2016년도 원자력기사 필기 기출 해설(방사선이용 및 보건물리 41~45)

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2016년도 원자력기사 필기 기출 해설(방사선이용 및 보건물리 41~45)

 

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문 41) 다음 중 측정 가능한 물리량이 아닌 것은?
➀ 조사선량
➁ 흡수선량
➂ 등가선량
➃ 선량당량

★ 키워드: 방사선량

방사선과 관련된 양은 물리량과 방호량으로 분류할 수 있다. 측정이 가능한 물리량과 달리, 방호량은 직접 측정은 불가능하고 계산을 통해서만 구할 수 있다. 물리량에는 조사선량(Exposure, X, ①), 흡수선량(Absorbed Dose, D, ②), 커마(KERMA, K)가 있으며, 방호량에는 조직 흡수선량(Organ Absorbed Dose, DT), 등가선량(Equivalent Dose, HT, ③), 유효선량(Effective Dose, E), 예탁선량(Committed Dose, HT(τ), E(τ)), 집단선량(Collective Dose, S)이 있다. 따라서 측정 가능한 물리량이 아닌 것은 방호량인 등가선량이다.

④ 선량당량 - (O) 방호량은 실제 물리량이 아니므로 이를 대체하는 실용량(선량당량, Dose Equivalent)이 도입되었다. 선량당량은 지역감시목적의 주위선량당량과, 개인감시목적의 개인피폭선량당량으로 분류한다. 주위선량당량은 사람이 받은 피폭량이 아니라 방사선장의 특정 위치에 사람이 있는 경우, 그 위치에서 받는 예상 선량이고, 개인선량당량은 측정 불가능한 유효선량을 대신하여 인체에서의 최대 선량분포가 1cm에 근사한 것을 이용하여, 이를 보수적 평가로 활용한 1cm 등가선량을 사람의 유효선량으로 대체한다. 정리하면, 선량당량은 측정 가능한 물리량이다.

정답: ③

 

문 42) 열형광선량계(TLD)에 대한 설명 중 옳지 않은 것은?
➀ 실시간 방사선량률은 측정할 수 없으며, 일정 기간 집적된 선량을 확인하는 데 사용된다.
➁ LiF, Li2B4O7 등이 TLD 물질로 널리 이용되고 있다.
➂ 재사용을 위해 함정에 잔류하고 있는 전자를 제거하는 과정을 열처리라고 한다.
➃ 필름선량계와 달리 선량정보가 소실되지 않고 반복 판독이 가능하다.

★ 키워드: 열형광작용을 이용한 검출기

열형광선량계(TLD)는 격자결함을 지닌 결정체에 방사선이 조사된 후 가열하면 빛을 방출하는 열형광 현상을 이용한다. 필름배지(FB)에 비해 저선량에서 고선량까지 신뢰성 있는 측정이 가능하며, 방사선 종류의 구분도 가능하다. 필름배지보다 에너지 및 방향 의존성이 작고, 환경(온도, 습도)의 영향이 비교적 작다는 장점이 있다. 필름배지와 마찬가지로 잠상퇴행(fading) 현상이 있지만, 밀봉을 통해 방지할 수 있다.

① 실시간 방사선량률은 측정할 수 없으며, 일정 기간 집적된 선량을 확인하는 데 사용된다. - (O) TLD는 일정 기간 집적(누적)된 선량을 판독한다.
② LiF, Li2B4O7 등이 TLD 물질로 널리 이용되고 있다. - (O) LiF, Li2B4O7는 개인감시 모니터링을 위한 TLD 물질로 이용된다. 환경감시 모니터링에는 조직비등가인 CaSO4(Mn), CaF2(Mn) 등을 이용한다.
③ 재사용을 위해 함정에 잔류하고 있는 전자를 제거하는 과정을 열처리라고 한다. - (O) TLD 판독 과정은 '판독 전 가열(Preheating) → 판독(Reading) → 열처리(Annealing) → 냉각(Cooling)' 순서로 진행되며, 판독 후 열처리는 hole trap에 잔류하고 있는 전자를 제거하는 과정이다.
④ 필름선량계와 달리 선량정보가 소실되지 않고 반복 판독이 가능하다. - (X) TLD는 일단 측정하고 나면 측정치가 소실되고 반복하여 측정치를 나타낼 수 없다는 단점이 있다. 선량값을 여러 번 읽을 수 있는 선량계에는 필름배지, OSL, CR-39 등이 있다.

정답: ④

 

문 43) Cs-137에서 방출되는 0.662 MeV 감마선에 의한 콤프턴 단애(Compton edge)의 에너지는?
➀ 0.426 MeV
➁ 0.478 MeV
➂ 0.511 MeV
➃ 0.662 MeV

★ 키워드: 광자와 물질과의 상호작용

콤프턴 산란(Compton scattering)은 광자(Photon)와 물질과의 상호작용 중 한 가지 형태이다. 산란 광자의 산란각(θ)이 180°인 경우, 반도전자 에너지(Ec)에서 콤프턴 단애(Compton edge)가 생기는데, Ec는 아래와 같이 계산할 수 있다.

문제에서 주어진 입사 광자 에너지(0.662MeV)를 위 식에 대입하여 계산하면 다음과 같다.

정답: ②

 

문 44) 콘크리트에 대한 1MeV 감마선의 선형감쇠계수가 0.12cm^-1 이라고 가정할 경우 반가층은?
➀ 5.8 cm
➁ 7.4 cm 
➂ 10.2 cm
➃ 13.3 cm

★ 키워드: 방사선 차폐체 두께 계산

반가층(Half Value Layer, HVL)은 방사선의 세기(강도, 장)을 절반으로 줄이는데 필요한 물질(차폐체)의 두께를 의미한다. 

문제에서 주어진 선형감쇠계수를 반가층 계산식에 대입하면 다음과 같다.

정답: ①

 

문 45) 베르고니 트리본듀(Bergonie-Tribondeau) 법칙은 세포의 증식활동 및 분화정도에 따른 방사선피폭선량과 방사선감수성의 관계를 설명한 법칙이다. 다음 설명 중 옳지 않은 것은?
➀ 대사율이 높은 세포가 방사선에 더 민감하다.
➁ 세포가 성숙할수록 방사선에 강해진다.
➂ 세포분열이 빈번한 조직은 방사선에 민감하다.
➃ 줄기세포는 방사선에 강하다.

★ 키워드: 베르고니 트리본도 법칙

베르고니 트리본도(Bergonie-Tribondeau) 법칙은 방사선감수성(Radiosensitivity)이 큰(방사선에 더 민감한) 세포의 특징을 설명한다. 유사분열율(모핵과 딸핵의 유전적 구성이 동일한 분열: 2n → 2n)이 높을수록, 분열 과정 및 분열 시간이 길수록(③), 줄기세포와 같이 형태적·기능적 분화 정도가 낮을수록, 어리고 약한 세포일수록(②), 대사율이 높을수록(①) 방사선에 더 민감하다.

④ 줄기세포는 방사선에 강하다. - (X) 형태적, 기능적 분화 정도가 낮은 줄기세포는 방사선에 민감합니다.

정답: ④

 

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(현재글) 2016년도 원자력기사 필기 기출 해설(방사선이용 및 보건물리 41~45)

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1. 최초작성(2020. 6.30.)
2. 1차수정(2021. 9.23.)