원자력기사 기출문제 풀이/2022년 20

[원자력기사 기출 풀이] 2022년 방사선 이용 및 보건물리 6 ~ 10번

86. 3L/min의 속도로 1시간 동안 Ar-47 (반감기 : 1.83 시간) 공기 시료를 연속 채취하고 30분 후에 실험실에서 시료의 방사능을 계측하기 시작하여 1시간 동안 총 3,600 Count를 얻었다. 공기 중 Ar-41의 방사능 농도 (Bq/m3)는 얼마인가? (단, 계측기의 효율은 20%이며 BKG 계수율은 고려하지 않는다.) ① 24.0 ② 27.8 ③ 40.3 ④ 48.4 방사능농도를 C[Bq/m3] = 0.001 C [Bq/L] 라고 하자. 포집율 : 3 L/min = 180 L/hr 붕괴상수 $ \lambda = 0.379 /hr = 1.053*10^{-4} / sec$ 1시간동안 채취된 방사능양은 적분으로 구해도되고 미분방정식으로 구해도 된다. 미분방정식은 방사능변화율 = 채집율 ..

[원자력기사 기출 풀이] 2022년 방사선 이용 및 보건물리 1 ~ 5번

81. 감마선 차폐에서 축적인자에 관한 설명으로 올바르지 않은 것은?    ① 산란 방사선에 의하여 유발된다.    ② 입사되는 감마선 에너지에 따라 달라진다.    ③ 차폐체 구성물질에 따라 달라진다.    ④ 축적인자를 고려하지 않으면 차폐 후 선량률이 실제보다 과대평가 된다. 감마선 빔이 넓은 경우, 차폐체에서의 산란으로 인해 관심지점의 방사선속은 단순지수감쇠에 비해 약간 증가한다. 이 증가하는 정도를 축적인자라고 한다.축적인자는 감마선의 에너지, 차폐체의 매질, 두께, 기하학적 형상에 의존한다. 축적인자를 고려하지 않으면 실제보다 과소평가하게 된다. 정답 : 4번82. 다음 괄호 안에 순서대로 들어갈 알맞은 말은?       ① 열중성자, 가벼운 원소, 탄성충돌, 제동방사선    ② 고속중성자, ..

[원자력기사 기출 풀이] 2022년 핵재료공학 및 핵연료관리 16 ~ 20번

36. 우라늄 농축방법인 특징으로 옳은 것은?    ① 원심분리법은 분리계수가 높아 Cascade의 소요단수가 적어도 된다.    ② 기체확산법은 전력소모량이 적고 소량의 냉각수만 필요하다는 장점이 있다.    ③ 화학교환법은 UF6를 쓰지 않고 우라늄 용액을 사용하므로 장치가 복잡하다.    ④ 노즐법은 분리계수가 작고 복잡한 장치가 있어야 하는 단점이 있다. 질량차이에 따른 원심력을 이용한 원심분리방법은 기체확산법보다 분리계수가 높다. 그래서 직렬로 연결한 기기 수( Cascade 수)가 기체확산법보다 적다. 기체확산법은 질량차이에 따른 확산속도 차이를 이용한 것인데, 분리계수가 낮고 전력소모가 크고 다량의 냉각수가 필요하다. 화학교환법은 진동에너지 차이에의한 교환반응을 이용한 방법인데, 기체 UF6..

[원자력기사 기출 풀이] 2022년 핵재료공학 및 핵연료관리 11 ~ 16번

31. 중수로 핵연료에 대한 설명으로 올바르지 않은 것은?    ① 천연우라늄 UO2 형태의 세라믹 연료를 사용한다.    ② 연소도는 7.5 MWD/kg-U 이다.    ③ Zr Tube 내 소결체를 담은 Bundle로 구성된다.    ④ 핵연료는 약 1/3 Batch 별로 재장전된다. 사견이지만 문제를 좀 더 명확히 출제했으면 좋겠다.문제에서 중수로라고 했지만, 우리나라 월성 2 ~ 4호기 (1호기는 폐로됨) 에 해당하는 CANDU의 핵연료에 대한 질문으로 보는 것이 더 정확하다. 중수만 쓰면 다 중수로이고, 중수감속재에 농축우라늄을 못쓸 이유도 없기 때문이다. 연소도도 노심설계에 따라 충분히 달라질 수 있고, 피복재를 Zr이 아닌 다른 것을 써도 되기 때문이다. CANDU 핵연료에 대한 설명이라고 ..

[원자력기사 기출 풀이] 2022년 핵재료공학 및 핵연료관리 6 ~ 10번

26. 경수로 핵연료 피복관의 기계적 강도가 약해지게 되는 주된 원인이 되는 반응식은? 경수로의 피복과은 지르칼로이로 되어 있는데, 지르칼로이는 물과 반응하여 산화되면서 수소를 발생시킨다. $$Zr + 2H_2O \rightarrow ZrO_2 + 2H_2$$이 산화층은 일정 두께가 되면 떨어져나가면서 피복관의 두께가 줄어들게 한다.또 같이 발생한 수소는 Zr과 결합하여 $ZrH_2$ , 지르코늄 수소화물을 생성한다. 이 수소화물은 피복재의 연성을 감소시키고, 취성을 크게하여 파손의 원인이 된다.즉, Zr의 산화는 피복관은 얇아지게 하고, 수소화를 시켜 취성을 약화시킨다. 1번식 : 변환이나 재변환 과정에서 발생하는 불화수소(HF) 생성 과정이다. HF는 화학적 독성이 강하여 이를 흡입할 경우 장해를 유..

