[원자력기사 기출풀이] 2018년 핵재료공학 및 핵연료관리 11 ~ 15번

 

 

 

 

31. 금속재료의 부식 형태에 대한 설명 중 옳지 않은 것은?
    ① 점식(pitting)은 금속 표면의 부동태막(passive film)이 파괴된 좁은 부위에 집중적으로 부식이 진행되는 형태이다.
    ② 입계 부식(Intergranular corrosion)은 합금원소의 농도차이에 의해 생기는 결정립계와 기지(Matrix) 간의 전기 화학적 반응성의 차이로 발생한다.
    ③ 응력 부식은 합금에서 응력이 존재하면 발생되는 부식으로, 합금의 종류에 관계없이 발생한다.
    ④ 고온산화시 산화물 핵의 생성 속도는 금속 표면의 결함과 불순물 등에 따라 달라진다.

 

 

1번과 2번은 옳은 설명이다.

 

3번  : 응력부식은 무응력 상태에서는 부식이 일어나지 않으나 응력이 존재하면 부식이 가속되는 것을 의미한다. 응력부식이 발생하면 항복응력보다 낮은 응력에서도 균열이 발생하여 기기건전성을 떨어뜨린다. 이는 환경, 응력과 더불어 재료까지 영향을 받는 부식이다. 

 

 

 

정답 : 3

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32. 방사성폐기물 자체처분 규정에 대한 설명 중 틀린 것은?
    ① 희석을 통해 허용농도를 만족시켜야 한다.
    ② 허용농도 미만일 때 자체처분할 수 있다.
    ③ 허용선량을 만족할 때 자체 처분할 수 있다.
    ④ 허용기준 만족시 방사선관리구역 외부 저장소에 임시로 저장할 수 있다.

 

 

이 내용은 "방사성폐기물 분류 및 자체처분 기준에 관한 규정"에서 찾아볼 수 있다.

https://www.law.go.kr/%ED%96%89%EC%A0%95%EA%B7%9C%EC%B9%99/%EB%B0%A9%EC%82%AC%EC%84%B1%ED%8F%90%EA%B8%B0%EB%AC%BC%EB%B6%84%EB%A5%98%EB%B0%8F%EC%9E%90%EC%B2%B4%EC%B2%98%EB%B6%84%EA%B8%B0%EC%A4%80%EC%97%90%EA%B4%80%ED%95%9C%EA%B7%9C%EC%A0%95/

 

 

2, 3번은 2조와 6조에서

4번은 9조에서 찾아볼 수 있다.

 

1번은 8조에서 금지하고 있는 행위이다.

 

8조 2항 :  자체처분 허용농도 또는 자체처분 허용선량을 만족시키기 위하여 임의적인 혼합 또는 희석의 방법으로 방사성폐기물을 처리하여서는 아니된다.

 

정답 : 1

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33. 사용후핵연료 재처리전 물속에 저장했을 때 얻을 수 있는 효과가 아닌 것은?
    ① 기체 핵분열생성물 제거     ② 방사능 감소    ③ 붕괴열 감소    ④ 재처리시 취급 용이

 

 

사용후핵연료는 노심에서 인출 후 일정기간 ( 5년정도) 습식시설에서 임시저장한다.

임시저장하는 동안 방사능이 감소하고, 붕괴열이 감소한다.

 

답은 1번이라고하는데, 문제가 좀 이상한 것 같다. 

2번과 3번이 답이 아니라는 뜻은, 습식임시저장으로 방사성물질이 붕괴되는 시간을 벌어주는 것은 옳은 내용이라는 뜻이다.

그럼 1번도 답이 아니어야 한다. 임시저장동안 반감기가 긴 (I-129와 Kr-85) 일부핵종을 제거한 기체방사성핵종은 붕괴되어 사라지는 효과가 있다. 예를들어 I-131이나 Xe-135 같은 핵종의 방사능을 줄일 수 있다.

결국, 방사성붕괴를 위한 시간 지연의 관점에서 볼 때, 1번, 2번, 3번은 궤를 같이하므로 모두 맞거나 모두 틀려야된다고 본다.

 

출제자의 의도를 생각해보면, "방사성폐기물 처리시설을 통해 기체핵종을 제거하는 것은 아니다" 라는 주장일 수 있다.

예를들어 활성탄여과기나 HEPA필터로 핵종을 제거하는 것은 아니니까,

"붕괴로 인한 감쇠는 맞지만, 능동적인 제거는 아니라서 1번이 답이다" 라고 할 수는 있겠지만, 좀 억지스럽다. 

 

4번

습식저장을 하다가 재처리를 하면 별도의 추가적인 냉각이 필요없고, 붕괴열과 방사능이 자연적으로 감소한다. 또 물이 차폐를 해주기 때문에 운반 및 준비 과정에서 피폭의 우려가 적다는 장점이 있다. 

 

 

정답 : 1

 

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34. 핵연료 소결체 제조공정이 아닌 것은?
    ① 균질혼합공정     ② 소결공정     ③ 화학적 처리공정    ④ 연삭공정

 

 

혼합 : UO2 + 연삭찌꺼기 + 밀도조절용 U3O8 을 혼합기에서 1시간 정도 균질혼합

압분 : 우라늄분말을 원심분리기에서 공기와 분리 후, 분말분리기에서 200um 이상의 분말을 분리. 회전식 압분기에서 밀도 5.6 g/cm^3의 압분체(green pellet) 제조

 

소결 : 분말을 융점 이하에서 가열하여 결합시키는 과정. 850 도의 예비소결, 1850의 소결. 이후 냉각시켜 이론밀도 95 % 소결체 제조

 

연삭 : 소결 시 밀도 편차에 의해 원통형 가운데 부분이 심하게 수축되어 장구모양이 됨. 이를 설계치수대로 연삭함.

 

정답 : 3

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35. 사용후핵연료의 재처리 목적이 아닌 것은?
    ① 유용한 핵분열성 물질 회수
    ② 방사성 핵분열생성물 제거
    ③ 장기보관을 위해 사용후핵연료 중의 방사성물질을 안전한 형태로 변화
    ④ 사용후핵연료의 방사능 감소

 

 

재처리를 하면

1. Pu와 U 등 가용한 핵분열성 물질을 회수할 수 있다.

2. 핵분열생성물을 분리해내어 향후 폐기물의 관리를 더 용이하게 해준다.

3. 재처리 공정 후 남은 잔존 방사성물질들은 유리화를 하여 장기적인 폐기물 관리에 용이하도록 해준다.

 

 

4번은 조금 애매하다.

핵분열생성물을 따로 분리하는 과정에서 폐기물의 방사능과 부피, 관리기간이 짧아지는 효과가 있다.

방사능 감소는 부수적인 효과이지 목적이 아니라면서 낸 문제 같다.

 

 

정답 : 4