[원자력기사 기출풀이] 2021년 1차 방사선이용 및 보건물리 16 ~ 20번

 

 

96. 다음 중 천연방사성핵종에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?
    ① H-3, C-14는 우주선 작용으로 생성된다.
    ② Th-232, U-235, U-238 등은 붕괴계열에 따라 붕괴한다.
    ③ 질량수가 4n+3 인 계열은 자연계에 존재하지 않는다.
    ④ K-40, Rb-87는 방사성 붕괴계열을 만들지 않는다.

 

 

1.

H-3와 C-14는 우주선의 반응으로 생긴다.

삼중수소 : N-14 (n, T ) C-12

C-14 : N-14 (n,p) C-14

 

 

2.

Th-232, U-235, U-238은 모두 계열붕괴하는 핵종들이다.

계열붕괴란, 아래 그림처럼 연속적인 붕괴사슬을 이루면서 가지치듯이 붕괴한다는 뜻이다.

 

 

3.

질량수가 4n+3 인 악티늄 시리즈 ( U-235) 은 현재 존재한다. (위 그림에서 가운데)

현재 사멸된 시리즈는 질량수가 4n+1 인 넵튜늄 시리즈이다. Np-237 부터 시작되서 Tl-205 까지 가는데, 반감기가 짧아서 지금은 다 사라졌다.

 

4.

위 계열붕괴핵종 말고도 대표적인 지각 방사성핵종인 K-40과 Rb-87은 계열붕괴하지 않는다.

 

 

 

정답 : 3

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97. 2.3MeV 단일 에너지 감마선이 매우 작은 크기의 반도체검출기(HPGe)에 입사 시 다중채널분석기(MCA)에서 관찰이 가장 용이하지 않은 피크는?
    ① 광전자피크    ② 컴프턴산란   ③ 이중이탈피크    ④ 단일이탈피크

 

 

광전피크는 광전흡수가 일어날 때 생기는 광전자에 의한 피크이다. 검출기 크기가 크던 작던 검출될 수 있다.

 

컴프턴산란 후 컴프턴 전자에 의한 신호가 검출될 수 있다.

만약 보기가 다중컴프턴산란이었다면, 검출기 크기가 작을 때 검출하기 힘들다.

다중컴프턴산란은 컴프턴산란이 두번 이상 발생해야 하는데, 검출기가 작다면 두번 반응하기 전에 빠져나가기 때문이다.

 

이중이탈피크는 쌍생성 후 두개의 소멸감마선이 모두 검출기를 이탈한 것으로 검출될 수 있다.

 

단일이탈피크는 쌍생성 후 두개의 소멸감마선 중 한개만 검출기에 흡수되고, 나머지 한개는 방출되는 것인데,

검출기 크기가 작다면 대부분 두개 모두 빠져나갈 것이므로 검출이 용이하지 않다.

 

아래 그림은 검출기 크기에 따른 감마스펙트럼의 모양이다.

 

 

정답 : 4

 

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98. 다음 중 알파핵종 측정에 적합한 방사선측정기로 올바르게 짝지어진 것은?
    ① NaI(Tl) - HPGe   ② ZnS(Ag) - CR39   ③ HPGe - Hgl2   ④ CdTe - LR115

 

 

ZnS(Ag) 섬광계수기와 CR-39 비적검출기는 모두 알파입자 검출에 용이하다.

 

 

4번의 LR-115도 고체비적검출기로 알파핵종 검출에 용이하지만

문제에 있는 다른 검출기들은 감마선 검출에 용이한 검출기들이다.

 

 

정답 : 2

 

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99. 흡수선량이 같은 체내피폭의 경우 등가선량이 가장 큰 핵종은?
    ① Kr-85 ② Sr-90   ③ I-131 ④ Po-210

 

 

등가선량은 장기의 흡수선량에 방사선가중치를 곱한 것이다.

 

베타와 감마선의 방사선가중치는 1이고, 알파선은 20이다.

 

보기에서 다른 핵종들은 전부 베타와 감마만을 방출하지만 Po-210 만 알파선을 방출한다.

따라서 흡수선량이 같다면 Po-210이 다른 핵종보다 20배 큰 등가선량을 준다. 

 

 

정답 : 4

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100. 제염계수가 가장 큰 10인 액체폐기물 배수 관리 설비가  (2개가???)  직렬로 연결되어 있을 때, 전체 설비의 방사성폐기물 제거효율은 얼마인가?
    ① 90%   ② 95%   ③ 99%   ④ 99.9%

 

 

제염계수 = 처리 전 방사능 농도 / 처리 후 방사능 농도

 

제염계수가 10이라는 것은 처리 전 후 방사선 농도가 1/10으로 된다는 것이다.

 

문제가 복원이 잘 안되있는데 답이 3번인 것으로 보아, 

배수설비가 2개 직렬로 연결되어 있을 때 제거효율을 물어보는 문제인 것 같다.

 

제염계수 10짜리 설비 2개가 직렬로 연결되어 있으면, 한 설비를 지날 때마다 농도가 1/10이 되므로 두개를 지나치면 1/100 이 된다.

 

 

정답 : 3