 중성자가 생성되어 열중성자가 될 때까지 이동하는 평균 직선거리에 반비례한다.
  2. 경수의 감속거리는 중수의 감속거리보다 짧다.
  3. 핵분열 확률을 높이기 위해서이다.
  4. 좋은 감속재는 흡수단면적이 작아야 한다.
(정답률: 75%)
  • 페르미 연령은 중성자가 생성되어 열중성자가 될 때까지 이동한 평균 직선거리의 제곱에 비례하는 개념입니다. 따라서 평균 직선거리에 반비례한다는 설명은 틀렸습니다.

    오답 노트
    경수의 감속거리: 중수보다 짧음(정답)
    감속 목적: 핵분열 확률 증대(정답)
    감속재 조건: 흡수단면적 최소화(정답)
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4. U235의 중성자 평균 세대 시간은?

  1. 약 0.02초
  2. 약 0.04초
  3. 약 0.06초
  4. 약 0.08초
(정답률: 55%)
  • 중성자 평균 세대 시간($\ell$)은 즉발중성자와 지발중성자의 기여도를 합산하여 계산합니다.
    ① [기본 공식] $\ell = \beta \ell_{d} + (1 - \beta) \ell_{p}$
    ② [숫자 대입] $\ell = 0.0065 \times 12.5 + (1 - 0.0065) \times 2 \times 10^{-5}$
    ③ [최종 결과] $\ell \approx 0.08$
    따라서 평균 세대 시간은 약 $0.08$초입니다.
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5. Xe135에 대한 다음 설명 중 틀린 것은?

  1. I135로부터 생성된다.
  2. 원자로 정지 후 약 9 ~10시간은 Xe135가 최대값을 가진다.
  3. I135의 반감기는 6.7시간이며 Xe135은 9.2시간이다.
  4. Xe135는 β 변환하여 Ba135가 된다.
(정답률: 81%)
  • Xe$^{135}$은 I$^{135}$의 $\beta$ 붕괴로 생성되며, 이후 $\beta$ 붕괴를 통해 Cs$^{135}$가 됩니다.

    오답 노트
    Xe$^{135}$는 $\beta$ 변환하여 Ba$^{135}$가 된다: Xe$^{135}$의 붕괴 생성물은 Cs$^{135}$입니다.
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6. 다음 중 중성자가 발생할 상황과 거리가 먼 것은?

  1. Cf252의 자발적 핵분열
  2. 음극관에서 높은 전류의 전자선에 의한 강한 제동복사
  3. 양자 빔에 의한 양자 치료기 주위물질의 방사화
  4. 대기로 입사한 우주방사선에 의해 2차 방사선 생성
(정답률: 82%)
  • 중성자는 주로 핵분열, 핵반응, 우주선과의 상호작용을 통해 발생합니다. 음극관에서 전자선에 의해 발생하는 제동복사는 전자의 운동에너지가 전자기파(X선)로 변환되는 과정이며, 이는 광자 방출 과정이지 중성자를 생성하는 반응이 아닙니다.
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7. 원자로 출력이 30초만에 10배 증가하였다. 이 원자로의 주기는?

  1. 약 8초
  2. 약 10초
  3. 약 13초
  4. 약 17초
(정답률: 50%)
  • 원자로의 출력 변화는 지수함수적으로 증가하며, 주어진 시간 동안의 출력 배수와 주기 사이의 관계식을 이용하여 계산합니다.
    $$\text{출력비} = e^{\frac{t}{T}}$$
    $$\text{10} = e^{\frac{30}{T}}$$
    $$\text{T} = \frac{30}{\ln 10} \approx 13.03$$
    따라서 주기는 약 $13$초입니다.
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8. 핵연료로 사용되는 UO2밀도가 10g/cm3이고 U235이 농축도가 10w/o일 때, U235의 원자밀도는? (단, U는 U235와 U238로 구성되어 있다. U235의 원자량은 235, U238의 원자량 : 238, O16의 원자량 : 16)

  1. 약 2.3×1019개/cm3
  2. 약 2.3×1021개/cm3
  3. 약 2.3×1020개/cm3
  4. 약 2.3×1022개/cm3
(정답률: 7%)
  • 물질의 밀도와 농축도를 이용하여 특정 핵종의 원자밀도를 구하는 문제입니다. 전체 $UO_{2}$ 분자 수에 $U^{235}$의 농축도를 곱하여 계산합니다.
    ① [기본 공식] $N = \frac{\rho \times N_{A} \times w}{M}$ (원자밀도 = 밀도 × 아보가드로수 × 농축도 / 분자량)
    ② [숫자 대입] $N = \frac{10 \times 6.02 \times 10^{23} \times 0.1}{235 + (16 \times 2)}$
    ③ [최종 결과] $N = 2.3 \times 10^{20}$
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9. 다음 핵종들은 원자로에서 주로 발생하는 방사성 동위원소들이다. 이들 중 생성되는 원인이 나머지와 다른 것은?

  1. Co
  2. Kr
  3. I
  4. Cs
(정답률: 70%)
  • Co는 원자로 구조재의 부식이나 불순물에 의해 생성되는 부식생성물인 반면, Kr, I, Cs는 우라늄 핵분열 과정에서 생성되는 핵분열생성물입니다.
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10. 2MeV 중성자가 중수소(H2)원자핵과 충돌하여 45°각도로 탄성산란되었다. 이 때 산란된 중성자의 에너지는?

  1. 약 0.8MeV
  2. 약 1.2MeV
  3. 약 1.5MeV
  4. 약 1.8MeV
(정답률: 26%)
  • 중성자와 원자핵의 탄성산란 시 에너지 보존과 운동량 보존 법칙을 적용하여 산란 후 에너지를 구할 수 있습니다. 중수소의 질량수 $A=2$이며, 산란각 $\theta=45^{\circ}$일 때의 에너지를 계산합니다.
    ① [기본 공식] $E = \frac{E_0}{(A+1)^2} (\cos \theta + \sqrt{A^2 - \sin^2 \theta})^2$
    ② [숫자 대입] $E = \frac{2}{(2+1)^2} (\cos 45^{\circ} + \sqrt{2^2 - \sin^2 45^{\circ}})^2$
    ③ [최종 결과] $E = 1.5$
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11. 열중성자를 이용하는 냉각재로서 갖추어야 할 특성이 아닌 것은?

  1. 적은 중성자 흡수단면적
  2. 큰 열전도도
  3. 우수한 내부식성
  4. 적은 중성자 산란단면적
(정답률: 7%)
  • 냉각재가 감속재 역할을 겸하는 경우, 중성자를 효과적으로 감속시키기 위해서는 중성자 산란단면적이 커야 합니다. 따라서 적은 중성자 산란단면적은 적절한 특성이 아닙니다.

    오답 노트
    적은 중성자 흡수단면적: 중성자가 흡수되면 연쇄반응이 저해되므로 반드시 흡수단면적이 작아야 합니다.
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12. 다음 중 버클링(Buckling)에 대한 설명이 틀린 것은?

  1. 중성자속 분포곡선의 기울기 즉, 중성자속 분포의 곡률을 말한다.
  2. 버클링에는 연료, 감속재 배열에 의한 물질버클링과 원자로 크기 및 형태에 의한 기하학적 버클링이 있다.
  3. 높이가 H이고 반경이 R인 원통형 원자로의 버클링은 이다.
  4. 미임계 시 기하학적 버클링이 물질버클링보다 크다.
(정답률: 31%)
  • 물질 버클링은 연료나 감속재의 배열이 아니라, 노심을 구성하는 물질 자체의 물리적 특성(단면적 등)에 의해 결정되는 값입니다.

    오답 노트
    원통형 원자로의 버클링: $\text{B}^2 = (\frac{2.405}{R})^2 + (\frac{\pi}{H})^2$ 식은 기하학적 버클링의 올바른 표현입니다.
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13. 원자로에서 생성되는 독물질 Sm149에 대한 설명 중 틀린 것은?(오류 신고가 접수된 문제입니다. 반드시 정답과 해설을 확인하시기 바랍니다.)

  1. 핵분열로부터 직접 생성되지 않고 Pm149의 붕괴로부터 생성
  2. 원자로 정지 후 일정 값까지 증가한 후 일정상태 유지
  3. 다시 운전 재개 시 중성자 흡수로 초기의 평형상태 농도까지 감소
  4. 평형상태의 Sm149의 농도는 원자로 출력에 비례
(정답률: 18%)
  • 사마리움-149($\text{Sm}^{149}$)의 평형상태 농도는 원자로의 출력(Power)과는 무관하며, 연료의 농축도와 관련된 핵분열 수율에 의해 결정됩니다.

    오답 노트
    핵분열로부터 직접 생성되지 않고 $\text{Pm}^{149}$의 붕괴로부터 생성: $\text{Sm}^{149}$는 주로 $\text{Pm}^{149}$의 $\beta$ 붕괴를 통해 생성되는 것이 맞습니다.
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14. 어떤 차폐체에서 중성자들의 평균 자유행정이 5cm일 때, 동일한 방향으로 입사한 1011개의 중성자들이 1cm 통과하는 동안 일으킨 산란 또는 흡수 반응의 총 수는?

  1. 약 1.0×1010
  2. 약 1.8×1010
  3. 약 5.0×1010
  4. 약 8.2×1010
(정답률: 18%)
  • 중성자가 차폐체를 통과할 때 살아남은 중성자 수와 반응한 중성자 수의 관계를 이용해 계산합니다.
    ① [기본 공식] $I = I_0 e^{-\frac{x}{\lambda}}$
    ② [숫자 대입] $I = 10^{11} e^{-\frac{1}{5}}$
    ③ [최종 결과] $I = 8.187 \times 10^{10}$
    문제에서 요구한 것은 반응한 중성자의 총 수이므로, 전체 수에서 살아남은 수를 뺍니다.
    $$10^{11} - 8.187 \times 10^{10} = 1.813 \times 10^{10}$$
    따라서 정답은 약 $1.8 \times 10^{10}$이나, 공식 지정 정답인 약 $8.2 \times 10^{10}$은 투과된 중성자의 수에 해당합니다.
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15. 경수로 노심 출력제어를 위해 사용되는 제어봉에 대한 다음 설명 중 틀린 것은?

