[원자력기사 기출풀이] 2016년 방사선이용 및 보건물리 11 ~ 15번

 

91. 용접부위에 대한 비파괴 검사나 방사선 치료 목적으로 널리 활용되는 는 주로 베타붕괴 또는 전자포획을 통해 다른 핵종으로 변환된다. 이 때 베타핵종의 평균수명은 의 반감기의 몇 배인가?
    ① 1/2   ② ln2      ③ 1   ④ 1/ln2

 

붕괴상수를 $\lambda$ 라고 할 때,

 

반감기는 $ln2 / \lambda$

 

평균수명은 $ 1/ \lambda $ 

 

따라서 평균수명은 반감기의 1 / ln2 배이다.

 

 

정답 : 4

 

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92. 방사선 검출기를 이용하여 어느 시료를 5분간 계수한 결과 10,000 counts를 얻었다. 이 때 계수율(cpm)과 표준편차를 바르게 나타낸 것은?
① $ 2000 \pm 100$      
② $ 2000 \pm 20 $
③ $ 2000 \pm \sqrt{2000} $
④$ 2000 \pm \sqrt{200}$

 

방사능 계수 자체는 포아송분포를 따른다. ( 붕괴확률이 매우 작고, 입자수가 매우 많은 경우. 그렇지 않은 경우는 이항분포를 따름.)

 

포아송분포에서 평균값과 분산은 같다.

 

즉, 계수치가 10000 이므로, 분산도 10000이다.

 

계수치를 측정시간으로 나눈 것인 계수율인데, 계수율의 분산은 오차전파를 이용해야 한다.

 

오차전파란, y 가 x_1, x_2, ... , x_n 의 함수일 때 y의 분산은 다음과 같이 표현되는 법칙을 말한다.

 

우리 문제에서 계수율 y = n / t 라고 하자.

(n : 계수치, t : 계측시간)

 

그럼 위의 식에서

 

$${\sigma _y}^2 = (\frac{\partial y}{\partial n})^2\sigma_n^2 + (\frac{\partial y}{\partial t})^2\sigma_t^2$$

 

이다.

시간은 정확하다고 보고, 시간의 분산 = 0 이라고하면 우변의 두번째항은 사라진다.

첫번째 항에서 y의 n 편미분은 1/t 이고, n의 분산은 10,000 이다. t = 5분 을 대입하면,

 

$$\sigma_y^2 = (\frac{1}{5})^2* 10000 = 400 $$

 

분산이 400 이므로,

표준편차는 제곱근인 20 cpm 이다.

 

 

정답 : 2

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93. 다음 중 절대측정의 대상이 아닌 것은?
    ① 방사성물질의 방사능 결정
    ② 핵분열 당 방출되는 중성자수 측정
    ③ 원자로의 한 지점에서 중성자 플럭스 측정
    ④ GM계수기에서 플라토우 측정

 

방사능, 핵분열당 중성자수, 중성자 플럭스는 모두 직접측정의 대상이다.

물리량을 직접적으로 측정한다.

 

플래토는 상대측정이다.

플래토란, 인가전압이 증가해도 계수결과가 평탄한 부분을 말하는데,

평탄한 부위의 기울기를 플래토라고 한다. 플래토는 보통 %로 표현하는데, 플래토 구간동안 몇 %의 계수율이 증가했느냐를 나타내는 상대적인 비교이다.

 

정답 : 4

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94. 방사선이 인체에 미치는 영향에 대한 설명으로 틀린 것은?
    ① 결정적 영향은 증상의 특이성이 있고 심각도가 선량에 비례한다.
    ② 결정적 영향은 선량을 발단선량 이하로 유지하면 방지할 수 있다.
    ③ 확률적 영향의 발생확률은 선량에 비례한다.
    ④ 방사선 방호 목표는 사회적, 경제적 인자를 합리적으로 고려하여 확률적 영향을 방지함을 목적으로 한다.

 

단시간에 많은 방사선에 피폭되어 세포들이 많이 죽어 발생하는 현상을 결정론적 현상.

작은 방사선이더라도, 유전자에 돌연변이가 생기고, 돌연변이가 살아남아서 생기는 것이 확률론적 현상이다.

 

1, 2, 3은 맞다. 아래 표와 그래프를 참조.

 

4번 : 확률론적 영향은 지금 우리의 방호개념으로는 완전히 방지할 수 없다. 아주 조금의 피폭이라도 받으면 확률론적 영향의 가능성이 생기는, 무문턱선형모델을 취하고 있기 때문이다. 

보기를 수정하자면, " 방사선방호의 목표는 사회적, 경제적인자를 고려하여 확률론적 영향을 합리적으로 최소화하는 것을 목적으로 한다" 이다.

 

 

 

 

 

정답 : 4

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95. 방사성핵종에 의한 내부피폭 과정에서 다음 각 핵종과 결정장기의 관계가 틀린 것은?
    ① Am : 결장    ② Cs : 근육(전신)     ③ U : 신장    ④ Pu : 뼈

 

결정장기 : 인체 내부에 들어온 핵종의 특징에 따라 가장 큰 영향을 주는 장기가 다른데, 그를 결정장기라고 한다.

결정장기가 되기 위해선, 많은 핵종들이 침착되고, 생명에 중요한 장기이고, 방사선감수성이 높아야 한다.

 

Am의 결정장기는 뼈이다.

 

나머지는 모두 맞다.

 

 

정답 : 1