[원자력기사 기출풀이] 2019년 핵재료공학 및 핵연료관리 16 ~ 20번

 

36. 가압경수로형 원자로 일차냉각재의 방사화학적 운전제한조건의 하나로 관리되는 E (Average energy per disintegration)에 대한 설명으로 가장 거리가 먼 것은?
    ① 알파 핵종은 고려하지 않는다.
    ② N-16(반감기 7.13초)은 고려하지 않는다.
    ③ I-131(반감기 8.02일)은 고려한다.
    ④ Xe-133(반감기 5.24일)은 고려한다.

 

 

붕괴당평균에너지 : 냉각재 내 방사성핵종 혼합물의 붕괴당 평균에너지를 이용해 냉각재 내 방사능물질을 제한하는 척도로 쓰임.

 

1차냉각재에 있는 모든 핵종을 전부 고려하는 것은 아니다.

 

알파핵종은 고려하지 않는다.

베타와 감마방출 핵종이 대상이다.

 

또 반감기가 10분 미만인 짧은 핵종과, 방사성옥소는 포함시키지 않는다.

 

 

정답 : 3

 

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37. 방사성 세슘(Cs)이 함유된 액체 방사성폐기물을 혼상이온교환수지(세슘 제염계수 2)로 처리한 후 다시 양이온교환수지(세슘 제염계수 10)으로 처리할 경우, 해당 처리계통의 제염계수 및 제거효율(%)을 바르게 나열한 것은?
    ① 12, 80% ②    12, 95%   ③ 20, 80%    ④ 20, 95%

 

제염계수 = 처리 전 방사능준위 / 처리 후 방사능준위

 

제염계수 2 와 10 짜리 설비를 직렬로 연결하므로, 총 제염계수는 2 * 10 = 20 이 된다.

 

제염계수가 20이면, 통과 후 방사능 농도는 1/20 = 5 % 가 되므로, 제거효율은 95 % 이다.

 

 

정답 : 4

 

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38. 방사성폐기물 처리의 기본 원칙 중 틀린 것은?
    ① 연소 및 방출    ② 농축 및 저장   ③ 희석 및 분산   ④ 지연 및 붕괴

 

 

방사성폐기물 처리의 기본원칙은 다음과 같다.

 

농축 및 저장 : 액체폐기물은 농축하여, 농축액은 고화처리하여 저장할 것

희석 및 분산 : 액체나 기체폐기물의 경우 다량의 물이나 공기로 희석하여 기준 이하로하여 배출할 것

지연 및 붕괴 : 반감기가 짧은 핵종들은 충분한 시간동안 저장하여 붕괴시킨 후 처리할 것

 

정답 : 1

 

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39. 액체 방사성폐기물의 처리 방법으로 가장 적합한 것은?
    ① 압축처리    ② 원심분리법    ③ 해체처리   ④ 유리화

 

압축처리와 해체처리, 유리화는 주로 고체폐기물 처리에 사용하는 방법이다.

 

 

원심분리법 : 액체폐기물 처리 방법. 자성 핵종 및 부유고형물을 원심분리기의 원심력을 이용해 분리하는 방법이다. 고형물을 침전시켜 액체로부터 분리한다. 상대적으로 낮은 농도의 활성종을 포함한 다량의 액체배출물, 다량의 미립자나 고농도의 비활성염을 함유하는 다량의 액체폐기물 배출에 사용된다.

 

그밖의 액체폐기물 처리법은

 - 희석처리 : 다량의 물로 희석하여 배출

 - 응집침전 : 침전을 만들어 침전물은 따로 걸러내 고화처리함.

 - 이온교환처리법 : 이온교환수지로 이온성 핵종을 잡아냄. 이온교환수지는 고체폐기물로 처리함

 - 증발처리 : 증발시켜 부피를 감용시키고, 남은 농축액은 고화처리

 - 역삼투압처리 : 맴브레인 막을 사이에 두고, 농도가 진한 쪽에 삼투압보다 더 큰 압력을 주어, 수분을 묽은 쪽으로 이동시켜 감용함

 - 여과처리 : 필터를 이용하여 입자성 핵종을 제거

 

 

 

 

 

정답 : 2

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40. 원자력발전소에서 발생한 기체 폐기물(133Xe)의 농도를 1/100로 줄이기 위해 필요한 지연 기간은 얼마인가? 단, Xe-133의 반감기는 5.27일이다.
    ① 25.4일    ② 35.4일    ③ 40.4일    ④ 50.4일

 

 

$$ A(t) = A_0e^{-\lambda *t}$$

에서 $\lambda = ln2 / 5.27 = 0.13 / day $

 

1/100으로 줄이기 위해서는

$$ 0.01 = e^{-0.13 * t}$$

t = 35일

 

 

정답 : 2

 

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