[원자력기사 기출 풀이] 2022년 핵재료공학 및 핵연료관리 1 ~ 5번

21. U-235의 농축도가 가장 낮은 물질은?    ① 감손 우라늄 ② 극저농축 우라늄     ③ 천연 우라늄 ④ PWR 사용 후 핵연료 천연우라늄의 U-235 농축도는 0.71% 정도이다. 감손우라늄 : 농축우라늄을 만들고 남은 찌꺼기. 즉 천연우라늄을 농축하면 농축우라늄과 감손우라늄이 나온다.감손우라늄의 농축도는 보통 0.2 ~ 0.3 % 정도이다. PWR의 연료는 4.5 % 정도의 저농축 우라늄이다. PWR의 사용후핵연료에는 U-235가 1% 정도 포함되어 있다.극저농축이 무엇을 의미하는지는 정확히 모르겠으나, 천연우라늄보다는 높을 것이다. 정답 : 1번22. 원자로 출력에 영향을 주는 독물질 중 가장 많은 양성자를 가진 핵종은?    ① Xe-135     ② I-135     ③ Sm-149 ..

[원자력기사 기출 풀이] 2022년 원자력기초 16 ~ 20번

16. 유효증배계수가 0.995인 원자로의 평균 온도를 298 ℃에서 288 ℃까지 낮추었다. 이 원자로의 현재 상태는? (단, 이 원자로의 등온온도계수는 –18 pcm/℃이다.)    ① 초임계     ② 미임계    ③ 임계    ④ 알 수 없음 등온온도계수 : 노심전체의 단위온도 변화당 반응도 변화. 핵연료온도계수, 냉각재온도계수, 감속재온도계수 등을 전부 합한 것이다. 온도변화가 -10 ℃ 이므로 반응도는 +180 pcm 이 변한다.지금 현재 반응도는$$ 1-1/0.995 = -502 pcm$$ 이므로, 180 pcm 이 증가해도 미임계이다. 답 : 2번 17. 다음은 체적 dV 내 중성자 확산방정식을 기술한 것이다. 각 항이 갖는 물리적 의미로 올바르지 않은 것은?       ① $D▽^2ø$ ..

[원자력기사 기출 풀이] 2022년 원자력기초 11 ~ 15번

11. U-235 핵분열 과정에서 방출되는 에너지가 가장 높은 것과 가장 낮은 것을 올바르게 나열한 것은?    ① 핵분열 파편, 핵분열 중성자   ② 핵분열파편, 감마선    ③ 핵분열 중성자, 중성미자    ④ 핵분열 중성자, 베타선 U-235 원자 1개가 핵분열하면 대략 200 MeV 정도의 에너지가 발생한다.이 에너지는 다음과 같이 분포한다.즉 핵분열 파편의 운동에너지가 가장 크고, 핵분열중성자의 에너지가 가장 작다.종류에너지 [MeV]핵분열생성물 운동에너지165즉발 감마선7즉발 중성자5핵분열생성물의 베타붕괴7핵분열생성물의 감마선6중성미자10Total200 정답 : 1번12. 다음 중 원자핵에 대한 설명으로 올바르지 않은 것은?    ① 동일한 양자수를 가지더라도 중성자 수가 달라 질량수가 서로 ..

[원자력기사 기출 풀이] 2022년 원자력기초 6 ~ 10번

6. 중성자 감속재 특성에 대한 설명으로 올바르지 않은 것은?   ① 감속능보다 감속비가 높은 물질이 선호된다.   ② 흡수단면적이 작은 물질이 선호된다.   ③ 대수적 에너지 감쇠율은 감속능이 클수록 1에 가까운 값을 갖는다.   ④ 충돌 당 에너지 감소량은 중수소가 수소보다 크다. 감속능 $SDP = \xi \Sigma_s$감속비 $MR = \xi \Sigma_s / \Sigma_a$감속비는 감속능에 중성자 흡수를 고려해준 것. 1번 : 감속능이 좋아도 흡수단면적이 크면 그 물질은 감속재로서 역할을 할 수 없습니다. 감속비가 더 중요합니다.2번 : 흡수가 적을수록 감속비가 커지고 좋은 감속재입니다.3번 : 가장 감속능이 큰 매질은 수소입니다. 수소와 중성자의 질량이 제일 비슷하기 때문입니다. 위 표를..

[원자력기사 기출 풀이] 2022년 원자력기초 1 ~ 6번

1. 원자 핵 내에서 작용하는 힘에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?   ① 양성자 상호 간에 작용하는 힘은 전기력보다 작다.   ② 핵자 간에 인력은 $10^{-15} m$ 수준 근거리서 작용한다.   ③ 중성자와 중성자 간에 작용하는 힘은 양성자 간에 작용하는 힘과 같다.   ④ 양성자, 중성자 등 핵자들 간에 교환력이 존재한다. 1번 : 양성자 상호간에 작용하는 힘은 강력입니다. 강력은 전기력보다 큽니다. 그렇기 때문에 양성자끼리의 전기적 반발력을 이겨내고 붙어있을 수 있습니다.2번 : 강력은 아주 가까운 거리에서만 작용합니다.3번 : 중성자-중성자간 강력과 양성자-양성자간 강력은 동일합니다.4번 : 강력은 교환력입니다. 파이온을 주고받으면서 작용합니다.  정답 : 1번2. 감속능과 감속비에 대하여 ..