21. 국내에서 생산하는 가압경수로 핵연료 제조공정 중 첫째 공정은? ① 농축 ② 성형가공 ③ 정련 ④ 재변환
광산에 묻힌 우라늄이 핵연료까지 되는 생애주기는 아래와 같습니다.
1. 채광 : 우라늄 광산에서 우라늄 원광을 채광함.
2. 정련 : 채광한 원광의 우라늄 비율을 높이기 위해 물리,화학적인 방법으로 원광을 정제하여 U3O8 정광을 만듦. (Yellow Cake)
3. 변환 : 경수로핵연료의 경우 농축에 적합한 UF6로 변환시킴. 중수로 핵연료의 경우 농축이 필요가 없으므로, U3O8 정광을 바로 UO2로 변환시킴.
4. 농축 : 천연우라늄 UF6를 목표로하는 농축도까지 농축시킴.
5. 재변환 : 농축된 UF6를 다시 UO2 형태로 만듦.
6. 핵연료집합체 제조 : 농축된 UO2를 핵연료집합체로 제조함.
우리나라는 외교적인 문제로 농축을 할 수 없기 때문에, 경수로 핵연료를 제작하기 위해 농축되어 있는 우라늄을 수입해와서, 5. 재변환 공정부터 시작합니다.
정답 : 4번
22. 핵연료 주기 관련 용어와 그에 대한 설명으로 옳지 않은 것은? ① 채광: 우라늄이 함유된 광석을 광산에서 캐내는 것 ② 변환: 핵연료물질을 물리적, 화학적 방법으로 처리하여 가공에 적합한 형태로 만드는 것 ③ 정련: 핵원료물질에 포함된 우라늄의 비율을 높이기 위해 물리적, 화학적 방법으로 핵원료물질을 처리하는 것 ④ 가공: 핵연료물질을 물리적, 화학적 방법으로 처리하여 원자로의 연료로 사용할 수 있는 형태로 만드는 것
원자력안전법 2조 11. “정련”이란 핵원료물질에 포함된 우라늄 또는 토륨의 비율을 높이기 위하여 물리적ㆍ화학적 방법으로 핵원료물질을 처리하는 것을 말한다. 12. “변환”이란 핵연료물질을 화학적 방법으로 처리하여 가공에 적합한 형태로 만드는 것을 말한다. 13. “가공”이란 핵연료물질을 물리적ㆍ화학적 방법으로 처리하여 원자로의 연료로서 사용할 수 있는 형태로 만드는 것을 말한다.
이 내용은 원자력안전법 2조 용어정의에 기술되어 있습니다.
변환은 화학적 방법으로 처리하는 것입니다.
정답 : 2번
23. 다음 중에서 트램프(Tramp) 우라늄에 포함되는 것은 몇 개인가? ① 0개 ② 1개 ③ 2개 ④ 3개
3. 핵연료는 온전하지만, 이전 주기 운전 중에 누설된 우라늄이 냉각재에 남아있는 경우 등
다양한 원인으로 존재하게 됩니다.
위 세가지 전부 트램프 우라늄에 해당합니다.
트램프 우라늄은 핵연료의 파손이 없어도 냉각재 내에 핵분열생성물들이 존재하는 원인이 됩니다.
정답 : 4번
24. 핵연료 농축 공장에서 천연우라늄(U-235 농축도 0.7 wt%)으로부터 4 wt% 농축 우라늄 100 kg을 생산하려고 한다. 농축 후 천연 우라늄 찌꺼기(Tails) 농축도가 0.2 wt%일 때, 필요한 천연우라늄 양은? ① 760 kg ② 920 kg ③ 1,140 kg ④ 2,280 kg
필요한 천연우라늄의 양을 x kg 이라고하고, 농축 후 남은 감손우라늄의 양을 y kg 이라고 하면, 총 우라늄의 양과 U-235의 양은 동시에 보존되어야 합니다. 따라서
$$x = 100 + y$$
$$0.007x = 0.04*100 + 0.002y$$
윗 식은 우라늄 양의 보존식 ( 천연우라늄 양 = 농축우라늄 양 + 감손우라늄 양)
아랫 식은 U-235의 보존식 (천연우라늄 중 U-235의 양 = 농축우라늄 중 U-235의 양 + 감손우라늄 중 U-235의 양) 입니다.
이를 연립하면
필요한 천연우라늄의 양 x = 760 kg 입니다.
정답 : 1번
25. 국내 경수로에서 이행하는 방사화 부식생성물질 제어방법과 거리가 먼 것은? ① pH 조절 ② 초음파 세정 ③ 아연주입법 ④ 제어봉 조절
원자로 구조물이 부식되서 생기는 부식생성물들이 냉각재로 용해되고 이들이 중성자에 의해 방사화되면서 방사능을 띄게됩니다.
주요 핵종으로는 Cr-51, Mn-54, Fe-55, Ni-59, Ni-63, Co-58, Co-60 등이 있습니다.
