원자력기사 필기 기출문제복원 (2021-03-07)

원자력기사
(2021-03-07 기출문제)

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1과목: 원자력기초

1. 삼중수소의 양성자수, 전자수, 중성자 수 및 질량수는?

  1. 1, 1, 2, 3
  2. 1, 2, 1, 3
  3. 2, 1, 1, 3
  4. 2, 2, 2, 3
(정답률: 알수없음)
  • 삼중수소는 수소원자 3개가 결합하여 이루어진 분자이다. 각 수소원자는 양성자 1개와 전자 1개, 중성자 0개를 가지고 있다. 따라서 삼중수소 분자 전체는 양성자 3개, 전자 3개, 중성자 0개를 가지고 있다. 이때 질량수는 양성자 수와 중성자 수의 합인 3+0=3이다. 따라서 정답은 "1, 1, 2, 3"이다.
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2. 210Po의 방사성 붕괴 반응에 대한 설명으로 맞는 것은?

  1. 붕괴하는 것은 핵력이 강한 척력을 가지기 때문이다.
  2. 원자핵 속의 양성자에 대한 중성자의 비율이 너무 높아 에너지 상태가 불안정하여 알파붕괴한다.
  3. 헬륨의 원자핵이 210Po원자핵에 의한 쿨롱 포텐셜 장벽을 투과하는 양자터널 효과를 이용하여 설명할 수 있다.
  4. 원자핵 속의 핵력은 양성자 간의 힘이 중성자와 양성자 간의 힘보다 작다.
(정답률: 알수없음)
  • 정답은 "헬륨의 원자핵이 210Po원자핵에 의한 쿨롱 포텐셜 장벽을 투과하는 양자터널 효과를 이용하여 설명할 수 있다."입니다. 이유는 210Po의 알파 붕괴는 쿨롱 포텐셜 장벽을 넘어서야 하기 때문입니다. 이 장벽은 양성자 간의 전기적인 척력에 의해 발생하는데, 이를 넘어서기 위해서는 알파 입자가 양자 터널링을 통해 장벽을 통과해야 합니다. 이는 양자역학에서 설명되는 현상으로, 입자의 파동성을 고려하여 장벽을 통과할 확률이 존재한다는 것을 의미합니다.
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3. 핵분열 생성물에 대하여 바르게 설명한 것은?

  1. 대표적인 핵분열 생성물인 137Cs, 60Co는 베타붕괴 직후 감마선을 방출하며 안정화 된다.
  2. 90Sr은 감마붕괴하여, 시간이 지남에 다라 90Y과 영속평형 상태에 놓이게 된다.
  3. 3H는 주로 내부피폭에 영향을 미치는 핵종이다.
  4. 핵분열 후 10초부터 1,000시간 사이에 핵분열 당 총 방사능은 핵분열 후 경과시간의 1.2제곱에 반비례하며 감소한다.
(정답률: 알수없음)
  • 정답은 "핵분열 후 10초부터 1,000시간 사이에 핵분열 당 총 방사능은 핵분열 후 경과시간의 1.2제곱에 반비례하며 감소한다." 이다. 이유는 핵분열 생성물은 방사능을 가지고 있으며, 방사능은 시간이 지남에 따라 감소한다. 이때, 핵분열 후 10초부터 1,000시간 사이에는 핵분열 당 총 방사능이 핵분열 후 경과시간의 1.2제곱에 반비례하여 감소한다는 것이 실험적으로 확인되었기 때문이다. 이는 핵분열 생성물의 방사능이 시간이 지남에 따라 천천히 감소하는 것을 의미한다.
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4. 중수소(D)-삼중수소(T) 핵융합 반응으로부터 1MW-day의 열에너지를 얻기 위해 필요한 삼중수소의 양(g)은? (단, 핵융합 반응 한번 당 발생되는 열에너지는 17.6MeV이다. )

  1. 약 0.10
  2. 약 0.15
  3. 약 0.20
  4. 약 0.25
(정답률: 알수없음)
  • 중수소(D)-삼중수소(T) 핵융합 반응에서 1회 반응당 발생하는 열에너지는 17.6MeV이다. 1MW-day는 1일 동안 1MW의 열에너지가 발생하는 양을 의미한다. 1일은 24시간이므로 1시간당 1/24MW의 열에너지가 발생한다. 따라서 1시간 동안 발생하는 핵융합 반응의 수는 다음과 같다.

    1시간 동안 발생하는 열에너지 = 1/24MW = 1,000,000 J/s x 1/24 s = 41,666.7 J
    핵융합 반응 1회당 발생하는 열에너지 = 17.6 MeV x 1.6 x 10^-13 J/MeV = 2.816 x 10^-12 J
    핵융합 반응 1회당 필요한 삼중수소의 양 = 2.816 x 10^-12 J / 41,666.7 J = 6.76 x 10^-17 g
    1MW-day 동안 필요한 삼중수소의 양 = 6.76 x 10^-17 g x 24 x 365 = 5.95 x 10^-15 g
    따라서, 약 0.15g의 삼중수소가 필요하다.
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5. 중성자 감속에 대한 다음 설명 중 옳지 않은 것은?(오류 신고가 접수된 문제입니다. 반드시 정답과 해설을 확인하시기 바랍니다.)

  1. 감속능은 대수적 에너지감쇠율과 거시적 흡수단면적을 곱한 값이다.
  2. 페르미연령이 작은 값을 가진 물질 내에서는 속중성자 누설이 적다.
  3. 탄소는 물보다 감속능이 크지만, 감속비는 더 작다.
  4. 물, 중수, 탄소 중 감속능이 가장 큰 것은 중수이다.
(정답률: 알수없음)
  • "페르미연령이 작은 값을 가진 물질 내에서는 속중성자 누설이 적다."라는 설명은 옳은 설명입니다. 이유는 페르미연령이 작은 물질일수록 중성자와 상호작용하는 입자의 밀도가 높아져서 중성자가 빠르게 에너지를 잃고 감속하기 때문입니다. 따라서 속중성자가 물질 내부에서 누설되는 것이 적어지게 됩니다.
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6. 중성자 누설과 관련된 다음 설명 중 옳지 않은 것은?

  1. 속중성자 비누설확률은 페르미 연령에 의해 결정된다.
  2. 열중성자 비누설확률은 중성자 확산거리에 의해 결정된다.
  3. 이론 상 무한대 원자로의 버클링은 1이다.
  4. 독물질이 증가하면, 열중성자 비누설확률은 증가한다.
(정답률: 알수없음)
  • 이론 상 무한대 원자로의 버클링은 1이 아니다. 버클링은 중성자가 원자핵 주변을 돌아다니면서 일어나는 현상으로, 원자의 크기나 구조에 따라 버클링 확률이 달라진다. 따라서 무한대 원자로의 버클링 확률은 1이 아니며, 이론적으로도 계산하기 어렵다.
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7. 다음 중 핵분열 반응에 의하여 발생 가능한 반응 식은?

(정답률: 알수없음)
  • 정답은 "" 이다.

    이유는 이 반응식이 핵분열 반응식의 일종인 알파 분열 반응식이기 때문이다. 알파 분열은 핵심이 되는 원자핵이 알파 입자를 방출하여 더 작은 원자핵으로 분해되는 반응이다. 이 반응식에서는 우라늄-238 핵이 알파 입자를 방출하여 토륨-234 핵과 헬륨-4 입자가 생성된다.
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8. 다음 중 중수로에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. 가동 중 핵연료를 교체할 수 있다.
  2. 경수로에 비해 열역학적 효율이 좋다.
  3. 감속재와 냉각재가 분리되어 있다.
  4. 경수로에 비해 삼중수소의 발생량이 많다.
(정답률: 알수없음)
  • 경수로에 비해 열역학적 효율이 좋다는 것은 중수로의 냉각재가 물이 아닌 더 높은 열전도율을 가진 물질을 사용하기 때문이다. 이로 인해 냉각재의 온도 상승이 더 적어지고, 냉각재의 유속을 높일 수 있어서 냉각 효율이 더 좋아진다. 따라서 중수로는 경수로에 비해 열역학적 효율이 더 좋다.
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9. 3.232MeV의 에너지를 가진 γ선이 전자쌍생성 반응을 일으킬 때, 발생되는 양전자(Positron)의 최대 운동에너지(MeV)는?(오류 신고가 접수된 문제입니다. 반드시 정답과 해설을 확인하시기 바랍니다.)

  1. 0.511
  2. 1.105
  3. 1.699
  4. 2.21
(정답률: 알수없음)
  • 전자쌍생성 반응에서 γ선의 에너지는 전자와 양전자의 질량에 해당하는 에너지와 운동에너지의 합으로 나누어진다. 따라서 전자와 양전자의 운동에너지는 각각 1.616MeV이다. 하지만 양전자는 전자와 반대 방향으로 발생하므로 운동에너지는 전자와 같지만 총 에너지는 2배가 된다. 따라서 양전자의 최대 운동에너지는 1.105MeV이다.
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10. 다음 중 중성자 반응에 대한 도플러 효과와 가장 관련이 적은 것은?

  1. 감속재온도계수
  2. 핵연료온도계수
  3. 공명이탈확률
  4. 자기차폐효과
(정답률: 알수없음)
  • 중성자 반응과 관련된 것들 중에서는 "감속재온도계수"가 가장 관련이 적습니다. 이는 감속재온도계수가 중성자의 속도와 관련이 있으며, 도플러 효과는 소리나 빛의 주파수 변화와 관련이 있기 때문입니다. 감속재온도계수는 감속재의 온도가 변할 때 중성자의 속도가 어떻게 변하는지를 나타내는 값으로, 핵반응에서 중요한 역할을 합니다.
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11. 핵분열이 없는 매질 내에 등방 중성자 점선원이 존재할 때, 확산 방정식을 통해 계산된 중성자속에 대한 다음 설명 중 맞는 것은?

  1. 중성자속은 중성자 선원으로부터 거리의 제곱에 반비례한다.
  2. 중성자 확산계수(D)가 클수록 중성자속이 크다.
  3. 중성자 확산 면적(L2)은 선원으로부터 중성자가 흡수된곳까지의 직선거리의 평균에 비례한다.
  4. 중성자 흡수단면적이 작을수록 동일 거리에서의 중성자속이 크다.
(정답률: 알수없음)
  • 정답은 "중성자 흡수단면적이 작을수록 동일 거리에서의 중성자속이 크다." 이다.

    중성자 속은 중성자 선원으로부터 거리의 제곱에 반비례하지 않는다. 중성자 속은 중성자의 확산과 흡수에 의해 결정되는데, 중성자의 확산계수(D)가 클수록 중성자속이 크다는 것은 맞지만, 이는 직접적인 원인이 아니다.

    중성자의 확산 면적(L2)은 선원으로부터 중성자가 흡수된 곳까지의 직선거리의 평균에 비례한다. 따라서 중성자 흡수단면적이 작을수록, 즉 중성자가 물질과 상호작용하는 능력이 작을수록, 중성자는 더 멀리까지 확산할 수 있으므로 동일 거리에서의 중성자속이 크다는 것이다.
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12. 농축도가 5w/o인 UO2의 거시적 흡수단면적(∑a)은? (단, UO2의 밀도는 10.5g/cm3, σa(235U)=650b, σa(238U)=3b, σa(O)=0.0003b이다.)

  1. 약 0.235㎝-1
  2. 약 0.8385㎝-1
  3. 약 1.7925㎝-1
  4. 약 3.5245㎝-1
(정답률: 알수없음)
  • ∑a = ρσa = (0.05 x 10.5) x (650 + 3 x 2) + 0.05 x 10.5 x 0.0003 = 3.4275 + 0.001575 = 3.429075

    따라서, ∑a은 약 0.8385㎝-1이다.
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13. 천연우라늄으로 된 10cm 두께의 표적물을 통과한 후, 중성자속이 표적물에 입사할 때의 30%가 되었다. 천연우라늄에 대한 중성자의 평균자유행정거리는? (단, 천연우라늄의 밀도는 19g/cm3이다.)

  1. 약 1.132cm
  2. 약 3.275cm
  3. 약 5.023cm
  4. 약 8.305cm
(정답률: 알수없음)
  • 중성자속이 표적물에 입사할 때의 30%가 되었다는 것은, 중성자가 표적물을 통과할 때마다 약 70%가 표적물을 통과하고, 약 30%가 표적물 내부에서 상호작용을 일으켜 소멸되었다는 것을 의미합니다. 이러한 상호작용은 주로 중성자와 핵간의 충돌로 인해 일어납니다.

    따라서, 중성자의 평균자유행정거리는 표적물 내부에서 상호작용이 일어난 경우의 거리와 관련이 있습니다. 이 거리는 표적물 내부에서 상호작용이 일어난 중성자의 수가 전체 중성자의 수의 1/e(약 37%)가 되는 지점까지의 평균 거리입니다.

    따라서, 중성자의 평균자유행정거리는 다음과 같이 계산할 수 있습니다.

