[원자력기사 기출 풀이] 2022년 방사선 이용 및 보건물리 1 ~ 5번

81. 감마선 차폐에서 축적인자에 관한 설명으로 올바르지 않은 것은?
    ① 산란 방사선에 의하여 유발된다.
    ② 입사되는 감마선 에너지에 따라 달라진다.
    ③ 차폐체 구성물질에 따라 달라진다.
    ④ 축적인자를 고려하지 않으면 차폐 후 선량률이 실제보다 과대평가 된다.

 

감마선 빔이 넓은 경우, 차폐체에서의 산란으로 인해 관심지점의 방사선속은 단순지수감쇠에 비해 약간 증가한다. 이 증가하는 정도를 축적인자라고 한다.

축적인자는 감마선의 에너지, 차폐체의 매질, 두께, 기하학적 형상에 의존한다.

 

축적인자를 고려하지 않으면 실제보다 과소평가하게 된다.

 

정답 : 4번

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82. 다음 괄호 안에 순서대로 들어갈 알맞은 말은?
   

    ① 열중성자, 가벼운 원소, 탄성충돌, 제동방사선
    ② 고속중성자, 가벼운 원소, 탄성충돌, 열중성자
    ③ 고속중성자, 무거운 원소, 비탄성 충돌, 제동방사선
    ④ 열중성자, 무거운 원소, 비탄성 충돌, 열중성자

 

보통 중성자는 느린 중성자(열중성자)가 매질에 잘 흡수된다.

따라서 우선 빠른 고속중성자를 감속시켜 열중성자로 만들어 준 뒤, 열중성자를 잘 흡수하는 물질로 흡수시키고, 후속적으로 발생하는 감마선을 최종적으로 차폐하여 준다.

 

고속중성자를 감속시킬 때 중성자와 원자번호가 비슷한, 즉 수소원자와 탄성충돌하는 것이 가장 효과적이다.

 

정답 : 2번

 

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83. 다음은 어떤 방사성 핵종의 특성을 설명한 것으로 올바르지 않은 것은? 
    ① 물리적 반감기가 5년이다.
    ② 생물학적 반감기가 5년 유효반감기각 2.5년이다.
    ③ 평균수명이 3.47년이다.
    ④ 붕괴상수가 0.139/yr 이다.

 

복원이 좀 이상한 것 같은데, 그냥 1번 보기에 있는 물리적 반감기 5년을 보고 문제를 풀어보겠다.

 

물리적 반감기가 5년이라면, 붕괴상수는

$$\lambda =\frac{ln2}{T_{1/2}}=0.139/yr$$

이고 평균수명은

$$Meanlife=\frac{1}{\lambda }=7.21yr$$

이다.

생물학적 반감기가 5년이면 유효붕괴상수는

$${\lambda }_{eff}=0.139+\frac{ln2}{5yr}=0.278/yr$$

유효반감기는

$$T_{eff}=\frac{ln2}{0.278}=2.5yr$$

이다.

 

정답 : 3번

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84. 방사선관리구역으로부터 퇴거하는 사람 또는 반출하는 물품의 방사성물질 오염도 제한에 관한 설명으로 올바르지 않은 것은?
    ① 물품 표면을 제거할 수 없는 Co-60 오염도는 4 kBq/m^2 이하로 제한한다.
    ② 물품 표면의 제거할 수 있는 U-238 의 오염도는 0.04 kBq/m^2 이하로 제한한다.
    ③ 인체 표면의 제거할 수 없는 방사성물질 오염도는 허용표면 오염도 이하로 제한한다.
    ④ 인체에 착용한 신발 표면의 제거할 수 있는 방사성물질 오염도는 허용표면오염도의 1/10 이하로 제한한다.

 

방사선방호등에 관한 기준

 

방사선 안전관리 등의 기술기준

 

 

방사선관리구역에서 퇴거 시 물품과 인체 표면의 유리성 오염은 허용표면오염도의 1/10 이하여야 한다.

 

허용표면오염도는 제거할 수 있는 오염에 대해서만 적용된다. 오염이 공기중으로 재부유하여 사람이 흡입하였을 때 피해를 주는 것이므로 고착성오염의 위해는 경미하다고 보는 것이다.

 

정답은 4번이라고 되어 있는데 잘못된 것 같다.

4번은 맞다.

 

Co-60의 경우 베타와 감마선을 방출하는 핵종이라 제거할 수 있는 오염의 경우 $0.4Bq/c{m}^2=4kBq/m^2$까지 반출이 허용된다.

우라늄은 알파핵종으로 제거할 수 있는 오염의 경우 $0.04Bq/c{m}^2=0.4kBq/m^2$까지 반출이 허용된다.

 

1 ~ 3번 보기는 틀리고 4번은 맞다. 문제는 옳지 않은 것을 고르라고 했으나, 옳은 것을 고르라는게 정확한 복원인 듯 하다.

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85. 공기와 피부의 전자밀도가 각각 3.0e23개/g, 3.3e23개/g일 때 1kg의 공기에 0.5C 의 전하량을 생성하는 조사선량에 의해 피부가 받게 되는 흡수선량 Gy은? (단, 단일 이온 개의 전하량은 1.6 e -19 C이고 공기 중에서 하나의 이온쌍을 생성하는데 필요한 에너지는 34 eV이다.)
    ① 9 Gy ② 16 Gy③ 17 Gy ④ 18 Gy

 

0.5 C 에 해당하는 이온쌍의 갯수는 $0.5/(1.6\ast {10}^{-19})=3.125\ast {10}^{18}$ 개이다. 이온쌍 한개를 생성하는데 34 eV가 필요하므로, 공기 1 kg에 흡수된 에너지는 $3.125\ast {10}^{18}\ast 34=1.0625\ast {10}^{20}eV=17J$ 이다.

 

따라서 공기의 흡수선량은 17 Gy 이다.

공기보다 피부에 전자가 1.1배 더 많으므로 상호작용확률도 1.1배 더 많을 것이고, 선량도 1.1배 더 클 것이다.

따라서 18.7 Gy 이다.

 

정답은 19 Gy가 되어야 될 것 같다.