濰坊科技學(xué)院《核輻射測(cè)量方法》2023-2024學(xué)年第一學(xué)期期末試卷

站名：站名：年級(jí)專業(yè)：姓名：學(xué)號(hào)：凡年級(jí)專業(yè)、姓名、學(xué)號(hào)錯(cuò)寫、漏寫或字跡不清者，成績(jī)按零分記?！堋狻€…………第1頁(yè)，共1頁(yè)濰坊科技學(xué)院

《核輻射測(cè)量方法》2023-2024學(xué)年第一學(xué)期期末試卷題號(hào)一二三四總分得分批閱人一、單選題（本大題共25個(gè)小題，每小題1分，共25分．在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，只有一項(xiàng)是符合題目要求的．）1、在核物理實(shí)驗(yàn)中，經(jīng)常使用加速器來(lái)產(chǎn)生高能粒子。一種回旋加速器的磁場(chǎng)強(qiáng)度為2T，粒子在其中做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑為1m，若要將粒子加速到能量為10MeV，計(jì)算粒子在加速器中運(yùn)動(dòng)的圈數(shù)：（）A.500B.1000C.1500D.20002、核反應(yīng)堆中的燃料組件通常由多個(gè)燃料棒組成。燃料棒的材料和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)對(duì)反應(yīng)堆的性能和安全性有重要影響。燃料棒一般采用（）A.純鈾金屬B.鈾化合物C.鈾合金D.以上都可以3、在核輻射探測(cè)與測(cè)量領(lǐng)域，常用的探測(cè)器有多種類型。某實(shí)驗(yàn)室需要測(cè)量能量在1MeV左右的γ射線，要求探測(cè)器具有較好的能量分辨率和較高的探測(cè)效率。以下哪種探測(cè)器較為合適？（）A.氣體探測(cè)器B.閃爍探測(cè)器C.半導(dǎo)體探測(cè)器D.熱釋光探測(cè)器4、核技術(shù)在材料科學(xué)研究中有著重要的應(yīng)用，如材料的改性和分析。假設(shè)在一個(gè)材料改性實(shí)驗(yàn)中，使用離子注入技術(shù)改變材料的表面性能。以下關(guān)于離子注入技術(shù)的描述，哪一項(xiàng)是不正確的？（）A.離子注入可以引入新的元素，改變材料的化學(xué)成分B.注入離子的能量和劑量可以精確控制，實(shí)現(xiàn)對(duì)材料性能的定制化改性C.離子注入過程會(huì)導(dǎo)致材料的晶體結(jié)構(gòu)破壞，需要后續(xù)的熱處理來(lái)恢復(fù)D.離子注入技術(shù)對(duì)材料的改性效果是永久性的，不會(huì)隨時(shí)間發(fā)生變化5、在核反應(yīng)堆的控制中，反應(yīng)性控制是核心問題之一。關(guān)于反應(yīng)性的引入和控制方式，以下哪項(xiàng)是不正確的？（）A.反應(yīng)性可以通過控制棒的插入和抽出、燃料的裝載和卸料等方式進(jìn)行調(diào)節(jié)B.慢化劑的溫度變化會(huì)影響中子的能譜，從而改變反應(yīng)性，這種現(xiàn)象稱為慢化劑溫度系數(shù)C.反應(yīng)性的引入應(yīng)該是緩慢和平穩(wěn)的，以避免反應(yīng)堆出現(xiàn)功率波動(dòng)或失控D.一旦反應(yīng)堆達(dá)到臨界狀態(tài)，就不需要再進(jìn)行反應(yīng)性控制，反應(yīng)堆會(huì)自動(dòng)維持穩(wěn)定運(yùn)行6、在核燃料后處理中，需要從乏燃料中分離出有用的核素，如鈾和钚。常用的化學(xué)分離方法有PUREX流程等。以下關(guān)于PUREX流程的描述，哪一項(xiàng)是正確的？