[원자력기사 기출풀이] 2016년 핵재료공학 및 핵연료관리 16 ~ 20번

 

 

 

36. 중성자 조사로 인해 나타날 수 있는 현상에 대한 설명 중 틀린 것은?
    ① 재료의 인장강도가 감소한다.
    ② 원자 공공과 침입형을 발생시킨다.
    ③ 지르코늄 핵연료 피복재에서 조사성장을 유발한다.
    ④ 전위루프와 석출물을 발생시킨다.

 

 

재료가 고에너지 중성자에 조사되면 원자공공과 격자간 원자(침입형 원자)가 생성된다.

 

이 원자공공과 격자간 원자가 이동하면서 다양한 결함을 유발한다.

 

1. 재료의 인장강도와 항복강도가 증가하는 조사 경화가 일어나고, 연신율이 감소하는 조사 취화가 일어난다.

 

2.  원자공공과 침입형(격자간 원자)를 발생시킨다.

 

3. 지르코늄 합금의 조사성장을 유발한다. 원자공공과 격자간원자의 확산에 이방성이 있어서, 지르코늄 합금 결정의 어느 방향으로는 수축이, 어느방향으로는 팽창이 일어나는 조사성장이 생긴다.

 

4. 전위와 석출물을 발생시킨다. 

 

또, 원자공공이 성장하여 보이드를 형성한다.

 

 

정답 : 1

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37. 핵연료봉의 손상유무 및 손상정도를 판별할 수 있는 핵종으로 틀린 것은?
    ① I   ② Kr   ③ Xe   ④ Cs

 

 

넷 모두 핵분열 생성물로 핵연료 피복재가 손상되면 냉각재로 빠져나온다.

 

냉각재에서 이들 핵종이 검출된다면, 핵연료봉의 손상되었음을 알 수 있다.

 

I은 동위원소 간의 농도 차이를 분석하면 손상 정도를 알 수 있다.

손상 정도가 클수록 반감기가 짧은 동위원소 (I-133)이 더 많이 나온다.

 

Kr과 Xe은 불활성기체인데, 많이 검출될 수록 손상이 클 것이다.

 

Cs-134와 Cs-137의 동위원소 비율을 분석하면 손상연료의 연소도를 알 수 있다.

연소도가 클수록, Cs-134의 비율이 더 많다.

 

정답은 4번이라고 하는데, 좀 이상하다. Cs은 손상 정도가 아니라  연소도를 분석하는데 쓰인다고 문제를 낸 것 같다.

근데 어차피 손상정도가 크면, Cs-134와 Cs-137이 같이 많이 나올 것이니까 손상 정도도 알 수 있을 것이다.

 

정답 : 4??

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38. 사용후연료 중간저장시설의 구조 및 설비에 대한 기준 중 틀린 것은?
    ① 중간저장시설은 가능한 한 능동형 설비를 이용하여 사용후연료를 안전하게 저장할 수 있도록 설계해야 한다.
    ② 중간저장시설은 필요시 저장된 사용 후 연료를 안전하게 회수할 수 있어야 한다.
    ③ 중간저장시설은 미임계 유지를 위해 고정식 중성자 흡수체를 사용할 수 있다.
    ④ 중간저장시설에는 가능한 한 비가연성 재료를 사용해야 한다.

 

 

https://www.law.go.kr/%ED%96%89%EC%A0%95%EA%B7%9C%EC%B9%99/%EC%82%AC%EC%9A%A9%ED%9B%84%ED%95%B5%EC%97%B0%EB%A3%8C%EC%A4%91%EA%B0%84%EC%A0%80%EC%9E%A5%EC%8B%9C%EC%84%A4%EC%9D%98%EA%B5%AC%EC%A1%B0%EB%B0%8F%EC%84%A4%EB%B9%84%EC%97%90%EA%B4%80%ED%95%9C%EC%84%B8%EB%B6%80%EA%B8%B0%EC%88%A0%EA%B8%B0%EC%A4%80/

 

 

사용후핵연료 중간저장시설의 구조 및 설비에 관한 세부기술기준 4조에 가능한 피동형 설비를 사용해야 한다고 나와 있다.

 

능동형 설비 : 외부전력 등 외부에서 입력이 있어야 작동하는 설비

피동형 설비 : 외부입력 없이 자연현상에 의해 작동하는 설비, 예를들어 중력이나 자연순환을 이용한 것

 

나머지 보기들도 위 기술기준을 잘 찾아보면 나와 있다.

 

 

 

정답 : 1

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39. 방사성폐기물 처분에 대한 설명이 올바른 것은?
    ① 처분시설 안전성평가에서 가장 중요한 사항은 처분시설 운영 중 배출되는 방사성 물질에 의한 안전성 평가이다.
    ② 현행 1단계 경주 중저준위 처분시설(사일로)에 처분할 수 있는 고형화 방식은 시멘트, 폴리머, 파라핀 고형화이다.
    ③ 처분시설이 위치하는 지역은 지하매질에서의 수리전도도가 작아야 한다.
    ④ 처분시설의 인수기준은 규제기관이 설정한다.

 

1번 : 처분되는 방사성폐기물의 안전성평가가 가장 중요해 보인다.

 

2번 : 파라핀 고화체는 침출특성과 압축강도가 좋지 않아 사용하지 않고 있다. 정확히는 모르지만, 이 보기가 틀린 것이면 파라핀고화체는 처분이 불가능한 듯 하다.

 

3번 : 수리전도도가 작아야 한다. 그래야 지하수가 느리게 흐르고, 방사성물질이 시설 안에 잘 격납되고 느리게 확산된다.

 

4번 : 처분시설의 인수기준은 처분시설의 운영자가 설정한다.

 

정답 : 3

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40. 펠렛-피복재 상호작용(PCI)이 고연소도 피복재에서 발생확률이 높은 이유는?
    ① 피복재의 연성이 더 증가하였기 때문
    ② 펠렛-피복재 사이의 간극이 초기에 비해 줄어들었기 때문
    ③ 수소화물의 생성량이 줄어들었기 때문
    ④ 피복재에 걸리는 인장응력이 감소하기 때문

 

PCI : 팽윤된 펠렛과 피복재가 서로 물리적으로 접촉하거나, 기체핵분열생성물 분위기 하에서 피복재가 응력부식균열을 일으켜 파손되는 현상.

 

연소도가 증가할수록 더 잘 발생하는데, 펠렛의 팽윤이 연소도가 커질수록 증가하고, 기체핵분열생성물인 아이오딘이 더 많이 방출되 응력부식균열이 더 잘 발생하기 때문이다.

 

정답 : 2