[원자력기사 기출풀이] 2019년 방사선이용 및 보건물리 16 ~ 20번

 

 

96. 다음 중 의료상 피폭의 범주에 해당하지 않는 것은?
    ① 의사, 의료기사 및 간호사의 피폭
    ② 환자 또는 피검자로서 진료과정에서 받는 피폭
    ③ 의학 또는 생물학적 연구를 위한 실험의 대상으로서 자원자가 받은 피폭
    ④ 환자의 보호자가 자신이 방사선을 피폭할 것을 인지하고서 환자의 부축이나 간호 등의 사유로 불가피하게 받는 피폭

 

 

피폭범주는 3개로 나뉜다. 직무피폭, 의료피폭, 일반인피폭

 

의료피폭의 대상은

1. 진료 받는 환자

2. 자의적인 보호자

3. 생의학 연구대상 지원자

4. 법의학 과정의 피폭

 

의사, 의료기사, 간호사의 피폭은 의료피폭이아니라 직무피폭이다.

 

정답 : 1

 

---

97. 감마선과 물질과의 상호작용 중 광전효과에 관한 설명으로 옳지 않은 것은?
    ① 광전효과는 비탄성산란이며, 선스펙트럼을 가진다.
    ② 광전효과 단면적은 물질의 원자번호(Z)와 광자의 에너지(E)에 따라 매우 민감하게 변한다.
    ③ 광전효과에 의해 방출되는 광전자의 운동에너지는 입사하는 감마선의 에너지와 전자의 결합에너지를 더한 값과 같다.
    ④ 광전효과란 입사하는 감마선이 원자의 궤도전자와 반응하여 감마선은 소멸되고 대신 하나의 전자가 그 원자로부터 튀어나오는 반응이다.

 

 

 

 

2. 광전효과 단면적(발생확률)은 원자번호와 에너지에 강하게 의존한다.

$$\sigma \propto \frac{Z^{4}}{E{-3.5}}$$

 

3. 감마가 흡수되고 전자가 하나 튀어나오는데, 전자는 결합에너지를 끊어야지만 탈출할 수 있다.

즉, 감마에너지 - 전자결합에너지 = 광전자 에너지 이다.

 

 

1번에서 광전효과의 스펙트럼은 선스펙트럼이 맞는데, 비탄성산란이라고 하는지는 모르겠다. 일단 3번이 확실히 틀렸으니까 정답은 3번.

일단 산란 전 후 감마의 에너지가 바뀌면 비탄성산란으로 분류한다.

 

 

정답 : 3

 

 

---

98. 다음 중 엑스선 이용시설의 차폐시설 설계에 영향을 주는 인자로 옳지 않은 것은?
    ① 가동인자(Work load)
    ② 가동율(Use factor)
    ③ 점유도(Occupancy factor)
    ④ 방사화(Radio-activation)

 

 

엑스선은 감마선과 달리 연속스펙트럼이라 차폐설계가 조금 다르다. 요구되는 차폐수준에 따라 투과계수를 계산하고, 미리 계산된 표에서 투과계수에 맞는 차폐체의 두께를 선택한다.

 

투과계수란, 차폐된 선원이 1 m 거리에 있을 때, 장치가 1mA, 1분 동안 가동되었을 때 받는 선량률이고

다음과 같이 계산한다.

투과계수 K

 

$$K = \frac{d^2p}{WUT}$$

 

d : 선원으로부터의 거리

p : 선량목표치 , 예를들어 1 mSv/week

W : 가동인자, 일정기간동안 장치의 선량률을 나타내는 것으로, 조사당 선량률, 일주일간 조사횟수 등의 곱으로 표현된다.

U : 가동률, X 선 빔이 관심방향으로 향하는 비율

T : 점유도, 관심방향에 사람이 머무는 정도. 예를들어 사무실은 1, 휴게실은 1/4, 계단은 1/16

 

 

방사화는 관련이 없다.

 

 

정답 : 4

 

---

99. 시료의 계수율이 600cpm이고, 백그라운드 계수율이 60cpm일 때 총 계수시간 20분으로 최상의 결과를 얻기 위한 측정시간 배분은?
    ① 시료: 약 13분, 백그라운드: 약 7분
    ② 시료: 약 14분, 백그라운드: 약 6분
    ③ 시료: 약 15분, 백그라운드: 약 5분
    ④ 시료: 약 16분, 백그라운드: 약 4분

 

 

방사선 측정 시 항상 표준편차가 있는데

 

단일측정에서 계수율이 n, 계측시간이 t 이면, 계수율은

 

$$n \pm \sqrt{n} / t $$

 

이 된다.

 

순계수율은 시료계수율에서 배경계수율을 빼야하고, 오차전파에 의하면,

순계수율의 표준편차는

 

$$ n_{net} \pm \sqrt{\frac{n_s}{{t_s}^2}+ \frac{n_b}{{t_b}^2} } $$

 

이다.

s : 시료계수, b : 배경계수를 의미

 

주어진 시간에서 최상의 결과를 낸다는 것은 표준편차가 가장 작도록 한다는 것이다.

 

위 식에서 표준편차가 가장 작도록 하려면 시간에 대해 미분하여 0이 되도록 하면 된다.

그럼,

 

$$\frac{t_s}{t_b} = \sqrt{\frac{n_s}{n_b}} = \sqrt{\frac{600}{60}} = 3.16$$

 

즉, 시료를 3.16 배 더 길게 측정해야하니까, 시료 측정시간은 15.19 분

 

정답 : 3

 

---

100. 원자력시설의 사고로 인근 주민이 I-131을 100 MBq 섭취하였다. 이 중 25%는 갑상선에 흡수되고 나머지는 소변으로 배출되었다. I-131의 유효반감기가 8일이라면, 섭취 후 5일 뒤에 남아있는 I-131의 방사능은 얼마인가?
    ① 16.2MBq    ② 32.4MBq   ③ 48.6MBq    ④ 64.8MBq

 

 

흡수된 양은 25 MBq

 

5일 후에는

 

$$ 25 * e^{-\frac{ln2}{8}*5} = 16.2 MBq $$

 

 

정답 : 1