    표적물 내부에서 상호작용이 일어난 중성자의 수 = 전체 중성자의 수 × (1 - 30%) = 전체 중성자의 수 × 0.7

    표적물 내부에서 상호작용이 일어난 중성자의 수가 전체 중성자의 수의 1/e가 되는 지점까지의 거리 = 1 / (표적물 내부에서 상호작용이 일어난 중성자의 수 × 표적물의 밀도)

    따라서, 중성자의 평균자유행정거리는 다음과 같이 계산할 수 있습니다.

    평균자유행정거리 = 1 / (전체 중성자의 수 × 0.7 × 표적물의 밀도) = 1 / (전체 중성자의 수 × 0.7 × 19g/cm^3 × 10cm) = 약 8.305cm

    따라서, 정답은 "약 8.305cm"입니다.
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14. 모든 제어봉이 완전히 삽입된 상태에서 계측기의 계수 값은 100cps를 가르키고 있으며, 유효 증배계수는 0.94로 계산되었다. 정지제어봉을 완전히 인출한 후 계수값은? (단 정지제어봉의 제어봉 가는 0.032(△k/k)이다.)

  1. 약 108cps
  2. 약 194cps
  3. 약 353cps
  4. 약 542cps
(정답률: 알수없음)
  • 유효 증배계수는 0.94이므로, 정지제어봉을 인출하기 전의 중성자 유출량은 100/0.94 ≈ 106.38cps이다. 정지제어봉을 인출하면 제어봉 가감에 따라 중성자 유출량이 변화하게 되는데, 제어봉 가는 0.032(△k/k)이므로 중성자 유출량은 106.38 × (1-0.032) ≈ 102.89cps가 된다. 따라서 계수값은 약 194cps가 된다.
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15. 정상운전 중인 원자로의 핵연료 온도가 50℃감소할 때, 50초의 주기로 원자로의 출력이 증가하는 경우, 투입된 반응도는? (단, λ=0.08s-1, lp=10-4s, βeff=0.007이다.

  1. 5.2×10-4△k/k
  2. 9.8×10-4△k/k
  3. 7.8×10-4△k/k
  4. 1.4×10-3△k/k
(정답률: 알수없음)
  • 주어진 정보를 바탕으로 반응도 공식을 이용하여 계산할 수 있다.

    ΔP/Δt = βeff * ϕ - λ * P

    여기서 ΔP/Δt는 출력의 변화율, βeff는 효과적인 반응률, ϕ는 중성자의 숫자밀도, λ는 붕괴상수, P는 현재 핵연료의 반응도를 나타낸다.

    문제에서는 출력이 증가하므로 ΔP/Δt는 양수이다. 또한, 핵연료의 온도가 50℃감소하므로 ϕ는 변하지 않는다. 따라서 위 식은 다음과 같이 정리된다.

    ΔP/Δt = βeff * ϕ - λ * P = βeff * ϕ - λ * P0 * e-50/lp

    여기서 P0은 핵연료의 초기 반응도이다. 문제에서는 초기 반응도가 주어지지 않았으므로, P0를 1로 가정한다.

    주기가 50초이므로, 50초마다 출력이 증가한다는 것을 의미한다. 따라서 ΔP/Δt는 일정하게 유지되어야 한다. 이를 이용하여 ΔP/Δt를 구할 수 있다.

    ΔP/Δt = ΔP / 50

    따라서, 위 식을 ΔP에 대해 정리하면 다음과 같다.

    ΔP = (βeff * ϕ - λ * P0 * e-50/lp) * 50

    이제 이를 반응도 공식에 대입하여 반응도를 구할 수 있다.

    Δk/k = ΔP / (βeff * ϕ)

    따라서,

    Δk/k = ((βeff * ϕ - λ * P0 * e-50/lp) * 50) / (βeff * ϕ)

    = (βeff * ϕ - λ * P0 * e-50/lp) * 50 / (βeff * ϕ)

    = 50 - 50 * λ * e-50/lp / βeff

    = 50 - 50 * 0.08 * e-50/10-4 / 0.007

    = 1.4 * 10-3

    따라서, 정답은 "1.4×10-3△k/k"이다.
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16. 질소가 중성자와 반응하여 방사성탄소를 생성하는 핵반응 14N(n, p)14C에서 Q값은? (단, 14N, 14C, 1H, 중성자, 양성자, 전자의 질량은 각각 14.003074u, 14.003242u, 1.007825u, 1.008665u, 1.007276u, 5.486×10-4u이며, 1u=931.5MeV/c2이다.)

  1. -1.14MeV
  2. -0.626MeV
  3. 0.626MeV
  4. 1.14MeV
(정답률: 알수없음)
  • Q값은 반응 전후의 질량 차이에서 에너지를 계산한 값이다.

    반응 전의 질량은 14N과 중성자의 질량의 합이고, 반응 후의 질량은 14C와 양성자의 질량의 합이다.

    따라서 질량 차이는 (14.003074u + 1.008665u) - (14.003242u + 1.007825u) = 0.002257u 이다.

    이를 에너지로 환산하면 Q값은 0.002257u x 931.5MeV/c2/u = 2.10MeV 이다.

    하지만 이 반응에서 방출되는 중성자의 운동 에너지가 있으므로, 이를 고려하여 Q값을 다시 계산해야 한다.

    중성자의 운동 에너지는 E = 1/2mv2 = 1/2 x 1.008665u x (2.2x107 m/s)2 = 0.940MeV 이다.

    따라서 실제 Q값은 2.10MeV - 0.940MeV = 1.16MeV 이다.

    하지만 문제에서는 양성자가 생성되므로, 이 양성자의 질량인 1.007276u에 해당하는 에너지를 더해줘야 한다.

    양성자의 질량에 해당하는 에너지는 1.007276u x 931.5MeV/c2/u = 939.6MeV 이다.

    따라서 최종적인 Q값은 1.16MeV + 939.6MeV = 940.76MeV 이다.

    정답은 보기에서 "0.626MeV"이 아니라 "-0.626MeV"이다.
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17. 다음 중 증배계수를 구성하는 인자에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. 재생계수는 노심초기와 노심말기의 값이 다르다.
  2. 속핵분열계수를 정확히 계산하기 위해서는 모든 에너지 영역에서의 단면적을 고려하여 중성자 수송방정식을 풀어야 한다.
  3. 노심말기로 갈수록 공명이탈확률은 감소한다.
  4. 연료에 대한 감속재의 비(Nm/Nf)가 증가하면, 재생계수는 증가한다.
(정답률: 알수없음)
  • "노심말기로 갈수록 공명이탈확률은 감소한다."가 옳지 않은 설명이다. 노심말기로 갈수록 공명이탈확률은 증가한다.

    재생계수는 중성자의 생성과 소멸의 균형을 나타내는 값으로, 한 세대의 중성자가 다음 세대에 몇 개의 중성자를 생성하는지를 나타낸다. 따라서 연료에 대한 감속재의 비(Nm/Nf)가 증가하면, 감속재로 인해 중성자의 에너지가 감소하고, 이로 인해 중성자의 효율적인 생산이 증가하게 되어 재생계수가 증가한다.
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18. 원자로에서 생성되는 독물질에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. 원자로 운전에서 중요하게 고려되는 핵분열 생성 독물질로는 Xe와 Sm이 있다.
  2. Xe 평형 농도는 출력에 정비례한다.
  3. 원자로 정지 후, 제논으로 인해 원자로의 작동불능시간이 존재한다.
  4. 원자로 정지 후, Sm의 농도는 일정시간 동안 증가하다가 일정하게 유지된다.
(정답률: 알수없음)
  • "Xe 평형 농도는 출력에 정비례한다."는 옳은 설명이다. 이는 원자로에서 핵분열이 일어나면 Xe가 생성되고, 일정 시간이 지나면 Xe의 농도가 일정해지는데, 이때 Xe의 농도는 원자로 출력과 비례한다는 것을 의미한다. 즉, 출력이 높을수록 Xe의 농도도 높아지며, 출력이 낮을수록 Xe의 농도도 낮아진다.
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19. 다음 중 원자로의 동특성에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. 중성자 평균수명은 중성자가 생성될 때부터 최종적으로 흡수 또는 누설되기까지 평균적으로 소요되는 시간이다.
  2. 239Pu을 핵연료로 사용하는 원자로는 U235를 사용하는 원자로에 비해 반응도 삽입에 대한 허용한계가 작다.
  3. 원자로의 기동율(SUR)은 원자로 출력의 변화율을 나타내는 지표로써, 분당 출력변화율을 10의 승배 t수(10SUR)형태로 나타낸 것이다.
  4. 원자로 주기는 원자로 출력이 2배 증가 또는 감소하는데 걸리는 시간으로, 주기가 짧을수록 출력 변화가 급격하고 주기가 길수록 출력 변화가 완만하다.
(정답률: 알수없음)
  • "239Pu을 핵연료로 사용하는 원자로는 U235를 사용하는 원자로에 비해 반응도 삽입에 대한 허용한계가 작다."가 옳지 않은 설명이다.

    원자로 주기는 원자로 출력이 2배 증가 또는 감소하는데 걸리는 시간으로, 주기가 짧을수록 출력 변화가 급격하고 주기가 길수록 출력 변화가 완만하다. 이는 원자로의 동특성 중 하나로, 원자로의 제어봉 위치나 핵연료의 양 등에 따라 원자로 출력이 변화할 때, 그 변화 속도를 나타내는 지표이다.

    중성자 평균수명은 중성자가 생성될 때부터 최종적으로 흡수 또는 누설되기까지 평균적으로 소요되는 시간을 나타내는 지표이다. 이는 핵분열 반응에서 중성자가 얼마나 오래 살아남아 반응을 유발할 수 있는지를 결정하는 중요한 요소이다.

    239Pu을 핵연료로 사용하는 원자로는 U235를 사용하는 원자로에 비해 반응도 삽입에 대한 허용한계가 작다는 설명은 옳지 않다. 이는 반응도 삽입에 대한 허용한계와 관련된 내용으로, 239Pu을 핵연료로 사용하는 원자로는 U235를 사용하는 원자로에 비해 반응도 삽입에 대한 허용한계가 크다는 것이 옳은 설명이다.

    원자로의 기동율(SUR)은 원자로 출력의 변화율을 나타내는 지표로써, 분당 출력변화율을 10의 승배 t수(10SUR)형태로 나타낸 것이다. 이는 원자로의 동특성 중 하나로, 원자로 출력이 변화할 때 그 변화율을 나타내는 지표이다.
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20. 핵분열이 일어나지 않는 매질에서 무한 평판형태의 중성자 선원이 다음 그림과 같이 놓여 있을 때, 거리 a만큼 떨어진 점 P에서의 중성자속은? (단, 중성자 확산 거리는 L, 중성자 확산계수 D, 중성자 선원의 세기는S이다.)

(정답률: 알수없음)
  • 중성자는 확산에 의해 무작위로 움직이며, 확산 거리 L과 확산 계수 D는 중성자의 움직임을 결정하는 중요한 요소이다. 중성자 선원에서부터 거리 a만큼 떨어진 점 P에서의 중성자속은 중성자 선원에서부터 P까지의 거리가 L보다 크면 중성자의 수가 지수적으로 감소하기 때문에 거의 없다고 볼 수 있다. 따라서 중성자 선원에서부터 P까지의 거리가 L보다 작은 경우를 고려해야 한다. 중성자 선원에서부터 P까지의 거리가 L보다 작으면 중성자의 수는 거리의 제곱에 반비례하므로, 거리 a에서의 중성자속은 거리 a와 중성자 선원 사이의 거리가 L보다 작은 중성자들이 확산에 의해 도달하는 중성자의 수를 모두 더한 값이 된다. 이 값은 중성자 선원의 세기 S와 거리 a와 중성자 선원 사이의 거리가 L보다 작은 중성자들의 수에 비례하므로, 거리 a에서의 중성자속은 S를 거리 a와 중성자 선원 사이의 거리가 L보다 작은 중성자들의 수로 나눈 값인 이 된다.
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2과목: 핵재료공학 및 핵연료관리

21. 100% 출력으로 운전 중인 원자로가 갑자기 정지되엇을 때, 핵연료의 손상 여부를 확인하는 인자는?

  1. 붕소농도 변화 값
  2. 출력분포 측정 값
  3. 옥소방사능 첨두 값
  4. 축방향 출력편차 값
(정답률: 알수없음)
  • 100% 출력으로 운전 중인 원자로가 갑자기 정지되면, 핵연료의 손상 여부를 확인하기 위해 옥소방사능 첨두 값이 사용됩니다. 이는 핵연료가 손상되면 방사능이 증가하게 되는데, 이때 옥소방사능 첨두 값이 증가하면 핵연료의 손상 여부를 확인할 수 있습니다. 다른 보기들은 핵연료 손상 여부를 확인하는데 사용되지 않는 인자들입니다.
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22. 가압경수로 노냉각재계통 구조물의 부식 생성물 생성률을 억제하기 위해 노냉각재에 주입하는 첨가제가 아닌 것은?

  1. H2
  2. LiOH
  3. N2H4
  4. H3BO3
(정답률: 알수없음)
  • 가압경수로 노냉각재계통 구조물의 부식 생성물 생성률을 억제하기 위해서는 노냉각재에 주입하는 첨가제가 부식 생성물 생성률을 낮추는 성질을 가지고 있어야 한다. 따라서 "H3BO3"가 정답이다. "H2"는 첨가제가 아니며, "LiOH"와 "N2H4"는 부식 생성물 생성률을 낮추는 성질을 가지고 있지 않기 때문이다.
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23. 핵연료 제조 공정에 대한 다음 설명 중 옳지 않은 것은?

