[원자력기사 기출풀이] 2021년 2차 핵재료공학 및 핵연료관리 11~15번

31. 사용 후 핵연료에 포함된 Pu-239는 15 년이 지나면 원래 양의 0.043 %가 감소한다. Pu-239의 반감기는?
    ① 약 14,174년     ② 약 17,174년    ③ 약 21,174년     ④ 약 24,174년

 

$$A(t) = A(0) e *{-\lambda t}$$

에서 t = 15년, A(t) = (1 - 0.00043) * A(0) 를 대입하면,

$\lambda = 2.87e-5 / yr$

 

이고 따라서 반감기는 24174 년이다.

 

 

정답 : 4번

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32. 의료용 방사성동위원소의 활용 분야에 대한 설명 중 틀린 것은?
    ① I-131 : 갑상선 기능 질환 치료
    ② Na-24 : 순환계 전해질 연구
    ③ F-19 : 양전자단층활영(PET)에서 양전자 방출제
    ④ Xe-133 : 폐포 가스 교환 기능 검사

 

F-19는 안정핵종이다.

PET 촬영에서는 F-18을 사용한다.

F-18은 양의 베타붕괴를 한다. 양베타가 전자와 만나 서로 반대방향으로 두개의 소멸감마선을 방출한다.

PET 촬영은 이 두개의 소멸감마선을 동시계수하여 깨끗한 영상을 얻을 수 있다.

 

아이오딘은 갑상선에 모이는 성질이 있어서, I-131에서 나오는 베타선으로 잔여갑상선암 제거 등 갑상선 질환을 치료할 수 있다.

Na는 혈액의 주요 성분이므로 Na-24를 사용하여 혈액의 순환을 연구할 수 있다.

 

정답 : 3번

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33. 금속 핵연료에 비해 UO2 세라믹 핵연료가 가진 장점이 아닌 것은?
    ① 높은 녹는점    ② 높은 열전도도    ③ 우수한 화학적 안정성    ④ 냉각수와 낮은 반응성

 

 

 

열전도도는 금속핵연료가 UO2에 비해 10배 이상 높다.

 

정답 : 2번

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34. 가압경수로형 원전의 핵연료 피복재가 가져야 할 성질이 아닌 것은?
    ① 열중성자에 대한 큰 충돌단면적
    ② 냉각재에 대한 우수한 내부식성
    ③ 우수한 중성자조사 저항성
    ④ 높은 열전도도

 

내부식성, 조사저항성, 높은 열전도도는 피복재가 가져야할 성질이다.

 

열중성자에 대해 큰 충돌단면적은 요구되지 않는다. 이는 감속재의 성질이다.

 

정답 : 1번

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35. 가압경수로형 원전에서 핵분열생성물이 핵연료 및 피복재에 미치는 영향이 아닌 것은?
① 핵연료의 녹는점 증가
② 핵연료의 열전도도 저하
③ 피복재 내면 부식 촉진
④ 핵연료의 팽윤 유발

 

2, 3, 4번은 모두, 아이오딘 같은 기체핵분열생성물로 인한 부작용이다.

 

기체핵분열생성물이 열전도도를 떨어뜨리고, 아이오딘은 피복재 내부의 응력부식균열을 유발한다.

또 기체핵분열생성물은 부피가 크므로 핵연료가 팽윤하게 된다.

 

 

정답 : 1번