[원자력기사 기출풀이] 2019년 방사선이용 및 보건물리 6 ~ 10번

 

 

 

86. 방사선에 의해 야기되는 변화의 양을 나타낼 때 G값(G-value)을 사용하는데, 이것은 흡수된 방사선 에너지 100 eV 당 변화의 수로 정의된다. 다음 중 방사선에 의해 생성된 기단 또는 물질 중 G값이 가장 큰 것은?
    ① 수화전자(e-) 
    ② 수소유리기(Hㆍ)
    ③ H2
    ④ H2O2

 

 

유리기의 G값은 다음과 같다.

수화전자, OH ㆍ : 2.8

$H_2O_2$ : 0.75

H ㆍ : 0.6

 

 

정답 : 1

 

 

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87. 주변 온도가 25℃이고 대기 압력이 75 mmHg인 어떤 작업장에서, 자유공기전리함으로 조사선량률을 측정하였더니 10^-3 C/kgㆍhr였다. 실제 조사선량률은 약 얼마인가?
    ① 1.1×10^-3 C/kgㆍhr
    ② 9.1×10^-3 C/kgㆍhr
    ③ 9.5×10^-3 C/kgㆍhr
    ④ 1.0×10^-2 C/kgㆍhr

 

 

 

자유공기전리함은 공기가 자유롭게 드나든다. 광자가 검출기 내부의 공기를 통과하면서, 공기를 얼마나 전리시키냐가 전리함의 측정 원리이다.

내부 공기의 밀도가 달라지면, 같은 광자가 들어와도 전리되는 공기의 양이 달라진다.

자유공기전리함은 측정장소마다 다른 공기의 밀도를 보정해주어야 한다.

 

지금 내가 들고 있는 계측기의 값은, 교정이되어 나오는 값이다. 아마 교정은 0 'C , 1기압에서 했을 것이다.

즉, 광자가 검출기와 반응하여 생기는 전하량 (C) 을, 전리함의 공기 질량으로  나누어 주어야 C/kg 단위의 조사선량을 지시할 수 있을텐데, 이 때 0 'C, 1기압일 때의 공기질량으로 나누어 지시한다.

 

0 'C, 1기압에서의 공기 밀도를 $\rho$ 라고 하면,

25'C, 75 mmHg 에서의 공기밀도는

$\rho' = \rho * \frac{273}{273+25} * \frac{75}{76} = 0.9\rho$

이다.

 

현재 측정결과값이 10^-3 C/kg/hr 이므로, 지금 현재 공기밀도에 입각하여 다시 실제 선량률을 계산해보면,

 

$10^{-3} * \rho *\frac{1}{0.9\rho} = 1.1 * 10^{-3} C/kg/hr$

 

 

 

정답 : 1

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88. GM계수관으로 선원 A를 측정하여 4,800 cpm을 얻었으며, 선원 B를 측정하여 3,600 cpm을 얻었다. 그리고 선원 A와 B를 함께 놓고 측정하여 8,000 cpm을 얻었을 때, GM계수관의 분해시간은 약 얼마인가?
(단, 자연계수율은 60 cpm이다)
    ① 250 μsec    ② 345 μsec   ③ 729 μsec    ④ 947 μsec

 

 

불감시간은 GM 계측기가 한 방사선을 계수하고 다음 방사선을 계수할 수 있을 때 사이의 시간이다. 이 시간동안 방사선이 들어와도 GM 계수기는 잡아내지 못한다.

 

이 때문에 측정된 계수율 m은 실제 계수율(n, 참계수율)보다 작다.

 

$$n = \frac{m}{1-m\tau} = m + m^2\tau + ......$$

 

$\tau$ : 불감시간

 

 

두 선원을 이용하여 불감시간을 계산할 수 있는 방법은 다음과 같다.

 

우선 한 선원씩 따로따로 측정한다. 

 

그 결과는 $m_1, m_2$

 

그리고 두 선원을 동시에 측정하고 그 결과는 $m_{12}$, 

 

그리고 선원없이 배경계수율만 측정한다. 그 결과는 $m_b$

 

위 m이라고 쓴 것은 측정계수율이다.

참계수율에서는 다음의 관계를 만족해야 한다.

$n_{12}+n_b = n_1 + n_2 $

 

동시에 측정하면 배경계수율이 1번만 측정되기 때문에, 배경계수율만큼을 더해주면, 우변과 같아진다.

 

위 식과 참계수율과 측정계수율의 관계식을 조합한다면,

 

측정계수율만으로도 불감시간을 다음과 같이 알아낼 수 있다. 

 

$$\tau = \frac{m_1 + m_2 - m_{12} - m_b}{{m_{12}}^2+{m_b}^2-{m_1}^2-{m_2}^2}$$

 

${m_b}^2$ 은 너무 작은 값이므로 무시해도 된다.

 

위 식대로 계산해보면 3번이 답이다.

 

 

 

 

정답 : 3

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89. 불감시간이 120 μs이고, 전계수효율이 20%인 GM계수기로 0.25 μCi의 P-32를 계수할 때 관측계수율은 약 얼마인가?
    ① 1,430 cps    ② 1,514 cps      ③ 1,621 cps    ④ 2,411 cps

 

 

참계수율 n 은

 

$$n = 0.25 * 10^{-6} * 3.7 * 10^{10} * 0.2 = 1850 cps$$

 

 

참계수율 n, 측정계수율 m, 불감시간 $\tau$의 관계는 다음과 같다.

 

$$n = \frac{m}{1-m\tau}$$

 

따라서 측정계수율은 1514 cps

 

 

정답 : 2

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90. 어떤 핵종의 내부전환계수가 3일 때 미 붕괴 당 방출되는 내부전환전자의 수는?
    ① 0.25개    ② 0.33개    ③ 0.75개    ④ 3개

 

내부전환계수 = 내부전환전자 방출율 / 감마선 방출율

 

핵종이 바닥상태로 천이할 때 감마선 또는 내부전환전자를 발생시킨다.

 

두 확률의 합은 1이어야 한다.

내부전환계수가 3이라면,

25%로 감마를, 75%로 내부전환을 한다는 뜻이다.

 

따라서 붕괴당 0.75개의 내부전환전자를 낸다.

 

 

정답 : 3