  1. 용매추출법, 이온교환법을 이용하여 우라늄 용해액 내의 우라늄을 추출한다.
  2. 우라늄 정광(Yellow Cake)을 정제하는 건식법으로 ADU법, AUC법 등이 있다.
  3. 변환(Conversion) 공정에서 생산된 육불화우라늄(UF6)은 우라늄 농축에 사용한다.
  4. 재변환(Re-Conversion)은 가압중수로 연료제조에는 필요하지 않은 공정이다.
(정답률: 알수없음)
  • "재변환(Re-Conversion)은 가압중수로 연료제조에는 필요하지 않은 공정이다."가 옳지 않은 설명입니다.

    재변환은 사용된 핵연료를 재처리하여 재사용 가능한 우라늄과 플루토늄 등의 핵연료재료를 추출하는 공정입니다. 이는 핵연료의 재활용을 위한 중요한 공정 중 하나이며, 핵연료의 재활용은 자원 절약과 핵폐기물의 양을 줄이는 등의 이점이 있습니다. 따라서 재변환은 연료제조에 필수적인 공정 중 하나입니다.
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24. 국내 운영 중인 가압경수로 핵연료집합체에 관한 설명 중 옳지 않은 것은?

  1. 핵연료봉은 8~13단의 지지격자에 형성된 스프링의 힘으로 지지된다.
  2. 최상단과 최하단의 지지격자에만 냉각재 유동 시 혼합을 돕는 혼합날개가 있다.
  3. 상하단 고정체와 지지격자에 접합된 안내관이 핵연료집합체의 골격을 구성한다.
  4. 상하단 고정체와 연료봉 사이에 틈을 두어 조사성장, 열팽창을 수용하게 된다.
(정답률: 알수없음)
  • "최상단과 최하단의 지지격자에만 냉각재 유동 시 혼합을 돕는 혼합날개가 있다."가 옳지 않은 것이다. 실제로는 핵연료봉의 전체 지지격자에 혼합날개가 있다. 혼합날개는 냉각재 유동 시 핵연료봉 내부의 냉각재와 핵연료가 혼합되어 온도 분포를 균일하게 유지하는 역할을 한다.
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25. 방사성 붕괴계열 중 토륨계열은 에서 안정한 최종 핵종인 로 될 때까지 발생한 알파붕괴와 베타붕괴 횟수는?

  1. 6, 4
  2. 7, 4
  3. 8, 4
  4. 8, 6
(정답률: 알수없음)
  • 토륨-232는 알파 붕괴를 통해 프랑슘-228로 붕괴됩니다. 프랑슘-228은 베타 붕괴를 통해 라돈-228으로 붕괴됩니다. 라돈-228은 알파 붕괴를 통해 라돈-224로 붕괴됩니다. 라돈-224는 알파 붕괴를 통해 폴로늄-220으로 붕괴됩니다. 폴로늄-220은 알파 붕괴를 통해 Pb-216으로 붕괴됩니다. Pb-216은 베타 붕괴를 통해 Bi-216으로 붕괴됩니다. Bi-216은 알파 붕괴를 통해 Tl-212으로 붕괴됩니다. 따라서 알파 붕괴는 6번, 베타 붕괴는 4번 발생합니다. 따라서 정답은 "6, 4"입니다.
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26. 금속우라늄과 이산화우라늄에 대한 설명 중 옳지 않은 것은?

  1. 금속우라늄은 융점 2,850℃, 밀도 19.05g/cm3의 중금속이다.
  2. 금속우라늄은 미세분말은 대기 중 자연산화 연소하므로 기름 속에 보관한다.
  3. 이산화우라늄은 형석형 입방정이며 밀도는 10.96g/cm3이다.
  4. 이산화우라늄은 실온에서 깨지기 쉽고 파괴강도는 기공도와 결정립이 적을수록 크다.
(정답률: 알수없음)
  • "금속우라늄은 미세분말은 대기 중 자연산화 연소하므로 기름 속에 보관한다."가 옳지 않은 설명이다. 금속우라늄은 미세분말이나 가루 형태로 존재할 경우 공기 중에서 산화되어 화재나 폭발 위험이 있으므로, 보관 시에는 기름 속이나 진공 상태로 보관해야 한다.
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27. 국내 경수로 원전의 소내 사용 후 핵연료 저장조에 대한 유효 증배게수 제한치는?

  1. 0.90미만
  2. 0.95미만
  3. 0.98미만
  4. 1.00미만
(정답률: 알수없음)
  • 원전에서 생산된 핵연료는 일정한 시간이 지나면 소모되어 사용할 수 없게 됩니다. 이때, 사용된 핵연료는 핵연료 저장조에 보관됩니다. 이 저장조는 안전한 보관을 위해 일정한 수준의 물로 가득 차 있어야 합니다. 이를 소내 사용 후 핵연료 저장조의 유효 증배게수라고 합니다.

    유효 증배게수가 1.00미만이라는 것은 저장조가 가득 차지 않았다는 것을 의미합니다. 따라서, 안전성을 고려하여 유효 증배게수는 1.00이 되지 않습니다. 그리고 0.90미만이라면 저장조가 너무 적게 채워져 있어서 안전성에 문제가 있을 수 있습니다. 따라서, 유효 증배게수 제한치는 0.95미만으로 설정됩니다. 이는 안전성과 경제성을 고려한 결과입니다.
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28. 가압경수로형 원전의 핵연료 소결체 제작공정과 출력운전 중 1차 냉각재의 화학적인 조건을 각각 나열한 것은?

  1. ①
  2. ②
  3. ③
  4. ④
(정답률: 알수없음)
  • 가압경수로형 원전에서는 핵연료로 우라늄 연료를 사용하며, 이 우라늄 연료는 핵연료 소결체로 제작된다. 핵연료 소결체 제작 공정에서는 우선 우라늄 연료를 가공하여 연료 핵심부에 들어갈 크기와 모양으로 만들어진다. 그리고 이를 소결하여 핵연료 소결체를 만든다.

    출력 운전 중 1차 냉각재의 화학적인 조건은 다음과 같다.

    ① 온도: 290℃ 이하
    ② 압력: 15.5MPa 이하
    ③ pH: 6.2 ~ 7.2
    ④ 산화환원조건: 환원성

    이 중에서 핵연료 소결체 제작 공정과 관련된 것은 없으므로, 정답은 ④이다. 1차 냉각재의 산화환원조건이 환원성이어야 하는 이유는, 핵연료 소결체가 산화되어 핵연료가 손상되는 것을 방지하기 위해서이다.
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29. 원자력발전소 정상운전 중 핵연료 펠렛-피복재 상호작용(PCI)에 의한 핵연료 손상을 억제하는 방안 중 옳지 않은 것은?

  1. 피복재 내부 도포
  2. 출력 상승률 제한
  3. 선출력 밀도 증가
  4. 펠렛밀도 개선
(정답률: 알수없음)
  • 선출력 밀도 증가는 핵연료 손상을 억제하는 방안 중 옳지 않은 것이다. 이는 오히려 핵연료 손상을 증가시킬 수 있기 때문이다. 선출력 밀도는 핵연료가 발생시키는 열의 양을 나타내는데, 이는 핵연료의 온도와 직접적으로 관련이 있다. 따라서 선출력 밀도를 증가시키면 핵연료의 온도가 상승하게 되어 핵연료 손상을 유발할 수 있다. 따라서 핵연료 손상을 억제하기 위해서는 선출력 밀도를 제한하거나 줄이는 방안이 필요하다.
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30. 가압경수로 사용 후 핵연료를 화학적으로 재처리하여 플루토늄(Pu)과 우라늄(U)으로 분류 후 혼합하여 제작한 개량형 연료는?

  1. CANFLEX 연료
  2. DUPIC 연료
  3. TANDEM 연료
  4. MOX 연료
(정답률: 알수없음)
  • 가압경수로 사용한 핵연료를 화학적으로 재처리하여 분리한 플루토늄과 우라늄을 혼합하여 제작한 연료가 TANDEM 연료입니다.
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31. 가압경수로형 원전 수화학 관리기술 중 전휘발성처리(All Volatile Treatment : AVT)에 관한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. 수산화리튬(LiOH)으로 pH를 조절한다.
  2. 2차 계통 수화학 관리기술이다.
  3. 하이드라진으로 용존산소를 제거한다.
  4. 계통에 첨가하는 화합물이 모두 휘발성 물질이다.
(정답률: 알수없음)
  • "수산화리튬(LiOH)으로 pH를 조절한다."는 AVT의 특징 중 하나가 맞지 않습니다. AVT는 전휘발성 물질을 이용하여 수화학적으로 계통을 관리하는 기술로, 하이드라진 등의 화합물을 이용하여 용존산소를 제거하고 pH를 조절합니다. 따라서 "수산화리튬(LiOH)으로 pH를 조절한다."는 옳지 않은 설명입니다.
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32. 붕소중성자포획치료(Boron Neutron Capture Therapy : BNCT)를 이용한 암환자 치료에 관한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. 환자의 체내에 10B을 주입한다.
  2. 암세포에 중성자를 조사한다.
  3. 고에너지 7Be이 생성된다.
  4. 고에너지 알파입자가 생성된다.
(정답률: 알수없음)
  • 고에너지 7Be이 생성되는 것은 옳은 설명이 아니다. BNCT는 환자의 체내에 안전한 수준의 붕소를 주입한 후, 중성자를 조사하여 붕소 원자핵과 중성자가 반응하여 고에너지 알파입자와 리튬 원자핵을 생성한다. 이 과정에서 방사선이 방출되어 암세포를 파괴하는 원리이다.
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33. 어던 방사성 핵종 105Bq이 용존 상태로 존재하는 액체폐기물 1리터를 새 이온교환수지 10g이 장착된 탈염기로 처리하였다. 처리 후 이온교환수지의 총 방사능이 6×104Bq일 때, 해당 탈염기의 제염계수는 얼마인가? (단, 처리과정에서 액체폐기물의 부피는 변하지 않는다고 가정한다.)

  1. 0.4
  2. 1.7
  3. 2.5
  4. 4.0
(정답률: 알수없음)
  • 제염계수는 처리 전 후의 방사능 농도 비율을 나타내는 값이다. 따라서 제염계수는 처리 전의 방사능 농도를 처리 후의 방사능 농도로 나눈 값이다.

    처리 전의 방사능 농도는 105Bq/L이고, 처리 후의 방사능 농도는 6×104Bq/L이다. 따라서 제염계수는 6×104Bq/L ÷ 105Bq/L = 0.6이다.

    하지만 이온교환수지의 총 방사능이 6×104Bq이므로, 이온교환수지가 제거한 방사능의 양은 105Bq - 6×104Bq = 4×104Bq이다. 따라서 제염계수는 4×104Bq/L ÷ 105Bq/L = 0.4이다.

    따라서 정답은 "0.4"이다.
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34. 안정한 표적 물질 A에 중성자를 조사하면, 방사화반응을 통하여 반감기가 5분인 방사성 핵종 B가 생성된다. 표적물질 A에 중성자를 10분 동안 조사하고 이어서 10분 동안 방치한 후 계측했더니 방사성 핵종 B의 방사능이 3MBq로 나타났다. 같은 질량의 새로운 표적물질 A에 중성자를 연속해서 20분 동안 조사한 직후 방사성 핵종 B의 방사능은 얼마인가?

  1. 12MBq
  2. 15MBq
  3. 16MBq
  4. 20MBq
(정답률: 알수없음)
  • 반감기가 5분인 핵종 B의 방사능은 조사 후 10분이 지나면 원래의 절반인 1/2배가 된다. 따라서 10분 후에는 3/2MBq가 되고, 20분 후에는 다시 1/2배가 되어 3/4MBq가 된다.

    새로운 표적물질 A에 중성자를 20분 동안 조사한 직후에는 핵종 B의 양이 처음에 조사한 것의 2배가 되므로, 방사능도 2배가 된다. 따라서 3MBq x 2 = 6MBq가 된다.

    하지만 이어서 10분 동안 방치하면, 핵종 B의 양은 1/2배가 되므로 방사능도 1/2배가 된다. 따라서 6MBq x 1/2 = 3MBq가 된다.

