원자력기사 기출문제 풀이/2019년

[원자력기사 기출풀이] 2019년 원자로 안전과 운전 11 ~ 15번

꽃게탕~~ 2025. 1. 2. 19:53

 

 

 

71. 증기발생기 튜브 파열사고(SGTR) 발생 시 나타나는 증상을 모두 고른 것은?

    ① 가, 나
    ② 나, 다
    ③ 가, 나, 다
    ④ 가, 나, 라

 

 

증기발생기 튜브파열사고는 증기발생기의 튜브가 파열되어 1차냉각재가 2차측으로 유출되는 사고이다.

 

가압기 수위 감소 : 1차 냉각재의 재고량이 감소하므로 가압기 수위는 감소한다.

손상된 SG 수위 증가 : 1차 냉각재가 증기발생기로 넘어가므로 손상측 SG의 수위는 증가한다

격납건물 방사선준위 무관 : 1차냉각재가 격납건물 대기로 유출된 것이 아니기 때문에 방사선준위와는 무관하다.

 

원자로냉각재 과냉각도 감소 : 1차계통의 압력경계가 깨진 것으로, 압력은 낮아진다. 압력이 낮아지면 물의 끓는점이 낮아지므로, 끓는점과 현재 냉각재 온도 차이인 과냉각도는 감소한다.

 

 

정답 : 4


 

72. 기동율(SUR)이 0.5 DPM일 때, 출력이 40%에서 80%로 증가되는데 걸리는 시간은?
    ① 약 0.6분
    ② 약 0.8분
    ③ 약 1.1분
    ④ 약 1.4분

 

 

기동률이 0.5 DPM 이라 함음, 1분 후 원자로의 출력이 $10^{0.5}$ 배 증가한다는 뜻이다.

 

기동률 SUR 과 시간 t, 출력 P는 다음 관계식을 따른다.

 

$$ P(t) = P_010^{SUR*t}$$

 

0.5 DPM 일 때, 출력이 2배 증가하는데 걸리는 시간은,

 

$$ 2 = 10^{0.5 * t}$$

t = 0.6 분

 

정답 : 1


 

73. 중대사고 발생 시 노심손상 중지 및 격납건물의 건전성을 유지하여 핵분열 생성물 소외방출을 최소화하기 위한 중대사고 관리단계에서 원자로용기 외벽냉각 전략을 수행하는 단계는?
    ① 노심손상 방지
    ② 노심손상 완화 및 노심용융물 억류
    ③ 격납건물 건전성 유지
    ④ 핵분열 소외방출 최소화

 

 

중대사고 관리 단계는 다음과 같다.

 

1단계 : 노심 손상 방지

  - 원자로 정지 및 정지냉각

  - 노심 냉각 확보

 

2단계 : 노심손상 완화 및 노심용융물 억류

  - 원자로용기 내부로 비상냉각수 주입

  - 원자로용기 하부헤드 등 외벽 냉각

 

3단계 : 격납건물 건전성 유지

  - 노심용융물의 격납건물 바닥 관통 방지 : 격납건물 살수, 원자로공동 침수 등

  - 격납건물 압력을 설계압력 이하로 유지 : 격납건물 살수, 배기, 수소 제거 등

 

4단계 : 핵분열생성물의 환경 방출 최소화

  - 핵분열생성물을 수조에 억류

  - 격납건물 살수를 통한 핵분열생성물 침적

  - 격납건물 배

 

 

정답 : 2

 


 

74. 가압경수로형 원자력발전소의 노심손상 완화 측면에서 비상노심냉각계통(ECCS) 설계기준에 대하여 제한치와 목적이 작못 짝지어진 것은?
    ① 연료 피복재 표면 최대온도( ≤ 1,204 ℃) - 피복재와 물의 급속한 반응 방지
    ② 연료 피복재 산화율 (피복재 두께의 17% 이하) - 취성파괴 방지, 피복재 건전성 확보
    ③ 수소 생성율 (노심 내 전체 Zr과 물이 반응하여 생성될 수 있는 H2 가상량의 1% 이내) - 폭발성 기체에 의한 격납용기 건전성 유지
    ④ 기하학적 형상유지 – 부가적인 노심손상 방지, 붕괴열 제거

 

 

 

10 CFR 50. 46.

비상노심냉각계통 설계기준

1. 피복재 최고온도가 2200 ( 1204 )를 초과해서는 안된다. 이 온도는 지르코늄 피복재가 급격한 산화 반응을 시작하는 온도로 피복재의 강도가 급격히 감소한다.

 

2. 피복재의 산화율은 전체 피복재 두께의 17%를 초과하면 안된다. 산화가 진행되면 연성이 저하되고 취성이 증가하여 취성파괴의 우려가 있다. 17 % 는 물리적 강도를 유지할 수 있는 한계다.

 

3. 피복재와 물 또는 증기와의 반응에 의해 생성된 수소는 가상 최대발생량의 1 % 이내여야 한다. 수소폭발을 방지하기 위함이다.

 

4. 노심은 기하학적 형상을 유지해야 한다. 노심형상이 붕괴되면 서로 밀집되어 재임계의 위험이 있고 유로가 차단되 추가적인 노심손상의 위험이 있다.

 

5. 노심의 장기냉각이 유지되어야 한다. 장기적으로 발생하는 붕괴열을 제거해야 한다.

 

보기 4번에서 붕괴열 제거는 노심의 장기냉각 유지의 목적이다.

 

정답 : 4

 

 


 

75. 확률론적 안전성 평가(PSA) 수행 시 2단계 PSA에서 수행하는 것은?
    ① 발전소 계통분석, 사고경위 분석으로 노심손상빈도 계산
    ② 노심손상 정도, 냉각재와의 반응 정도 분석으로 원자로 파손빈도 계산
    ③ 원자로건물 반응, 거동 분석으로 방사능방출빈도 계산
    ④ 방사성물질의 환경누출에 따른 사고결과 평가 및 위험도 계산

 

 

PSA 각 단계별 내용은 다음과 같다.

LEVEL 1 : 노심 손상 빈도 분석

  - 노심손상빈도(Core Damage Frequency, CDF)를 평가함

  - 사고경위별 노심용융 빈도 분석

  - 분석범위 : 사상 상태도, 고장 상태도

  - 구분 : 사고요인 발생빈도 X 사고추이 발생확률

  - 결과물 : 초기사건 빈도, 노심손상 빈도

 

LEVEL 2 : 격납용기 건전성 및 방사선원항 분석 격납용기 밖으로 방사선이 누출되는 외부 사건 평가

  - 노심 손상 후 방사성물질 방출 가능성을 평가함. 방출 경로를 분석하고 확률을 추정

  - 사고경위별 노심용융, 격납용기 거동 및 파손빈도 분석

  - 방사능 방출량 평가

  - 발전소 취약점 파악, 개선

  - 분석 범위 : 격납용기 Fail , 사고추이별 노심용융 정도 및 방사능 방출량

  - 결과물 : 격납건물 파손 빈도, 방사성핵종 방출 빈도, 방출군별 선원항

 

LEVEL 3 : 방사성물질의 환경누출로 인한 피해 및 위험도 평가

  - 격납용기 파손시 방출핵종의 경로, 피폭에 의한 주민 및 재산 피해 분석

  - 분석 범위 : 사고추이별 방사성물질 확산 및 피해, 격납용기 Fail

  - 결과물 : 조기사망위험도, 암사망 위험도

 

 

정답 : 3