（）A.工藝流程簡(jiǎn)單B.回收率高C.產(chǎn)生的廢物少D.以上都是7、核輻射在醫(yī)學(xué)治療中的應(yīng)用需要精確控制劑量。假設(shè)使用放射性同位素進(jìn)行腫瘤放療，已知腫瘤的位置、大小和周圍組織的敏感性。如果放療劑量過高，可能會(huì)對(duì)周圍健康組織產(chǎn)生什么影響？（）A.短期損傷B.長(zhǎng)期損傷C.癌變風(fēng)險(xiǎn)增加D.以上都有可能8、在核反應(yīng)堆的停堆過程中，需要采取一系列措施確保安全。以下哪種措施是為了防止停堆后余熱無(wú)法排出導(dǎo)致堆芯溫度過高？（）A.啟動(dòng)應(yīng)急冷卻系統(tǒng)B.插入全部控制棒C.關(guān)閉主泵D.以上都是9、在核燃料后處理中，分離和回收有用的核素是重要的環(huán)節(jié)。例如，從乏燃料中回收鈾和钚可以提高資源利用率。后處理過程中，采用的化學(xué)分離方法需要具有高選擇性和高效率。以下哪種化學(xué)分離方法常用于核燃料后處理：（）A.溶劑萃取法B.離子交換法C.沉淀法D.蒸餾法10、在核反應(yīng)堆的熱工設(shè)計(jì)中，需要考慮燃料元件的熱傳導(dǎo)和冷卻劑的對(duì)流換熱。假設(shè)燃料元件的熱導(dǎo)率為30W/(m·K)，直徑為10毫米，表面熱流密度為1MW/m2，冷卻劑與燃料元件表面的溫差為50℃。根據(jù)牛頓冷卻定律，計(jì)算冷卻劑的對(duì)流換熱系數(shù)大約是多少？（）A.5×10^(3)W/(m2·K)B.1×10^(4)W/(m2·K)C.2×10^(4)W/(m2·K)D.5×10^(4)W/(m2·K)11、核科學(xué)中的核材料研究包括對(duì)各種核材料的性能、制備和應(yīng)用的探索。關(guān)于核材料的性能和要求，以下說(shuō)法不正確的是：（）A.核燃料需要具有高的裂變截面、良好的熱穩(wěn)定性和輻照穩(wěn)定性B.結(jié)構(gòu)材料應(yīng)具備高強(qiáng)度、耐高溫、耐腐蝕等性能，能在輻射環(huán)境下長(zhǎng)期工作C.屏蔽材料要對(duì)輻射有良好的吸收和阻擋能力，減少輻射泄漏D.核材料的性能只需要在實(shí)驗(yàn)室條件下進(jìn)行測(cè)試，實(shí)際應(yīng)用中的情況可以忽略12、在核燃料循環(huán)中，包括鈾礦開采、燃料加工、反應(yīng)堆使用和核廢料處理等環(huán)節(jié)。假設(shè)一個(gè)核燃料循環(huán)系統(tǒng)正在運(yùn)行，需要優(yōu)化各個(gè)環(huán)節(jié)以提高資源利用率和減少環(huán)境影響。以下關(guān)于核燃料循環(huán)優(yōu)化的描述，哪一項(xiàng)是不準(zhǔn)確的？（）A.提高鈾資源的開采效率和回收率可以增加可用燃料量B.改進(jìn)燃料加工工藝可以降低成本和減少放射性廢物產(chǎn)生C.延長(zhǎng)反應(yīng)堆燃料的使用壽期可以減少燃料更換的頻率和廢物量D.核燃料循環(huán)的優(yōu)化只需要考慮技術(shù)因素，不需要考慮經(jīng)濟(jì)和社會(huì)因素13、在核技術(shù)應(yīng)用于農(nóng)業(yè)領(lǐng)域中，輻射誘變育種是一種常見的方法。假設(shè)正在進(jìn)行一項(xiàng)輻射誘變育種實(shí)驗(yàn)，以改良農(nóng)作物的性狀。以下關(guān)于輻射誘變育種的原理和效果的描述，哪一項(xiàng)是錯(cuò)誤的？（）A.輻射可以引起農(nóng)作物基因組的突變，產(chǎn)生新的遺傳變異B.適當(dāng)?shù)妮椛鋭┝靠梢蕴岣哂幸嫱蛔兊念l率，同時(shí)減少有害突變的發(fā)生C.