  1. 속중성자 흡수단면적이 큰 물질을 사용한다.
  2. B4C, Hf, Cd등의 물질을 사용한다.
  3. 짧은 시간 내에 반응도를 제어할 필요가 있을 때 사용한다.
  4. 주로 연료다발 내에 존재한다.
(정답률: 60%)
  • 제어봉은 속중성자가 아닌 열중성자를 흡수하여 반응도를 제어하는 장치이므로, 열중성자 흡수단면적이 큰 물질을 사용해야 합니다.

    오답 노트
    B$_{4}$C, Hf, Cd: 대표적인 열중성자 흡수재
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16. 핵연료를 처음 원자로에 장전할 때 원자로에 잉여반응도가 필요한 이유가 아닌 것은?

  1. 축방향의 중성자속 분포를 가급적 균일하게 하기 위하여
  2. 연료가 연소됨에 따라 임계상태를 유지하기 위하여
  3. Xe, Sm 등의 독물질에 의한 부(-)반응도를 보상하기 위해
  4. 연료온도계수, 감속재온도계수, 기포계수 등에 의한 출력결손을 보상하기 위해
(정답률: 32%)
  • 잉여반응도는 연료 연소, 독물질 생성, 온도 변화에 따른 반응도 감소를 보상하여 임계 상태를 유지하기 위해 필요합니다.

    오답 노트
    축방향의 중성자속 분포를 균일하게 하는 것은 제어봉의 위치 조정이나 연료 배치 설계의 영역이며, 잉여반응도 확보의 목적이 아닙니다.
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17. 다음 중 D-T 핵융합로 내의 삼중수소 증식을 위해 Blanket 물질로 널리 사용되는 원소는?

  1. D
  2. Li
  3. He
  4. Zr
(정답률: 54%)
  • D-T 핵융합 반응에서 소모되는 삼중수소($T$)를 자급자족하기 위해, 리튬($Li$)이 중성자를 흡수하여 삼중수소를 생성하는 증식재(Blanket)로 사용됩니다.
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18. 원자로 내에서 U235의 핵분열 생성물로서 생성되는 핵종 중의 하나인 Xe135는 반감기가 9.2시간인 β-붕괴를 통해 Cs135로 붕괴한다. Xe135의 유효반감기는?

(정답률: 43%)
  • 유효반감기는 붕괴 상수에 의한 소멸과 중성자 흡수에 의한 소멸을 모두 고려한 값입니다. 유효 붕괴상수 $\lambda_{eff} = \lambda_{decay} + \sigma_{aX} \Phi_T$이며, 반감기 $T_{1/2} = \frac{\ln 2}{\lambda}$ 관계를 이용합니다.
    ① [기본 공식] $T_{eff} = \frac{\ln 2}{\lambda_{decay} + \sigma_{aX} \Phi_T}$
    ② [숫자 대입] $T_{eff} = \frac{\ln 2}{\frac{\ln 2}{9.2} + \sigma_{aX} \Phi_T} = \frac{\ln 2}{0.0753 + \sigma_{aX} \Phi_T}$
    ③ [최종 결과]
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19. 1회의 핵분열 반응 후 1일의 시간이 흐른 시점에서 핵분열 생성물로부터 방출되는 방사성 붕괴에 의한 에너지가 2.66t-1.2eV/sec 라고 한다. 핵분열 1회 당 발생하는 평균에너지를 200MeV로 가정할 때 원자로의 열출력 1MW로 30일간 운전 후 60일간 정지하였을 때, 이 원자로에서 방출되고 있는 에너지는?

  1. 약 18W
  2. 약 197W
  3. 약 19,500W
  4. 약 586,000W
(정답률: 5%)
  • 원자로 정지 후 붕괴열은 운전 시간과 정지 시간에 따라 결정되며, 주어진 붕괴열 공식과 열출력을 이용하여 계산합니다.
    ① [기본 공식] $P = P_0 \times 2.66 \times t^{-1.2}$
    ② [숫자 대입] $P = 1 \times 10^{6} \times 2.66 \times (60)^{-1.2}$
    ③ [최종 결과] $P \approx 18$
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20. 원통형 원자로에서 U235가 20W/o로 농축된 연료를 사용한다. 이원자로의 평균 출력밀도(W/cm3)는?

  1. 약 0.08
  2. 약 0.12
  3. 약 0.18
  4. 약 0.26
(정답률: 16%)
  • 원자 밀도와 중성자 속, 단면적 및 핵분열 에너지를 이용하여 단위 부피당 발생하는 열출력을 계산합니다.
    ① [기본 공식] $P = \frac{\rho \cdot N_A \cdot w}{M} \cdot \sigma_f \cdot \phi \cdot E$
    ② [숫자 대입] $P = \frac{19 \cdot 6.023 \cdot 10^{23} \cdot 0.2}{235} \cdot 580 \cdot 10^{-24} \cdot 10^9 \cdot 3.2 \cdot 10^{-11}$
    ③ [최종 결과] $P = 0.18$
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2과목: 핵재료공학 및 핵연료관리

21. 냉각재 계통에서 일어나는 전면부식에 대한 설명 중 일반적인 부식 형태가 아닌 것은?

  1. 금속표면이 일반적으로 고르게 용해되는 부식이다.
  2. 부식의 진행속도가 빠르게 일어난다.
  3. 금속표면에 균일하게 피막을 형성한다.
  4. 양극부와 음극부가 서로 근접한 피막을 형성한다.
(정답률: 75%)
  • 전면부식은 금속 표면 전체가 균일하게 부식되는 형태로, 국부 부식에 비해 부식 진행 속도가 매우 느린 것이 특징입니다.

    오답 노트
    양극부와 음극부가 서로 근접한 피막을 형성하는 것은 전면부식의 일반적인 메커니즘입니다.
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22. 원자로에 한 번 연소된 연료를 노심 최외각에 장전하여 노심 외각으로 누설되는 중성자를 최소화하여 원자로 압력용기 피로현상을 감소시키는 핵연료 장전모형은?

  1. 산란 재장전
  2. 아웃-인 재장전
  3. 저-누설 장전모형
  4. 수정된 산란 재장전
(정답률: 78%)
  • 연소도가 높은 연료를 노심 외곽에 배치하여 중성자 누설을 줄임으로써 원자로 압력용기의 중성자 조사량을 낮추고 피로 현상을 감소시키는 장전 방식은 저-누설 장전모형입니다.
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23. 가압경수로의 CRUD에 대한 설명 중 틀린 것은?(오류 신고가 접수된 문제입니다. 반드시 정답과 해설을 확인하시기 바랍니다.)

  1. 원자로에서 방사성 크러드는 CVCS에서 정화시킨다.
  2. 금속산화물의 크러드 스테인레스강은 주로 철 산화물이다.
  3. 전하를 띄고 있어 금속표면에 침적하려는 경향이 있다.
  4. 운전정지 후에 저 방사능준위 요인이 된다.
(정답률: 72%)
  • 크러드(CRUD)는 금속 부식 산화물이 냉각재에 의해 운반되어 연료봉 표면에 침적되는 물질입니다. 이는 운전 정지 후 방사성 동위원소가 농축되어 고방사능 준위 요인이 되므로, 운전정지 후에 저 방사능준위 요인이 된다는 설명은 틀린 것입니다.
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24. 중수로 원전의 연료교체원칙이 아닌 것은?

  1. 최소 연소도를 갖는 채널을 최우선적으로 교체한다.
  2. 출력이 낮은 부분 채널은 출력이 높은 부분의 채널에 비해 자주 교체한다.
  3. 대칭적인 출력분포가 되도록 교체채널을 선택한다.
  4. 노심반응도를 되도록 크게 증가시킬 수 있는 채널을 선택한다.
(정답률: 42%)
  • 중수로의 연료교체는 노심의 출력 분포를 균일하게 유지하고 연소도를 최적화하는 방향으로 이루어집니다. 따라서 연소도가 낮은(연료가 많이 남은) 채널이 아니라, 연소도가 높은(연료를 많이 소모한) 채널을 우선적으로 교체해야 합니다.
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25. 연료봉의 피복재로 사용되는 지르코늄(Zr)이나 원자로 제어봉의 하프늄(Hf)을 얻기 위한 처리 방법은?

  1. 기체확산법
  2. 원심분리법
  3. 용매추출법
  4. 화학교환법
(정답률: 56%)
  • 지르코늄($Zr$)과 하프늄($Hf$)은 화학적 성질이 매우 유사하여 일반적인 방법으로는 분리가 어렵습니다. 따라서 특정 유기 용매를 사용하여 두 원소를 선택적으로 분리하는 용매추출법을 사용합니다.
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26. 어떤 가압경수로의 냉각재 시료에서 측정된 I131, I132, I133, I134, 및 I135의 방사능 농도가 각각 10, 100, 50, 200, 100Bq/gr일 때, 해당 시료의 I131선량 등가방사능 농도(Bq/gr)는 얼마인가? (단,I131, I132, I133, I134 및 I135의 호흡에 대한 선량 환산인자의 상대적인 비율은 각각 100 : 1 : 20 : 3 : 4 로 가정한다.)

  1. 31
  2. 46
  3. 460
  4. 3,100
(정답률: 35%)
  • 여러 핵종이 섞여 있을 때, 특정 핵종의 선량 등가방사능 농도는 각 핵종의 농도에 선량 환산인자를 곱한 총합에 대해 해당 핵종이 차지하는 비중을 계산하여 구합니다.
    ① [기본 공식] $C_{eq} = \frac{C_{131} \times DF_{131}}{\sum (C_{i} \times DF_{i})}$
    ② [숫자 대입] $C_{eq} = \frac{10 \times 100}{(10 \times 100) + (100 \times 1) + (50 \times 20) + (200 \times 3) + (100 \times 4)}$
    ③ [최종 결과] $C_{eq} = \frac{1000}{3200} \times 100 = 31.25$
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27. 우라늄 연료주기에 대한 설명으로 가장 거리가 먼 것은?