    따라서 정답은 "15MBq"가 아니라 "3MBq"이다.
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35. 사용 후 핵연료 저장시설의 핵임계 안전성 평가에 관한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. 사용후핵연료를 신연료로 가정하는 것이 보수적이다.
  2. 연소도이득을 적용하면, 저장할 수 있는 범위가 늘어날 수 있다.
  3. 연소도이득에서는 핵분열 생성물을 고려할 수 있다.
  4. 연소도이득에서는 방사화생성물을 고려할 수 있다.
(정답률: 알수없음)
  • "연소도이득에서는 방사화생성물을 고려할 수 있다."가 옳지 않은 것이다. 연소도이득은 핵분열 생성물의 방사능을 고려하여 핵연료의 연소 후 남은 방사성 핵종들의 양과 방사능을 계산하여 핵연료의 활용도를 평가하는 방법이다. 따라서 연소도이득에서는 핵분열 생성물만을 고려할 수 있으며, 방사화생성물은 고려할 수 없다.
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36. 가압경수로형 원전에서 주로 사용되는 핵연료 피복관 재료에 관한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. 지르코늄(Zr)에서 하프늄(Hf)을 제거한 후 피복관 재료로 사용한다.
  2. 지르코늄(Zr)은 하프늄(Hf)보다 열중성자 흡수단면적이 크다.
  3. Zircaloy-4는 Zircaloy-2보다 수소흡수현상이 적다.
  4. 수소흡수는 피복관의 연성을 감소시킨다.
(정답률: 알수없음)
  • "지르코늄(Zr)에서 하프늄(Hf)을 제거한 후 피복관 재료로 사용한다."는 옳은 설명이므로, 옳지 않은 것은 아닙니다.

    "지르코늄(Zr)은 하프늄(Hf)보다 열중성자 흡수단면적이 크다."는 옳은 설명입니다. 이는 지르코늄이 하프늄보다 더 많은 열중성자를 흡수하기 때문에, 핵분열 반응에서 발생하는 열을 더 잘 흡수하여 핵연료의 온도 상승을 막을 수 있기 때문입니다.

    "Zircaloy-4는 Zircaloy-2보다 수소흡수현상이 적다."는 옳은 설명입니다. Zircaloy-4는 Zircaloy-2보다 알루미늄과 철의 함량이 적어 수소흡수가 적어지기 때문입니다.

    "수소흡수는 피복관의 연성을 감소시킨다."는 옳은 설명입니다. 수소가 피복관 내부에 흡수되면, 피복관의 연성이 감소하여 파손될 가능성이 높아집니다.
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37. 다음 중 자기장을 이용하여 우라늄 동위원소를 농축하는 공정은?

  1. 기체확산법
  2. 원심분리법
  3. 레이저농축법
  4. 이온교환법
(정답률: 알수없음)
  • 레이저농축법은 자기장을 이용하는 것이 아니라, 레이저를 이용하여 우라늄 동위원소를 농축하는 공정입니다. 레이저를 조절하여 우라늄 동위원소와 다른 원소들의 이온화 에너지 차이를 이용하여 분리하는 방법입니다. 따라서 자기장을 이용하는 기체확산법, 원심분리법, 이온교환법과는 다른 원리를 가지고 있습니다.
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38. 지하매질 내에서 방사성 핵종의 지연계수에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. 지연계수는 1보다 작거나 같다.
  2. 매질의 밀도가 증가하면 지연계수는 증가한다.
  3. 매질의 다공도가 증가하면 지연계수는 감소한다.
  4. 매질에서 방사성핵종의 분배계수가 증가하면 지연계수는 증가한다.
(정답률: 알수없음)
  • "매질에서 방사성핵종의 분배계수가 증가하면 지연계수는 증가한다."가 옳지 않은 설명입니다.

    지연계수는 방사성 핵종이 매질 내에서 이동하는 속도를 나타내는 값으로, 매질의 밀도가 증가하면 지연계수는 증가하고, 매질의 다공도가 증가하면 지연계수는 감소합니다. 이는 매질 내에서 핵종 입자가 이동하는 경로가 복잡해지기 때문입니다. 따라서 지연계수는 1보다 작거나 같습니다.
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39. PUREX 공정의 용매추출과정에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. 유기용매인 TBP를 이용한 용매추출로 U, Pu를 따로 분리한다.
  2. Pu는 Pu(III), Pu(IV)으로 산화된다.
  3. 우라늄은 U(VI)이 U(IV)으로 환원된다.
  4. 환원제를 첨가하면 U은 유기용매 상에 남고 Pu은 수용액 상으로 추출된다.
(정답률: 알수없음)
  • 환원제를 첨가하면 U은 유기용매 상에 남고 Pu은 수용액 상으로 추출된다는 설명이 옳지 않습니다. 실제로는 환원제를 첨가하면 Pu(IV)가 Pu(III)로 환원되어 유기용매 상에 추출되고, U(VI)는 U(IV)로 환원되어 수용액 상에 추출됩니다. 따라서, 옳지 않은 설명은 "환원제를 첨가하면 U은 유기용매 상에 남고 Pu은 수용액 상으로 추출된다." 입니다.
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40. 가압경수로형 원전 1차 냉각재의 삼중수소 재고량을 저감하기 위한 방법으로 옳지 않은 것은?

  1. pH조절제로 7Li화합물을 사용한다.
  2. 핵연료 피폭관의 건전성을 개선한다.
  3. 제어봉 피폭관의 건전성을 개선한다.
  4. 10B이 농축된 붕산을 반응도 조절제로 사용한다.
(정답률: 알수없음)
  • "10B이 농축된 붕산을 반응도 조절제로 사용한다."가 옳지 않은 이유는, 이 방법은 삼중수소 재고량을 저감시키는 방법이 아니라, 제어봉의 움직임을 조절하는데 사용되는 것이기 때문이다.
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3과목: 발전로계통공학

41. 열유체와 관련된 용어 설명 중 옳지 않은 것은?

  1. 정상 유동계 : 질량 또는 에너지 변화가 일어나지 않는 계
  2. 유동에너지 : 계 경계를 통해 유입 또는 유출되는 유체 유동에 의한 에너지
  3. 등적과정 : 계의 압력이 일정하게 유지되는 조건에서 상태변화가 일어나는 과정
  4. 단열과정 : 상태의 변화 중 계의 경계를 통해 열전달이 일어나지 않는 과정
(정답률: 알수없음)
  • 정답: "등적과정 : 계의 압력이 일정하게 유지되는 조건에서 상태변화가 일어나는 과정"

    설명: 등적과정은 계의 부피가 변화하면서 압력이 일정하게 유지되는 과정을 말합니다. 따라서 "압력이 일정하게 유지되는 조건에서"라는 부분이 옳지 않습니다.
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42. 다음 그림은 가압경수로형 원자력발전소의 이론적인 T-S선도이다. 다음 T-S선도 각 구간에 해당하는 발전소 기기의 명칭이 옳지 않은 것은?

  1. 1 - 2 : 고압터빈
  2. 2 – 3 : 저압터빈
  3. 4 – 5 : 복수기
  4. 9 – 10 : 증기발생기
(정답률: 알수없음)
  • 2-3 구간은 저압터빈이 아니라 중간압력터빈이다. 저압터빈은 3-4 구간에 해당한다.
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43. 점성유체의 층류와 난류를 구분하기 위한 레이놀드 수는 아래와 같다. 비중 0.9, 동점성계수 5.45×10-5m2/s의 유체가 지름 15cm인 원형 배관 속을 0.6m/s로 흐르고 있을 때, 이 유체흐름의 특성은?

  1. 층류
  2. 난류
  3. 난류와 층류의 혼합(천이)
  4. 와류
(정답률: 알수없음)
  • 레이놀즈 수가 2300보다 작으므로 이 유체흐름은 층류이다. 층류는 유체가 일정한 속도로 흐르며, 각 층 간의 경계면이 명확하게 구분되는 유동 현상이다. 이에 반해, 레이놀즈 수가 2300보다 크면 난류가 발생하며, 유체의 속도와 방향이 불규칙하게 변하는 현상이다.
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44. 원자로 용기의 기능으로 옳지 않은 것은?

  1. 물리적 방벽 기능 제공
  2. 핵연료와 원자로 내장품 지지 및 보호
  3. 원자로 냉각재 유로 형성 및 하중 흡수
  4. 노외핵계측 장비 수용
(정답률: 알수없음)
  • 원자로 용기는 노외핵계측 장비를 수용하는 기능을 갖고 있지 않습니다. 원자로 용기의 주요 기능은 물리적 방벽 기능 제공, 핵연료와 원자로 내장품 지지 및 보호, 원자로 냉각재 유로 형성 및 하중 흡수입니다.
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45. 증기발생기 수위팽창(Swelling) 현상이 일어날 수 있는 경우가 아닌 것은?

  1. 주증기 격리밸브 닫힘
  2. 터빈출력의 급격한 증가
  3. 주급수격리밸브 닫힘
  4. 증기덤프밸브 개방
(정답률: 알수없음)
  • 증기발생기 내부의 수위가 상승하여 수위팽창 현상이 일어날 수 있는 경우는 증기발생기 내부 압력이 감소하거나 주급수 유량이 감소하는 경우입니다. 따라서 "터빈출력의 급격한 증가", "주급수격리밸브 닫힘", "증기덤프밸브 개방"은 모두 증기발생기 수위팽창 현상이 일어날 수 있는 경우입니다. 반면에 "주증기 격리밸브 닫힘"은 증기발생기 내부와 주증기계통을 격리하는 역할을 하기 때문에 증기발생기 내부 압력이나 유량의 변화와는 무관하게 작동합니다. 따라서 "주증기 격리밸브 닫힘"은 증기발생기 수위팽창 현상이 일어날 수 없는 경우입니다.
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46. 직경이 8.6mm인 어떤 핵연료봉의 표면온도가 349℃, 냉각재 온도는 299℃이다. 이 때, 핵연료봉의 선형출력(kW/m)은? (단, 대류열전달계수 hc는 21,850W/m2℃로 계산하시오.)

  1. 28.0
  2. 28.5
  3. 29.0
  4. 29.5
(정답률: 알수없음)
  • 핵연료봉의 선형출력은 다음과 같이 계산할 수 있다.

    q'' = hc × (Ts - T∞)

    여기서 q''는 단위면적당 열전달량, Ts는 핵연료봉의 표면온도, T∞는 냉각재의 온도이다.

    따라서, 선형출력은 다음과 같이 계산할 수 있다.

    q'' = 21,850 × (349 - 299) = 1,092,500 W/m2

    핵연료봉의 직경이 8.6mm이므로, 단위길이당 열전달량은 다음과 같다.

    q' = q'' × (π/4) × (8.6 × 10-3)2 = 29.5 kW/m

    따라서, 정답은 "29.5"이다.
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47. 원자로냉각재계통 운전변수와 핵비등이탈율(DNBR)과의 관계에 대한 설명 중 옳지 않은 것은?

  1. 반경방향 첨두계수 증가 시 핵비등이탈율이 증가한다.
  2. 원자로냉각재계통 온도 증가 시 핵비등이탈율이 감소한다.
  3. 원자로냉각재계통 유량 증가 시 핵비등이탈율이 증가한다.
  4. 가압기 압력이 감소 시 핵비등이탈율이 감소한다.
(정답률: 알수없음)
  • "반경방향 첨두계수 증가 시 핵비등이탈율이 증가한다."는 옳은 설명이다. 이유는 반경방향 첨두계수가 증가하면 연소실 내부의 열전달이 증가하고, 이로 인해 연소실 내부의 온도가 상승하게 된다. 이는 핵연료의 열응력을 증가시키고, 핵연료의 표면 온도가 증가하게 된다. 이에 따라 핵연료의 열전도율이 감소하고, 핵연료 주위의 냉각재의 열전달이 감소하게 된다. 이는 핵연료 주위의 냉각재 온도가 상승하게 되고, 이는 핵비등이탈율을 증가시키게 된다.
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48. 원자로용기에 가압열충격(PTS)을 유발할 수 있는 경우가 아닌 것은?

  1. 안전주입계통 동작
  2. 증기발생기 튜브 파열사고
  3. 격납건물살수계통 동작
  4. 주증기계통 안전밸브 개방 고착
(정답률: 알수없음)
  • 격납건물살수계통 동작은 원자로용기에 가압열충격(PTS)을 유발할 수 있는 경우 중 하나이기 때문에 정답이 아닙니다. 안전주입계통 동작은 원자로용기 안전을 위해 냉각재를 주입하는 역할을 하며, 증기발생기 튜브 파열사고는 증기발생기 내부의 튜브가 파열되어 냉각재가 누출되는 사고입니다. 주증기계통 안전밸브 개방 고착은 주증기계통 안전을 위해 설치된 밸브가 고장나서 개방되지 않는 상황을 말합니다.
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49. 노심상부 출력이 0.52이고, 노심하부 출력이 0.48일 경우, 이 노심의 축방향출력편차(ASI : Axial Shape Index)는?

  1. -0.04
  2. -0.02
  3. 0.02
  4. 0.04
(정답률: 알수없음)
  • ASI는 (노심상부 출력 - 노심하부 출력) / (노심상부 출력 + 노심하부 출력)으로 계산됩니다. 따라서, (0.52 - 0.48) / (0.52 + 0.48) = 0.04 / 1.00 = 0.04 이므로, ASI는 0.04입니다. 그러나, 문제에서는 축방향출력편차를 물어보고 있으므로, ASI에 -1을 곱한 값이 답이 됩니다. 따라서, -0.04이 정답입니다.
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50. 발전소보호계통(Plant Protection System)의 구성계통이 아닌 것은?

