[원자력기사 기출풀이] 2021년 2차 방사선이용 및 보건물리 11 ~ 15번

 

 

91. 연구용 원자로에 안정동위원소를 넣어 반감기가 5.3년인 방사성동위원소를 제조할 때 방사능이 포화방사능의 90%에 이르는데 걸리는 시간은?
    ① 2.6년   ② 5.3년     ③ 12.4년    ④ 17.6년

 

연구용원자로에서는 중성자 방사화를 이용하여 동위원소를 생성한다.

포화방사능은 아주 오랜기간 있었을 때 시료의 방사능이다.

방사화로 인한 동위원소 생산은 아래 식으로 계산 가능하다.

 

A : 생성물의 방사능

N : 표적의 원자밀도

$\sigma$ : 표적의 미시적 흡수단면적

$\phi$ : 중성자속

$\lambda$ : 생성물의 붕괴상수

t : 원자로 내에서 조사된 시간

 

시간이 아주 오래되어 포화계수가 1일 때의 방사능이 포화방사능이다.

포화방사능의 90 %가 되는데 걸리는 시간은 윗 식에서 포화계수가 0.9 가 되는 시점이다.

$$ 1-e^{\lambda t} = 0.9 $$

에서 반감기 5.3 년을 대입하고 계산하면 

t 는 17.6 년이다.

 

정답 :  4

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92. 다음 중 반도체 검출기 효율의 정의에 대한 설명으로 옳은 것은?
    ① 3΄΄ × 3΄΄ Nal(Tl) 검출기로부터 25 cm 거리에서 Co-60의 1.17 MeV 방사선에 대한 계측효율의 상대효율
    ② 3΄΄ × 3΄΄ Nal(Tl) 검출기로부터 25 cm 거리에서 Co-60의 1.33 MeV 방사선에 대한 계측효율의 상대효율
    ③ 3΄΄ × 3΄΄ Nal(Tl) 검출기로부터 50 cm 거리에서 Co-60의 1.17 MeV 방사선에 대한 계측효율의 상대효율
    ④ 3΄΄ × 3΄΄ Nal(Tl) 검출기로부터 50 cm 거리에서 Co-60의 1.33 MeV 방사선에 대한 계측효율의 상대효율

 

반도체 검출기의 상대효율은 2번이다.

 

정답 :  2

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93. 다음 중 기체봉입형 검출기의 출력펄스 크기에 영향을 미치는 인자가 아닌 것은?
    ① 인가전압
    ② 방사선량
    ③ 검출기의 음극물질
    ④ 봉입기체의 종류와 밀도

 

기체전리함의 출력펄스는 방사선이 입사했을 때 수집되는 이온-전자쌍의 갯수가 많을수록 커진다.

 

인가전압 : 인가전압이 커질수록 이온쌍들의 재결합이 적어지고 수집되는 전자가 많아지므로 출력펄스가 커진다.

방사선량 : 더 큰 방사선량이 들어오면 당연히 전자의 갯수가 많아진다.

 

봉입기체의 종류마다 이온쌍을 생성하는데 필요한 에너지가 다르다. 이 값을 W 값이라고 하는데 공기는 대략 34 eV 를 흡수해야 1 쌍을 생성하고, 아르곤의 경우 26 eV를 흡수하면 1 쌍을 흡수한다. 아르곤이 더 많은 전자쌍을 생성할테니까 펄스가 더 크다.

 

봉입기체의 밀도가 클수록 방사선이 검출기에서 반응을 할 확률이 더 크고, 출력펄스가 더 크다.

 

검출기 음극물질은 큰 영향이 없다.

 

 

정답 :  3

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94. 다음 중 방사선 감수성에 가장 큰 영향을 주는 요인은?
    ① 세포의 재생률    ② 세포의 크기    ③ 세포의 질량    ④ 세포의 강도

 

베르고니 트리본도 법칙에 따르면

1. 세포재생이 활발하고 분열과정이 길수록

2. 재생이 활발할수록

3. 형태 기능적으로 미분화될수록 

방사선에 민감하다.

 

세포의 재생률이 가장 큰 영향을 끼친다.

 

정답 :  1

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95. 0.8 DAC의 Cs-137로 오염된 작업장에서 주당 10시간, 연간 30주를 작업한 방사선작업종사자의 연간 유효선량은?
    ① 1.2 mSv    ② 2.4 mSv   ③ 3.6 mSv   ④ 4.8 mSv

 

1 DAC : 유도공기중농도. 작업자가 1년동안 일하면서 흡입한 방사성물질의 양이 연간섭취한도 (ALI) 에 이르게하는 공기중 방사능 농도

 

연간섭취한도는 섭취한 방사성핵종으로 인한 예탁유효선량이 선량한도인 20 mSv에 이르게하는 방사능양을 의미한다.

 

따라서 공기중 방사성핵종농도가 1DAC의 작업장에서 1년동안 작업을 하면, 그 사람은 연간섭취한도에 해당하는 방사성물질을 흡입하는 것이고,  그로인한 예탁선량은 20 mSv 이다.

 

여기서 작업시간은 연간 2000시간 ( 주당 40 시간, 50주) 로 계산된다.

즉, 

1 DAC * 2000 hr = 2000 DACh = 20 mSv 로 계산하면 된다.

문제에서는 

0.8 DAC * 10 * 30 hr = 240 DACh = 2.4 mSv 이다.

 

 

정답 : 2