61. 아래의 사고사례에 대한 공통적인 설명으로 옳은 것은? ① 중대사고 범주에 해당된다. ② 자연재해가 사고 발생의 근원이다. ③ 가압경수로 원전으로 동일 노형이다. ④ 방사선 피폭에 따른 다수의 사망자가 발생했다.
1. 전부 중대사고입니다. 사고분류등급으로는 TMI 사고가 5등급, 나머지 두 사고가 7등급입니다.
2. 후쿠시마 원전만 자연재해로 인한 사고입니다.
3. TMI는 가압경수로, 후쿠시마는 비등경수로, 체르노빌은 RBMK 노형입니다.
4. TMI와 후쿠시마 원전사고에서 피폭으로 인한 사망자는 발생하지 않았습니다.
정답 : 1번
62. 100% 출력으로 운전 중이던 원자력발전소에서 원자로가 불시에 정지되었을 때 핵분열생성물의 부(-)반응도 영향이 가장 큰 시점은? ① 원자로 정지 직후 ② 원자로 정지 후 1시간 ③ 원자로 정지 후 10시간 ④ 원자로 정지 후 24시간
원자로 정지 후 독물질인 Xe-135의 축적에 따라 점점 부반응도가 커지다가 정지 후 10 시간에서 최대 부반응도에 도달. 그 이후 Xe-135가 붕괴하면서 점차 부반응도는 감소합니다.
Xe-135는 중성자 흡수가 큰 대표적인 독물질입니다.
원자로가 운전 중일 때에는 선행핵종인 I-135의 베타붕괴와 핵분열로 인하여 직접 생성이 됩니다.
그리고 중성자를 흡수하여 제거되거나 Cs-135로 베타붕괴하여 제거가 됩니다.
이 생성과 제거는 균형을 이루고 평형제논농도를 유지합니다.
그러다가 원자로가 갑자기 정지되는 경우,
I-135의 베타붕괴로 인한 생성과 Cs-135로의 베타붕괴로 인한 제거만 남습니다.
이 연속붕괴는 위 그래프와 같은 형태로 Xe-135의 농도를 변화시키고, 결국은 모두 붕괴되어 없어집니다.
이 Xe-135의 초기 증가와 더불어, 다른 독물질인 Sm-149도 정지 뒤 계속 증가합니다.
다만 Sm-149는 안정핵종이기 때문에 제거되지 않고 증가한 채로 유지됩니다.
이 두 핵종의 영향을 합쳐보면, 결국 정지 후 10시간 정도에서 최대 부반응도, 이후 차차 감소합니다.
정답 : 3번
63. 붕소 동위원소 B-10에 대한 설명으로 옳지 않은 것은? ① 중성자 흡수 공명 영역을 갖지 않는다. ② 열중성자에 대하여 미시적 흡수단면적이 약 3,800 barns이다. ③ 원자로 출력을 제어할 수 있는 수용성 독물질에 사용한다. ④ 미시적 흡수단면적은 열중성자 및 열외중성자 영역에서 중성자의 에너지에 비례한다.
붕소는 물에 녹여 가압경수로의 반응도 제어물질로 사용하고 있는 대표적인 중성자 흡수물질입니다.
ENDF/B-VI
B-10의 흡수단면적은 위와 같습니다.
1번 : 보듯이 공명흡수영역(에너지변화에 따라 흡수단면적이 빠르게 공명하는 영역)이 없습니다.
3번 : 붕산($H_3BO_3) 을 물에 녹인 붕산수 형태로 원자로에 사용합니다. 이를 수용성 독물질이라고 하며, 제어봉과 함께 노심의 반응도를 조절하는 역할을 합니다.
4번 : 에너지가 낮을수록 단면적은 커집니다. - 대표적인 1/v 물질입니다.
정답 : 4
64. 잉여반응도에 대한 설명으로 옳지 않은 것은? ① 가연성 독물질봉은 운전기간 중 잉여반응도 감소 속도를 줄이는 데 기여한다. ② 노심 초기의 잉여반응도는 제어봉으로 적절히 제어하여 감소되지 않도록 한다. ③ 출력이 상승할 경우에는 출력 결손과 독물질 축적에 의해 잉여반응도는 감소한다. ④ 장기간 출력운전 시 핵연료 연소와 핵분열 생성 독물질 축적에 의해 잉여반응도는 감소된다.
주기 초반에 노심에 딱 임계질량만큼의 핵연료가 장전되면 이 원자로는 운전할 수 없습니다.
주기가 진행될수록 여러 이유에 의해 반응도가 감소하고, 곧바로 미임계가 되기 때문입니다.
따라서 초반에는 임계량보다 많은 양의 핵연료를 장전하고 반응도는 1보다 더 큽니다. 이를 잉여반응도라고 합니다.
1번 : 가연성 독물질봉은 중성자를 흡수하는 흡수봉인데, 마치 핵연료처럼 주기가 진행됨에 따라 중성자흡수능력은 점점 감소합니다. 따라서 주기가 진행될수록 독물질봉의 흡수능력은 약해지고, 잉여반응도는 느리게 감소합니다.
3번 : 원자로의 출력계수는 음의 값을 갖도록 설계됩니다. 출력계수란, 단위출력증가당 반응도 변화를 의미하는 것으로, 이 값이 음이라는 얘기는 출력이 증가하면 반응도는 감소한다는 얘기입니다. 이 출력계수에 출력증가량을 곱해주면, 총 반응도 감소량이 나오는데, 이를 출력결손이라고 합니다. 출력결손과 독물질(Xe-135, Sm-149 등 중성자 흡수가 큰 물질)은 부반응도 영향을 주므로 잉여반응도는 감소합니다.
4번 : 핵연소가 진행되면 핵분열물질이 감소하고, Xe-135, Sm-149 등 핵분열생성독물질에 의해 부반응도가 생깁니다. 이 부반응도들 때문에 잉여반응도는 감소합니다.
정답 : 2
65. 가압경수로형 원자력발전소 운영기술지침서의 안전제한치(Safety Limits) 설정 항목으로 옳은 것은? ① 원자로 격납건물 압력 ② 원자로냉각재계통 온도 ③ 증기발생기 수위 ④ 핵비등이탈률(DNBR)
안전제한치 : 노심 및 원자로냉각계통의 물리적 손상한계를 공정변수로 표현한 것.
- 정상운전상태, 예상운전과도사건에서 허용연료설계제한치(SAFDL)을 초과하지 않도록 요구하는 값으로 DNBR과 첨부국부출력밀도(선출력밀도) 제한치가 이에 해당합니다.
- 과압으로부터 원자로냉각재계통의 건전성을 보호하기 위해 원자로냉각재 압력제한치가 설정됩니다.