輻射誘變育種可以快速獲得具有優(yōu)良性狀的新品種，且性狀穩(wěn)定遺傳D.輻射誘變育種不需要經(jīng)過傳統(tǒng)的雜交和篩選過程，節(jié)省時(shí)間和成本14、在核廢物處理中，高放廢物的處置是一個(gè)極具挑戰(zhàn)性的問題。目前，深地質(zhì)處置被認(rèn)為是一種可行的方案。以下關(guān)于深地質(zhì)處置的描述，哪一項(xiàng)是正確的？深地質(zhì)處置庫(kù)需要位于地下幾百米甚至上千米處，以確保隔離效果；深地質(zhì)處置庫(kù)的建設(shè)成本較低；深地質(zhì)處置庫(kù)可以在短期內(nèi)回收廢物；還是深地質(zhì)處置庫(kù)不需要進(jìn)行長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)？（）A.深地質(zhì)處置庫(kù)需要位于地下幾百米甚至上千米處，以確保隔離效果B.深地質(zhì)處置庫(kù)的建設(shè)成本較低C.深地質(zhì)處置庫(kù)可以在短期內(nèi)回收廢物D.深地質(zhì)處置庫(kù)不需要進(jìn)行長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)15、核科學(xué)中的粒子加速器在基礎(chǔ)研究和應(yīng)用領(lǐng)域都發(fā)揮著重要作用。假設(shè)一個(gè)同步加速器正在運(yùn)行，以下關(guān)于其工作原理和特點(diǎn)的描述，哪一項(xiàng)是不正確的？（）A.通過電磁場(chǎng)的作用使帶電粒子加速到高能量B.同步加速器中的粒子軌道半徑隨著能量增加而增大C.可以產(chǎn)生高強(qiáng)度、高亮度的粒子束，用于各種實(shí)驗(yàn)D.同步加速器的建設(shè)和運(yùn)行成本低，易于普及和推廣16、在核醫(yī)學(xué)中，放射性同位素的應(yīng)用廣泛。假設(shè)我們使用碘-131進(jìn)行甲狀腺疾病的診斷和治療，那么碘-131發(fā)射的射線類型和能量是怎樣的？它在體內(nèi)的代謝過程和分布特點(diǎn)是什么？治療過程中如何確定劑量以避免對(duì)周圍組織造成過度損傷？同時(shí)，放射性同位素治療后的輻射防護(hù)措施有哪些？（）A.發(fā)射β射線，隨血液分布，根據(jù)病情和體重定劑量，限制接觸和隔離B.發(fā)射γ射線，集中在甲狀腺，依據(jù)年齡和身體狀況，保持距離和屏蔽C.發(fā)射α射線，均勻分布全身，考慮病灶大小，使用防護(hù)服D.以上均不正確17、核安全是核能利用的首要問題，包括反應(yīng)堆的安全設(shè)計(jì)、運(yùn)行管理和應(yīng)急響應(yīng)等方面。在核反應(yīng)堆的安全系統(tǒng)中，緊急停堆系統(tǒng)的作用是在異常情況下迅速停止反應(yīng)堆的運(yùn)行。那么，觸發(fā)緊急停堆的條件通常包括：（）A.功率異常升高B.冷卻劑溫度過高C.壓力超過限值D.以上都是18、核技術(shù)在工業(yè)領(lǐng)域有廣泛的應(yīng)用，如無(wú)損檢測(cè)、輻照加工等。關(guān)于核技術(shù)在工業(yè)中的應(yīng)用及優(yōu)勢(shì)，以下說(shuō)法錯(cuò)誤的是：（）A.無(wú)損檢測(cè)利用射線穿透物體的能力，檢測(cè)物體內(nèi)部的缺陷，不破壞被檢測(cè)物體B.輻照加工可以用于食品保鮮、材料改性等，能夠提高產(chǎn)品的質(zhì)量和性能C.核技術(shù)在工業(yè)應(yīng)用中不會(huì)產(chǎn)生任何輻射污染和安全隱患D.