[원자력기사 기출풀이] 2015년 방사선이용 및 보건물리 6 ~ 10번

 

 

 

86. 다음 설명 중 틀린 것은?
    ① 저 LET 방사선이 고 LET 방사선에 비해 산소 효과비(OER)의 값이 크다.
    ② 방사선 피폭 후 백혈병의 발생은 일정한 잠복기를 갖은 후 연령이 증가할수록 발생빈도가 증가한다.
    ③ LET가 증가하면 RBE도 증가하다가 최대 값에 도달한 후 감소한다.
    ④ 방사선피폭에 따른 일반 고형암의 발생은 최소 잠복기 이후 노년까지 계속적으로 증가한다.

 

 

1번 : 산소효과비는 산소가 있는 환경에서 방사선의 영향이 더 커지는 것을 의미한다. 산소효과의 기전 중 일부는 방사선에 의해 물이 분해되서 생기는 수소 유리기가 산소와 만나서 반응성이 강한 과산화수소가 생기는 것이다.

이런 현상은 방사선의 간접작용과 관련되는 것이다. 저 LET 방사선이 고 LET 방사선에 비해 간접작용이 더 크므로, 산소효과도 더 크다.

 

2번, 4번

 

백혈병 : 노출 후 2년을 지나면서 증가하여 5년을 전후로 발병빈도가 최대였다가 20년동안 감소한다.

일반 고형암 : 최소 잠복기 이후(5년) 노년까지 계속 증가한다.

 

3번

 

RBE는 LET가 증가하다가 100 ~ 200 keV/um 부근에서 최대값을 보이고 다시 감소한다.

이는 오버킬 효과 때문이다. 

 

 

정답 : 2

---

87. 상용 고순도 반도체 검출기(HPGe) 검출기(FWHM : 2KeV)의 다중파고분석기(MCA) 채널수를 설정하고자 한다. 측정하고자 하는 방사선 에너지 범위가 3MeV인 경우 이론적으로 이상적인 채널 수는 얼마로 설정하는 것이 좋은가?
    ① 1,500      ② 3,000     ③ 6,000     ④ 12,000

 

 

방사선의 에너지를 측정하는 경우, 다중파고분석기 (MCA)를 이용한다. 방사선의 에너지가 크면 높은 번호의 채널에 기록되고, 에너지가 낮다면 낮은 번호의 채널에 기록된다.

채널 숫자는 에너지를 얼마나 잘게 나누느냐를 의미한다.

채널 숫자가 많으면, 에너지구간을 잘게 나눈다는 것이고, 채널 숫자가 적으면, 에너지구간을 크게크게 나눈다는 것이다.

 

채널숫자가 많으면, 측정오차가 커지고, 채널숫자가 적으면 에너지를 정확하게 기록할 수 없어서 적정한 채널수를 선정할 필요가 있다. 

 

이상적인 채널수는 측정대상 에너지를 반치폭의 1/4로 나누는 것이다.

즉, 3 MeV를 2 KeV로 나누고 4를 곱하면 6000 채널이 적정한 채널수이다.

 

정답 : 3

---

88. 방사선 계측에 대한 설명으로 틀린 것은?
    ① 섬광체와 형광체는 빛을 방출하는 메카니즘 차이로 설명할 수 있다.
    ② 유기섬광물질은 주로 삼중수소 등의 측정에 많이 사용된다.
    ③ 무기섬광물질이 유기섬광물질에 비해 선형성이 좋다.
    ④ 베타선원에 대한 계측효율에서 선원의 두께별 효율관계는 선원의 두께가 증가할수록 계수효율이 감소하는 특징이 있다.

 

1번 : 발광은 물질이 에너지를 흡수하고 빛을 내는 것을 의미한다. 에너지를 흡수하면 전자가 높은 준위로 여기되고, 이것이 천이되면서 빛을 내는 것이다.

에너지를 흡수하고 곧바로 빛을 내는 것을 형광이라고 하고 느리게 빛을 내는 것을 인광이라고 한다.

섬광은 형광 중에 방사선에 의한 것을 의미한다. 즉, 형광과 섬광은 비슷한 의미이나, 방사선에 의한 것은 섬광이라고 하고, 방사선이 아닌, 자외선 같은 낮은에너지에 의한 것을 형광이라고 한다.

 

 

4번 : 두께가 증가하면 효율이 증가하다가 다시 감소한다.

초반부에 증가하는 것은 빌드업효과 때문이고, 더 두꺼워지면 자기흡수로 인해 효율은 감소한다.

 

정답 : 4

---

89. 베타 방출핵종을 차폐할 때 알맞은 방법은?
    ① 가벼운 물질을 앞에 두고 무거운 물질을 뒤에 배치한다.
    ② 무거운 물질을 앞에 두고 가벼운 물질을 뒤에 배치한다.
    ③ 가벼운 물질로만 사용하여 차폐한다.
    ④ 무거운 물질로만 사용하여 차폐한다.

 

확실히 할 것은 문제에서 말하는 가볍고 무거운 물질의 기준은 원자번호이다.

원자번호가 높으면 무거운 물질, 낮으면 가벼운 물질이라고 칭하는 듯 하다.

 

베타핵종의 경우 처음에는 낮은 원자번호물질로 차폐해야 한다.

높은 원자번호물질로 차폐하면 제동복사선(연속 X 선)이 많이 발생하여 전자기파를 추가적으로 차폐해야 한다.

따라서, 낮은 원자번호물질로 첫번째 차폐를 한다.

그래도 발생하는 제동복사선은 전자기파이기 때문에 높은 원자번호 물질로 차폐한다.

따라서,

베타선은 낮은 원자번호 - 높은 원자번호 순으로 차폐체를 둔다.

 

정답 : 1

---

90. 방사선과 물질과의 상호작용을 바르게 설명한 것은?
    ① 엑스선과 감마선은 이온화 방사선으로서 물질을 직접적으로 이온화시킨다.
    ② 광전효과는 입사 감마선이 원자의 궤도전자와 충돌하여 에너지의 일부를 잃는다.
    ③ 쌍전자생성은 전자의 정지에너지인 0.511 MeV에서 일어날 수 있다.
    ④ 알파선과 베타선은 물질 속을 지나면서 비정에 도달하면 운동에너지를 모두 잃는다고 가정한다.

 

 

1번 : 엑스선과 감마선의 본질은 광자이다. 광자는 전하가 없는 비하전입자이다. 비하전입자는 물질을 간접적으로 이온화시킨다. 반대로 베타, 알파, 전자 같은 하전입자는 물질을 직접적으로 이온화시킨다.

 

2번 : 광전효과는 광자가 물질에 흡수되면서 전자를 방출시키는 상호작용이다. 광전효과는 궤도전자와 상호작용하여 에너지 전부를 잃는다. 

 

3번 : 쌍전자생성(쌍생성)은 전자-양전자 를 생성해야하기 때문에, 전자 2개분의 질량인 1.022 MeV보다 커야 발생한다.

 

4번 : 알파선과 베타선은 하전입자이고, 물질과 적극적으로 상호작용한다. 즉, 투과력이 약하고, 매질 속에서 모든 에너지를 잃는다. 반대로 감마선, 엑스선은 비하전방사선이고, 상호작용이 약해 투과력이 강하고, 매질에서 모든 에너지를 잃지 않고 빠져나갈 수도 있다.

 

 

정답 : 4