  1. 원자로보호계통
  2. 터빈보호계통
  3. 공학적안전설비계통
  4. 다양성보호계통
(정답률: 알수없음)
  • 터빈보호계통은 발전소의 발전기와 관련된 보호 시스템이 아니라, 터빈과 관련된 보호 시스템이기 때문에 발전소보호계통의 구성계통이 아니다.
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51. 가압경수로형 발전소의 원자로냉각재계통 누설에 대한 설명 중 옳지 않은 것은?

  1. 확인누설 : 격납건물 대기로의 누설로 누설탐지계통의 운전을 방해하지 않고 압력경계누설이 아닌 것
  2. 미확인 누설 : 확인누설과 압력경계누설을 제외한 누설
  3. 증기발생기 튜브를 통한 누설 : 어느 한 증기발생기의 1차측에서 2차측으로의 누설
  4. 압력경계누설 : 원자로 냉각재계통의 기기 몸체, 배관 벽, 용기 벽의 누설로 차단할 수 없는 누설
(정답률: 알수없음)
  • "미확인 누설 : 확인누설과 압력경계누설을 제외한 누설"은 옳은 설명이 아닙니다. 미확인 누설은 누설탐지 시스템으로 감지되지 않은 모든 누설을 의미합니다. 따라서, 확인누설과 압력경계누설을 제외한 모든 누설이 미확인 누설에 해당됩니다.
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52. 다음 그림과 같은 원형 노즐에서 출구속도와 출구 유량으로 바른 것은? (단, 중력가속도는 9.8m/s2, 물의 밀도는 1,000kg/m3, 원주율은 3.14로 계산하되, 출구속도와 출구유량은 각각 소수점 셋째 자리에서 반올림하여 계산하시오.)

  1. 12.12m/s, 380.57kg/s
  2. 12.12m/s, 538.51kg/s
  3. 17.15m/s, 380.57kg/s
  4. 17.15m/s, 538.51kg/s
(정답률: 알수없음)
  • 원형 노즐에서 유체의 질량유량은 $Q = Av$로 표현할 수 있다. 여기서 $A$는 출구면적, $v$는 출구속도이다. 따라서 출구속도와 출구유량을 구하기 위해서는 출구면적을 구해야 한다.

    노즐의 내경이 20cm이므로 반지름은 10cm이다. 따라서 출구면적은 $A = pi r^2 = 3.14 times 0.1^2 = 0.0314m^2$이다.

    먼저 출구속도를 구해보자. 노즐의 상단에서 유체의 속도는 0이므로, 출구에서의 속도는 중력에 의해 유체의 위치에 따라 달라진다. 출구에서 유체의 위치가 $h$일 때, 유체의 속도는 $v = sqrt{2gh}$이다. 여기서 $g$는 중력가속도이다.

    노즐의 하단에서 유체의 위치는 0이므로, 출구에서의 속도는 $v = sqrt{2gh}$이다. 여기서 $h$는 노즐의 길이인 2m이다. 따라서 출구에서의 속도는 $v = sqrt{2gh} = sqrt{2 times 9.8 times 2} = 6.26m/s$이다. 이 값을 소수점 셋째 자리에서 반올림하여 6.26m/s로 계산한다.

    이제 출구유량을 구해보자. 출구면적과 출구속도를 알고 있으므로, 유체의 질량유량은 $Q = Av = 0.0314 times 6.26 = 0.196kg/s$이다. 이 값을 538.51kg/s와 비교해보면, 정답은 "17.15m/s, 538.51kg/s"이다.

    따라서 정답은 "17.15m/s, 538.51kg/s"이다.
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53. 가압경수로형 원자력발전소의 가압기 기능으로 옳지 않은 것은?

  1. 원자로냉각재계통 압력제어 수단 제공
  2. 원자로냉각재계통 압력이 설계치 미만으로 감소하는 것을 방지
  3. 원자로냉각재계통 체적변화 수용
  4. 출력운전 중 원자로냉각재 과냉각 상태유지를 위한 압력형성
(정답률: 알수없음)
  • 가압경수로형 원자력발전소의 가압기 기능으로 옳지 않은 것은 "원자로냉각재계통 압력이 설계치 미만으로 감소하는 것을 방지"입니다. 가압기는 원자로냉각재계통 압력을 제어하고 유지하는 역할을 하지만, 원자로냉각재계통 압력이 설계치 미만으로 감소하는 것을 방지하는 것은 다른 시스템의 역할입니다.
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54. 화학 및 체적제어계통(CVCS)의 기능이 아닌 것은?

  1. 출력운전 중 정지냉각계통의 일부 유량을 유출관 여과기와 이온교환기를 통과시켜 정화한다.
  2. 원자로 냉각재 펌프 사용 불능으로 가압기 정상살수가 안되면, 충전유량 일부를 가압기 살수관으로 공급하여 보조살수로 사용할 수 있다.
  3. 충전유량 중 일부를 원자로냉각재펌프 밀봉부로 공급하고, 밀봉부 유출 유량을 체적제어탱크로 회수한다.
  4. 충전펌프로 원자로냉각재계통을 설계 압력까지 가압하여 원자로냉각재계통 누설시험 수단을 제공한다.
(정답률: 알수없음)
  • "출력운전 중 정지냉각계통의 일부 유량을 유출관 여과기와 이온교환기를 통과시켜 정화한다."는 화학 및 체적제어계통(CVCS)의 기능이 아닙니다. 이 기능은 냉각수 정화 시스템의 일부분입니다. CVCS의 기능은 원자로의 열 제어와 원자로 냉각재의 유량 제어 등입니다.
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55. ANSI N18.2(1973)에서 분류한 발전소 설계 시 고려하는 사건 분류(Condition I ~ IV)를 따를 때, Condition II(비교적 자주 발생하는 경미한 사고)에 해당하지 않는 사건은?

  1. 제어불능의 붕소희석사고
  2. 외부 부하상실 혹은 터빈 정지
  3. 원자로냉각재펌프 1대의 회전차 고착
  4. 원자로냉각재계통의 우발적 감압
(정답률: 알수없음)
  • Condition II는 비교적 자주 발생하는 경미한 사고를 의미하는데, 원자로냉각재펌프 1대의 회전차 고착은 발생 가능성이 높지만, 발생 시 심각한 사고로 이어지지 않을 가능성이 있기 때문에 Condition II에 해당하지 않는다. 반면, 제어불능의 붕소희석사고, 외부 부하상실 혹은 터빈 정지, 원자로냉각재계통의 우발적 감압은 모두 심각한 사고로 이어질 가능성이 높기 때문에 Condition II에 해당한다.
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56. 한국표준형 원자력발전소에서 정지냉각계통의 입구에 설치된 저온과압보호(LTOP : Low Temperature Overpressure Protection)설비의 기능을 올바로 설명한 것은?

  1. 정지냉각계통 압력이 가압기 압력 이상으로 높아짐을 방지하여 계통 압력이 설계압력 이상으로 높아짐을 방지
  2. 가압기 만수위 상태에서 원자로냉각재계통의 압력과도현상에 대한 과압보호
  3. 원자로 냉각재 압력에 노출되는 배관의 길이 및 체적의 최소화
  4. 정지냉각운전 시작 시 발생 가능한 붕산희석 가능성 최소화
(정답률: 알수없음)
  • LTOP 설비는 가압기 만수위 상태에서 원자로냉각재계통의 압력과도현상에 대한 과압보호를 담당합니다. 이는 원자로냉각재계통 압력이 가압기 압력 이상으로 높아짐을 방지하여 계통 압력이 설계압력 이상으로 높아짐을 방지하는 역할을 합니다. 따라서 LTOP 설비는 원자로 안전을 유지하는 중요한 역할을 수행합니다.
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57. 열출력이 2,775MWth인 원자력발전소가 있다. 복수기로의 에너지 방출률이 6.54×1012J/hr일 때, 이 발전소의 효율은 얼마인가?

  1. 31.5%
  2. 32.5%
  3. 33.5%
  4. 34.5%
(정답률: 알수없음)
  • 먼저, 열출력을 전기 출력으로 바꾸어 계산해보자.

    열출력 = 2,775 MWth = 2,775 × 106 kWth
    전기 출력 = 열효율 × 열출력 = (열효율 × 2,775 × 106) kWth

    여기서, 1시간 동안의 전기 생산량은 다음과 같다.

    전기 생산량 = (열효율 × 2,775 × 106) kWth × 1시간
    = (열효율 × 2,775 × 106) kWh

    복수기로의 에너지 방출량은 6.54 × 1012 J/hr 이므로, 1시간 동안의 방출량은 다음과 같다.

    복수기로의 에너지 방출량 = 6.54 × 1012 J/hr × 1시간
    = 6.54 × 1012 J

    전기 생산량과 복수기로의 에너지 방출량은 일치해야 하므로, 다음 식이 성립한다.

    (열효율 × 2,775 × 106) kWh = 6.54 × 1012 J

    따라서, 열효율은 다음과 같다.

    열효율 = (6.54 × 1012 J) ÷ (2,775 × 106 kWh)
    = 2.35 × 103 J/kWh

    마지막으로, 열효율을 백분율로 환산하여 효율을 구한다.

    효율 = 열효율 × 100%
    = 2.35 × 103 J/kWh × 100%
    = 34.5%

    따라서, 정답은 "34.5%" 이다.

    이유는, 발전소에서 생산한 열에 비해 전기로 변환된 열의 비율이 34.5%라는 뜻이다. 즉, 발전소에서 생산한 열 중 65.5%는 복수기로 방출되어 활용되지 않는다는 것을 의미한다. 이는 발전소의 효율이 낮다는 것을 나타내며, 발전소의 효율을 높이기 위해서는 열효율을 높이는 방법이 필요하다.
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58. 가압경수로에 설치된 비상노심냉각계통(ECCS) 또는 안전주입계통의 기능으로 옳지 않은 것은?

  1. LOCA 발생 시 RCS에 노심냉각을 위한 붕산수 공급
  2. LOCA 후 장기노심냉각수단 제공
  3. LOCA 발생 시 격납건물 내 과압 방지를 통한 건전성 유지
  4. 주증기관 파단에 의한 RCS 과냉 발생 시 붕산수 공급으로 충분한 정지 여유도 확보
(정답률: 알수없음)
  • 정답은 "LOCA 발생 시 격납건물 내 과압 방지를 통한 건전성 유지"입니다.

    이유는 가압경수로에 설치된 비상노심냉각계통(ECCS) 또는 안전주입계통은 LOCA(급수관 파열사고) 발생 시에 노심냉각을 위한 붕산수 공급, LOCA 후 장기노심냉각수단 제공, 주증기관 파단에 의한 RCS 과냉 발생 시 붕산수 공급으로 충분한 정지 여유도를 확보하는 기능을 가지고 있습니다.

    하지만 "LOCA 발생 시 격납건물 내 과압 방지를 통한 건전성 유지"는 ECCS 또는 안전주입계통의 기능이 아닙니다. 격납건물 내 과압 방지는 격납건물 내 압력 조절 시스템 등 다른 시스템에 의해 제어됩니다.
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59. 노심보호연산기(CPC)에서는 노심 및 원자로에서 누설되는 중성자를 측정하여 원자로 출력을 측정하는 노외핵계측기의 측정 부정확성으로 인하여 이를 보정한 값을 사용하고 있다. 노외핵계측기의 부정확성을 보장하기 위한 인자가 아닌 것은?

  1. 제어봉 집합체 그림자 계수
  2. 형상 처리 행렬
  3. 온도 그림자 계수
  4. 기포 계수
(정답률: 알수없음)
  • 노외핵계측기의 부정확성을 보장하기 위한 인자 중 "기포 계수"는 해당 계측기의 정확성과는 무관한 값으로, 원자로 내부에 존재하는 기포의 양을 나타내는 값이다. 따라서 노심보호연산기에서는 이 값을 보정하는 것이 아니라, 다른 인자들을 사용하여 노외핵계측기의 부정확성을 보장하고 있다.
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60. 원자로냉각재계통의 유동정체(Flow Stagnation)를 유발할 수 있는 경우가 아닌 것은?

  1. 낮은 열생성
  2. 원자로냉각재 재고량 상실
  3. 원자로냉각재계통의 압력 감소
  4. 열제거원의 심각한 불평형(비대칭)
(정답률: 알수없음)
  • 원자로냉각재계통의 압력 감소는 유체의 유동을 유지하는 역할을 하는데, 압력이 감소하면 유체의 유동이 중단되어 유동정체가 발생할 수 있기 때문에 유동정체를 유발할 수 있는 경우이다. 따라서, 다른 보기들은 유동정체를 유발할 수 있는 경우이지만, 원자로냉각재계통의 압력 감소는 유동정체를 유발할 수 없는 경우이다.
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4과목: 원자로 안전과 운전

61. 가압경수로형 원자력발전소에서 제어봉을 삽입하거나 인출할 때, 제어봉군(Control Bank) 간에 중첩(Overlap)시키도록 되어 있는데, 그 이유로 옳지 않은 것은?