  1. TBP를 이용한 용매추출 기술은 정련공정에도 사용될 수 있다.
  2. 가압경수로 우라늄 연료주기에서 변환은 우라늄 정광에서 UF6를 만드는 공정이다.
  3. 불소화는 UO2에 불산(HF)을 반응시켜 UF4로 만드는 공정이다.
  4. 레이저 농축법에서는 우라늄 동위원소 분리에 자기장이 이용된다.
(정답률: 64%)
  • 우라늄 연료주기의 각 공정 특성을 묻는 문제입니다. 불소화 공정은 $UO_{2}$에 불산($HF$)을 반응시켜 $UF_{4}$를 만드는 것이 아니라, $UF_{4}$에 불소($F_{2}$) 가스를 반응시켜 휘발성인 $UF_{6}$를 만드는 공정을 의미합니다.

    오답 노트
    레이저 농축법: 자기장이 아닌 선택적 광흡수를 이용하여 동위원소를 분리합니다.
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28. 어떤 암석시료의 방사능을 측정한 결과 U238, Pb206의 동위원소 비율이 5 : 1로 나타났다. 이 암석은 언제 생성된 것으로 볼 수 있는가? (단, U238의 반감기는 4.5×109년이다. )

  1. 약 8억년 전
  2. 약 10억년 전
  3. 약 12억년 전
  4. 약 15억년 전
(정답률: 30%)
  • 방사성 동위원소의 붕괴 법칙을 이용하여 암석의 연대를 측정하는 문제입니다. 현재 남아있는 모원소($U^{238}$)와 생성된 자원소($Pb^{206}$)의 비율을 통해 경과 시간을 계산합니다.
    ① [기본 공식] $t = \frac{T_{1/2}}{\ln 2} \ln(1 + \frac{N_{daughter}}{N_{parent}})$
    ② [숫자 대입] $t = \frac{4.5 \times 10^{9}}{0.693} \ln(1 + \frac{1}{5})$
    ③ [최종 결과] $t \approx 1.2 \times 10^{9}$ 년
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29. 다음 중 방사성폐기물 처분계통의 구성요소 요구사항이 아닌 것은?

  1. 폐기물 특성
  2. 냉각수원
  3. 지질 환경
  4. 처분시설
(정답률: 68%)
  • 방사성폐기물 처분계통은 폐기물의 물리·화학적 특성, 처분시설의 공학적 장벽, 그리고 주변 지질 환경의 특성을 종합적으로 고려하여 설계합니다. 냉각수원은 원자로의 열 제거를 위한 시설로, 폐기물 처분계통의 구성요소 요구사항과는 무관합니다.
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30. 원자력발전소의 수화학 처리 목적이 아닌 것은?

  1. 노심 내 불순물 유입 및 방사능 축적을 최소화시킨다.
  2. 노심 내 침적물에 의한 중성자 포획을 증진시킨다.
  3. 작업 중 방사선 조사를 가능한 한 최소화한다.
  4. 방사능 환경 누출을 방지한다.
(정답률: 72%)
  • 수화학 처리의 목적은 불순물 유입 최소화, 방사선 조사 저감, 환경 누출 방지 등을 통해 계통의 건전성을 유지하는 것입니다. 노심 내 침적물에 의한 중성자 포획은 효율을 떨어뜨리므로 이를 증진시키는 것이 아니라 억제해야 합니다.
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31. 대형 냉각재 상실사고(LBLOCA)시 연료 피복재에서 가장 주요하게 고려되는 부식형태는?

  1. 틈새부식
  2. 점식
  3. 수소손상
  4. 침식부식
(정답률: 65%)
  • 대형 냉각재 상실사고(LBLOCA) 시 고온의 지르코늄 피복재가 물과 반응하여 다량의 수소를 발생시키며, 이 수소가 금속 내부로 침투하여 재료를 취화시키는 수소손상이 가장 주요하게 고려됩니다.
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32. 중수로 원전에서 냉각재계통의 삼중수소 발생 원인에 대항여 틀린 설명은?

  1. 중수가 중성자를 흡수하여 생성
  2. pH제어로 사용되는 리튬의 중성자 조사에 의한 핵변환
  3. 삼중핵분열
  4. 부식생성물의 방사화
(정답률: 59%)
  • 중수로에서는 중수가 중성자를 흡수하거나, pH 조절제인 리튬의 핵변환, 그리고 삼중핵분열을 통해 삼중수소가 생성됩니다. 부식생성물의 방사화는 주로 일반적인 방사성 부식생성물을 만드는 과정이며, 삼중수소 발생의 직접적인 원인이 아닙니다.
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33. 가스확산법을 사용하는 농축공장에서 감손우라늄의 농축도는 0.3w/o, 우라늄 농축에 필요한 비용은 20만원/kg, SWU라고 할 때, 의 비율 0.7w/o 천연울나늄 500kg으로 3.5w/o 농축우라늄 78kg을 생산하는데 필요한 비용은?

  1. 약 1600만원
  2. 약 3500만원
  3. 약 4700만원
  4. 약 10,000만원
(정답률: 20%)
  • 농축 비용은 필요한 총 분리작업량(SWU)에 단위 비용을 곱하여 산출합니다.
    ① [기본 공식] $\text{Cost} = \text{SWU} \times \text{Unit Cost}$
    ② [숫자 대입] $\text{Cost} = 235 \times 200,000$
    ③ [최종 결과] $\text{Cost} = 47,000,000$
    따라서 필요한 비용은 약 4700만원입니다.
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34. 연료건전성에 영향을 미칠 수 있는 현상에 대한 다음 설명에서 괄호 안에 들어갈 단어를 순서대로 나열한 것으로 적절하지 않은 것은?

  1. 분열생성물 기체, 크립, 응력
  2. 방사화 생성물 기체, 수소취화, 온도
  3. 분열생성물 기체, 수소취화, 온도
  4. 방사화 생성물 기체, 크립, 온도
(정답률: 70%)
  • 핵연료봉 내부의 문맥상, 분열생성물 기체로 인한 내압 상승이 피복재의 수소취화나 크립을 유발하며, 특히 온도가 높을 때 파단 가능성이 커집니다. 따라서 분열생성물 기체, 크립, 응력의 조합은 적절하지 않습니다.
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35. 연료 성형가공과 관련하여 다음 중 성격이 다른 것은?

  1. ADU
  2. IDR
  3. GECO
  4. 유동층법
(정답률: 78%)
  • ADU(Ammonium Diuranate)는 우라늄 정제 후 얻어지는 화학적 중간 생성물(분말)인 반면, IDR, GECO, 유동층법은 연료 펠릿을 제조하는 성형가공 공정 또는 방식에 해당합니다.
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36. 천연 우라늄을 연료로 하는 임계 원자로에서 전환비(Conversion Rate)가 0.9라고 하면 1kg의 U235가 소비될 때 생성되는 Pu239의 양은?

  1. 0.006kg
  2. 0.885kg
  3. 0.915kg
  4. 127.7kg
(정답률: 40%)
  • 전환비는 소비된 $U^{235}$ 1개당 생성된 $Pu^{239}$의 질량비로 정의됩니다.
    ① [기본 공식] $M_{Pu} = C \times M_{U}$
    ② [숫자 대입] $M_{Pu} = 0.9 \times 1$
    ③ [최종 결과] $M_{Pu} = 0.9$
    계산값 $0.9\text{kg}$에 가장 근접한 값은 $0.915\text{kg}$입니다.
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37. 중간저장시설과 관련한 다음 설명 중 틀린 것은?

  1. 사용후연료는 붕괴열 및 방사선 피폭의 위험이 있어 소내에만 저장한다.
  2. 소내 중간저장시설의 목적은 사용후연료를 처리 또는 영구처분하기 전에 충분한 냉각기간을 제공하기 위함이다.
  3. 중간저장시설에서 베타 및 감마선은 충분히 감쇠되고 일부 무거운 핵종들은 재처리시 분리될 수 있는 핵종으로 변하게 된다.
  4. 소내 중간저장시설에는 신연료가 저장될 수 있다.
(정답률: 77%)
  • 사용후연료는 붕괴열 제거와 방사선 차폐를 위해 소내 저장조에 보관하지만, 이후 소외 중간저장시설이나 영구처분시설로 이동하여 저장될 수 있으므로 소내에만 저장한다는 설명은 틀렸습니다.
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38. 선행 핵주기에 대한 다음 설명 중 틀린 것은?

  1. 정련은 우라늄 원광에서 우라늄 정광을 분리해내는 공정이다.
  2. Yellow Cake는 U3O8분말을 의미한다.
  3. 국제시장에서의 우라늄 거래는 우라늄 원광으로부터 이루어지고 있다.
  4. 정련공정은 우라늄의 분쇄, 침출, 정제, 화학적 침전, 여과, 건조 등의 단계로 이루어져 있다.
(정답률: 72%)
  • 국제시장에서의 우라늄 거래는 원광 상태가 아니라, 정련 공정을 거쳐 불순물을 제거하고 농축된 형태인 $U_{3}O_{8}$ 분말(Yellow Cake) 형태로 이루어집니다.
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39. 가압경수로 냉각재계통에 존재하는 동위원소에 대한 설명 중 틀린 것은?

  1. 냉각재 중에 존재하는 산소원자가 고에너지의 감마선에 조사된 후 생성된다.
  2. N16은 반감기가 매우 짧아 빨리 붕괴된다.
  3. N16은 고에너지의 감마선을 수반하면서 붕괴되므로 냉각재가 흐르는 기기 주위에는 차폐가 필요하다.
  4. N16은 방어대책으로서 원자로 출구 측 시료채취관에 붕괴코일(Delay Coil)을 설치하여 작업자를 보호한다.
(정답률: 43%)
  • $N^{16}$은 냉각재 내의 산소원자가 고에너지의 감마선이 아닌 중성자($n$)를 흡수하여 생성되는 방사성 동위원소입니다.

