[원자력기사 기출풀이] 2016년 방사선이용 및 보건물리 1 ~ 5번

 

81. 다음 중 측정 가능한 물리량이 아닌 것은?
    ① 조사선량   ② 흡수선량     ③ 등가선량   ④ 선량당량

 

조사선량 : 광자가 공기를 전리시킨 정도. 엑스선, 감마선이 단위공기의 질량에 생성한 전하량. C/kg. 측정가능한 양이다.

 

흡수선량 : 매질 단위질량에 흡수된 방사선 에너지. J/kg 측정가능한 물리량이다.

 

등가선량 : 흡수선량에 방사선가중치를 곱한 것으로, 같은 흡수선량을 주더라도, 방사선의 선질에 따라 인체의 확률론적 영향에 주는 효과가 다르다. 그 효과를 방사선가중치로 보정한 것이다.

방사선가중치는 측정이 안된다. LET와 RBE를 참고하여, 적절히 부여한 값이고, 장기 전체에 대해 평균한 것이다.

등가선량은 방호량이지만, 측정할 수 없다. 그래서 실무에서는 선량당량을 측정하여 등가선량을 대체한다.

등가선량의 가중평균인 유효선량도 마찬가지로 측정할 수 없다.

 

선량당량 : 흡수선량에 선질계수를 가중한 것으로, 선질계수는 LET의 함수이고, LET는 에너지의 함수이므로 인체 내의 장기 한 점에서 측정이 가능하다. 하지만 에너지는 매질 속에서 계속해서 바뀌고, LET도 계속 바뀌기 때문에, ICRP 60에서 선량당량 개념을 등가선량으로 바꾸었다. 그러나 등가선량은 측정이 불가능하기 때문에, 여전히 선량당량을 "실용량"으로서 사용하고 있다.

 

 

 

 

 

정답 : 3

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82. 열형광 선량계(TLD)에 대한 설명 중 틀린 것은?
    ① 실시간 방사선량률은 측정할 수 없으며 일정기간 집적된 선량을 확인하는데 사용된다.
    ② LiF, Li2B4O7 등이 TLD 물질로 널리 이용되고 있다.
    ③ 재사용을 위해 함정에 잔류하고 잇는 전자를 제거하는 과정명을 열처리라고 한다.
    ④ 필름선량계와 달리 선량 정보가 소실되지 않고 반복판독이 가능하다.

 

 

열형광선량계의 원리

 - 방사선이 선량계에 입사

 - 선량계 물질의 전자가 높은 에너지 준위로 여기됨. 여기된 전자는 활성물질(함정)에 빠져 오랜시간 머물러 있음.

 - 선량계에 열을 가해주면, 함정에 빠져있던 전자들이 천이하면서 재결합함. 그 때 빛을 냄

 - 그 빛을 측정하여 누적선량을 평가함.

 

1번 : TLD는 판독과정을 거쳐야 선량을 알 수 있다. 즉, 실시간 선량을 측정할 수 없다.

2번 : TLD의 대표적인 물질이다.

3번 : TLD는 열을 가해주면, 선량에 비례한 빛이 나온다. 그렇게 판독을 한 뒤에도 약간의 잔류 전자가 충만대에 남아 있다.

더 고온으로 열처리를 해주면 모든 전자가 바닥으로 내려오고, 다시 재사용할 수 있다. 즉, 열처리로 모든 선량정보를 없애주어 초기화시켜주어야 다음에 또 사용이 가능하다.

 

4번 : TLD는 열을 가해주면 대부분의 전자들이 바닥으로 내려오므로 선량정보가 소실되 초기화된다. 즉 재판독이 불가능하다. 하지만 초기화시킨 것을 다시 재사용할 수는 있다.

필름뱃지는 마치 필름 사진기처럼, 방사선이 필름판을 감광시키는 것을 이용한 선량계이다. 여러가지 단점이 있어 현재는 사용하고 있지는 않지만, 필름은 계속 남아있기 때문에 재판독은 가능했다.

 

정답 : 4

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83. Cs-137에서 방출되는 0.662 MeV 감마선에 의한 Compton Edge의 에너지(MeV) 는?
    ① 0.426    ② 0.478     ③ 0.511   ④ 0.662

 

 

컴프턴엣지는 컴프턴산란으로 인해 산란된 전자의 에너지가 가장 큰 것을 말한다.

감마분광분석(스펙트로스코피)를 할 때 사용하는 용어인데, 감마선의 에너지를 직접 재는 것이아니라, 감마와 상호작용으로 생긴 전자들의 에너지를 기록하는 것이 감마분광분석의 원리이다. 따라서 컴프턴 엣지는 감마의 에너지가 아니라 전자의 가장 큰 에너지이다.

 

감마가 가장 큰 에너지를 전자에 전달한 경우를 계산하면 된다.

감마의 산란각이 180도 인 경우가 가장 크게 전달한 것이므로,

 

$$\gamma' = \frac{\gamma}{1+\frac{\gamma}{0.511}*(1-cos\theta)}=0.184 MeV$$

 

180도로 산란한 뒤 감마의 에너지는 0.184 MeV 이므로,

전자의 에너지는 0.662 - 0.184 = 0.478 MeV 이다.

 

정답 : 2

 

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84. 콘크리트에 대한 1 MeV 감마선의 선형감쇠계수가 0.12 / cm 이라고 가정할 경우 반가층은?
    ① 5.8 cm   ② 7.4c m    ③ 10.2 cm   ④ 13.3 cm

 

 

반가층 : 방사선의 선속을 반으로 줄여주는 두께.

선형감쇠계수 $\mu$ : 광자의 단위거리 진행당 감쇠되는 정도로,

 

매질 두께 x 에 따른 선속을 I(x) 라고 하면,

 

$$I(x) = I(0)e*{-\mu x}$$

 

$I(x)/I(0) = 1/2 $ 가 되는 두께가 반가층이므로, 반가층 HVL은

 

$$HVL = \frac{ln2}{\mu} = 5.8 cm$$

 

정답 : 1

 

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85. 베르고니 트리본듀 법칙은 세포의 증식활동 및 분화정도에 따른 방사선 피폭선량과 방사선 감수성의 관계를 설명한 법칙이다. 다음 설명 중 틀린 것은?
    ① 대사율이 높은 세포가 방사선에 더 민감하다.
    ② 세포가 성장할수록 방사선에 강해진다.
    ③ 세포분열이 빈번한 조직은 방사선에 민감하다.
    ④ 줄기세포는 방사선에 강하다.

 

 

베르고니 트리본도 법칙 : 

 

1. 세포의 재생능력이 클수록,

2. 세포 분열이 활발하고 분열과정이 잛을수록

3. 기능적, 형태적으로 분화 정도가 낮을수록

방사선 감수성이 크다

 

이를 자세히 풀어쓰면

1. 대사율이 높은 세포는 민감하다.

2. 성숙한 세포가 방사선에 강하다 - 성숙할수록 대사율이 낮아짐

3. 어린 세포나 조직은 민감하다

4. 세포분열이 빈번하거나 빠르면 민감하다.

5. 줄기세포는 민감하다. - 아직 분화되지 않은 세포이기 때문

 

 

정답 : 4