與傳統(tǒng)技術(shù)相比，核技術(shù)在某些工業(yè)領(lǐng)域具有高效、精準(zhǔn)、節(jié)能等優(yōu)勢(shì)19、在核電廠的運(yùn)行中，需要對(duì)放射性廢物進(jìn)行分類處理。已知一種放射性廢物的放射性活度為10^6Bq，半衰期為50天，存放200天后，其放射性活度約為：（）A.6.25×10^4BqB.1.25×10^5BqC.2.5×10^5BqD.5×10^5Bq20、在核科學(xué)研究中，使用同步輻射光源可以進(jìn)行多種實(shí)驗(yàn)。已知實(shí)驗(yàn)的目的和樣品的特性，若要選擇合適的同步輻射光束線和實(shí)驗(yàn)站，還需要考慮以下哪個(gè)因素？（）A.光源的亮度和能量分辨率B.實(shí)驗(yàn)站的設(shè)備配置C.實(shí)驗(yàn)人員的操作經(jīng)驗(yàn)D.以上都是21、核科學(xué)中的核反應(yīng)截面是描述反應(yīng)發(fā)生概率的重要參數(shù)。假設(shè)一個(gè)中子誘發(fā)的核反應(yīng)，以下關(guān)于核反應(yīng)截面的特點(diǎn)和影響因素的描述，哪一項(xiàng)是不正確的？（）A.反應(yīng)截面的大小與中子的能量和靶核的性質(zhì)有關(guān)B.對(duì)于特定的反應(yīng)，反應(yīng)截面通常是一個(gè)固定值，不受外界條件影響C.低能中子與重核的反應(yīng)截面可能較大，而高能中子與輕核的反應(yīng)截面相對(duì)較小D.溫度和壓力等環(huán)境條件可能會(huì)對(duì)核反應(yīng)截面產(chǎn)生微小的影響22、核反應(yīng)堆的安全系統(tǒng)至關(guān)重要，其中包括應(yīng)急堆芯冷卻系統(tǒng)、安全殼等。安全殼的主要作用是（）A.防止放射性物質(zhì)泄漏到環(huán)境中B.增強(qiáng)反應(yīng)堆的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度C.提高反應(yīng)堆的熱效率D.降低反應(yīng)堆的運(yùn)行成本23、核反應(yīng)堆的堆芯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)需要考慮眾多因素。某快中子反應(yīng)堆堆芯，燃料組件采用六邊形排列，組件間距為10cm。若堆芯直徑為3m，計(jì)算堆芯內(nèi)燃料組件的數(shù)量大約是多少？（）A.200個(gè)B.300個(gè)C.400個(gè)D.500個(gè)24、核反應(yīng)堆的熱功率是衡量其性能的重要指標(biāo)。某反應(yīng)堆的熱功率為1000MW，燃料的能量釋放效率為30%，計(jì)算每秒燃料釋放的總能量：（）A.3.33×10^9JB.3.33×10^10JC.3.33×10^11JD.3.33×10^12J25、核反應(yīng)堆的冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì)至關(guān)重要。假設(shè)一個(gè)高溫氣冷堆，采用氦氣作為冷卻劑。已知堆芯的熱功率、氦氣的進(jìn)出口溫度和流量。如果要提高冷卻系統(tǒng)的效率，以下哪種措施最為有效？（）A.增加氦氣流量B.提高氦氣進(jìn)口溫度C.降低氦氣出口溫度D.優(yōu)化換熱器的設(shè)計(jì)二、簡(jiǎn)答題（本大題共4個(gè)小題，共20分)1、（本題5分）核輻射在核科學(xué)與技術(shù)中是一個(gè)重要的概念。請(qǐng)深入論述核輻射的種類，如α射線、β射線、γ射線等的特性和產(chǎn)生機(jī)制。分析核輻射與物質(zhì)相互作用的過程和效應(yīng)，包括電離作用、散射作用等。解釋如何測(cè)量和評(píng)估核輻射的強(qiáng)度和劑量，以及輻射防護(hù)的基本原則和措施。