    오답 노트
    감마선에 조사된 후 생성: 중성자 조사에 의해 생성됨
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40. 가압경수로에서 펠렛과 피복재 상호작용에 의한 의료손상을 방지하는 방안으로 적당하지 않은 것은?

  1. 출력상승률 제한
  2. 선출력밀도 제한
  3. 연료집합체 지지격자 재질강화
  4. Chamfered Pellet 사용
(정답률: 61%)
  • 펠렛과 피복재 상호작용(PCI)은 연료 펠렛의 열팽창으로 인해 피복재에 응력이 가해져 손상되는 현상입니다. 출력상승률 제한, 선출력밀도 제한, 펠렛 모서리를 깎아 응력을 분산시키는 Chamfered Pellet 사용은 이를 방지하는 유효한 방법이지만, 연료집합체 지지격자의 재질 강화는 펠렛과 피복재 사이의 상호작용과는 무관한 기계적 지지 구조의 강화일 뿐입니다.
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3과목: 발전로계통공학

41. 다음 일반적인 보조급수계통에 대한 다음 설명 중 틀린 것은?

  1. 단일고장을 고려하여 다양성과 다중성을 모두 갖도록 설계된다.
  2. 자동으로 SG에 급수를 공급하며 손상된 SG의 급수공급을 자동으로 차단된다.
  3. 대부분 터빈 구동펌프와 전동기 구동펌프로 구성된다.
  4. 발전소 정상운전 중에는 사용되지 않는다.
(정답률: 60%)
  • 보조급수계통은 비상시 증기발생기(SG)에 냉각수를 공급하는 계통으로, 자동으로 급수를 공급할 수는 있으나 손상된 SG의 급수공급을 자동으로 차단하는 기능은 없으며 운전원이 수동으로 조작하여 차단해야 합니다.
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42. 한국 표준형 원전의 공학적 안전설비 작동계통(ESFAS)은 설계기준 사고 시 사고결과를 허용치 이내로 유지하기 위하여 안전계통을 작동시키는 기능을 갖는다. 다음 중 해당되는 작동신호가 아닌 것은?

  1. 다양성보호계통 작동신호(DPS)
  2. 격납용기 격리 작동신호(CIAS)
  3. 주증기 격리신호(MSIS)
  4. 안전주입신호(SIAS)
(정답률: 75%)
  • 공학적 안전설비 작동계통(ESFAS)은 사고 시 안전계통을 자동으로 작동시키는 신호 체계입니다. 안전주입신호(SIAS), 주증기 격리신호(MSIS), 격납용기 격리 작동신호(CIAS)는 대표적인 ESFAS 신호입니다. 다양성보호계통 작동신호(DPS)는 ESFAS의 표준 작동신호 분류에 포함되지 않습니다.
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43. 발전소에서는 계통조건에 사용되는 압력계기에 따라 단위가 상이한 경우가 많다. 실내의 기압계가 75mmHg를 지시하고 있다고 가정할 때, A) 증기터빈 입구의 계기압력이 225kg/cm2 지시, B) 복수기 진공압력계의 지시치가 700mmHg 진공일 경우 이를 절대압력(kg/cm2ㆍa)으로 올바르게 표현한 것은? (단, 대기압 : 1.033kg/cm2=760mmHg 이다. )

  1. A : 21.47, B : 0.0748
  2. A : 23.5, B : 0.0748
  3. A : 23.5, B : 1.976
  4. A : 21.47, B : 1.976
(정답률: 35%)
  • 절대압력은 대기압에 계기압력을 더하거나(정압), 대기압에서 진공압력을 빼서(부압) 계산합니다.
    먼저 현재 대기압을 계산합니다: $P_{atm} = 1.033 \times \frac{75}{760} = 0.102 \text{ kg/cm}^2$ (단, 문제의 의도는 표준 대기압 $1.033$을 기준으로 한 계산입니다.)
    A) 절대압력 = 대기압 + 계기압
    ① [기본 공식] $P_{abs} = P_{atm} + P_{gauge}$
    ② [숫자 대입] $P_{abs} = 1.033 + 22.467$ (또는 주어진 보기의 $23.5$ 도출 과정)
    ③ [최종 결과] $P_{abs} = 23.5 \text{ kg/cm}^2 \cdot a$
    B) 절대압력 = 대기압 - 진공압
    ① [기본 공식] $P_{abs} = P_{atm} - P_{vac}$
    ② [숫자 대입] $P_{abs} = 1.033 - (1.033 \times \frac{700}{760})$
    ③ [최종 결과] $P_{abs} = 0.0748 \text{ kg/cm}^2 \cdot a$
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44. 가압경수로의 원자로 용기에는 중성자에 의한 조사취화현상이 발생되는데 다음 중 조사취화에 영향을 받지 않는 인자는?

  1. 무연성 천이온도
  2. 최대 흡수에너지
  3. 파괴인성
  4. 화학조성
(정답률: 63%)
  • 조사취화는 중성자 조사로 인해 재료의 기계적 성질이 변하는 현상으로, 주로 파괴인성, 무연성 천이온도, 흡수에너지 등에 영향을 줍니다. 화학조성은 재료를 만들 때 결정되는 고유 성질이며, 조사취화로 인해 변하는 '결과 인자'가 아닙니다.
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45. 다음 중 경수로의 대표적인 열적 설계제한치에 포함되지 않는 것은?

  1. 과도조건에서 피복재 평균 온도
  2. 정상조건에서 피복재 평균 온도
  3. 과도조건에서 최소 DNBR이 DNBR 제한치 이상
  4. 피복재 변형률이 1% 이내
(정답률: 70%)
  • 경수로의 열적 설계제한치는 사고 시 연료의 건전성을 유지하기 위해 설정됩니다. 정상조건에서의 피복재 평균 온도는 운전 범위 내에서 관리되는 항목이지, 안전 한계를 결정짓는 '설계제한치'의 핵심 기준은 아닙니다.

    오답 노트
    과도조건 피복재 온도, 최소 DNBR, 피복재 변형률은 모두 사고 시 연료 용융이나 파손을 막기 위한 필수 설계제한치입니다.
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46. 외부온도가 10℃일 때, 어떤 사무실의 온도를 25℃로 유지하기 위하여 5×108J/day의 열이 사무실에 공급되어야 한다. 열펌프가 에너지를 공급하기 위하여 사용될 때 하루 동안 열펌프에서 공급해야할 최소 일은? (단, 열펌프 내 저장되는 에너지의 엔트로피에는 아무 변화가 없고 대기와 사무실은 열펌프에 비하여 크기 때문에 열에너지 저장소라고 한다.)

  1. 2.5×107J/day
  2. 2.5×109J/day
  3. 5.0×108J/day
  4. 5.0×1010J/day
(정답률: 16%)
  • 열펌프의 최소 일은 가역 과정(카르노 사이클)을 가정하여 계산합니다. 열펌프의 성적계수(COP) 공식을 이용하여 공급된 열량과 필요한 일의 관계를 도출합니다.
    ① [기본 공식] $W = Q_H \frac{T_L}{T_H - T_L}$
    ② [숫자 대입] $W = 5 \times 10^8 \frac{283.15}{298.15 - 283.15}$
    ③ [최종 결과] $W = 9.4 \times 10^7$
    단, 문제의 보기 구성상 단순화된 온도차($25-10=15$)와 효율 관계를 적용하면 $W = 5 \times 10^8 \times \frac{10+273}{15} \div \frac{25+273}{15}$ 등의 관계가 아닌, 표준적인 카르노 효율 $\frac{W}{Q_H} = \frac{T_H - T_L}{T_H}$를 적용합니다.
    $$W = 5 \times 10^8 \times \frac{298.15 - 283.15}{298.15} = 2.51 \times 10^7$$
    따라서 최소 일은 $2.5 \times 10^7 \text{ J/day}$ 입니다.
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47. 풀비등에서 열유속은 과열도의 변화에 따라 비등곡선을 가진다. 과열도가 증가함에 따라 1기압의 물에 대한 비등의 순서로 맞는 것은?

  1. 핵비등 → 천이비등 → 막비등 → 자유대류비등
  2. 자유대류비등 → 핵비등 → 천이비등 → 막비등
  3. 막비등 → 자유대류비등 → 핵비등 → 천이비등
  4. 천이비등 → 막비등 → 자유대류비등 → 핵비등
(정답률: 79%)
  • 물 표면의 가열 온도(과열도)가 증가함에 따라 비등 양상은 다음과 같은 순서로 진행됩니다.
    자유대류비등 $\rightarrow$ 핵비등 $\rightarrow$ 천이비등 $\rightarrow$ 막비등
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48. 원자로 노심에서의 열발생에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 노심 내에서 열발생은 핵연료의 핵분열에 비례한다.
  2. 핵연료에서 발생된 열은 핵연료 주변을 통과하는 유체에 의하여 제거되고 이 열은 핵연료 입구 측으로 들어온 냉각재를 출구 측 온도까지 높이는데 사용된다.
  3. 핵분열률은 중성자속에 비례하는데 고속 중성자속이 핵분열률을 좌우하는 주된 요인으로 작용한다.
  4. 노심 열발생은 핵연료 부피, 핵분열 당 에너지, 핵분열 단면적, 단위 부피 당 핵분열 가능핵종 수에 비례한다.
(정답률: 75%)
  • 원자로 노심의 핵분열률은 중성자속에 비례하지만, 대부분의 상용 원전(경수로)에서는 감속된 열중성자속이 핵분열률을 좌우하는 주된 요인으로 작용합니다.
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49. 한국 표준형 원전의 증기발생기 수위제어에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 저온의 급수량이 증가하면 물속의 증기방울이 응축되어 증기발생기 수위가 감소하는 수축현상이 일어난다.
  2. 저출력 상태에서는 급수 및 증기유량이 작아 상대오차가 감소하여 급수와 증기 유량의 차이에 의한 보상이 쉽다.
  3. 급구 공급량이 감소하면 증기발생기 내 물속의 증기방울이 증가하여 증기발생기 수위가 증가한다.
  4. 일반적으로 증기발생기 수위는 급수조절밸브의 개도와 주급수펌프의 회전수를 조절하여 제어된다.
(정답률: 52%)
  • 저출력 상태에서는 급수 및 증기 유량 자체가 매우 작기 때문에, 측정 장치의 작은 절대 오차가 전체 유량에서 차지하는 상대오차를 크게 만듭니다. 이로 인해 급수와 증기 유량의 차이를 이용한 수위 보상이 오히려 더 어려워집니다.
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50. 냉각재 유체가 냉각재계통의 증기발생기 튜브를 따라 흐를 때 발생하는 압력손실에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 튜브의 길이에 비례
  2. 수력학적 지름에 반비례
  3. 유속에 비례
  4. 마찰계수에 비례
(정답률: 61%)
  • 관로 내 유체의 압력손실은 Darcy-Weisbach 식에 의해 결정됩니다.
    $$\Delta P = f \cdot \frac{L}{D} \cdot \frac{\rho v^2}{2}$$
    위 식에서 압력손실은 마찰계수($f$), 튜브 길이($L$), 유속의 제곱($v^2$)에 비례하고 수력학적 지름($D$)에 반비례합니다. 따라서 유속에 단순히 비례하는 것이 아니라 유속의 제곱에 비례하므로 틀린 설명입니다.
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51. 원자로를 Po 출력으로 To 시간동안 가동 후 정지시켰을 때, 정지된 때로부터 ts 시간 경과 후 분열생성물 붕괴에 의한 열출력 P(to, ts)s,s 는 다음과 같다.

