[방사선비파괴검사기능사 필기] 10년 1회차 기출문제 정답·해설 페이지

옳은 식은 압력과 부피의 곱을 절대온도로 나눈 값이 일정하다는 형태, 즉 $\dfrac{P_1 V_1}{T_1}=\dfrac{P_2 V_2}{T_2}$ 로 쓴 보기다.
온도가 일정할 때 $PV$ 가 일정하다는 보일의 법칙과, 압력이 일정할 때 $\dfrac{V}{T}$ 가 일정하다는 샤를의 법칙을 합치면 $\dfrac{PV}{T}$ 가 일정해진다.
이때 T는 반드시 절대온도(K)이며, $K=273+^\circ C$ 로 환산해 대입해야 한다.
분자에 $P\times T$, 분모에 $V$ 를 둔 보기 — 부피가 분모로 내려가 보일의 법칙과 어긋난다
좌변 분모가 $T_2$, 우변 분모가 $T_1$ 인 보기 — 같은 상태끼리 묶이지 않고 온도 첨자만 뒤바뀌어 있다
좌변에 $P_2 T_1$, 우변에 $P_1 T_2$ 를 둔 보기 — 압력과 온도 첨자가 모두 교차되어 있다

두께 100mm 강판 용접부의 내부 균열 위치와 깊이를 확인하는 데는 초음파탐상시험이 가장 적합하다.
초음파는 반사파가 되돌아오는 시간을 측정해 결함까지의 거리, 즉 깊이 방향 위치를 직접 계산할 수 있기 때문이다.
방사선투과시험은 결함의 유무와 형태는 보여주지만 2차원 투과상이라 깊이 위치를 특정하기 어렵고, 누설탐상시험과 침투탐상시험은 애초에 표면 결함만을 대상으로 하여 내부 균열을 검출하지 못한다.

정답은 '시험체 표면에 열린 결함을 눈으로 보기 쉽도록 시약을 이용하여 확대된 지시모양을 관찰하는 방법이다.'이다.
침투탐상시험은 시험체 표면에 열려 있는 결함에 침투액이 스며들고, 현상제가 그 지시모양을 확대된 상태로 나타내는 시험이다.
'시험체내부에 있는 결함을 눈으로 보기 쉽도록 시약을 이용하여 지시모양을 관찰하는 방법 이다.'는 옳지 않으며, 침투탐상시험의 대상은 표면에 열린 결함이다.
'결함부에 발생하는 자계에 의한 자분의 부착을 이용하여 관찰하는 방법이다.'는 옳지 않으며, 자분의 부착을 관찰하는 방법은 자분탐상시험이다.
'결함부에 현상제를 투과시켜 그 상을 재생하여 내부 결함의 실상을 관찰하는 방법이다.'는 옳지 않으며, 침투탐상시험은 내부 결함을 검출하지 못한다.

옳은 설명은 잔류법은 시험체에 남아 있는 잔류 자속밀도가 결함의 누설자속에 영향을 준다는 것이다.
잔류법은 자화가 끝난 뒤 자계를 제거한 상태에서 시험체에 남은 잔류자기로 결함을 검출하는 방법이므로, 잔류자속밀도의 크기가 검출 성능을 좌우한다.
자계를 준 상태에서 자분을 흡착시킨다는 설명은 연속법에 대한 설명이 잔류법과 뒤바뀐 것이다.
자계를 소거한 후 자분을 흡착시킨다는 설명도 연속법과 잔류법이 뒤바뀐 것이다.
연속법은 누설자속을 최대화하기 위해 포화에 가까운 자속밀도를 필요로 하므로, 누설자속을 최소로 한다는 설명은 반대로 된 것이다.

기체 방사성동위원소법에서 추적가스로 쓰이는 Kr-85는 베타선을 방출하는 핵종이다.
베타선을 방출하는 특성 덕분에 검출기로 미세한 누설 위치까지 민감하게 추적할 수 있어 누설검사에 활용된다.
X선은 원자핵이 아닌 전자궤도 전이 등으로 발생하는 전자기파로 붕괴 방식이 다르다.
알파선은 무거운 핵종의 붕괴에서 주로 나오며 투과력이 매우 낮아 누설추적에 쓰이지 않는다.
감마선이 아니라 베타선이 Kr-85 추적가스법에서 이용하는 주된 방사선이다.

