[원자력기사 기출풀이] 2019년 방사선이용 및 보건물리 11 ~ 15번

 

1. 다음 중 NaI(Tl) 무기섬광검출기에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?
    ① NaI(Tl)의 Tl을 활성물질이라고 한다.
    ② NaI(Tl)는 발광 중심 역할을 하도록 Tl불순물을 첨가하였다.
    ③ 방사선에 의해 여기된 충만대의 전자는 도전대로 이동하여 결합전자가 된다.
    ④ 도전대로 이동한 전자는 Tl의 에너지 밴드와 만나면 천이하여 빛을 내게 된다.

 

 

 

 

무기섬광물질에서는, 방사선이 섬광물질과 반응을 하면, 충만대(Valence band)의 전자가 천이되어 전도대 (Conduction Band)로 올라간다.

이 후 Tl 같은 활성물질(Activator)의 에너지밴드에 빠져, 천이하면서 섬광을 내고, 이 섬광을 감지하여 방사선을 계측한다.

 

Tl은 활성물질, 불순물, 발광중심이다.

 

3번의 설명은 거꾸로 되었다. 방사선에 의해 여기된 전도대의 전자가 충만대로 이동하면서 결합전자가 된다.

 

 

정답 : 3

 

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92. 다음 중 방사선 피폭에 대한 영향이나 피해를 나타낼 때 사용하는 용어에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?
    ① 손상(Damage)이란 영향 중 인체에 부정적인 것만을 말한다.
    ② 위해(Detriment)는 인체에 대한 보건 상의 해로운 영향을 의미한다.
    ③ 위험(Risk)은 확률을 포함하는 건강 상의 위해 또는 일반적인 의미의 위험을 말한다.
    ④ 영향(Effect)는 방사선 또는 방사능으로 인해 유발되는 모든 종류의 효과를 말한다. 따라서, 영향에는 부정적인 의미뿐만 아니라 긍정적인 의미의 결과까지 포함된다.

 

피폭에 대한 용어는 다음과 같다.

1. Change (변이) : 세포 구성성분(DNA)이 화학적 또는 구조적으로 변화. 반드시 유해하다고 볼 수 없음.

 

2. Damage (손상) : 세포 수준에서의 변화, 세포에게는 유해, 개체적으로는 유해하지 않음

 

3. Harm (해) : 피폭된 본인 또는 자손에게 나타나는 영향으로 임상적으로 관찰할 수 있는 것, 확률적 영향과 결정적 영향 모두 포함

 

4. Detriment (위해) : 확률적 영향의 정도를 해가 발생할 확률이나 해의 정도, 피폭 후 시간적 발현 분포 등을 고려하여 다각적으로 나타내는 개념. 문턱선량 이하 낮은 선량범위에서만 사용하는 개념이므로 결정적 영향에서는 사용하지 않음.

 

 

 

Damage의 경우 세포 수준에서는 유해한 것을 의미하는 것이지, 인체(개체)에게 유해한 것을 의미하는 것은 아니다.

 

정답 : 1

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93. 다음 중 확률론적 영향에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?
    ① 영향의 발현을 우연성이 지배한다.
    ② 큰 무리의 세포에서 발생한다.
    ③ 타 원인 영향과 구분이 잘 안된다.
    ④ 세포유전의 결과로 발생이 가능하다.

 

 

 

확률론적 영향의 기전 : 이온화나 여기에 의해 DNA 분자 속 원자 하나가 전리되면, DNA 분자에 암호화된 유전 정보가 뒤섞여서 암 또는 유전적 변화가 일어난다.

이는 세포 유전에 의한 결과다. 돌연변이된 세포가 살아남아 세포분열을 성공적으로 하면 발현하는 것인데, 체세포 돌연변이가 살아남으면 암이고, 생식세포의 돌연변이가 살아남으면 유전결함이다.

 

2번은 결정론적 영향에 대한 설명이다.

 

정답 : 2

 

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94. BF3 비례계수관으로 Ra-Be 선원에서 방출되는 속중성자를 측정하고자 한다. 검출기의 감도를 높이기 위한 감속재의 재질로 적절하지 않은 것은?
    ① 파라핀    ② 납(Pb)    ③ 폴리에틸렌    ④ 수소 함량이 많은 물질

 

 

Ra-Be 선원에서는 핵반응에 의해 중성자가 생성된다.

BF3 계수관은 열중성자를 더 잘 감지하므로, 속중성자의 에너지를 낮출 필요가 있다.

중성자의 에너지는 산란을 통해 낮아지는데, 산란당 감속되는 정도는 원자번호가 작을수록 (중성자와 질량이 같을수록) 효과가 좋다.

즉, 수소가 가장 효과가 좋아서 수소를 많이 함유한 물질들이 좋다.

 

파라핀, 폴리에틸렌 모두 탄화수소로서 수소 함량이 많다

납은 원자번호가 커서 중성자 감속에는 효과적이지 않다. 원자번호가 높으므로 감마선 차폐에 유리한 재료이다.

 

정답 : 2

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95. 고에너지 감마선이 존재하는 혼합 방사선장에서 저에너지 엑스선을 측정할 수 있는 방사선검출기는?
    ① Phoswich(Phoshor Sandwich) detector
    ② 액체섬광검출기
    ③ ZnS(Ag) 섬광검출기
    ④ HPGe 반도체검출기

 

포스위치 섬광계수기는, 서로 특성이 다른 두 섬광물질을 1개의 광증배관에 연결한 검출기이다.

이로서 서로다른 두 섬광체의 특징을 동시에 이용할 수 있는 장점이 있다.

예를들어, 아래와 같이 구성한다면, 전방의 얇은 NaI 에서는 저에너지 감마를, 후방의 두꺼운 CsI 에서는 고에너지 감마선을 관측할 수 있다.  CsI와 NaI의 천이속도가 달라서 서로 신호를 구분해낼 수 있다는 것에 기인한다.

 

 

정답 : 1