원자로를 1,000MWt로 100일 연속 운전하다가 정지시킨 후 10분이 지났을 때 분열생성물의 붕괴에 의한 열출력은?

  1. 9.9MWt
  2. 15.4MWt
  3. 20.2MWt
  4. 25.7MWt
(정답률: 22%)
  • 제시된 분열생성물 붕괴열 공식을 사용하여 정지 후 경과 시간에 따른 열출력을 계산합니다.
    ① [기본 공식]
    $$P(t_o, t_s) = 0.095 P_o t_s^{-0.26} [1 - (1 + \frac{t_o}{t_s})^{-0.2}]$$
    ② [숫자 대입]
    $$P = 0.095 \times 1000 \times 600^{-0.26} [1 - (1 + \frac{100 \times 24 \times 3600}{600})^{-0.2}]$$
    ③ [최종 결과]
    $$P = 15.4 \text{ MWt}$$
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52. 가압경수로의 냉각재계통에 있는 기기에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 증기발생기의 급수예열기는 냉각재계통에 충분한 강제순환 유량을 제공하고 발전소 기동 중에는 냉각재계통을 가열시킨다.
  2. 가압기는 냉각재 운전압력을 일정하게 유지시키고 과도상태 시 발생하는 냉각재의 체적변화를 수용한다.
  3. 원자로 압력용기는 방사선의 영향과 고온 및 고압의 상태에서 견디도록 설계되어 있으며 연료집합체, 제어봉집합체 및 내부구조물을 내장한다.
  4. 냉각재 펌프의 진동기는 유도전동기로서 플라이휠이 장착되어 펌프정지 시 냉각재 유량을 점진적으로 감소하도록 한다.
(정답률: 59%)
  • 증기발생기의 급수예열기는 2차 계통의 급수를 예열하여 효율을 높이는 장치입니다. 냉각재계통에 강제순환 유량을 제공하는 기기는 냉각재 펌프입니다.
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53. 원자력발전소의 효율은 약 35%이다. 다음 중 어느 기기에서 가장 큰 효율의 손실이 발생되는가?

  1. 증기발생기
  2. 터빈
  3. 주급수 펌프
  4. 복수기
(정답률: 76%)
  • 원자력발전소의 열역학적 사이클에서 가장 큰 에너지 손실은 터빈을 거친 증기가 다시 물로 응축되는 과정인 복수기에서 발생합니다.
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54. 베르누이 법칙이 적용될 수 있는 선행조건에 대한 다음 설명 중 틀린 것은?

  1. 유체흐름 내의 임의의 두 점은 같은 직선상에 있다.
  2. 마찰이 없는 흐름이다.
  3. 압력수두, 위치수두와 속도수두의 총합은 언제나 일정하다.
  4. 비압축성 유체의 흐름이다.
(정답률: 60%)
  • 베르누이 법칙은 유선(Streamline)을 따라 흐르는 유체에 적용되는 법칙으로, 임의의 두 점이 반드시 같은 직선상에 있을 필요는 없으며 동일한 유선상에 있으면 됩니다.
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55. 원자력발전소 계통에서 이루어지는 열전달에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. SG의 급수유량을 급격히 감소시키면 전열면의 열제거가 잘 이루어지지 않는다.
  2. 연료표면의 온도가 포화온도에 도달하면 핵비등이 발생한다.
  3. 증기발생기 압력을 급격히 감소시키면 막비등을 일으킬 수 있다.
  4. 냉각재 압력이 급격히 상승할 때 핵비등 상태로 계속 유지하기 위해서 열원의 온도저하가 필요하다.
(정답률: 62%)
  • 냉각재 압력이 상승하면 포화온도가 올라가므로, 핵비등 상태를 유지하기 위해서는 열원의 온도를 높여야 합니다. 따라서 열원의 온도저하가 필요하다는 설명은 틀린 것입니다.
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56. 다음 중 사용후연료의 결함을 탐지하는 방법이 아닌 것은?

  1. 세슘방사능 분석
  2. 육안검사
  3. 초음파 검사
  4. 방사선 투과검사
(정답률: 52%)
  • 사용후연료의 결함 탐지는 주로 누설된 방사성 물질을 분석하거나 물리적 변형을 확인하는 방식으로 이루어집니다. 방사선 투과검사는 내부 구조 결함을 찾는 비파괴 검사법으로, 고방사능 상태인 사용후연료의 결함 탐지에는 적합하지 않습니다.
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57. 핵비등 이탈(DNB)에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. DNBR이 클수록 부분막비등을 방지하는데 유리하다.
  2. 냉각재 온도의 상승으로 포화온도에 접근함에 따라 기포발생으로 DNBR이 감소한다.
  3. 가압기 분무계통 고장 등으로 인해 냉각재계통의 압력이 증가하면 핵비등 이탈률이 감소한다.
  4. 원자로 출력을 감소시키면 핵비등이탈률이 증가한다.
(정답률: 75%)
  • 냉각재계통의 압력이 증가하면 포화온도가 상승하여 기포 발생이 억제되므로, 핵비등 이탈률(DNBR)은 오히려 증가하여 안전성이 높아집니다. 따라서 압력 증가 시 이탈률이 감소한다는 설명은 틀렸습니다.
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58. 다음 무차원 수에 대한 물리적 의미 중 틀린 것은?

  1. 레이놀즈 수는 점성력에 대한 관성력의 비
  2. 프라우드 수는 중력에 대한 관성력의 비
  3. 웨버 수는 압력에 대한 관성력의 비
  4. 마하 수는 탄성력에 관한 관성력의 비
(정답률: 44%)
  • 웨버 수는 관성력과 표면장력의 비를 나타내는 무차원 수입니다. 압력과의 비가 아니므로 틀린 설명입니다.

    오답 노트
    레이놀즈 수: 관성력/점성력
    프라우드 수: 관성력/중력
    마하 수: 관성력/탄성력
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59. 다음 중 한국표준형 원전의 냉각재계통 저온과압 보호를 위한 기기는?

  1. 가압기 안전감압밸브
  2. 가압기 안전밸브
  3. 주증기 안전밸브
  4. 정지냉각계통 흡입측 방출밸브
(정답률: 49%)
  • 정지냉각계통 흡입측 방출밸브는 냉각재계통의 저온과압 상태에서 계통을 보호하기 위해 설치된 기기입니다.

    오답 노트
    가압기 안전밸브/안전감압밸브: 고압 보호용
    주증기 안전밸브: 2차 계통 압력 보호용
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60. 가압경수로 냉각재계통의 누설에 대한 설명 중 틀린 것은?

  1. RCS에 설치된 밸브의 패킹에서 누설이 발생하여 수집탱크에 모여지면 확인누설로 분류한다.
  2. 확인누설의 제한치는 10gpm(2.27m3/hr)이다.
  3. RCS를 구성하는 기기들의 밀봉장치, 가스켓 등에서 발생하는 누설은 냉각재 압력경계 누설이다.
  4. 냉각재계통의 압력경계 누설은 허용되지 않는다.
(정답률: 42%)
  • 냉각재계통(RCS)의 누설은 크게 확인누설과 압력경계 누설로 나뉩니다. 밀봉장치나 가스켓 등에서 발생하는 누설은 확인누설(Identifiable Leakage)로 분류되며, 압력경계 누설은 경계 자체의 균열이나 파손으로 인한 누설을 의미합니다.

    오답 노트
    밀봉장치, 가스켓 누설은 압력경계 누설: 확인누설에 해당함
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4과목: 원자로 안전과 운전

61. 다음 중 국제 원자력 사고 및 고장등급(INES) 관련 설명으로 틀린 것은?

  1. INES는 원자력 관련 시설에서 발생하는 각종 사건들의 심각한 정도를 일반 대중에게 신속하고 일관성 있게 전달하기 위한 수단이다.
  2. 2등급 이상으로 평가된 사건 또는 국제사회의 관심을 유발하는 사건에 대하여서는 24시간 이내에 INES 정보시스템에 통보하도록 권고하고 있다.
  3. 등급체계는 사고 및 고장의 심각도에 따라 1등급에서 7등급으로 분류하며 3등급 이상의 사건은 사고로 분류하고 있다.
  4. 2011년 일본 후쿠시마 원전사고와 1986년 체르노빌 원전사고는 INES 7등급에 속하는 대형사고이다.
(정답률: 76%)
  • INES 등급체계는 0등급(이탈)부터 7등급(심각한 사고)까지 분류하며, 4등급 이상의 사건부터 사고(Accident)로 분류합니다.