초음파탐상검사의 진동자는 압전효과를 내는 재료로 만드는데, 할로겐화은(실버 할라이드)은 압전소자가 아니라 방사선투과검사용 필름의 감광 성분이라 진동자 재질로 쓰이지 않는다.
진동자는 전압을 걸면 늘었다 줄었다 하는 압전효과로 초음파를 만들고 되돌아온 초음파를 다시 전기신호로 바꾸므로, 압전성이 없는 재료는 진동자로 쓸 수 없다.
수정(석영)은 대표적인 천연 압전 결정으로 진동자에 쓰인다.
황산리튬은 감도가 높은 압전 결정으로 수신용 진동자에 흔히 쓰인다.
티탄산바륨은 인공 압전 세라믹으로 진동자 제작에 널리 쓰인다.

방사선작업 종사자의 개인피폭 선량계에 속하지 않는 것은 서베이미터이다.
서베이미터는 작업장 주변의 방사선량률을 측정하는 휴대용 계측기로, 개인이 착용해 누적 피폭선량을 기록하는 개인선량계와는 용도가 다르다.
필름배지는 필름의 감광 정도로 누적 피폭선량을 기록하는 대표적인 개인선량계다.
포켓도시미터는 즉시 눈금을 읽을 수 있는 소형 개인 휴대형 선량계다.
열형광선량계(TLD)도 결정체에 축적된 에너지를 가열해 피폭선량을 산출하는 개인선량계다.

와전류탐상검사에 대한 옳은 설명은 비접촉 상태로 고속탐상이 가능하다는 것이다.
코일에 흐르는 교류 전류가 만드는 자계로 시험체에 와전류를 유도해 그 변화를 측정하는 방식이라 탐촉자를 직접 접촉시키지 않고도 빠르게 검사할 수 있다.
표면 및 내부결함 모두 검출 가능하다는 설명은 틀렸다. 와전류는 표피효과로 표면 및 표면 직하에서만 유효하다.
비금속 등 거의 모든 재료에 적용 가능하다는 설명도 틀렸다. 와전류탐상은 전기 전도성이 있는 도체에만 적용된다.

시험체 표면이 열려 있는 결함 검출에 가장 적합한 비파괴검사법은 침투탐상시험이다.
침투액이 표면 개구부로 스며들었다가 현상제로 빠져나오는 원리이므로 표면까지 개방된 결함에 한해 높은 검출 능력을 보인다.
초음파탐상시험은 내부결함 검출에 강점이 있는 방법으로 표면개구 결함 전용 검사법은 아니다.
방사선투과시험은 두께 방향의 내부결함을 투과선량 차이로 검출하는 방법이다.
중성자투과시험도 방사선과 유사하게 내부 투과 특성을 이용하는 방법이다.

선원송출방식 감마선조사기에서 감마선원이 담겨 있는 곳은 선원홀더이다.
캡슐 형태의 방사성 동위원소가 선원홀더(피그테일)에 고정되어 있으며, 구동케이블에 연결되어 안내튜브를 통해 노출 위치까지 이동한다.
안내튜브는 선원이 이동하는 통로일 뿐 선원 자체가 상시 보관되는 곳은 아니다.
제어튜브는 구동케이블(제어와이어)을 조작하는 통로로 선원 보관 장소가 아니다.
송출와이어는 선원홀더를 밀어내거나 끌어들이는 구동 케이블로 선원이 담겨 있는 부품이 아니다.

방사선의 강도는 선원으로부터의 거리의 제곱에 반비례하여 감소한다.
이를 역제곱법칙이라 하며, $I \propto \dfrac{1}{d^2}$의 관계로 거리가 2배가 되면 강도는 1/4로 줄어든다.
거리에 비례한다는 설명은 실제와 반대 방향이다.
거리에 반비례한다는 설명은 역제곱 관계를 반영하지 못한 설명이다.
거리의 제곱에 비례한다는 설명도 실제와 반대 방향이다.

