[원자력기사 기출풀이] 2017년 원자로 안전과 운전 1 ~ 5번

 

61. 다음 중 국제 원자력 사고 및 고장등급(INES) 관련 설명으로 틀린 것은?
    ① INES는 원자력 관련 시설에서 발생하는 각종 사건들의 심각한 정도를 일반 대중에게 신속하고 일관성 있게 전달하기 위한 수단이다.
    ② 2등급 이상으로 평가된 사건 또는 국제사회의 관심을 유발하는 사건에 대하여서는 24시간 이내에 INES 정보시스템에 통보하도록 권고하고 있다.
    ③ 등급체계는 사고 및 고장의 심각도에 따라 1등급에서 7등급으로 분류하며 3등급 이상의 사건은 사고로 분류하고 있다.
    ④ 2011년 일본 후쿠시마 원전사고와 1986년 체르노빌 원전사고는 INES 7등급에 속하는 대형사고이다.

 

 

2번 : 2등급 이상이거나 국제원자력기구가 관심을 갖는 사건의 경우 24시간 이내에 IAEA에 통보하여야 한다.

 

3번 : 4등급부터 사고로 분류된다.

 

4번 : 체르노빌, 후쿠시마는 7등급, TMI 사고는 5등급이다.

 

정답 : 3

 

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62. 다음 중 정지여유도에 대한 설명으로 맞는 것은?
    ① 계산을 위해 붕산농도, 냉각재 평균온도, 제어봉 위치값 등이 사용
    ② 원자로가 정지된 후에는 정지여유도 계산은 의미가 없다.
    ③ 정지 후 재기동을 위해서는 가능한 정지여유도를 낮게 유지
    ④ 출력운전을 하다가 원자로가 정지되면 정지여유도는 감소 후 증가한다.

 

 

정지여유도 의미

  - 임계상태 : 가장 큰 제어능을 가지는 제어봉을 제외한 모든 제어봉이 순간적으로 낙하하였을 경우 부반응도의 크기

  - 미임계상태 : 지금 현재 임계와 벌어진 정도

 

 

1. 정지여유도를 계산하기 위해서는 노심의 반응도에 영향을 주는 모든 요인을 고려해야 한다. 붕산농도, 냉각재 온도, 제어봉 위치는 모두 반응도에 영향을 미치는 요소들이다. 이외에도 독물질이나 연소도가 있겠다.

 

2. 원자로 정지 중에도 정지여유도 계산은 중요하다. 정지중에 제논의 붕괴, 냉각재 냉각 등으로 정반응도가 삽입될 수도 있고, 정지 중에는 다양한 점검을 하기 때문에 의도치 않은 붕산 희석 같은 일이 발생할 수 있기 때문에 충분한 정지여유를 확보해야 한다.

 

3. 정지 후 정지여유도를 제한값 이상으로 유지해야 안전하다. 정지여유도를 낮게 유지하면, 약간의 문제로도 노심이 임계에 도달할 수 있기 때문이다.

 

4. 원자로가 정지되면 Xe-135가 증가하다가 최대값에 도달한 후 다시 감소하여 0이 된다.

Xe-135는 독물질이므로 부반응도를 준다. 따라서 노심의 반응도는 감소했다가, 최소값에 도달한 후 다시 증가할 것이다.

즉, 정지여유도는 증가했다가 감소한다.

 

 

 

정답 : 1

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63. 원자로 노심의 안전성을 확보하기 위해 고려하는 제한사항이 있다. 다음 중 핵적 특성을 고려한 제한사항이 아닌 것은?
    ① 축방향 중성자속   ② 연료봉 중심온도  ③ 연료 변형률     ④ 열속 첨두계수와 엔탈피 첨두계수

 

 

연료봉 중심온도 제한, 최소 DNBR, RCS 온도와 압력의 운전영역 제한은 정상상태, 예상운전과도에서 피복재가 손상되지 않음을 보장해주는 제한 사항이다.

 

사고상태에서 피복재 손상 방지를 위해서

피복재 변형률, 피복재 산화도, 첨두 피복재 온도, 출력분포를 제한한다.

출력분포는 제어봉 위치, 축방향 출력분포, 사분출력경사비, 고온관 엔탈피를 제한한다.

 

3번 : 연료의 변형률이 아니라 피복재의 변형률을 1 % 이내 제한하고 있다.

 

 

정답 : 3

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64. 다음 중 가압 열충격을 유발할 수 있는 사고가 아닌 것은?
    ① 소형 증기관 파단사고 
    ② 소형 냉각재 상실사고
    ③ 대형 증기관 파단사고 
    ④ 대형 냉각재 상실사고

 

가압열충격 : 압력용기 하향통로 영역의 냉각재 온도가 급격히 떨어지는 경우, 용기내/외벽 간에 반경방향으로 심한 온도구배가 형성되면서, 이에 따른 열응력이 발생되어 용기내벽에 인장응력이 크게 걸린다. 중성자 조사로 압력용기 재료가 취화된 경우 이런 과냉각 상태에서 냉각재계통이 가압되면 이 열응력과 압력에 의한 막응력이 중첩되어 용기 내벽에 존재하는 균열의 불안정 성장을 초래해 건전성을 위협한다. 이를 가압열충격이라고 한다.

 

즉, 압력용기에 압력이 걸리고, 냉각이 되면 발생할 수 있다. 중성자의 조사는 이 현상을 더 잘 발생하게 한다.

 

소형증기관 파단, 대형증기관 파단 시 : 증기유량이 증가하여 1차측과 2차측 열제거가 불균형해진다. 1차측의 열이 더 많이 제거되어 냉각된다.

 

소형냉각재 상실 시 : 소형 LOCA에서는 파단부위를 통한 압력 손실은 작을 수 있다. 그런데 안전주입펌프가 작동하면, 압력이 보충되고, 차가운 냉각재가 들어오면서 1차계통의 온도가 낮아져 가압열충격이 가능하다

 

대형 냉각재 상실 시 : 파단부위를 통한 압력 상실이 커서 압력이 감소한다. 가압열충격을 유발하지 않는다.

 

정답 : 4

 

 

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65. 가압경수로형 원자력발전소는 설계기준사고 시 분열생성물의 외부 누출을 억제하고 종사자와 공중의 안전을 목표로 공학적 안전설비가 설치되어 있다. 다음 중 공학적 안전설비(ESF)의 기능이 아닌 것은?
    ① 주제어실 거주성 확보
    ② 원자로건물 건전성 확보
    ③ 폐기물 건물 건전성 확보
    ④ 냉각재 재고량 확보

 

공학적안전설비의 기능

 - 핵연료 피복재 보호

 - 격납건물 방사성물질 제거

 - 냉각재재고량 확보

 - 격납건물 건전성 확보

 - 핵증기공급계통 냉각

 - 주제어실 건전성 확보

 

 

 

정답 : 3번