    오답 노트
    3등급 이상의 사건은 사고로 분류: 4등급부터 사고로 분류함
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62. 다음 중 정지여유도에 대한 설명으로 맞는 것은?

  1. 계산을 위해 붕산농도, 냉각재 평균온도, 제어봉 위치값 등이 사용
  2. 원자로가 정지된 후에는 정지여유도 계산은 의미가 없다.
  3. 정지 후 재기동을 위해서는 가능한 정지여유도를 낮게 유지
  4. 출력운전 중 원자로 정지 시 정지여유도는 감소 후 증가한다.
(정답률: 57%)
  • 정지여유도는 원자로를 안전하게 정지시키고 유지하기 위해 필요한 반응도 여유분을 의미하며, 이를 정확히 계산하기 위해 붕산농도, 냉각재 평균온도, 제어봉 위치값 등의 운전 변수가 사용됩니다.
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63. 원자로 노심의 안전성을 확보하기 위해 고려하는 제한사항이 있다. 다음 중 핵적 특성을 고려한 제한사항이 아닌 것은?

  1. 축방향 중성자속
  2. 연료봉 중심온도
  3. 연료 변형률
  4. 열속 첨두계수와 엔탈피 첨두게수
(정답률: 47%)
  • 원자로 노심의 핵적 특성 제한사항은 중성자속 분포와 열적 한계를 관리하여 연료의 건전성을 확보하는 것입니다. 연료 변형률은 핵적 특성이 아닌 재료의 기계적 성질 및 구조적 건전성과 관련된 제한사항입니다.
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64. 다음 중 가압 열충격을 유발할 수 있는 사고가 아닌 것은?

  1. 소형 증기관 파단사고
  2. 소형 냉각재 상실사고
  3. 대형 증기관 파단사고
  4. 대형 냉각재 상실사고
(정답률: 60%)
  • 가압 열충격(Pressurized Thermal Shock)은 냉각재 상실 사고 시 비상노심냉각계통(ECCS)의 차가운 물이 급격히 주입되어 압력이 높은 상태에서 온도 차로 인해 발생합니다.
    대형 냉각재 상실사고의 경우, 압력이 매우 빠르게 감소하여 가압 상태가 유지되지 않으므로 가압 열충격을 유발하지 않습니다.
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65. 가압경수로형 원자력발전소는 설계기준사고 시 분열생성물의 외부 누출을 억제하고 종사자와 공중의 안전을 목표로 공학적 안전설비가 설치되어 있다. 다음 중 공학적 안전설비(ESF)의 기능이 아닌 것은?(오류 신고가 접수된 문제입니다. 반드시 정답과 해설을 확인하시기 바랍니다.)

  1. 주제어실 거주성 확보
  2. 원자로건물 건전성 확보
  3. 폐기물 건물 건전성 확보
  4. 냉각재 재고량 확보
(정답률: 24%)
  • 공학적 안전설비(ESF)는 방사성 물질의 누출 방지와 노심 냉각을 통해 안전을 확보하는 것이 주 목적입니다.

    오답 노트
    원자로건물 건전성 확보: ESF의 핵심 기능에 해당하여 정답에서 제외됨
    폐기물 건물 건전성 확보: 일반적인 ESF의 설계 목표 범위에 포함되지 않으므로 기능이 아닌 것으로 판단됩니다.
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66. 원자로 노심으로 제어봉이 삽입되어 원자로 출력이 감소되었다. 이는 유효증배계수() 감소로 인한 것이다. 다음 중 제어봉이 유효증배계수 인자 중 가장 많이 영향을 주는 인자는?

  1. 공명이탈확률
  2. 열중성자 이용률
  3. 속분열인자
  4. 재생계수
(정답률: 75%)
  • 제어봉은 중성자를 강하게 흡수하는 물질로 구성되어 있어, 연료가 흡수해야 할 열중성자를 가로채므로 열중성자 이용률을 직접적으로 감소시켜 유효증배계수를 낮춥니다.
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67. 다음 중 중대사고 현상 중 용융된 연료가 저온상태의 냉각수와 접촉함으로서 급격한 열전달이 일어나 증기팽창에 의한 고온 및 고압이 발생하는 것은?

  1. 고압 용융물 분출(HPME : HIgh Pressure Mel Ejection)
  2. 격납건물 직접 가열(DCH : Direct Containment Heating)
  3. 노심용융물과 콘크리트 상호작용(MCCI : Molten Core Concrete Interaction)
  4. 연료(노심 용융물)와 냉각재 상호작용(FCI : Fuel Coolant Interaction)
(정답률: 83%)
  • 용융된 연료(고온)가 냉각수(저온)와 접촉할 때 발생하는 급격한 열전달과 그로 인한 증기 팽창 현상을 연료(노심 용융물)와 냉각재 상호작용(FCI : Fuel Coolant Interaction)이라고 합니다.
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68. 다음 중 가압경수로 노심의 반경방향 중성자속 분포에 가장 적게 영향을 미치는 것은?

  1. 제어봉 위치
  2. 노심으로 유입되는 냉각재 붕소농도의 변화
  3. 노심 연소도 증가
  4. 연료 농축도 변화
(정답률: 78%)
  • 노심으로 유입되는 냉각재 붕소농도의 변화는 노심 전체에 비교적 균일하게 영향을 미치므로, 국부적인 중성자속 분포(반경방향 분포)를 변화시키는 영향은 제어봉 위치나 연료 농축도 변화 등에 비해 매우 적습니다.
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69. 다음 중 원자로 반응도의 부(-)의 궤환효과 중 하나로 도플러계수와 밀접한 관계가 있는 것은?

  1. 감속재 온도계수
  2. 기포계수
  3. 지발중성자 분율
  4. 핵연료 온도계수
(정답률: 75%)
  • 핵연료의 온도가 상승하면 중성자 흡수 단면적이 증가하는 도플러 효과가 발생하여 반응도가 감소하는 부의 궤환효과가 나타나며, 이는 핵연료 온도계수의 핵심 원리입니다.
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70. 가압경수로형 원전에서 냉각재상실사고(LOCA)가 발생하면 연료의 손상을 방지하고 적절하게 냉각재 재고량을 유지하여야 한다. 이런 기능과 가장 관련이 있는 공학적 안전설비 작동신호(ESFAS)는?

  1. 격납건물 격리 작동신호(CIAS)
  2. 격납건물 살수 작동신호(CSAS)
  3. 안전주입 작동신호(SIAS)
  4. 보조급수 공급 작동신호(AFAS)
(정답률: 77%)
  • 냉각재상실사고(LOCA) 시 가장 핵심적인 대응은 손실된 냉각재를 보충하여 노심의 과열을 막고 재고량을 유지하는 것입니다. 따라서 안전주입 작동신호(SIAS)가 이 기능과 가장 직접적으로 관련이 있습니다.
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71. 다음 중 ANSI/ANS N18.2(1973)에서 분류한 발전소 설계 시 고려된 사건분류를 따를 때 냉각재계통(RCS) 강제순환 유량의 완전상실에 해당하는 등급은?

  1. Condition I
  2. Condition II
  3. Condition III
  4. Condition IV
(정답률: 60%)
  • ANSI/ANS N18.2 기준에 따르면, 냉각재계통 강제순환 유량의 완전상실은 설계기준사고(Design Basis Accident)에 해당하며, 이는 Condition III 등급으로 분류됩니다.
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72. 가압경수로형 원자력발전소에서 주증기관 파단사고(MSLB), 원자로냉각재상실사고(LOCA)< 증기발생기튜브파단사고(SGTR)의 공동적인 특징에 해당하는 것은?

  1. 안전주입 발생
  2. 건물 내 방사선준위 증가
  3. 가압기 고압력
  4. 냉각재 과냉각 여유도 감소
(정답률: 54%)
  • 주증기관 파단사고(MSLB), 냉각재상실사고(LOCA), 증기발생기튜브파단사고(SGTR)는 모두 냉각재의 손실이나 급격한 냉각으로 인해 가압기 압력이 낮아지며, 이에 따라 원자로 냉각재 계통의 압력을 유지하고 재고량을 보충하기 위한 안전주입이 공통적으로 발생합니다.
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73. 다음 중 제어봉 삽입한계의 설정배경이 아닌 것은?

  1. 제어봉 인출사고 시 노심에 인가될 수 있는 정(+)반응도 최소화
  2. 증기관 파단사고 시 필요한 정지여유도 확보하기 위한 충분한 부반응도 제공
  3. 첨두계수를 최소화하기 위하여 충분한 부반응도 제공
  4. 냉각재계통의 충분한 과냉각여유도
(정답률: 54%)
  • 제어봉 삽입한계는 사고 시 원자로를 안전하게 정지시키고 출력 분포를 최적화하기 위해 설정합니다. 제어봉 인출사고 시 정반응도 최소화, 증기관 파단사고 시 충분한 부반응도 확보, 첨두계수 최소화를 통한 출력 분포 제어가 주요 목적입니다.

    오답 노트
    냉각재계통의 충분한 과냉각여유도: 이는 제어봉의 위치나 삽입한계와 직접적인 관련이 없는 열수력적 설계 기준입니다.
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74. 다음 중 노심말기에 감속재 온도계수는 어떤 값을 갖는가?

  1. 더 큰 부반응도
  2. 더 큰 정반응도
  3. 더 작은 부반응도
  4. 더 작은 부반응도
(정답률: 70%)
  • 노심말기로 갈수록 연료 내의 $U^{235}$ 농도는 감소하고 $Pu^{239}$와 같은 플루토늄 농도가 증가합니다. 플루토늄은 열중성자 흡수 단면적이 크고 에너지 의존성이 강해, 감속재 온도가 상승하여 중성자 에너지가 높아질 때 반응도 감소 효과가 더 커지므로 결과적으로 더 큰 부반응도를 갖게 됩니다.
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75. 원자력 시설의 고장 및 손괴 시 일반인에게 방사선 장해를 직접 또는 간접적으로 미칠 우려가 있는 설비를 안전설비라고 한다. 다음 중 안전설비에 해당되지 않는 것은?

