[원자력기사 기출풀이] 2015년 방사선이용 및 보건물리 1 ~ 5번

 

81. 6 MeV 알파입자가 자신의 에너지를 모두 잃고 정지하였다면 이론적으로 반치폭(FWHM)은 약 얼마인가?
(단, W값은 30 eV, 파노인자(Fano Factor)은 0.1이다.
    ① 10 KeV    ② 20 KeV     ③ 30 KeV    ④ 40 KeV

 

Fano 인자 : 실제 방사선 계측으로 인한 분산이 이론적인 포아송분포에 따른 분산과 다름을 보정하기 위한 인자

 

W 값 : 이온쌍 한개를 생성하기 위한 에너지

 

반치폭 : 피크높이의 절반인 높이에서의 피크 폭

 

측정된 에너지의 표준편차를 $\sigma$ 라고 하면, 반치폭은 $2.35\sigma$ 이다.

 

계수는 포아송분포를 따르고, 계수값은 에너지와 다음과 같은 관계를 보인다.

$$N=E/w$$

 

포아송분포에서 계수치의 분산은 평균과 같은 N 이므로, 오차전파에 의해, 에너지 E의 분산은 $w^{2}N=EW$ 이다.

파노인자를 곱해주면 분산은 FEW 이고, 반치폭은

$$2.35\sqrt{FEW}$$

이다. 

 

계산해보면 10 KeV 가 나온다.

 

정답 : 1

 

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82. 방사선의 생물학적 영향에 대한 설명 중 틀린 것은?
    ① 분화정도가 낮은 세포가 방사선 감수성이 높다.
    ② 동일선량일 경우 전신조사에 비해 국부조사는 반치사선량이 낮아진다.
    ③ 혈중 산소분압이 높은 조건하에서 조사하면 반치사 선량이 낮아진다.
    ④ 선량률이 높아지면 반치사 선량이 낮아진다.

 

1번 : 베르고니 트리본도 법칙에 의하면, 분화정도가 낮은 세포일수록 방사선감수성이 높다.

 

베르고니 트리본도 법칙 : 다음 세포의 방사선감수성이 크다.

 - 세포 분열이 활발하고 분열 과정이 긴 세포

 - 재생 능력이 큰 세포

 - 형태적, 기능적으로 분화된 정도가 낮은 세포

 

2번 : 동일선량일 경우, 전신조사가 더 피해가 크고, 따라서 반치사선량은 낮아진다. 국부조사가 생존률이 더 높은 이유는, 피폭되지 않은 곳에서의 골수가 혈구를 생성하기 때문이다.

반치사선량 : 피폭자의 절반이 죽는 선량으로, 반치사선량이 낮을수록, 더 낮은 선량으로도 많은 사람이 죽는 것이니까 피해가 큰 것

 

3번 : 산소분압이 높으면 산소효과로 인해 더 큰 피해를 받고 반치사선량은 낮아진다.

 

4번 : 선량률이 높으면, 선량률 효과에 의해 더 큰 피해를 받고 반치사선량은 낮아진다.

 

정답 : 2

 

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83. 기체 충전형 검출기의 출력펄스 크기에 영향을 미치는 인자에 대한 설명 중 틀린 것은?
    ① 검출기의 크기 및 충전기체의 밀도가 클수록 이온쌍이 많이 발생
    ② 입사 방사선의 양 및 에너지가 클수록 이온쌍이 많이 발생
    ③ 고유 이온화도가 작은 방사선이 이온쌍을 많이 발생
    ④ 인가전압이 클수록 2차 이온화작용에 의해 이온쌍이 많이 발생

 

 

기체충전형 검출기는 방사선이 내부 기체를 전리시키고, 전리된 전자를 전극에 모으면서 출력펄스를 형성한다.

기체가 더 많이 전리될수록 출력펄스 크기는 커진다.

 

1번 : 검출기 크기 - 크기가 클수록, 방사선이 더 많은 기체와 반응해 전리되는 양이 많아져 펄스는 커진다.

기체 밀도 - 높을수록 더 많은 기체와 반응해 펄스는 커진다.

 

2번 : 방사선의 양 및 에너지 - 방사선이 더 많이, 더 큰 에너지를 가지고 있으면 기체를 더 많이 전리시키니까 펄스는 커진다.

 

3번 : 이온화도가 커야 이온쌍을 많이 발생시켜 펄스가 커진다. 이온화도란, 기체를 이온화시키는 능력을 말한다. 이온화도가 클수록 전리를 더 많이 시킨다.

 

4번 : 인가전압이 크면, 증배현상이 일어난다. 생성된 전자가 전극으로 끌려가는데, 전압이 크니까 더 빨리 끌려가고, 빠르게 끌려가면서 주변의 기체들을 또 추가적으로 전리시키는 것이다. 그래서 인가전압이 클수록 펄스크기는 커진다. 

 

 

정답 : 3

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84. 1 MeV의 감마선을 납으로 차폐하여 차폐 전 세기의 1/8으로 줄이기 위하여 약 2.58 cm의 두께가 필요하다고 한다. 납의 선형감쇠계수는 얼마인가? (단, 축적인자는 무시한다.)
    ① 1.101 /㎝    ② 0.806 /㎝    ③ 0.631 /㎝    ④ 0.453 /㎝

 

 

차폐체의 선형감쇠계수 $\mu$ 와 차폐체 두께 x, 감마선속 I(x) 의 관계는 다음과 같다.

$$I(x)=B\ast I(0)\ast e^{-\mu x}$$

 

B는 축적인자인데, 이 문제에서는 무시하므로 B = 1 이다.

 

빔의 세기가 1/8, x = 2.58을 대입하면

 

선형감쇠계수는 0.806 / cm

 

 

정답 : 2

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85. 방사성 시료의 계측 시 최소 검출방사능(MDA)을 낮추기 위한 방법으로 알맞은 것은?
    ① 측정시간을 길게 시료의 양은 적게한다.
    ② 측정시간을 짧게 시료의 양은 작게한다.
    ③ 측정시간을 길게 시료의 양은 많이한다.
    ④ 측정시간을 짧게 시료의 양은 많이한다.

 

 

 

최소검출방사능 : 시료에 얼마만큼의 방사능이 있어야 배경준위와 확실하게 구분될 수 있는가를 나타내는 방사능이다.

시료가 최소검출방사능보다 낮다면, 이 측정된 값이 실제 시료에서 방사능이 나와서 측정되는 것인지, 아니면 배경방사선이 측정된 것인지 정량적으로 구별할 수 없다.

 

저준위 계측에서 더 정밀한 계측을 하기 위해서는 이 최소검출방사능이 낮아야 유리하다.

 

MDA를 낮추기 위해서는 시료 방사능과 배경방사능의 미세한 차이를 잘 구분할 수 있어야 한다.

1. 시료의 방사능이 높고, 배경방사능이 낮으면 더 잘 구분이 된다.

2. 측정시간이 길다면, 측정치의 분산(오차)가 작아지므로 더 잘 구분이 된다.

 

즉, 3번. 많은 양을 오랫동안 측정하면 MDA는 낮아진다.

 

정답 : 3