[원자력기사 실기] 21년 2회 해설 (4 ~ 7번)

※ 공부하는 수험생 입장에서 원자력기사에 관한 문제 해설조차 없는게 안타까워 만들었습니다.

저도 공부하는 입장이라 잘 모르는 부분이 많습니다.

애매한 부분은 빨간색으로 표시했으니, 참고하시면 좋을 것 같습니다.

강조하고 싶은 부분은 형광색으로 표시했습니다.

혹 잘못된 부분, 더 좋은 풀이를 알고 계신 분들은 댓글로 남겨주세요.

 

원자력기사 실기, 필답형 필승전략, 기출모음

모든 문제는 위의 블로그 게시글에서 가져왔음을 밝힙니다.

본 게시글은 PC에 최적화되어 있습니다.

 

실기는 기본적으로 생각을 적는 것이 많습니다.

이 점 꼭 유의하시고 읽어주시기 바랍니다.

 

다른 실기 해설들은 https://aivory.tistory.com/72 에서 찾을 수 있습니다.

 

 

4. 규제 면제, 규제 해제, 각각의 선량

 

규제 배제(Exclusion), 면제(Exemption), 해제(Clearance)는 방사선 방호에 쓰이는 개념입니다.

 

각각 "관리가 가능한가?", "관리할 가치가 있는가?", "더 관리할 가치가 있는가?"라고 생각하시면 됩니다.

 

배제
규제 관리가 현실적으로 거의 불가능하여 규제하지 않는 것
대표적으로 인체 내 K-40에 의한 피폭 혹은 지상에서의 우주방사선에 의한 피폭이 해당한다.
배제대상은 본질적으로 제어가 불가능한 경우

면제
수반되는 위험과 비교했을 때 관리를 위한 노력이 더 크다고 판단되어 방호요건의 일부 또는 전부를 규제하지 않는 것
개인선량이 10µSv/y 미만이고, 집단선량이 1manSv/y 미만일 경우가 면제 대상이다.
연구용추적자나 교정용선원이 이에 해당한다.

해제
이미 규제대상으로 관리되었던 물질에 대한 규제가 더 이상 정당화되지 않는 경우 규제행위를 포기하는 것
면제준위 이상의 방사성물질을 사용하다가 면제준위 이하가 될 경우가 이에 해당하며 자체처분폐기물이 대표적이다.

(RISRI 길라잡이, 뉴클리어 아카데미, 298p 참고)

 

 

규제 면제 및 해제에 관한 구체적인 수치는 법에 명시되어있습니다.

 

규제 면제에 관한 기준은 "방사선방호등에관한기준"에 명시되어있습니다.

 

책에는 저렇게 나와있지만 법에 명시하는 기준은 핵종마다 다릅니다.

 

규제 해제에 관한 기준은 "방사성폐기물 분류 및 자체처분 기준에 관한 규정"에 명시되어 있습니다.

 

 

구체적인 선량은 조금 애매한 감이 있네요.

 

5. 저지능, LET

 

전하를 가지고 있는 입자를 하전입자라고 합니다. 양성자(+), 전자(-) 등이 이에 속합니다.

이러한 하전입자들은 물질을 진행하는 동안 주변의 원자핵 또는 전자들과 상호작용하여

가지고 있던 운동에너지를 잃게 됩니다.

이 때 하전입자가 전 에너지를 잃을 때까지 이동한 거리를 비정(Range)이라고 합니다.

 

저지능과 LET의 개념은 여기서부터 출발합니다.

 

저지능은 저지할 수 있는 능력입니다. 영어로는 Stopping Power입니다.

그리고 하전입자가 물질 속을 진행할 때 단위길이 당 잃는 에너지로 정의됩니다.

 

$$ Stopping~Power~:~S \equiv - \frac{dE}{dx} $$

 

즉, x만큼 이동했을 때, E만큼의 에너지를 잃는다(-)는 뜻입니다.

단위는 [에너지/거리] (KeV/µm 등) 입니다.

하전입자가 가지고 있는 에너지를 물질에 전달했다는 뜻이죠.

관점이 하전입자입니다.

 

그렇다면 반대의 개념도 있지 않을까요?

그게 바로 LET(Linear Energy Transfer, 선형에너지전달)입니다.

물질의 입장에서는 에너지를 얻게 되는 것이니까요.

 

단위는 저지능과 동일하게 [에너지/거리] 입니다.

 

저지능은 주로 물리학에서, LET는 주로 생물학에서 사용됩니다.

 

+ 알아두면 좋은 식

 

$$ S \propto \frac{q^2}{v^2}nZ $$

 

(단, q는 전하, v는 속도, n은 원자 수, Z는 원자번호) 

 

저지능은 위와 같은 식에 비례합니다.

즉, 동일한 속도의 알파 입자, 양성자를 비교했을 때,

알파 입자의 저지능이 양성자의 저지능보다 크다는 뜻입니다.

 

저지능이 크다는 것은 곧 이동거리 당 물질에 전달하는 에너지가 크다는 뜻이며,

비정이 짧다는 이야기입니다.

 

(에너지를 많이 주기 때문에 빨리 멈추기 때문입니다.)

 

 

6. 방사선 긴급 구조 시 선량제한

 

ICRP(국제방사선방어위원회)에서 제시하는 방사선 방호의 목적은 다음과 같습니다.

 

방사선 피폭에 의한 결정적 영향의 발생을 방지하고
확률적 영향의 발생확률을 합리적으로 달성할 수 있는 한 낮게 유지

 

미리 계획된 상황(직무 등)이라면 사전에 방호대책 수립이 가능합니다.

따라서 합리적인 수준으로 방호가 가능하겠죠.

 

하지만 예상치 못한 사고가 발생한다면 어떻게 해야할까요?

 

비상피폭에 대해서는 참조준위(Reference Level)를 적용합니다.

 

ICRP에서 제시하는 참조준위는 다음과 같습니다.

(ICRP103 기준)

 

7. 운전중 연료검사 방법 4가지

 

(원자력기사(4판), 김을기, 983p)

 

+ 연료 교체 기간중 건전성 진단

 

-> 육안검사, 누설검사, 초음파검사