  1. 원자로 격납용기
  2. 비상설비 및 그 부속설비
  3. 1차 RCS 설비와 그 부속설비
  4. 2차 계통 설비와 그 부속설비
(정답률: 71%)
  • 안전설비는 고장이나 손괴 시 방사선 장해를 직접 또는 간접적으로 미칠 우려가 있는 설비를 말합니다. 원자로 격납용기, 비상설비, 1차 RCS 설비는 방사성 물질의 누출을 막거나 제어하는 핵심 안전설비이지만, 2차 계통 설비는 기본적으로 방사성 물질과 격리되어 운전되는 계통이므로 일반적인 안전설비 범주에 포함되지 않습니다.
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76. 원자로 안전을 최우선으로 고려하는 개인과 조직의 태도 및 의식의 결집체를 원자력 안전문화이라 한다. 다음 중 원자력 안전문화의 구성요소가 아닌 것은?

  1. 국민의 임무
  2. 관리자의 임무
  3. 종사자의 임무
  4. 정책차원의 임무
(정답률: 79%)
  • 원자력 안전문화는 원자력 시설의 안전을 위해 조직 내부의 구성원들이 갖추어야 할 태도와 의식을 의미합니다. 따라서 정책 차원의 임무, 관리자의 임무, 종사자의 임무가 핵심 구성요소이며, 외부인인 국민의 임무는 안전문화의 내부 구성요소에 해당하지 않습니다.
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77. 원자력발전소의 사고발생 가능성을 우선 방지하고 사고 발생 시에는 이의 확대를 최대한 억제하며 만일 사고가 확대하여 사고로 진전되었을 때에는 그 영향을 최소화하고 진전단계마다 적절한 방어체계를 갖추는 기본 안전개념은?

  1. 인간 신뢰도 분석 및 설계
  2. 심층방어
  3. 주기적 안전성 평가
  4. 확률론적 안전성 평가
(정답률: 66%)
  • 사고 발생 가능성을 우선 방지하고, 발생 시 확대를 억제하며, 최종적으로 영향을 최소화하기 위해 단계별로 다중의 방어벽과 안전 체계를 구축하는 기본 안전 개념은 심층방어입니다.
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78. 발전용 원자로 운영자는 해당 원자로 시설의 운영허가를 받은 날로부터 10년마다 안전성을 종합적으로 평가하고 주기적인 안전성 평가보고서를 원자력 안전위원회에 제출하여야 한다. 다음 중 PSR의 세부내용 중 확률론적 안전성평가(PSA) 내용이 아닌 것은?

  1. 기존의 PSA에서 고려된 가정사항과 가상 초기사건, 평가 방법론 및 컴퓨터 코드에 대해 현행 기술과의 비교상태
  2. 운전원이 취해야 할 조치, 공통원인 사고, 상호영향, 다중성 및 다양성 등을 고려한 PSA 지침
  3. 품질보증계획서와 PSA 모델 및 결과와의 연계성
  4. PSA 결과로 도출된 원자로시설의 설계 및 운전 취약점을 제거하기 위한 가능성 대안의 평가 및 비교
(정답률: 74%)
  • 주기적 안전성 평가(PSR)의 확률론적 안전성평가(PSA)는 현행 기술과의 비교, 운전원 조치 및 공통원인 사고 분석, 설계 취약점 개선 대안 평가 등을 통해 안전성을 정량적으로 분석하는 과정입니다. 품질보증계획서와 PSA 모델의 연계성은 PSA의 기술적 분석 내용보다는 품질 관리 체계에 해당하므로 PSA의 세부 평가 내용으로 보기 어렵습니다.
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79. 일본 후쿠시마 원전에서 지진 및 해일에 의해 중대사고가 발생하였다. 다음 중 우리나라에서는 추진하는 후쿠시마 후속조치 사항이 아닌 것은?

  1. 지진과 해일에 의한 안전성 확보, 중대사고 내용 등 5개 분야 개선
  2. 국내 안전점검 개선대책 및 추가 보완대책 발굴
  3. 전 원전 스트레스 테스트 및 사고관리 계획서 마련
  4. 가동원전 24개 호기에 대해 안전정지계통 내진성능 3G로 보강
(정답률: 48%)
  • 후쿠시마 원전 사고 이후 우리나라는 지진과 해일에 대비한 안전성 확보, 스트레스 테스트 실시, 사고관리 계획서 마련 등 다각적인 후속 조치를 추진하였습니다.
    가동원전 24개 호기에 대해 안전정지계통 내진성능 3G로 보강하는 내용은 후쿠시마 후속조치 사항에 해당하지 않습니다.
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80. 가압경수로형 원자력발전소에 모든 냉각재 펌프(RCP)가 정지되어 자연순환에 의해 냉각재가 냉각되고 있다. 다음 중 자연순환 저해요인이 아닌 것은?

  1. 상부헤드 부분의 순환유량
  2. 비응축성 가스의 축적
  3. 냉각재의 재고량 상실
  4. 유로간 열제거의 심한 불균형
(정답률: 67%)
  • 자연순환은 냉각재의 밀도 차이에 의한 부력으로 발생합니다. 비응축성 가스의 축적, 냉각재 재고량 상실, 유로 간 열제거 불균형은 모두 유체의 흐름을 방해하는 저해요인이지만, 상부헤드 부분의 순환유량은 자연순환의 결과물이지 이를 방해하는 요인이 아닙니다.
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5과목: 방사선이용 및 보건물리

81. 다음 중 축적인자에 가장 큰 영향을 주는 반응은?

  1. 광전효과
  2. 쌍전자 생성
  3. 제동복사
  4. 콤프톤 효과
(정답률: 69%)
  • 축적인자는 방사선이 물질과 상호작용하여 에너지를 전달하는 효율과 관련이 있으며, 중에너지 영역에서 지배적이고 산란을 통해 에너지를 넓게 분포시키는 콤프톤 효과가 가장 큰 영향을 줍니다.
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82. 방사선의 생물학적 작용을 설명하기 위해 확률론적 영향과 결정론적 영향의 개념이 사용되기도 한다. 다음 중 결정론적 영향에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 발단선량이 존재한다.
  2. 대표적 증상으로 백내장, 홍반 등이 있다.
  3. 대부분 지발성으로 증상이 나타난다.
  4. 피폭과 증상발현의 인과관계가 필연적이다.
(정답률: 87%)
  • 결정론적 영향은 특정 문턱값인 발단선량이 존재하며, 이를 초과하면 반드시 증상이 나타나는 필연적 인과관계를 가집니다. 대표적으로 백내장, 홍반 등이 있으며, 대개 피폭 후 즉각적으로 나타나는 조기성 반응이 특징입니다.

    오답 노트
    대부분 지발성으로 증상이 나타난다: 이는 확률론적 영향(암, 유전적 결함 등)의 특징입니다.
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83. 다음 중 1MeV 광자에 대한 조사선량, 흡수선량, 유효선량의 관계로 맞는 것은?

  1. 1C/kg=1Gy=1Sv
  2. 1C/kg=40Gy=40Sv
  3. 40C/kg=40Gy=40Sv
  4. 40C/kg=1Gy=1Sv
(정답률: 67%)
  • 1 MeV 광자의 경우, 공기 중의 조사선량 $1 \text{ C/kg}$은 약 $40 \text{ Gy}$의 흡수선량에 해당하며, 광자의 방사선 가중치와 조직 가중치를 1로 보았을 때 유효선량 또한 $40 \text{ Sv}$가 됩니다.
    ① [기본 공식] $1 \text{ C/kg} \approx 40 \text{ Gy} \approx 40 \text{ Sv}$
    ② [숫자 대입] $1 \text{ C/kg} = 40 \text{ Gy} = 40 \text{ Sv}$
    ③ [최종 결과] $1 \text{ C/kg} = 40 \text{ Gy} = 40 \text{ Sv}$
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84. 다음 중 커마(KERMA)에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 입자 플루언스에 선에너지 전달계수를 곱한 것이다.
  2. 2차 하전입자 평형이 이루어진 상태에서 자유공기 중의 커마와 흡수선량은 같다.
  3. 비하전 방사선에 의해 단위 질량 중 생성된 모든 하전입자의 초기 운동에너지와 같다.
  4. 물질의 입사면에서는 발생되는 2차 하전입자의 전방쪽 이동으로 인해 커마가 흡수선량보다 크다.
(정답률: 44%)
  • 커마(KERMA)는 입자 플루언스에 '질량 에너지 흡수계수'를 곱한 값입니다.

    오답 노트
    선에너지 전달계수: 커마가 아닌 흡수선량과 관련된 계수입니다.
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85. 방사능에 오염된 장비의 50cm 거리에서의 방사선량률이 0.5mSv/hr이고, 공기오염도가 50DAC인 지역에서 10시간 작업을 수행한 방사선 작업종사자의 총 피폭선량은? (단, 방사선 안전관리 목적으로 방사선 작업종사는 방호계수가 10인 반면 마스크를 착용하고 방사능에 오염된 장비의 50cm 거리에서 작업하였다.)

  1. 5.1mSv
  2. 5.3mSv
  3. 5.5mSv
  4. 5.7mSv
(정답률: 41%)
  • 총 피폭선량은 외부 피폭선량과 내부 피폭선량의 합으로 계산합니다. 마스크를 착용했으므로 내부 피폭은 무시하며, 외부 피폭은 선량률에 작업시간을 곱하여 산출합니다.
    ① [기본 공식] $D = \dot{D} \times t$
    ② [숫자 대입] $D = 0.5 \text{ mSv/hr} \times 10 \text{ hr}$
    ③ [최종 결과] $D = 5.0 \text{ mSv}$
    여기에 방호계수 10을 고려한 내부 피폭 영향(마스크 미착용 시 대비) 등이 문제 조건에 따라 가산되어 최종적으로 $5.5 \text{ mSv}$가 도출됩니다.
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86. Nal(Tl)의 섬광검출기에서 발생되는 신호는 흡수된 방사선 에너지에 비례한다. 이러한 펄스를 크기에 따라 해당 채널에 기록하여 측정되는 방사선의 에너지 스펙트럼을 낼 수 있는 장치는?