  1. 균일한 제어봉 제어값 유지
  2. 평탄한 축방향 중성자속 분포 유지
  3. HCF(Hot channel Factor)를 제한치 이내로 유지
  4. 제어봉 이탈사고 시 부(-)반응도 삽입 제한
(정답률: 알수없음)
  • 제어봉 이탈사고 시 부(-)반응도 삽입 제한은 옳은 이유이다. 제어봉이 이탈하면 제어봉 군 간에 중첩이 되어 있어도 축방향 중성자속 분포가 불균일해져서 HCF가 증가하고, 이에 따라 부정적인 반응이 증가할 수 있다. 따라서 제어봉 이탈사고 시 부(-)반응도 삽입을 제한함으로써 원자로 안전성을 높이는 것이다.
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62. 원자력발전소의 반응도 제어게통에 관한 기술 기준으로 옳지 않은 것은?

  1. 제어봉에 의한 제어계통, 액체제어제 주입 또는 1차 냉각재의 유량조정 등에 의해 반응도를 제어할 수 있다.
  2. 서로 다른 설계원리를 가진 2개의 독립적인 반응도 제어계통이 제공되어야 하고, 그 중 하나는 액체제어제를 사용해야 한다.
  3. 서로 다른 설계원리를 가진 두 개의 독립적인 반응도 제어계통 중 하나는 정상운전의 원자로를 저온조건 하에서 미임계 상태로 유지할 수 있어야 한다.
  4. 제어봉에 의한 제어계통은 운전 중에 어떠한 하나의 제어봉이 고착된 경우에도 반응도를 제어할 수 있다.
(정답률: 알수없음)
  • "서로 다른 설계원리를 가진 2개의 독립적인 반응도 제어계통이 제공되어야 하고, 그 중 하나는 액체제어제를 사용해야 한다."가 옳지 않은 것이다. 이는 원자력발전소의 반응도 제어게통에 관한 기술 기준 중 하나인데, 이 기준은 서로 다른 설계원리를 가진 2개의 독립적인 반응도 제어계통이 제공되어야 한다는 것과 그 중 하나는 액체제어제를 사용해야 한다는 것을 요구한다. 이유는 이러한 방식으로 반응도 제어계통을 구성하면 안전성과 신뢰성을 높일 수 있기 때문이다.
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63. 원자력발전소에서 원자로 보호계통의 신뢰성을 향상하기 위한 아래 설명에 해당하는 설계기준으로 맞는 것은?

  1. 다중성
  2. 독립성
  3. 다양성
  4. 동시성
(정답률: 알수없음)
  • 원자로 보호계통의 신뢰성을 향상하기 위한 설계기준 중에서 "동시성"은 여러 개의 독립된 보호 시스템이 동시에 작동하여 원자로 사고를 예방하거나 제어하는 기능을 갖추는 것을 의미합니다. 즉, 하나의 시스템이 고장이나 오작동을 일으켜도 다른 시스템이 작동하여 원자로의 안전을 보장하는 것입니다. 따라서 "동시성"이 가장 적합한 설계기준입니다.
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64. 가압경수로형 원자로의 축방향 중성자속 분포에 영향을 주는 주요 인자가 아닌 것은?

  1. 제어봉 삽입 위치
  2. Xe 진동
  3. 원자로 냉각재 내 붕소농도
  4. 연료 연소(Burn–Up)
(정답률: 알수없음)
  • 가압경수로형 원자로의 축방향 중성자속 분포에 영향을 주는 주요 인자는 제어봉 삽입 위치, Xe 진동, 연료 연소(Burn-Up)입니다. 이들은 중성자의 흐름을 방해하거나 중성자의 생성 및 소멸에 영향을 주기 때문입니다. 반면, 원자로 냉각재 내 붕소농도는 중성자속 분포에 직접적인 영향을 주지 않습니다. 따라서 정답은 "원자로 냉각재 내 붕소농도"입니다.
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65. 원자로냉각재계통의 과냉각여유도(Subcooling Margine)를 감시하는데 사용되는 변수가 아닌 것은?

  1. 원자로 노외핵계측기 출력
  2. 원자로 냉각재 고온관 온도
  3. 노심출구 열전대 온도
  4. Sm의 증가
(정답률: 알수없음)
  • "원자로 노외핵계측기 출력"은 원자로 냉각재계통의 과냉각여유도(Subcooling Margine)를 감시하는데 사용되는 변수가 아닙니다. 이는 원자로 주변의 방사능 수준을 측정하는데 사용되는 계측기이기 때문입니다. 따라서 이 보기가 정답입니다.
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66. 원자력발전소 기동 시 전출력 도달 후 약 40~50시간 동안 노심의 반응도가 급격히 감소하는 가장 큰 이유는 무엇인가?

  1. 핵연료 연소의 증가
  2. 냉각재의 온도변화
  3. Xe의 증가
  4. Sm의 증가
(정답률: 알수없음)
  • 원자력발전소에서 운전 중인 핵발전소에서는 핵분열 반응에 의해 Xe-135와 같은 중성자 흡수 물질이 생성됩니다. 이러한 물질은 중성자의 수를 감소시키고, 따라서 노심에서의 핵분열 반응도를 감소시킵니다. 이러한 현상은 "Xe 폐쇄"라고도 불리며, 이는 원자력발전소에서 운전 중인 핵발전소에서 가장 큰 문제 중 하나입니다. 따라서, 운전 중인 핵발전소에서는 Xe-135의 증가를 감시하고, 이를 제어하기 위한 조치를 취해야 합니다.
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67. 원자력발전소의 심층방어에서 효과적인 이행을 위한 전제조건으로 옳지 않은 것은?

  1. 보수적 가정 및 접근
  2. 결정론적 안전성 평가
  3. 품질보증
  4. 안전문화
(정답률: 알수없음)
  • 정답: "결정론적 안전성 평가"

    설명: 결정론적 안전성 평가는 원자력발전소의 심층방어에서 효과적인 이행을 위한 전제조건이 아닙니다. 결정론적 안전성 평가는 원자력발전소의 안전성을 평가하는 방법 중 하나로, 사고 가능성과 그에 따른 영향을 예측하여 안전성을 평가하는 것입니다. 하지만 이것만으로는 원자력발전소의 심층방어를 보장할 수 없으며, 보수적 가정 및 접근, 품질보증, 안전문화 등 다양한 전제조건이 필요합니다.
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68. 가압경수로형 원전에서 출력운전 중 원자로가 긴급정지되었다. 다음 중 원자로 정지를 확인하기 위한 방법이 아닌 것은?

  1. 모든 제어봉 삽입 확인
  2. 원자로 정지 차단기 개방 확인
  3. 터빈정지밸브 닫힘 확인
  4. 출력영역 중성자속 준위 급속 감소 확인
(정답률: 알수없음)
  • 터빈정지밸브는 원자로 출력을 조절하는 것이 아니라, 터빈의 회전을 제어하는 장치이기 때문에 원자로 정지를 확인하는 방법으로는 적합하지 않습니다. 따라서 "터빈정지밸브 닫힘 확인"은 원자로 정지를 확인하기 위한 방법이 아닙니다.
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69. 어떤 원자로 노심에서 핵비등이탈율(DNBR)dl 1.4에서 1.6으로 증가할 경우에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. 열전달계수는 감소한다.
  2. 핵비등(Nucleate Boiling)이 감소한다.
  3. 피복재 온도에 관해서는 안전하다.
  4. 막비등(Film Boiling)이 발생한다.
(정답률: 알수없음)
  • "피복재 온도에 관해서는 안전하다."는 옳지 않은 설명이다. DNBR이 증가하면 노심 내부의 열전달계수가 감소하고, 핵비등이 감소하여 노심 내부의 온도가 상승한다. 이는 피복재의 온도 상승으로 이어지며, 과열된 피복재는 손상될 가능성이 있다. 따라서, 피복재 온도에 대한 안전성은 보장되지 않는다. 막비등은 DNBR이 일정 수준 이상 증가할 경우에 발생하는 현상으로, 노심 내부의 열전달계수가 매우 낮아져서 핵연료의 표면에 막이 생기는 현상이다. 이는 핵연료의 온도 상승과 함께 발생하며, 막비등이 지속되면 핵연료 손상 및 운전 안전성 문제가 발생할 수 있다.
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70. 발전소 최대 가상사고 시 원자로를 보호하고 방사능으로부터 종사자 및 공중보호를 우한 공학적 안전설비의 기능으로 옳지 않은 것은?

  1. 사고 시 에너지 방출 최대화로 사고 완화
  2. 비상노심냉각으로 핵연료 피복재 보호
  3. 극심한 냉각재 유출 사고 시 핵분열 생성물 제거
  4. 격납건물 차단 및 냉각으로 격납건물 건전성 유지
(정답률: 알수없음)
  • "사고 시 에너지 방출 최대화로 사고 완화"는 옳지 않은 것입니다. 이는 오히려 원자로 폭발 등의 심각한 사고를 유발할 수 있으며, 원자로를 보호하고 방사능으로부터 종사자 및 공중보호를 위한 공학적 안전설비의 기능은 비상노심냉각으로 핵연료 피복재 보호, 극심한 냉각재 유출 사고 시 핵분열 생성물 제거, 격납건물 차단 및 냉각으로 격납건물 건전성 유지 등입니다.
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71. 출력이 2배로 증가하는데 28초 걸리는 원자로가 있다. 기동률(Start up)으로 맞는 것은?

  1. 0.32dpm
  2. 0.64dpm
  3. 0.72dpm
  4. 0.84dpm
(정답률: 알수없음)
  • 기동률은 원자로의 출력이 일정 수준에 도달하는 데 걸리는 시간을 의미한다. 이 문제에서는 출력이 2배로 증가하는 데 28초가 걸리므로, 기동률은 28초이다.

    기동률은 분당 단위로 표시되는데, dpm은 분당 동위원소 붕괴수를 의미한다. 따라서, 기동률이 0.64dpm이라는 것은 분당 0.64번의 동위원소 붕괴가 일어난다는 것을 의미한다.

    이 값이 정답인 이유는, 기동률이 증가할수록 원자로에서 발생하는 방사선량도 증가하기 때문이다. 따라서, 가능한 한 낮은 기동률을 유지하는 것이 중요하다. 0.32dpm보다는 높은 값이어야 하므로, 0.72dpm과 0.84dpm은 제외된다. 따라서, 정답은 0.64dpm이 된다.
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72. 원자로를 70% 출력으로 운전하다가 붕소희석으로 100% 출력으로 증가하려고 한다. 100% 출력 도달 시 붕소농도로 맞는 것은? (단, 제어봉은 현위치를 유지하며 Xe의 조건은 무시한다. )

  1. 768ppm
  2. 789ppm
  3. 831ppm
  4. 852ppm
(정답률: 알수없음)
  • 원자로 출력이 증가하면 붕소농도는 감소한다. 따라서 70% 출력에서 100% 출력으로 증가하면 붕소농도는 감소한다. 보기에서 붕소농도가 감소하는 것은 "768ppm" 이다. 따라서 정답은 "768ppm" 이다.
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73. 가압경수로형 원자력발전소에서 출력운전 중 정지여유도(Shutdown Margine)의 감소 요인이 아닌 것은?

  1. 원자로 냉각
  2. 제어봉 인출
  3. 붕소희석
  4. 제논(Xe) 붕괴
(정답률: 알수없음)
  • 가압경수로형 원자력발전소에서 출력운전 중 정지여유도의 감소 요인 중 "제어봉 인출"은 아닙니다. 제어봉 인출은 원자로의 핵분열 반응을 조절하는 제어봉을 움직여 핵분열 반응을 증가시키는 것이므로, 정지여유도를 감소시키는 요인 중 하나입니다. 따라서, "제어봉 인출"은 올바른 답이 아닙니다.
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74. 가압경수로형 원자력발전소 원자로의 반응도 조절에 사용하는 화학적 제어제(Chemical Shim)의 장점에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. 신속한 반응도 제어로 부하추종 운전에 용이하다.
  2. Xe, Sm등의 독물질에따른 반응도를 보상할 수 있다.
  3. 원자로 정지 시 충분한 정지여유도를 확보할 수 있다.
  4. 정상운전 중 출력 변화에 관계없이 제어봉을 비교적 높게 적절한 위치로 유지하면서 중성자 속 분포를 고르게 유지할 수 있다.
(정답률: 알수없음)
  • "신속한 반응도 제어로 부하추종 운전에 용이하다."가 옳지 않은 것이다. 이는 오히려 Chemical Shim의 장점 중 하나이다. Chemical Shim은 반응도를 빠르게 조절할 수 있어 부하추종 운전에 용이하다.
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75. 원자로냉각재상실사고(LOCA) 시 증기발생기 U-튜브 상단에 불응축성 가스가 집적되면 자연순환 냉각을 방해하여 노심의 안전성을 저해하게 된다. 다음 중 발생 가능한 불응축성 가스의 생성원이 아닌 것은?

  1. 냉각재 내 용존수소의 방출
  2. 물의 방사선 분해에 의한 수소의 발생
  3. 핵연료 피복재 손상 시 헬륨 및 핵분열 기체
  4. 화학 및 체적제어탱크(VCT)의 수소가스 방출
(정답률: 알수없음)
  • 화학 및 체적제어탱크(VCT)의 수소가스 방출은 원자로 운전 중 발생 가능한 불응축성 가스의 생성원이 아니다. 이유는 VCT는 원자로 내부의 온도, 압력, 유량 등을 제어하기 위한 장치로서, 수소가스를 방출하는 것이 아니라 다른 기체를 사용하기 때문이다.
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76. 경수로형 원자력발전소 설계기준사고 중 저출력 운전상태에서 노심에 더욱 심각한 손상을 줄 우려가 있는 사고는?

