2019년 전기기사 1회차 18번

Question

사이클로트론에서 양자가 매초 3×10^{15} 개의 비율로 가속되어 나오고 있다. 양자가 15MeV 의 에너지를 가지고 있다고 할 때, 이 사이클로트론은 가속용 고주파 전계를 만들기 위해서 150kW 의 전력을 필요로 한다면 에너지 효율(%)은?

Accepted Answer

**정답 이유:** 이 문제는 사이클로트론에서 가속된 양자가 가지는 총 운동 에너지와 이를 위해 소비되는 전력 간의 관계를 통해 에너지 효율을 계산하는 문제입니다. 핵심 개념은 단위 시간당 가속되는 양자의 수, 각 양자의 에너지, 그리고 사이클로트론이 필요로 하는 총 전력입니다. **핵심 개념:** 1. **단위 시간당 총 운동 에너지:** 매초 가속되는 양자의 수에 각 양자의 에너지를 곱하면 사이클로트론이 매초 양자에게 전달하는 총 운동 에너지(출력)를 계산할 수 있습니다. 2. **에너지 효율:** 사이클로트론이 양자를 가속하는 데 실제로 전달하는 에너지(출력)를 사이클로트론이 필요로 하는 총 전력(입력)으로 나누고 100을 곱하면 에너지 효율을 얻을 수 있습니다. **간단 해설:** 사이클로트론은 매초 3x10¹⁵개의 양자를 15MeV의 에너지로 가속합니다. 이를 통해 초당 총 운동 에너지(출력)를 계산할 수 있습니다. 사이클로트론이 150kW의 전력(입력)을 필요로 하므로,

2019년 전기기사 1회차 18번 - 기출문제 및 해설

문제 1