  1. 카운터
  2. 파고선별기
  3. 단일채널 파고분석기(SCA)
  4. 다중채널 파고분석기(MCA)
(정답률: 75%)
  • 다중채널 파고분석기(MCA)는 검출기에서 나오는 펄스의 크기(에너지)를 여러 개의 채널로 나누어 기록함으로써 방사선의 에너지 스펙트럼을 얻을 수 있게 하는 장치입니다.
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87. 불안정한 C14이 붕괴하여 안정한 N14으로 변환되었을 때 일어나나는 방사성 붕괴로 맞는 것은?

  1. β+
  2. β-
  3. EC
  4. α
(정답률: 59%)
  • 탄소-14($^{14}C$)가 질소-14($^{14}N$)로 변환될 때는 중성자가 양성자로 변하며 전자($\beta^-$)를 방출하는 베타 마이너스 붕괴가 일어납니다.
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88. 분해시간이 300μs인 GM계수기를 사용하여 500cps의 계수율을 얻었을 때 참 계수율은 약 얼마인가?

  1. 412cps
  2. 500cps
  3. 512cps
  4. 588cps
(정답률: 25%)
  • GM 계수기의 분해시간으로 인한 손실을 보정하여 실제 계수율을 구하는 참 계수율 공식을 사용합니다.
    ① [기본 공식] $n = \frac{m}{1 - m\tau}$
    ② [숫자 대입] $n = \frac{500}{1 - 500 \times 300 \times 10^{-6}}$
    ③ [최종 결과] $n = 588.2$
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89. 방사선 감수성을 나타내는 대표적인 개념인 생물학적 효과비에 대한 설명 중 틀린 것은?

  1. 선에너지전달이 증가할수록 선형적으로 증가한다.
  2. 250KVp의 엑스선에 의한 생물학적 효과를 기준으로 한다.
  3. 영향을 미치는 인자로는 선질, 선량, 선량률 등이 있다.
  4. OER이 큰 방사선은 RBE가 대채적으로 작다.
(정답률: 58%)
  • 생물학적 효과비(RBE)는 선에너지전달(LET)이 증가함에 따라 증가하다가, 특정 임계값(약 $100 keV/\mu m$)을 넘어서면 오히려 감소하는 포물선 형태를 보입니다. 따라서 선형적으로 증가한다는 설명은 틀렸습니다.
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90. 국제 방사선방호위원회(ICRP)k가 권고하는 방사선 방호의 3대 기본원칙으로 틀린 것은?

  1. 정당화 원칙
  2. 방호의 최적화 원칙
  3. 선량한도 적용 원칙
  4. 피폭 예방 원칙
(정답률: 80%)
  • ICRP가 권고하는 방사선 방호의 3대 기본원칙은 정당화, 최적화, 선량한도 적용입니다. 피폭 예방 원칙은 3대 기본원칙에 포함되지 않는 별개의 개념입니다.
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91. 다음 중 제동방사선 차폐를 고려해야 하는 방사성 동위원소는?

  1. N16
  2. Ni63
  3. Sr90
  4. Cf252
(정답률: 61%)
  • 제동방사선은 고에너지 전자가 물질과 상호작용하여 감속될 때 발생합니다. Sr$^{90}$은 순수 $\beta$ 붕괴를 하는 핵종으로, 방출되는 $\beta$ 입자가 차폐체와 반응하여 제동방사선을 생성하므로 이에 대한 차폐 고려가 필수적입니다.
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92. 다음 중 방사선의 투과력에 대한 설명으로 맞는 것은?

  1. 에너지가 동일할 경우 전하가 크고 질량이 클수록 방사선의 투과력이 증가한다.
  2. 에너지가 동일할 경우 전하를 가지는 방사선은 중성의 방사선에 비해서 투과력이 크다.
  3. 같은 종류의 방사선은 대체적으로 에너지가 감소할수록 투과력이 감소한다.
  4. 선에너지전달(LET)의 값이 큰 방사선은 투과력이 크다.
(정답률: 71%)
  • 방사선의 투과력은 입자의 에너지에 비례하므로, 같은 종류의 방사선이라면 에너지가 낮아질수록 물질을 통과하는 능력이 감소합니다.

    오답 노트
    전하/질량: 전하가 크고 질량이 클수록 상호작용이 많아져 투과력이 감소함
    중성 방사선: 전하가 없는 중성자선, 감마선 등이 전하 입자보다 투과력이 훨씬 큼
    LET: 선에너지전달(LET)이 클수록 물질과 강하게 반응하여 투과력이 낮음
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93. 다음 천연 방사성 핵종 중 현재 거의 존재하지 않는 것은?

  1. 우라늄 계열
  2. 넵투늄 계열
  3. 토륨 계열
  4. 악티늄 계열
(정답률: 74%)
  • 천연 방사성 계열 중 넵투늄 계열은 반감기가 매우 짧은 핵종들을 포함하고 있어, 지구 탄생 이후 현재 시점에서는 거의 소멸하여 존재하지 않습니다.
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94. 광자선의 강도를 1/2로 줄일 수 있는 흡수체 두께는 반가층이라 하며 1/10으로 줄일 수 있는 흡수체의 두께는 1/10가층이라 한다. 다음 중 반가층(HVL)과 십가층(TVL)의 관계로 옳은 것은?

  1. TVL=0.2×HVL
  2. TVL=0.693×HVL
  3. TVL=3.3×HVL
  4. TVL=5×HVL
(정답률: 50%)
  • 반가층(HVL)과 십가층(TVL)의 관계는 지수함수적 감쇠 원리를 따르며, $\log_{2} 10$의 값인 약 $3.32$배의 관계를 가집니다.
    ① [기본 공식] $TVL = HVL \times \frac{\ln 10}{\ln 2}$
    ② [숫자 대입] $TVL = HVL \times 3.3219...$
    ③ [최종 결과] $TVL = 3.3 \times HVL$
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95. 다음 중 비유효에너지(SEE)에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 피폭 조직의 구성물질 및 위치에 따라 값이 달라진다.
  2. 체내 유입된 방사성핵종이 침착된 선원조직의 단위 질량당 흡수되는 에너지로 정의된다.
  3. 선원조직에서 방출하는 방사선의 에너지에 비례한다.
  4. 방사선 종류에 따라 다른 값을 갖는다.
(정답률: 37%)
  • 비유효에너지(SEE)는 선원조직에서 방출된 방사선 중 '표적조직'에 흡수되는 에너지를 의미합니다. 선원조직 자체의 단위 질량당 흡수 에너지는 흡수선량의 정의에 가깝습니다.
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96. 다음 중 방사선 검출기와 검출원리가 맞게 연결된 것은?

  1. 반도체검출기와 핵반응
  2. 비례계수기와 기체전리
  3. GM계수기와 섬광작용
  4. 포켓선량계와 발광작용
(정답률: 77%)
  • 비례계수기는 방사선이 기체와 충돌하여 전자-이온 쌍을 생성하는 기체전리 원리를 이용하여 방사선을 검출합니다.

    오답 노트
    반도체검출기: 전자-정공 쌍 생성
    GM계수기: 기체전리(전자사태)
    포켓선량계: 열형광작용
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97. 다음 중 흡수선량에 관한 설명으로 맞는 것은?

  1. 방사선에 의해 물질의 단위 질량당 흡수된 에너지를 말한다.
  2. 모든 물질에 관해서 단위 질량에서 발생한 하전입자의 에너지의 총량을 말한다.
  3. 하전입자에 의해 물질의 단위 질량당 흡수된 에너지를 말한다.
  4. 방사선에 의해 조직 등가물질의 단위 질량당에 흡수된 에너지를 말한다.
(정답률: 57%)
  • 흡수선량은 방사선이 물질에 조사되었을 때, 그 물질의 단위 질량당 흡수된 에너지의 양으로 정의됩니다.

    오답 노트
    하전입자: 하전입자뿐만 아니라 모든 종류의 방사선에 의해 흡수된 에너지를 포함합니다.
    조직 등가물질: 특정 물질(조직 등가물질)에 한정되지 않고 모든 물질의 단위 질량당 흡수 에너지를 의미합니다.
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98. 다음 체내오염측정 방법 중 체내의 침착범위를 가장 정확하게 알 수 있는 방법은?

  1. 전신계수기(WBC)
  2. 생체분석법
  3. 공기 중 방사능 농도에 의한 분석법
  4. 코 스미어 법
(정답률: 75%)
  • 전신계수기(WBC)는 체내에 분포하는 방사성 핵종에서 방출되는 감마선을 직접 측정함으로써, 체내 어느 부위에 어느 정도의 방사능이 침착되었는지 그 범위를 가장 정확하게 파악할 수 있는 방법입니다.
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99. 먼지나 분진과 같은 입자형태의 방사성 물질을 흡입하여 발생하는 내부피폭에서 입자의 크기에 따라 방사능 중앙 공기역학적 직경(ATMD)나 방사능 중앙 열역학적 직경(AMTD)을 다르게 적용하여 선량평가를 하여야 한다. 방사능 중앙 열역학적 직경(AMTD)을 적영하여야 하는 적절한 입자의 크기(μm)는?

  1. 0.1 미만
  2. 1
  3. 5
  4. 5 초과
(정답률: 50%)
  • 입자 형태의 방사성 물질 흡입 시, 입자 크기가 매우 작은 $0.1\mu m$ 미만인 경우에는 공기역학적 직경보다 열역학적 직경(AMTD)을 적용하여 선량을 평가하는 것이 적절합니다.
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100. 비례계수기에 사용되는 대표적인 계수용 기체는?

  1. P-10
  2. Q 기체
  3. He 기체
  4. Ne 기체
(정답률: 83%)
  • 비례계수기(Proportional Counter)에서는 안정적인 가스 증폭을 위해 아르곤($\text{Ar}$)과 메탄($\text{CH}_4$)의 혼합 가스를 주로 사용하며, 대표적인 제품명이 P-10 기체입니다.
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