중성자수는 같지만 원자번호와 질량수가 다른 핵종을 동중성자핵(isotone)이라 한다.
양성자 수(원자번호)가 달라 원소 종류 자체가 달라지지만, 중성자 수만 같은 경우에 해당한다.
동중체(isobar)는 질량수는 같고 원자번호가 다른 핵종을 가리킨다.
핵이성체(isomer)는 원자번호·질량수가 모두 같고 에너지 준위만 다른 핵종을 가리킨다.
동위원소(isotope)는 원자번호는 같고 질량수(중성자수)가 다른 핵종을 가리킨다.

방사선투과시험의 노출량에 영향을 미치는 요소와 거리가 먼 것은 투과도계(IQI)의 종류이다.
투과도계는 촬영된 사진의 감도(화질)를 확인하기 위한 기준물일 뿐, 노출량을 결정하는 촬영 조건 자체는 아니다.
필름의 종류는 감도에 따라 필요한 노출량이 달라지므로 영향 요소에 해당한다.
증감지의 종류도 증감 효과에 따라 노출량에 직접 영향을 준다.
시험체의 종류(재질)도 방사선 흡수 특성이 달라 노출량에 영향을 준다.

제시된 방사선 중 선질계수가 가장 큰 것은 알파선이다.
알파선은 전리 밀도(LET)가 매우 높아 같은 흡수선량이라도 생물학적 영향이 크기 때문에 선질계수가 크게 평가된다.
엑스선과 감마선은 전리 밀도가 낮은 전자기파로 선질계수가 1로 기준이 된다.
중성자선도 에너지에 따라 선질계수가 크지만 일반적으로 알파선보다는 낮게 분류된다.

일반인의 연간 유효선량한도는 1밀리시버트(mSv)로 규정되어 있다.
이는 방사선 작업종사자에게 적용되는 한도보다 훨씬 낮은 값으로, 일반 공중의 피폭을 최소화하기 위한 안전 기준이다.

계조계는 투과사진의 농도차(계조)가 요구된 상질을 만족하는지 확인하려고 시험부 옆에 함께 놓는 시험편이며, 모재 두께에 따라 적용하는 종류가 정해져 있다.
강판 맞대기 용접부의 모재 두께가 22mm인 경우에는 20형 계조계를 사용한다. 계조계는 호칭 번호가 클수록 더 두꺼운 모재 구간에 쓰이므로, 두께에 맞지 않는 계조계를 쓰면 농도차 확인이 제대로 되지 않는다.
10형과 15형은 22mm보다 얇은 모재 구간에 적용하는 계조계다.
25형은 22mm보다 두꺼운 모재 구간에 적용하는 계조계다.

시스템 프로그램은 하드웨어와 자원을 관리·운용하기 위한 프로그램이며, 응용 프로그램은 사용자의 업무 목적으로 작성된 프로그램이라 시스템 프로그램에 속하지 않는다.
나머지 세 가지는 모두 시스템 프로그램에 해당한다.
적재 프로그램(로더)은 프로그램을 주기억장치에 올려 주는 시스템 프로그램이다.
운영체제는 하드웨어와 자원을 관리하는 대표적인 시스템 프로그램이다.
라이브러리 프로그램은 자주 쓰이는 루틴을 모아 둔 시스템 프로그램이다.

인터넷에서 원하는 정보를 찾을 때는 검색엔진을 이용해 키워드로 자료를 탐색한다.
나머지 보기들은 정보 탐색 도구가 아니라 다른 기능을 하는 요소다.
쿠키는 방문 기록 등을 저장하는 파일이라 정보 탐색 도구가 아니다.
플러그인은 브라우저 기능을 확장하는 보조 프로그램이라 정보 탐색 도구가 아니다.

인터넷 주소에서 국제기구를 의미하는 기관 성격 표시는 int이다.
나머지 표시들은 각각 다른 기관 성격을 나타낸다.
edu는 교육기관을 나타낸다.
gov는 정부기관을 나타낸다.
com은 영리 기업을 나타낸다.

GIF는 8비트(256색) 색상을 지원하는 대표적인 웹 이미지 압축 포맷이다.
다른 포맷들은 색상 표현 방식과 용도가 다르다.
JPEG는 수백만 색을 표현하는 손실 압축 방식이라 8비트 색상 포맷이 아니다.
TIF는 인쇄·편집 작업에 주로 쓰이는 무손실 포맷이다.
BMP는 압축을 거의 하지 않는 원본 그대로의 비트맵 포맷이다.