2、（本題5分）詳細(xì)解釋核科學(xué)中的核材料科學(xué)，包括核燃料材料（如鈾、钚、釷等）的性能和制備、結(jié)構(gòu)材料（如鋯合金、不銹鋼等）在輻照環(huán)境下的行為、核材料的腐蝕和防護(hù)。討論核材料科學(xué)在核能發(fā)展中的關(guān)鍵作用和研究熱點(diǎn)。3、（本題5分）在核科學(xué)與技術(shù)領(lǐng)域，核輻射探測(cè)是一項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)。請(qǐng)全面論述不同類型的核輻射探測(cè)器（如氣體探測(cè)器、閃爍探測(cè)器、半導(dǎo)體探測(cè)器等）的工作原理和特點(diǎn)。分析它們?cè)谀芰糠直媛省⑻綔y(cè)效率、時(shí)間響應(yīng)等方面的性能差異，并探討在不同應(yīng)用場(chǎng)景（如核醫(yī)學(xué)、環(huán)境監(jiān)測(cè)、核反應(yīng)堆控制等）中如何選擇合適的探測(cè)器以滿足特定的測(cè)量需求。4、（本題5分）闡述核科學(xué)中的核反應(yīng)能譜學(xué)，包括核反應(yīng)產(chǎn)物的能量和動(dòng)量測(cè)量、能譜分析方法和應(yīng)用。討論能譜學(xué)在研究核反應(yīng)機(jī)制、核結(jié)構(gòu)、天體核過程等方面的重要性，以及如何利用先進(jìn)的探測(cè)器和數(shù)據(jù)分析技術(shù)提高能譜測(cè)量的精度和分辨率。三、計(jì)算題（本大題共5個(gè)小題，共25分)1、（本題5分）某核反應(yīng)堆的控制棒由硼不銹鋼制成，控制棒的直徑為10cm，長(zhǎng)度為3m。硼在材料中的重量百分比為1%，硼-10的熱中子吸收截面為3840barn。若熱中子注量率為1×10^14n/(cm2·s)，計(jì)算控制棒對(duì)熱中子的吸收率。2、（本題5分）某核反應(yīng)堆的堆芯結(jié)構(gòu)中，燃料組件之間存在間隙。間隙的寬度為1mm，長(zhǎng)度為1m，熱中子在間隙中的擴(kuò)散系數(shù)為1cm2/s。計(jì)算熱中子在間隙中的擴(kuò)散時(shí)間，并分析間隙對(duì)中子泄漏和堆芯反應(yīng)性的影響。3、（本題5分）一個(gè)核反應(yīng)堆的控制棒由硼-10制成，硼-10的熱中子吸收截面為3800×10^-24cm2?？刂瓢舻闹睆綖?cm，長(zhǎng)度為150cm，熱中子通量為2.5×10^13n/(cm2·s)，計(jì)算控制棒每秒吸收的熱中子數(shù)和吸收的功率。若要使反應(yīng)堆的反應(yīng)性降低0.005，需要插入多少根這樣的控制棒？4、（本題5分）一座高溫氣冷堆核電站，反應(yīng)堆功率為900MW，氦氣作為冷卻劑，入口溫度為400℃，出口溫度為800℃。氦氣的比熱容為5.19kJ/(kg·K)，流量為200kg/s，計(jì)算氦氣吸收的熱量和冷卻劑與燃料之間的傳熱功率。5、（本題5分）某研究用核反應(yīng)堆，其堆芯采用均勻裝載燃料的方式，燃料為鈾-235，富集度為3.5%。堆芯的半徑為80cm，高度為120cm，熱中子通量為1.8×10^13n/(cm2·s)，鈾-235的微觀裂變截面為580×10^-24cm2。計(jì)算堆芯的熱功率和燃料的裂變率。若反應(yīng)堆運(yùn)行200天，求燃料的燃耗深度。四、論述題（本大題共3個(gè)小題，共30分)1、（本題10分）在核廢料處置中，地質(zhì)處置被認(rèn)為是一種可行的長(zhǎng)期解決方案。請(qǐng)全面論述地質(zhì)處置庫(kù)的選址原則、設(shè)計(jì)要求和安全評(píng)估方法。分析地質(zhì)