[원자력기사 기출풀이] 2015년 핵재료공학 및 핵연료관리 6 ~ 10번

 

 

26. 국내 원자력안전법령에 따른 방사성폐기물의 분류와 적합한 처분방식을 연결한 것으로 가장 거리가 먼 것은?
    ① 고준위 방사성폐기물 : 심층처분
    ② 중준위 방사성폐기물 : 동굴처분
    ③ 저준위 방사성폐기물 : 매립형 처분
    ④ 극저준위 방사성페기물 : 천층처분

 

https://www.law.go.kr/LSW/admRulLsInfoP.do?admRulId=20711&efYd=0

 

 

 

방사성폐기물 분류 및 자체처분 기준에 관한 규정 4조와  5조에 나와 있다.

 

저준위 폐기물은 매립형으로 처분할 수 없다.

 

정답 : 3

 

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27. 냉각재의 방사분해에 대한 다음 설명 중 틀린 것은?
    ① 방사분해 반응으로 생성된 산화-환원성 라디칼들은 수용액 중에 균일하게 분포한다.
    ② 원자로 냉각재 중의 방사분해 반응 생성물의 농도는 계통재질의 부식에 영향을 준다.
    ③ 일반적으로 방사화학에 사용되는 G값은 방사분해 반응 생성물의 수율을 측정하는 기준으로 매체에 흡수된 방사선 에너지 100eV에 의해 생성되는 핵종의 수를 나타낸다.
    ④ 방사선에 조사된 원자로 냉각재는 산화라디칼뿐만 아니라 과산화수소 등과 같은 분자생성물이 생성된다

 

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냉각재가 방사선에 조사되면 분해되어 아래 반응처럼 여러 이온과 라디컬들을 생성한다.

라디컬(유리기)이란, 홑전자를 가진 것으로 반응성이 매우 크다. 위 식에서 H·  , OH ·, $e_{aq}$ 등이 라디컬이다.

 

이런 이온들이 서로 결합하여 H2, H2O2 등 분자를 형성하기도 한다.

 

1번 : 라디컬들은 균일하게 분포하지 않는다. 국부적인 방사선조사량이 전부 다르기 때문이다. 방사선 조사가 많은 곳에는 더 많고, 적은 곳에는 더 적다.

 

2번 : 라디컬들은 반응성이 강해 계통재질과 잘 반응하여 부식에 영향을 준다.

3번 : G 값의 정의이다. 100 eV 방사선 에너지당 생기는 변화수이다.

 

4번 : 유리기끼리 서로 결합해 과산화수소 같은 것이 생기기도 한다.

 

 

정답 : 1

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28. 방사성표지화합물의 보관방법에 대한 설명으로 가장 거리가 먼 것은?
    ① 활성종의 포착제를 가하여 희석 및 보관한다.
    ② 비방사능을 높여 보관한다.
    ③ 영하 40℃ 이하의 저온에서 보관한다.
    ④ 진공 또는 불활성 기체를 충전하여 보관한다.

 

방사성표지화합물이란, 분자의 일부 원자가 방사성동위원소로 표지된 물질을 말한다.

방사성표지화합물은 보관 시, 1차 내부, 외부효과와 2차 방사선효과 때문에 불안전성을 띈다. 이를 방지하기 위해 다음과 같은 보관원칙을 준수해야 한다.

1. 표지화합물을 분산시켜 보관

2. 물이 아닌 용매에 녹여 보관

3. 활성종 포착제를 가하여 보관

4. G 값이 낮은 화합물로 변환하여 보관

5. 차갑고, 어두운 냉암소에 보관

6. 비방사능과 농도를 낮게하여 보관

7. 진공이나 불활성기체로 충전하여 보관 

8. 높은 감마, 베타 방출체를 옆에 두지 않을 것

 

 

정답 : 2

 

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29. 사용후연료의 특성에 대한 다음 설명 중 틀린 것은?
    ① Np, Am, Cm 등과 같은 장반감기의 마이너액티나이드(MA)로 인해 사용 후 핵연료는 장기관 관리가 필요하다.
    ② 방사선 관점에서 초기에는 핵분열 생성물의 영향이 100 ~ 150년 이후에는 마이너 액티나이드의 영향이 대부분을 차지한다.
    ③ 붕괴열 관점에서 초기에는 I, Tc에 의한 붕괴열이 대부분을 차지한다.
    ④ 경수로 사용후연료에 비해 중수로 사용후연료는 마이너액티나이드 및 분열생성물을 적게 함유하고 있다.

 

사용후핵연료의 구성물질은 크게 아래처럼 구분된다.

 

1. 플루토늄과 마이너악티나이드, I-129와 Tc-99 : 고독성 장반감기

2. 핵분열생성물 중 Cs, Sr : 고방열, 단반감기 

3. 기타 핵분열생성물 : 단반감기

4. 우라늄 : 핵연료물질

 

1번 : 마이너악티나이드는 반감기가 매우 길기 때문에 장기간 관리가 필요하다.

 

2번 :  첫 100 ~ 150년 정도는 핵분열생성물들의  방사능이 대부분을 차지한다. 그 이후에는 마이너악티나이드들의 방사능이 대부분을 차지한다.

 

3번 : 붕괴열 관점에서 초기에는 Cs과 Sr의 붕괴열이 대부분을 차지하고, 그 이후에는 마이너악티나이드의 붕괴열이 대부분을 차지한다.

 

4번 : 중수로의 사용후핵연료는 연소도가 더 작아서 연소로 인해 생기는 마이너악티나이드와 핵분열생성물이 더 적다.

 

 

 

 

정답 : 3

 

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30. 어느 해종에 대한 배수중의 배출관리 기준이 4×10^4 Bq/m^3이다. 방사능 농도가 1 KBq/L인 폐액을 방사능이 없고 유량률이 300 m^3/hr인 물에 혼합하여 배출하고자 한다. 방사성 폐액의 유량률은 최대 몇 m^3/hr이하인가?
    ① 5.5    ② 8.5    ③ 10.5   ④ 12.5

 

 

1000 L = 1 m^3이므로

 

방사능 농도는 $1\ast {10}^{6}Bq/m^3$

 

방사성폐액 유량률을 $x{m}^3/hr$ 라고 하면

 

단위시간당 방출되는 폐액 희석물의 농도는

 

$$\frac{1\ast {10}^6\ast x}{300+x}<4\ast {10}^4$$

이어야 한다.

 

위 부등식을 풀면 유량률 x 는 12.5 보다 작아야 한다.

 

정답 : 4