쾌삭강은 황(S)과 납(Pb)을 첨가해 절삭 시 칩이 잘게 끊어지도록 만들어 피삭성을 높인 강이다.
나머지 원소 조합은 피삭성이 아닌 다른 성질을 개선하기 위한 첨가다.
Cr·Ni은 강도와 내식성을 높이기 위한 합금 원소다.
Mn·Mo는 강도와 경화능을 높이기 위한 합금 원소다.
Cr·W는 내마모성과 고온 강도를 높이기 위한 합금 원소다.

깁스 자유도 법칙 $F = C - P + 2$를 적용한다. 여기서 F는 자유도, C는 성분수, P는 상의 수이다. 물과 얼음의 평형 상태에서 C = 1(물이 유일한 성분)이고 P = 2(액체 물과 고체 얼음)이므로, $F = 1 - 2 + 2 = 1$이다. 따라서 자유도는 1이며, 이는 온도 또는 압력 중 하나만 독립적으로 변할 수 있고 나머지 하나는 자동으로 결정된다는 의미다.

시멘타이트(Fe3C)는 탄소강 조직 중 상온에서 경도가 가장 높은 상이며, 철과 탄소가 결합한 금속간화합물이라 매우 단단하다.
나머지 조직들은 시멘타이트보다 무르다.
페라이트는 연하고 전연성이 좋은 조직이다.
펄라이트는 페라이트와 시멘타이트가 층상으로 섞인 중간 경도의 조직이다.
오스테나이트는 고온에서만 안정한 상으로 상온 조직 비교 대상이 아니다.

애드미럴티 황동은 7:3 황동에 주석(Sn) 약 1%를 첨가한 내식 합금으로, 증발기·열교환기의 관이나 판으로 사용된다.
나머지 합금들은 조성과 용도가 다르다.
코슨 합금은 Cu-Ni-Si계 석출경화형 합금으로 전선·스프링 등에 쓰인다.
네이벌 황동은 6:4 황동에 Sn을 첨가한 내식 합금이라 7:3 황동 기반의 애드미럴티 황동과 다르다.
플래티나이트 합금은 열팽창계수가 유리·백금에 가까운 Fe-Ni계 합금이다.

고속도강의 표준 성분은 텅스텐(W) 18%·크로뮴(Cr) 4%·바나듐(V) 1%이므로, 성분을 18%V-4%Ni-1%Cr로 설명한 것은 원소 구성 자체가 잘못된 틀린 내용이다.
나머지 설명들은 옳다.
고Mn강(하드필드강)의 조직은 오스테나이트이므로 옳은 설명이다.
튜콜강이 저Mn강을 대표하는 이름이라는 설명은 옳다.
수인법으로 열처리한 강을 수인강이라 부르는 것은 옳은 설명이다.

퍼멀로이는 투자율이 높은 연질 자성 재료로, 변압기 철심 등 자화와 소자가 쉬워야 하는 용도에 쓰인다.
나머지 재료들은 모두 경질(영구) 자성 재료다.
희토류계 자석은 자력이 매우 강한 경질 자성 재료다.
페라이트 자석은 값이 싸고 널리 쓰이는 경질 자성 재료다.
알니코 자석은 잔류자속밀도가 높은 경질 자성 재료다.

철(Fe)은 융점이 약 1538℃로 저용융점 금속에 속하지 않는다.
나머지 금속들은 철보다 훨씬 낮은 융점을 가진 금속이다.
주석(Sn)은 융점이 약 232℃인 저용융점 금속이다.
납(Pb)은 융점이 약 327℃인 저용융점 금속이다.
인듐(In)은 융점이 약 157℃인 저용융점 금속이다.

피복금속아크용접의 용접입열(H)은 60×전류(I)×전압(E)/용접속도(v)로 구한다.
전류 150A, 전압 30V, 속도 10cm/min을 대입하면 H = 60×150×30÷10 = 27,000이 되어 용접입열은 27000J/cm이다.