[원자력기사 기출풀이] 2017년 핵재료공학 및 핵연료관리 6 ~ 10번

 

26. 어떤 가압경수로의 냉각재 시료에서 측정된 I-131, I-132, I-133, I-134, 및 I-135의 방사능 농도가 각각 10, 100, 50, 200, 100 Bq/g일 때, 해당 시료의 I-131 선량등가 방사능농도 (Bq/g)는 얼마인가?
(단,I-131, I-132, I-133, I-134 및 I-135의 호흡에 대한 선량 환산인자의 상대적인 비율은 각각 100 : 1 : 20 : 3 : 4 로 가정한다.)
    ① 31   ② 46    ③ 460   ④ 3,100

 

 

I-131 선량등가방사능농도 : 시료의 핵종에 의한 모든 선량을 I-131의 선량으로 치환하였을 때, I-131의 방사능농도

 

각 핵종의 선량환산인자와 방사능농도를 곱하여 모두 합산한 다음, I-131의 선량환산인자로 나누면 된다.

 

(10 * 100 + 100 * 1 + 50 * 20 + 200 * 3 + 100 * 4 ) / 100 = 31 Bq/g of I-131

 

정답 : 1

 

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27. 우라늄 연료주기에 대한 설명으로 가장 거리가 먼 것은?
    ① TBP를 이용한 용매추출 기술은 정련공정에도 사용될 수 있다.
    ② 가압경수로 우라늄 연료주기에서 변환은 우라늄 정광에서 UF6를 만드는 공정이다.
    ③ 불소화는 UO2에 불산(HF)을 반응시켜 UF4로 만드는 공정이다.
    ④ 레이저 농축법에서는 우라늄 동위원소 분리에 자기장이 이용된다.

 

1.

정련공정에서 우라늄 원광을 분쇄하고 침출, 정제해야 한다.

정제할 때 TBP를 이용한 용매추출법으로 정제를 할 수 있다.

TBP 용매추출은 변환, 재처리 공정에서도 사용한다.

 

2. 경수로핵연료주기에서 변환은 우라늄정광 (U3O8)을 UF6로 만든다. UF6가 이후 농축에 용이하기 때문이다.

중수로핵연료주기는 농축이 필요없으므로 변환단계에서 바로 UO2로 만든다.

 

3. 

UO2 + 4HF → UF4 + 2 H2O ( 불화수소화)

UF4 + F2 → UF6 (불소화)

 

HF를 반응시키는 것은 불화수소화라는 의도에서 출제한 문제같다.

근데 두 반응 모두 그냥 불화반응이라고 부른다.

 

 

4. 레이저농축법 : U-235만 여기시키는 파장의 레이저를 쪼인 후, 여기된 U-235를 자기장으로 분리하는 것

 

 

 

정답 : 3

 

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28. 어떤 암석시료의 방사능을 측정한 결과 U-238, Pb-206의 동위원소 비율이 5 : 1로 나타났다. 이 암석은 언제 생성된 것으로 볼 수 있는가? (단, U238의 반감기는 4.5×10^9년이다. )
    ① 약 8억년 전    ② 약 10억년 전   ③ 약 12억년 전    ④ 약 15억년 전

 

 

암석이 생성될 때 Pb-206이 없었다고 가정하면, 암석에 있는 Pb-206은 U-238이 붕괴해서 생긴 것이다.

계열붕괴하는 U-238의 종착지는 Pb-206이므로, U-238과 Pb-206의 수 비율이 5 : 1이라는 것은, U-238이 붕괴하여 5/6이 되었다는 뜻이다.

반감기가 주어졌으므로, 몇년이 경과해야 원래 양의 5/6이 남는지 계산할 수 있다.

 

 

정답 : 3

 

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29. 다음 중 방사성폐기물 처분계통의 구성요소 요구사항이 아닌 것은?
    ① 폐기물 특성    ② 냉각수원    ③ 지질 환경    ④ 처분시설

 

 

정확히 요구사항이 명시되어있는지는 모르겠다.

냉각수원은 없어도 된다.

폐기물 저장, 보관 단계에서 냉각이 필요한 경우 냉각수원이 필요하다.

하지만 처분할 때에는 냉각이 필요 없어야 한다.

냉각이 필요할 정도의 폐기물은 처분하면 안된다.

 

 

정답 : 2

 

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30. 원자력발전소의 수화학 처리 목적이 아닌 것은?
    ① 노심 내 불순물 유입 및 방사능 축적을 최소화시킨다.
    ② 노심 내 침적물에 의한 중성자 포획을 증진시킨다.
    ③ 작업 중 방사선 조사를 가능한 한 최소화한다.
    ④ 방사능 환경 누출을 방지한다.

 

 

1, 3, 4번은 맞다.

부식을 방지하여 1차계통 압력경계를 건전하게 유지하고, 피복재의 손상을 방지, 냉각재의 방사능준위를 최소화, 출력 증대 등의 목적으로 수화학 처리를 한다.

 

침적물이 중성자의 포획을 많이하면 안좋다. 중성자경제성이 떨어질뿐아니라, 침적물이 방사화되어 방사능준위를 높이기 때문이다.

 

 

정답 : 2