[원자력기사 기출풀이] 2021년 2차 방사선이용 및 보건물리 1 ~ 5번

81. I-131을 섭취한 직후 갑상선에서의 선량률이 0.5 mSv/h이다. 예탁유효선량은 얼마인가? (단, I-131의 물리적 반감기는 8일이고, 생물학적 반감기는 180일이다.)
    ① 96 mSv ② 133 mSv   ③ 192 mSv ④ 266 mSv

 

 

예탁유효선량은 방사성핵종 섭취 후 50년간 받는 내부피폭 총량을 의미한다.

유효붕괴상수를 이용하여 선량률을 50년간 적분하면 되는데, 이렇게 유효반감기가 짧은 경우에는 그냥 붕괴상수의 역수로 근사된다.

 

유효붕괴상수

$$\lambda_{eff} = \frac{ln2}{8} \frac{ln2}{180} = 0.0905 / day $$

 

최초선량률은 0.5 mSv/h = 12 mSv/ day

예탁유효선량

 

$$ e_\tau (50) = \int_{0}^{50yr}{12 * e^{-\lambda_{eff}t}} = 132.6 mSv $$

 

 

 

정답 : 2

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82. Nal(Tl) 검출기로 1000 Bq의 교정용 Cs-137 선원을 100초 동안 측정한 결과 5,350 counts이다. 선원을 제거한 후 100초 동안 백그라운드를 측정하여 100 counts를 얻었다면, 교정용 Cs-137선원의 계수효율은?
(단, Cs-137에서 방출되는 감마선의 에너지는 0.662 MeV이고 감마선 방출비는 85%이다.)
    ① 3.7%    ② 4.3%    ③ 5%    ④ 6.2%

 

순계수율 =  (5350 - 100 ) / 100 = 52.5 cps

 

1000 Bq의 Cs에서 나오는 감마선 갯수는 초당 850 개

 

초당 850 개 중 52.5개를 검출해냈으므로 

계수효율은 52.5 / 850 = 6.2 %

 

 

 

정답 : 4

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83. 다음 중 방사선장해에 영향을 미치는 인자에 대한 설명으로 틀린 것은?
    ① 방사선의 생물학적 영향은 온도에 의한 영향을 받을 수 있다.
    ② 어린이가 성인에 비해 방사선에 민감한 이유는 어린이의 세포분열 활동이 성인보다 왕성하기 때문이다.
    ③ 생물학적 효과비(RBE)는 일반적으로 고에너지 양성자가 알파선보다 크다.
    ④ 구경꾼효과란, 무리의 세포 중에서 특정한 세포에 선량을 부여한 경우 인근의 피폭하지 않은 세포에서도 영향이 나타나는 현상을 말한다.

 

1. 온도가 높을수록 유리기의 확산이 더 커서 영향은 커진다. 하지만 사람의 몸속에서 온도변화는 그리 크지 않으므로 이 효과는 부각되지 않는다.

 

2. 세포분열이 활발할수록 방사선에 민감하다. 어린이는 세포분열이 더 왕성해서 약 2배 정도 민감하다고 보고있다.

 

3. RBE는 서로 다른 방사선의 생물학적 영향을 표현하기 위한 개념이다. RBE가 클수록 더 큰 피해를 준다. RBE는 일반적으로 LET가 커질수록 커지다가, 100 keV/um 정도에서 최대가 된 후 다시 감소한다. 오버킬효과 때문이다.

 

알파선의 RBE가 고에너지 양성자보다 더 큰데, 이는 같은 양의 피폭을 받더라도, 알파선이 더 큰 영향을 준다는 의미이다.

 

방사선가중치가 LET와 RBE를 참조하여 부여한 값이므로, 잘 기억안나면 방사선가중치가 큰 방사선이 RBE가 더 크다고 하면 된다.

 

 

LET vs RBE

 

4. 구경꾼효과란, 피폭된 세포 인근에 있는 피폭되지 않은 세포에 피폭의 영향이 나타나는, 피폭의 공간적 전달에 관한 효과이다.

 

정답 : 3

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84. 인체에서 방사선에 의한 생물학적 영향의 발생단계 중 시간이 가장 짧은 것은?
    ① 물리적 단계   ② 물리 화학적 단계   ③ 화학적 단계   ④ 생물학적 단계

 

물리적 단계 : 방사선 또는 2차전자가 체내 분자를 전리, 여기시키는 단계 1e-16 초 정도에 끝난다.

 

물리화학적 단계 : 전리된 이온이 다른 물분자와 반응하여 유리기를 생성한다. 1e-6 초 정도

 

화학적 단계 : 유리기가 체내 주요 분자( DNA)와 화학적으로 반응함. 수 초 정도

 

생물학적 단계 : 생물에게 세포 사망, 세포분열 불능 등 영향이 나타남. 장기간에 걸쳐 일어난다.

 

 

정답 : 1

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85. 다음 설명 중 틀린 것은?
    ① DNA는 사다리 모양의 꼬여진 이중나선 구조이다.
    ② 베르고니-트리본드 법칙이란, 세포의 방사선 감수성이 세포의 증식활동에 비례하며, 세포의 분화정도에 반비례한다는 이론이다.
    ③ 방사선에 의한 생물학적 영향의 발생단계에서 생물학적 단계는 유리기와 산화제가 염색체를 이루는 분자를 파괴하는 단계이다.
    ④ 아주 작은 흡수에너지에도 큰 생물학적 효과가 초래 가능한 것은 손상받은 세포물질의 분열로 인해 장해가 크게 확대되어 나가기 때문이다.

 

2번 선지

베르고니 트리본도 법칙 : 세포의 감수성을 설명하는 법칙.

1. 세포분열이 활발하고 분열과정이 길수록

2. 재생 능력이 클수록

3. 형태적, 기능적으로 분화된 정도가 낮을수록

방사선 감수성이 크다

 

3번 선지 : 유리기와 산화제가 염색체 분자를 파괴하는 단계는 화학적 단계이다.

 

 

정답 : 3