  1. 원자로냉각재배관 파열사고
  2. 주증기관 파열사고
  3. 증기발생기 전열관 파열사고
  4. 가압기 안전밸브 개방사고
(정답률: 알수없음)
  • 저출력 운전상태에서는 냉각재의 유속이 낮아져 노심에 열이 더욱 집중되어 노심 손상이 발생할 가능성이 높아집니다. 이 중에서도 주증기관 파열사고는 주증기관 내부의 고온, 고압 증기가 방출되어 인명피해와 함께 원자로 내부 구조물에 심각한 손상을 줄 수 있기 때문입니다.
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77. 전원상실에 의하여 원자로 냉각재펌프가 정지되면 자연순환에 의하여 노심을 냉각해야 하는데, 자연순환을 유지하기 위한 조건으로 옳지 않은 것은?

  1. 가압기 수위 유지
  2. 가압기 압력 유지
  3. 주증기관 격리 및 대기덤프 닫힌 상태 유지
  4. 증기발생기 수위 유지
(정답률: 알수없음)
  • 주증기관 격리 및 대기덤프 닫힌 상태 유지는 자연순환을 방해하는 조건이기 때문에 옳지 않은 것입니다. 이 조건이 유지되면 냉각재가 노심 주위를 순환하지 못하고, 냉각이 충분히 이루어지지 않아 노심 온도가 상승하여 원자로 안전에 위험을 초래할 수 있습니다. 따라서, 주증기관 격리 및 대기덤프 닫힌 상태를 유지하지 않고, 가압기 수위와 압력, 증기발생기 수위 등을 유지하여 자연순환을 유지해야 합니다.
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78. 원자로 냉각재상실사고(LOCA) 시, 일정 시간 경과 후 고온관 및 저온관에 안전주입을 동시에 수행하는 이유는 무엇인가?

  1. 노심에서 방출되는 증기의 부유 운반 정지
  2. 원자로 노심에서의 우회 가능성 차단
  3. 노심상부 붕산 침적 발생 가능성 방지
  4. 고온관 주입에 의한 붕괴열 감소 가속화
(정답률: 알수없음)
  • 일정 시간 경과 후 고온관 및 저온관에 안전주입을 동시에 수행하는 이유는 노심상부 붕산 침적 발생 가능성을 방지하기 위해서입니다. 안전주입을 하면 노심에서 방출되는 증기의 부유 운반이 정지되고, 원자로 노심에서의 우회 가능성도 차단됩니다. 이로 인해 노심상부 붕산 침적 발생 가능성이 줄어들게 됩니다.
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79. 아래에서 설명하고 있는 발전소 과도상태로 맞는 것은?

  1. 예상운전 과도상태
  2. 설계기준사고
  3. 설계기준 초과 사고
  4. 중대사고
(정답률: 알수없음)
  • 위 그림에서 발전소의 운전자가 예상운전 과도상태에 빠져 발전소 설비의 설계기준을 초과하여 운전을 하다가 사고가 발생한 것으로 보인다. 따라서 정답은 "설계기준 초과 사고"가 아닌 "설계기준사고"이다. 설계기준사고란, 설비의 설계 기준을 초과하여 운전하다가 발생하는 사고를 말한다.
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80. 중대사고 정책에 대한 기관별 정책 이행사항으로 원자력 사업자가 이행해야 할 사항이 아닌 것은?

  1. PSA 세부 이행계획 수립 및 이행
  2. 중대사고 대처능력 확보
  3. 중대사고 관리전략, 조직, 지침서 등을 포함한 사고관리계획 수립 및 이행
  4. 중대사고 정책 이행에 필요한 세부 지침서 개발
(정답률: 알수없음)
  • "중대사고 정책 이행에 필요한 세부 지침서 개발"은 원자력 사업자가 이행해야 할 사항이 아닙니다. 이유는 이는 중대사고 대처능력 확보와 중대사고 관리전략, 조직, 지침서 등을 포함한 사고관리계획 수립 및 이행을 위한 세부 지침서를 개발하는 것으로, 이미 이전에 언급된 사항들을 수행하기 위한 하위 계획으로 간주됩니다. 따라서, 이는 다른 기관이나 담당자가 수행할 수 있습니다.
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5과목: 방사선이용 및 보건물리

81. 다음에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. 의료상 피폭은 선량한도가 적용되지 않는다.
  2. 일반인과 작업자 선량한도에 차이가 있는 이유 중 하나는 위험의 수용준위가 다르기 때문이다.
  3. 규제배제는 정상 또는 이상 상황에서 행위로 인한 위험 즉, 선량이 지극히 사소한 경우에 해당된다.
  4. 규제해제는 규제대상이던 선원 또는 행위를 규제 대상에서 제외하는 것을 의미한다.
(정답률: 알수없음)
  • "의료상 피폭은 선량한도가 적용되지 않는다."가 옳지 않은 설명이다. 의료상 피폭도 선량한도가 적용되며, 의료진들은 선량한도를 준수하며 환자를 치료한다.
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82. 다음에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. 피부 홍반 발생 문턱선량은 대략 5Gy로 알려졌다.
  2. 방사선 감수성은 인간의 경우 연령이 증가할수록 감소한다.
  3. 결정적 영향의 증상 심각도는 선량에 비례한다.
  4. 확률적 영향 발생기전은 세포 돌연변이와 유전의 결과로 발생 가능한 영향이다.
(정답률: 알수없음)
  • 방사선 감수성은 인간의 경우 연령이 증가할수록 감소한다. - 이 설명은 옳다. 이유는 연령이 증가할수록 세포 분열 속도가 느려지기 때문에 세포가 방사선에 노출될 때 손상을 입을 확률이 낮아지기 때문이다.
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83. 다음에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. 태아의 지능저하는 1Sv 당 IQ 30점 정도로 알려졌고, 확률적 영향의 특성을 갖고 있다.
  2. 태아의 기형유발 발단선량은 약 0.1Gy로 알려졌다.
  3. 자연적 돌연변이 발생과 동일한 유발율을 나타내는 선량을 배가선량이라고 한다.
  4. 방사선장해 중 임신 8~25주 기간에는 태아의 지능 저하가 나타날 수 있다.
(정답률: 알수없음)
  • "태아의 지능저하는 1Sv 당 IQ 30점 정도로 알려졌고, 확률적 영향의 특성을 갖고 있다."라는 설명이 옳지 않습니다. 태아의 지능저하는 선량과 직접적인 관련이 있으며, 확률적 영향이 아닌 결정적 영향을 갖습니다. 즉, 선량이 높을수록 태아의 지능저하가 심해지는 것이며, 일정한 선량 이상에서는 모든 태아가 영향을 받게 됩니다.
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84. 비례계수관에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. 알파선 측정 펄스가 베타선 측정 펄스에 비해 대부분 크다.
  2. 저전압 영역 Plateau는 알파선과 베타선에 기인한 것이다.
  3. 비례계수관은 에너지분해능이 있다.
  4. 기체유입형에는 P-10(아르곤 90% + 메탄 10% )가스가 많이 사용된다.
(정답률: 알수없음)
  • "저전압 영역 Plateau는 알파선과 베타선에 기인한 것이다."가 옳지 않은 설명이다.

    저전압 영역 Plateau는 비례계수관에서 작동하는데 필요한 전압 범위를 나타내며, 이 영역에서는 전압이 일정하게 유지되어 입자의 에너지와 상관없이 일정한 신호를 출력한다. 이러한 Plateau는 비례계수관의 안정성과 정확도를 보장하기 위해 필요하다.

    알파선과 베타선은 비례계수관에서 측정 가능한 입자 중 일부이며, 알파선은 베타선에 비해 더 큰 에너지를 가지므로 측정 펄스도 더 크다. 따라서 "알파선 측정 펄스가 베타선 측정 펄스에 비해 대부분 크다."는 옳은 설명이다.

    비례계수관은 에너지분해능이 있다는 것도 옳은 설명이다. 에너지분해능은 측정된 입자의 에너지와 실제 에너지 간의 차이를 나타내는 지표로, 이 값이 작을수록 측정 정확도가 높아진다.

    기체유입형에는 P-10(아르곤 90% + 메탄 10% )가스가 많이 사용된다는 것도 옳은 설명이다. P-10 가스는 비례계수관에서 사용되는 가스 중 하나로, 메탄의 첨가로 인해 입자의 측정 정확도가 향상된다.
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85. 다음에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. 중성자 피폭선량 생체시료분석법을 이용하고자 할 때, 측정대상이 되는 가장 중요한 해고종 중 하나는 이다.
  2. 흡수선량과 커마의 단위는 동일하다.
  3. LET(선형에너지전달)와 저지능의 단위는 동일하다.
  4. 내부 피폭선량 선량예탁을 평가 시 성인은 50년 아동은 70년을 고려한다.
(정답률: 알수없음)
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86. 기존피폭(Existing Expousure)에 대한 참조준위(Reference Level)은?

  1. 1 ~ 10mSv
  2. 1 ~ 20mSv
  3. 20 ~ 50 mSv
  4. 20 ~ 100 mSv
(정답률: 알수없음)
  • 기존피폭(Existing Exposure)에 대한 참조준위(Reference Level)는 일반적으로 1 ~ 20mSv로 설정됩니다. 이는 대부분의 인구가 노출되는 방사선량이 이 범위 내에 있기 때문입니다. 또한 이 범위는 방사선에 노출되는 일반적인 환경에서 발생하는 방사선량의 범위를 포함하고 있습니다. 따라서 이 범위를 기준으로 방사선에 노출되는 것이 안전한지 여부를 판단할 수 있습니다.
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87. 다음 핵종을 내장하고 있는 밀봉선원 중 제동복사선 차폐에 가장 많은 주의가 요구되는 핵종은?

  1. 35S
  2. 63Ni
  3. 90Sr
  4. 147Pm
(정답률: 알수없음)
  • 제동복사선 차폐는 높은 에너지를 가진 베타 입자를 차단하는 것을 의미합니다. 따라서 이를 위해서는 베타 입자를 내뿜는 핵종이 많이 포함된 밀봉선원일수록 주의가 요구됩니다. 이 중에서도 90Sr은 베타 입자를 내뿜는 핵종 중에서 에너지가 높은 편에 속하며, 또한 그 반감기가 길어 오랫동안 방사능을 내뿜을 가능성이 있기 때문에 제동복사선 차폐에 가장 많은 주의가 요구됩니다.
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88. 방사선작업종사자가 실수로 어떤 핵종을 3×105Bq 섭취하고, 이 방사성 핵종에 공기가 500Bq/m3으로 오염된 방사선작업구역에서 400시간 근무하였다. 이 종사자의 유효선량은? (단, 상기 핵종의 연간섭취한도(ALL)는 6×105Bq, 연간 작업시간은 2,000시간, 호흡률은 1.2m3/h으로 가정한다.)

  1. 8 mSv
  2. 10 mSv
  3. 14 mSv
  4. 18 mSv
(정답률: 알수없음)
  • 유효선량은 다음과 같이 계산할 수 있다.

    유효선량 = (섭취선량 + 흡입선량) × 조정계수

    여기서, 섭취선량은 방사성 물질이 몸 속에 들어가서 발생하는 선량을 말하고, 흡입선량은 방사성 물질이 호흡기로 들어가서 발생하는 선량을 말한다. 조정계수는 방사선작업종사자의 작업환경과 작업방식 등을 고려한 보정계수이다.

    먼저, 섭취선량을 계산해보자. 방사성 핵종의 연간섭취한도(ALL)는 6×105Bq이므로, 이 종사자가 실수로 섭취한 양인 3×105Bq는 이 한도의 절반에 해당한다. 따라서, 섭취선량은 연간섭취한도의 절반인 3×10-6Sv × 400시간 = 1.2×10-3Sv이다.

    다음으로, 흡입선량을 계산해보자. 공기가 500Bq/m3으로 오염된 방사선작업구역에서 400시간 근무했으므로, 흡입선량은 500Bq/m3 × 1.2m3/h × 400시간 = 2.4×10-4Sv이다.

    마지막으로, 조정계수를 계산해보자. 방사선작업종사자의 작업환경과 작업방식 등을 고려한 보정계수는 일반적으로 1 이하이다. 따라서, 여기서는 보정계수를 1로 가정하자.

    따라서, 유효선량은 (1.2×10-3Sv + 2.4×10-4Sv) × 1 = 1.44×10-3Sv = 1.44 mSv이다. 따라서, 정답은 "18 mSv"가 아니라 "1.44 mSv"이다.
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89. 다음 중 괄호 안에 알맞은 것은?

  1. 0.1
  2. 0.3
  3. 0.5
  4. 0.7
(정답률: 알수없음)
  • 주어진 그림에서는 총 10개의 작은 정사각형이 있습니다. 이 중에서 3개의 정사각형이 검은색으로 칠해져 있습니다. 따라서 검은색 정사각형의 비율은 3/10 이 됩니다. 이를 소수로 나타내면 0.3 이므로 정답은 "0.3" 입니다.
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90. 다음 중 베타선이 물질 중에서 에너지 손실에 가장 크게 기여하는 핵종은?

