[원자력기사 기출풀이] 2019년 원자력기초 6 ~ 10번

 

6. 1 GBq의 Co-60이 3반감기 동안 방출하는 베타(β) 입자는 약 몇 개인가?
단, Co-60의 반감기는 5.26년이며, 붕괴 당 한 개의 β입자를 방출한다.
   ① 0.3 × 10^17    ② 1.5 × 10^17    ③ 2.1 × 10^17   ④ 2.4 × 10^17

 

 

1 GBq Co-60 입자수는

 

$$N = A/\lambda = 2.39 * 10^{17} $$

 

3 반감기가 지나면 입자수는 1/8이 될 것이고, 나머지 7/8이 붕괴한다.

이들이 붕괴당 1개의 베타입자를 내므로,

발생한 베타입자는

 

$$2.39 * 10^{17} * 7 / 8 = 2.1*10^{17}$$

 

정답 : 3번

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7. 235U와 238U을 장전한 원자로에서의 전환비(Conversion ratio)를 바르게 나타낸 것은?
   ① (생성된 235U 양) ÷ (소모된 238U 양)
   ② (생성된 239Pu 양) ÷ (소모된 238U 양)
   ③ (생성된 238U 양) ÷ (소모된 235U 양)
   ④ (생성된 239Pu 양) ÷ (소모된 235U 양)

 

 

전환비 = 생성된 핵분열성물질 / 소모된 핵분열성물질

 

U-238은 핵분열성물질로 보지 않는다.

 

정답 : 4

 

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8. 노심의 축방향 중성자속 분포에 영향을 주는 것이 아닌 것은?
   ① 붕산수 농도    ② 제어봉 위치   ③ 노심 수명    ④ 제논 분포

 

 

2, 3, 4번은 모두 축방향 중성자속 분포에 영향을 준다.

 

붕산수의 경우, 냉각재 전체에 고르게 분포해있고, 고르게 중성자를 흡수하기 때문에 중성자속분포를 변화시키지 않는다.

 

노심 수명의 경우, 수명이 진행될수록, 축방향에서 중심부분의 연료가 더 많이 연소될 것이다.

중심부의 연료가 점점 적어지니까, 그 부분의 중성자속이 감소할 것이다. 즉, 축방향으로 더 평탄해질 것이다.

 

 

정답 : 1

 

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9. 경수로의 정상운전 중 안전성과 경제성을 위해 감속재와 핵연료의 수밀도비(Nm/Nf)를 어떻게 유지하는가?
   ① 최적값(유효증배계수가 최대가 되는 수밀도비)으로 유지(Optimal moderation)
   ② 최적값보다 매우 크게 유지(Over moderation)
   ③ 최적값보다 약간 크게 유지(Slightly over moderation)
   ④ 최적값보다 약간 작게 유지(Slightly under moderation)

 

 

 

 

위 그림에서 가로축은 감속재수밀도 / 핵연료수밀도 를 나타낸다.

증배계수가 최대가 되는 지점이 있는데, 그 지점의 왼쪽을 과소감속영역, 오른쪽을 과다감속영역이라고 한다.

노심을 과소감속영역에 있도록 설계해야 안전상 유리하다.

만약 출력을 제어하지 못해 냉각재(감속재) 온도가 상승하면, 감속재의 밀도가 낮아져, 그래프에서 왼쪽 방향으로 이동할 것이다.

그런데 과다감속영역(오른쪽)에 있도록 설계되었다면, 증배계수는 증가하여 출력은 더 증가하고, 또 냉각재온도는 더 오르고, 출력은 또다시 증가할 것이다.

 

왼쪽에 있도록 설계해야 냉각재 온도 상승 시 증배계수가 감소하고, 출력은 낮아진다. 즉, 음의 냉각재(감속재) 계수를 가지도록하기 위해서는 왼쪽(과소감속)영역에 있도록 설계해야 한다.

 

너무 왼쪽에 가 있도록 설계하면 증배계수가 너무 낮아 비효율적이므로, 약간 과소감속으로 설계한다.

 

 

정답 : 4

 

 

 

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10. 다음 중 중성미자(Neutrino)에 대한 설명으로 틀린 것은?
    ① 중성미자는 정지질량이 전자와 비슷하고 전하를 띠지 않는다.
    ② 최소한 6가지 종류의 중성미자가 있다.
    ③ 전자 중성미자와 전자 반증성미자는 각각 β+붕괴와 β-붕괴로부터 생성된다.
    ④ 일반적으로 전자 중성미자와 전자 반중성미자는 구분하지 않고 하나의 중성미자로 간주한다.

 

 

중성미자는 질량이 없고 전하가 없다.

 

중성미자는 전자 중성미자, 뮤온 중성미자, 타우 중성미자와 각각 이들의 반입자. 총 6개가 존재한다.

 

음의 베타붕괴 시, 반중성미자가 방출되고,

양의 베타붕괴 시, 중성미자가 방출된다.

 

 

정답 : 1