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문 1) 유효증배계수 가 1.000으로부터 1.001로 변했을 경우 상응하는 반응도는 얼마인가? ➀ 0.0001 ➁ 0.001 ➂ 0.01 ➃ 0.1
★ 키워드: 반응도 정의
반응도(ρ)는 원자로가 임계상태로부터 벗어나 있는 정도를 나타내는 무차원 양으로, Δk/k로 계산할 수 있다.
정답: ②
문 2) 다음 방사성 붕괴 형태중 원자핵의 중성자수가 감소하는 방사성 붕괴 형태가 아닌 것은? ➀ 알파붕괴 ➁ 베타(β-)붕괴 ➂ 감마붕괴 ➃ 중성자붕괴
★ 키워드: 방사성붕괴
불안정한 원자핵이 입자(α, β, γ, n 등)를 방출하면서 안정한 핵으로 변화하는 현상을 방사성 붕괴(Radioactive Decay)라고 한다. 붕괴 양상에 따라 붕괴 전과 후의 질량수, 원자번호, 중성자수가 변한다.
① 알파붕괴 - (O) 중성자수(N) → N-2
② 베타(β-)붕괴 - (O) N → N-1
③ 감마붕괴 - (X) N → N(불변)
④ 중성자붕괴 - (O) 단독으로 존재(자유상태)하는 중성자는 약 10분(614초)의 반감기로 붕괴하여 양성자가 된다.(N → N-1)
정답: ③
문 3) 다음 중 원자핵을 구성하고 있는 핵자들 간에 작용하는 핵력(Nuclear Force)에 대한 설명이다. 맞는 것끼리 연결된 것은? ➀ 가, 다 ➁ 가, 나, 다 ➂ 가, 나, 라 ➃ 나, 다
★ 키워드: 핵력
○ 핵력의 특징 - 인력만 작용: 강력(하드론 사이에서만 작용), 전자기력의 100배, 중력의 1,040배 - 단거리력: 약 1.3 fm 이상 거리에서는 지수적으로 감소, 2.5 fm 밖에서는 0 - 하전독립성: 중성자-중성자, 중성자-양성자, 양성자-양성자 동일 - 스핀의존성: 핵자 간의 스핀(각운동량)과 관계, 평행<반평행 - 포화성: 핵 밀도 및 비결합에너지 거의 일정 - 교환력: 중성파이온(π0) 매개
가. 짧은 거리에서만 작용한다. - (O) 단거리력 나. 전하에 관계없이 인력으로 작용한다. - (O) 인력, 하전독립성 다. 쿨롱의 힘보다 약하다. - (X) 쿨롱력보다 100배 강하다. 라. 스핀이 같은 방향보다 반대방향인 경우 더 크게 작용한다. - (O) 핵자의 스핀이 평행(같은 방향)인 경우보다 반평행(반대 방향)인 경우 더 크게 작용한다.
정답: ③
문 4) U-235가 3% 농축된 농축우라늄 1g에 U-235의 원자 수는? ➀ 1.8 × 10^19 개 ➁ 7.59 × 10^19 개 ➂ 1.8 × 10^20 개 ➃ 7.59 × 10^20 개
★ 키워드: 원자 수 계산
질량(w[g])과 원자량(M[g/mol]), 그리고 아보가드로 수(NA: 6.022 × 10^23[#/mol])로 원자수를 계산할 수 있다.
정답: ②
문 5) 다음 핵종 중 자기 자신은 핵분열을 일으키지 않고 중성자를 흡수하면 핵분열성 물질로 변하는 핵종은? ➀ U-233 ➁ U-235 ➂ Pu-239 ➃ Pu-240
★ 키워드: 핵원료물질(Fertile)
자기 자신은 핵분열을 일으키지 않고, 중성자를 흡수하면 핵분열성 물질(Fissile)로 변하는 물질을 핵연료원료물질 또는 연료친물질(Fertile)이라고 한다. 선지 중에 핵분열성 물질을 소거하고 남는 것이 정답이다. 핵분열성 물질에는 U-233, U-235, Pu-239, Pu-241이 있다.
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