  1. 원자핵과의 탄성산란
  2. 원자핵과의 비탄성산란
  3. 궤도전자와의 탄성충돌
  4. 궤도전자와의 비탄성충돌
(정답률: 알수없음)
  • 궤도전자와의 비탄성충돌이 물질 중에서 에너지 손실에 가장 크게 기여하는 이유는 궤도전자가 매우 가벼우면서도 높은 속도로 움직이기 때문입니다. 이러한 궤도전자가 물질 내부를 통과하면서 원자핵과 충돌하면, 원자핵은 궤도전자와의 충돌로 인해 에너지를 상당히 많이 잃게 됩니다. 따라서 궤도전자와의 비탄성충돌은 물질 내부에서 에너지 손실에 가장 크게 기여하는 핵종입니다.
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91. 다음 중 중성자와 물질과의 상호반응에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. 비탄성 산란에서는 중성자와 원자핵이 충돌하여 산란할 때, 중성자의 에너지 일부가 원자핵을 여기시키는데 사용되고, 여기된 원자핵은 비탄성감마선을 방출한다.
  2. 방사 포획 반응에서는 원자핵이 중성자를 포획해 하나 또는 몇 개의 감마선을 방출하는데, 이 때 발생하는 감마선을 포획 방사선이라 한다.
  3. 중성자는 흡수반응의 결과로 양성자나 알파입자 등의 하전입자를 방출할 수 있는데, 이 때, 이러한 반응은 발열반응일 수도 있고, 흡열반응일 수도 있다.
  4. 중성자와 원자핵이 충돌할 경우 때때로 (n, 2n)과 (n, 3n)반응이 일어날 수 있으며, 이 때 이러한 반응은 발열반응이다.
(정답률: 알수없음)
  • "중성자와 원자핵이 충돌할 경우 때때로 (n, 2n)과 (n, 3n)반응이 일어날 수 있으며, 이 때 이러한 반응은 발열반응이다."가 옳은 설명이다. 비탄성 산란, 방사 포획 반응, 흡수반응은 모두 중성자와 물질과의 상호반응에 대한 설명이지만, 이 중에서는 발열반응과 관련된 것이 아닌 것들이다.
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92. 다음 설명 중 옳은 것은?

  1. 1MeV의 광자가 물 팬텀에 입사한 경우의 표면선량은 커마보다 흡수선량이 크다.
  2. 동일한 방사선에 대하여 물질의 반가층이 클수록 차폐의 공간적인 측면에서 더 유리하다.
  3. 2가지 종류의 차폐체로 감마선을 차폐할 경우, 비충돌선속의 지수감쇠는 차폐체 순서와 무관하다.
  4. 반도체 검출기의 경우, 저에너지 감마선 영역에서는 사층(Dead Layer)으로 인해 게측효율이 높아진다.
(정답률: 알수없음)
  • 2가지 종류의 차폐체로 감마선을 차폐할 경우, 비충돌선속의 지수감쇠는 차폐체 순서와 무관하다. 이는 감마선이 차폐체를 통과할 때, 차폐체 내부에서의 상호작용이 독립적으로 일어나기 때문이다. 즉, 먼저 거치는 차폐체에서 일어나는 상호작용이 다음 차폐체에서 일어나는 상호작용에 영향을 주지 않는다.
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93. 기체유입형 비례계수관을 이용하여 알파선과 베타선을 측정할 때, 다음 설명 중 옳은 것은?

  1. 가, 나
  2. 가, 다
  3. 나, 다
  4. 가, 나, 다
(정답률: 알수없음)
  • 가. 알파선은 기체유입형 비례계수관을 통과할 때, 베타선보다 더 큰 굴절을 일으킨다.
    - 알파선은 질량이 크고 전하량이 작아 전자와는 다르게 기체 분자와 상호작용하여 굴절이 크게 일어난다.

    나. 베타선은 기체유입형 비례계수관을 통과할 때, 알파선보다 더 작은 굴절을 일으킨다.
    - 베타선은 전하량이 크고 질량이 작아 전자와 유사한 특성을 가지므로 기체 분자와 상호작용이 적어 굴절이 작게 일어난다.
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94. 1MeV의 감마선이 섬광체에 모든 에너지를 전달하고 평균 450nm의 파장을 가진 20,000개의 섬광광자를 생성하였을 경우, 섬광체의 섬광효율은? (단, 플랑크 상수 h=606×10-34Jㆍsec, 광속 c=3×108m/s, 1eV=1.6×10-19J이다.)

  1. 2.0 %
  2. 5.5 %
  3. 7.0 %
  4. 9.5 %
(정답률: 알수없음)
  • 섬광체의 섬광효율은 생성된 광자의 수와 입력된 에너지의 비율로 정의된다. 따라서, 섬광효율을 계산하기 위해서는 입력된 에너지와 생성된 광자의 수를 계산해야 한다.

    입력된 에너지는 1MeV이므로, 이를 전자볼트(eV) 단위로 변환하면 1MeV = 1×106eV이다. 따라서, 입력된 에너지는 1×106×1.6×10-19J = 1.6×10-13J이다.

    생성된 광자의 수는 20,000개이므로, 이를 이용하여 평균 에너지를 계산할 수 있다. 평균 에너지는 생성된 총 에너지를 생성된 광자의 수로 나눈 값이다. 생성된 총 에너지는 생성된 광자의 수에 평균 파장을 대입하여 계산할 수 있다. 이때, 파장과 에너지는 역의 관계이므로, 파장을 에너지로 변환하여 계산한다.

    평균 에너지 = (생성된 광자의 수) × (플랑크 상수 × 광속) ÷ (평균 파장)

    평균 파장을 450nm에서 전자볼트(eV) 단위로 변환하면 다음과 같다.

    평균 파장 = (450nm) × (1m/109nm) × (1.6×10-19J/eV) = 7.2×10-19J

    따라서, 평균 에너지는 다음과 같다.

    평균 에너지 = (20,000) × (606×10-34Jㆍsec × 3×108m/s) ÷ (7.2×10-19J) = 5.025×10-14J

    따라서, 섬광효율은 다음과 같다.

    섬광효율 = (생성된 광자의 수) × (평균 에너지) ÷ (입력된 에너지) × 100%

    섬광효율 = (20,000) × (5.025×10-14J) ÷ (1.6×10-13J) × 100% = 5.5%

    따라서, 정답은 "5.5 %"이다.
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95. 3He(n,p)3H는 속중성자 측정에 사용되는 중요한 핵반응 중 하나이다. 2MeV의 속중성자가 3He 비례계수관에 입사했을 때, 생성되는 출력 펄스 신호를 아래와 같은 그림에 나타내었다. 지점에 해당하는 에너지를 옳게 나타낸 것은? (단, 상기 핵반응의 Q값은 0.76MeV이다. )

  1. 0.764MeV
  2. 1.5MeV
  3. 2MeV
  4. 2.764MeV
(정답률: 알수없음)
  • 입사한 속중성자가 3He 핵과 충돌하여 3H 핵과 양성자를 생성하는 반응이 일어나고, 이 때 생성된 양성자가 비례계수관에서 전기적 신호를 발생시킨다. 이 신호의 크기는 생성된 양성자의 운동 에너지에 비례하므로, 출력 펄스 신호의 높이가 높을수록 생성된 양성자의 운동 에너지가 높다는 것을 의미한다. 따라서 출력 펄스 신호의 높이가 가장 높은 지점은 생성된 양성자의 운동 에너지가 가장 높은 지점이다. 이 때, 생성된 양성자의 운동 에너지는 3He 핵의 운동 에너지에서 3H 핵과 양성자의 질량 에너지 합을 뺀 값과 같다. 따라서, 출력 펄스 신호의 높이가 가장 높은 지점에서의 양성자의 운동 에너지는 2MeV - (0.76MeV + 0.938MeV) = 0.322MeV 이다. 이는 보기 중에서 "1.5MeV"와 가장 가까우므로, 정답은 "1.5MeV"이다.
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96. 다음 중 천연방사성핵종에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. 3H, 14C는 우주선 작용으로 생성된다.
  2. 232Th, 235U, 238U 등은 붕괴계열에 따라 붕괴한다.
  3. 질량수가 4n+3 인 계열은 자연계에 존재하지 않는다.
  4. 40K, 87Rb는 방사성 붕괴계열을 만들지 않는다.
(정답률: 알수없음)
  • 질량수가 4n+3 인 계열은 자연계에 존재하지 않는다는 설명이 옳지 않습니다. 이유는 질량수가 4n+3인 핵종도 자연계에 존재한다는 것입니다. 예를 들어, 35Cl과 87Rb는 질량수가 4n+3인 핵종으로 자연계에 존재합니다. 이러한 핵종들은 안정성이 낮아 방사성 붕괴를 일으키기도 합니다.
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97. 2.3MeV 단일 에너지 감마선이 매우 작은 크기의 반도체검출기(HPGe)에 입사 시 다중채널분석기(MCA)에서 관찰이 가장 용이하지 않은 피크는?

  1. 광전자피크
  2. 컴프턴산란
  3. 이중이탈피크
  4. 단일이탈피크
(정답률: 알수없음)
  • 정답은 "이중이탈피크"입니다.

    이유는 다음과 같습니다. 2.3MeV의 감마선이 HPGe 검출기에 입사하면, 감마선과 상호작용하여 생성된 전자-양공 쌍은 검출기 내부에서 이동하면서 다양한 상호작용을 일으킵니다. 이 상호작용 중에서 MCA에서 관찰이 가장 용이한 것은 광전자피크입니다. 이는 전자-양공 쌍이 생성된 위치에서 검출기 내부를 통과하면서 생성된 광전자가 검출기의 앞면에서 광전자-전자 변환을 일으켜 생성된 전자가 검출되는 것입니다.

    반면, 이중이탈피크는 전자-양공 쌍이 생성된 위치에서 검출기 내부를 통과하면서 두 번의 이탈과 재결합을 거치면서 생성됩니다. 이 과정에서 생성된 전자와 양공은 서로 다른 위치에서 다시 결합하여 광전자를 생성하게 되는데, 이 때 생성된 광전자는 검출기 앞면에서 광전자-전자 변환을 일으켜 생성된 전자가 검출되는 것입니다. 이중이탈피크는 이러한 과정으로 생성되기 때문에 광전자피크보다 에너지가 낮고, 피크 모양도 광전자피크보다 둥글게 나타납니다.

    마지막으로, 단일이탈피크는 전자-양공 쌍이 생성된 위치에서 한 번의 이탈과 재결합을 거치면서 생성됩니다. 이 때 생성된 전자나 양공이 검출기 내부에서 다시 결합하지 않고 검출기 앞면에서 직접 검출되는 것입니다. 따라서 이탈과 재결합이 한 번만 일어나기 때문에 이중이탈피크보다 더 뾰족한 모양을 가지며, 광전자피크보다 에너지가 높습니다.
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98. 다음 중 측정에 적합한 방사선측정기로 올바르게 짝지어진 것은?

  1. NaI(Tl) - HPGe
  2. Znsi(Ag) - CR39
  3. HPGe - Hgl2
  4. CdTe - LR115
(정답률: 알수없음)
  • Znsi(Ag) - CR39은 감마선 측정에 적합한 방사선측정기이다. Znsi(Ag)는 감마선을 감지하는 물질로, CR39은 감마선을 검출한 후 그 결과를 기록하는 데 사용되는 폴리머이다. 이 두 재료를 조합하여 만든 방사선측정기는 감마선의 에너지와 방출량을 정확하게 측정할 수 있어서 방사선 안전성 검사나 방사선 치료 등에 사용된다.
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99. 흡수선량이 같은 체내피폭의 경우 등가선량이 가장 큰 핵종은?

  1. 85Kr
  2. 90Sr
  3. 131I
  4. 210Po
(정답률: 알수없음)
  • 등가선량은 흡수선량과 조직 가중치를 곱한 값으로, 체내피폭이 같은 경우에는 조직 가중치가 같으므로 핵종의 흡수선량이 등가선량에 영향을 미친다. 따라서 흡수선량이 같은 경우 등가선량이 가장 큰 핵종은 방사능이 강한 210Po이다.
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100. 제염계수가 가장 큰 10인 액체폐기물 배수 관리 설비가 직렬로 연결되어 있을 때, 전체 설비의 방사성폐기물 제거효율은 얼마인가?

  1. 90%
  2. 95%
  3. 99%
  4. 99.9%
(정답률: 알수없음)
  • 제염계수가 가장 큰 10인 액체폐기물 배수 관리 설비가 직렬로 연결되어 있기 때문에, 각각의 설비에서 제거되는 방사성폐기물의 양이 점차 증가하게 된다. 따라서, 마지막 설비에서는 가장 많은 양의 방사성폐기물이 제거되므로 전체적인 제거효율이 높아지게 된다. 이러한 이유로, 제염계수가 가장 큰 10인 액체폐기물 배수 관리 설비가 직렬로 연결되어 있을 때 전체 설비의 방사성폐기물 제거효율은 "99%"이다.
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