四川文化藝術(shù)學(xué)院《輻射探測(cè)技術(shù)》2023-2024學(xué)年第一學(xué)期期末試卷

學(xué)校________________班級(jí)____________姓名____________考場(chǎng)____________準(zhǔn)考證號(hào)學(xué)校________________班級(jí)____________姓名____________考場(chǎng)____________準(zhǔn)考證號(hào)…………密…………封…………線(xiàn)…………內(nèi)…………不…………要…………答…………題…………第1頁(yè)，共3頁(yè)四川文化藝術(shù)學(xué)院

《輻射探測(cè)技術(shù)》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20個(gè)小題，每小題2分，共40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、在核醫(yī)學(xué)中，放射性同位素被廣泛用于診斷和治療疾病。例如，碘-131常用于治療甲狀腺疾病。已知碘-131的半衰期為8天，初始活度為100毫居里。經(jīng)過(guò)32天后，其剩余活度大約是多少？（）A.6.25毫居里B.12.5毫居里C.25毫居里D.50毫居里2、核科學(xué)中的核裂變鏈?zhǔn)椒磻?yīng)需要滿(mǎn)足一定的條件，包括足夠的裂變物質(zhì)、適當(dāng)?shù)穆瘎┖头瓷鋵拥取７瓷鋵拥淖饔檬牵ǎ〢.增加中子的泄漏B.減少中子的吸收C.降低反應(yīng)性D.提高燃料的利用率3、核反應(yīng)堆的冷卻劑承擔(dān)著重要的散熱任務(wù)。某新型反應(yīng)堆考慮采用液態(tài)金屬鈉作為冷卻劑，鈉的比熱容為1230J/(kg·K)，流量為1000kg/s，在反應(yīng)堆中吸收的熱量使鈉的溫度從300°C升高到500°C。計(jì)算鈉在該過(guò)程中吸收的熱量：（）A.2.46×10^8JB.2.46×10^9JC.2.46×10^10JD.2.46×10^11J4、核反應(yīng)堆冷卻劑系統(tǒng)中的泵需要具備高可靠性和穩(wěn)定性。某泵的設(shè)計(jì)流量為1000m3/h，揚(yáng)程為100m，效率為80%。若泵的輸入功率為200kW，計(jì)算實(shí)際輸出的流量和揚(yáng)程。A.800m3/h，80mB.800m3/h，100mC.1000m3/h，80mD.1000m3/h，100m5、對(duì)于核輻射的防護(hù)，了解各種射線(xiàn)的特性至關(guān)重要。α射線(xiàn)、β射線(xiàn)和γ射線(xiàn)具有不同的穿透能力和電離能力。已知一種放射性物質(zhì)同時(shí)發(fā)射這三種射線(xiàn)，在距離放射源相同的位置，分別放置一張紙、一塊鋁板和一塊鉛板。下列哪種射線(xiàn)能被紙擋住，卻能穿透鋁板和鉛板：（）A.α射線(xiàn)B.β射線(xiàn)C.γ射線(xiàn)D.以上都不對(duì)6、在核反應(yīng)堆的控制與監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中，傳感器的精度和可靠性至關(guān)重要。假設(shè)一個(gè)核反應(yīng)堆的控制系統(tǒng)，需要實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)各種參數(shù)，如中子通量、溫度、壓力等。以下關(guān)于傳感器性能和選擇的描述，哪一項(xiàng)是不準(zhǔn)確的？（）A.傳感器的響應(yīng)時(shí)間應(yīng)足夠短，以快速反映參數(shù)的變化B.不同類(lèi)型的傳感器在測(cè)量范圍和精度上可能存在差異，需要根據(jù)具體需求選擇C.傳感器的可靠性可以通過(guò)冗余設(shè)計(jì)和定期校準(zhǔn)來(lái)提高D.價(jià)格低廉的傳感器通常能夠滿(mǎn)足核反應(yīng)堆控制與監(jiān)測(cè)的高精度要求7、對(duì)于核反應(yīng)堆的熱工水力分析，冷卻劑的流動(dòng)和傳熱特性至關(guān)重要。假設(shè)在一個(gè)壓水堆中，冷卻劑的流速、溫度和壓力等參數(shù)已知，若要準(zhǔn)確計(jì)算堆芯的傳熱系數(shù)，還需要考慮以下哪個(gè)因素？（）A.燃料元件的表面粗糙度B.冷卻劑的化學(xué)性質(zhì)C.反應(yīng)堆的功率水平D.以上都是8、在核反應(yīng)堆的事故分析中，需要考慮各種可能的故障模式。假設(shè)一個(gè)反應(yīng)堆發(fā)生冷卻劑喪失事故，以下關(guān)于事故后果的評(píng)估，哪一項(xiàng)是不正確的？（）A.堆芯可能因失去冷卻而溫度升高，導(dǎo)致燃料元件損壞B.可能會(huì)有放射性物質(zhì)釋放到環(huán)境中，造成環(huán)境污染C.只要應(yīng)急響應(yīng)及時(shí)，就不會(huì)對(duì)公眾健康產(chǎn)生任何影響D.事故的嚴(yán)重程度取決于反應(yīng)堆的設(shè)計(jì)、運(yùn)行狀況和應(yīng)急措施的有效性9、在核反應(yīng)堆熱工水力分析中，需要研究冷卻劑的流動(dòng)和傳熱特性。某壓水堆的燃料組件中，冷卻劑水在狹窄的通道內(nèi)流動(dòng)，與燃料元件進(jìn)行熱交換。水的流速、溫度和壓力分布會(huì)影響傳熱效果和反應(yīng)堆的安全性。假設(shè)冷卻劑水的入口溫度為300℃，經(jīng)過(guò)燃料組件后溫度升高到350℃，如果要保持燃料元件表面溫度不超過(guò)600℃，需要對(duì)冷卻劑的流速和流量進(jìn)行怎樣的調(diào)整？（）A.提高流速和流量B.降低流速和流量C.保持流速不變，增加流量D.保持流量不變，提高流速10、核廢物處置是核工業(yè)面臨的一個(gè)重要挑戰(zhàn)。假設(shè)要處置一批低放射性廢物，有多種處置方案可供選擇，如淺地層埋藏、海洋投放等。已知廢物的放射性活度、半衰期和環(huán)境影響，如果要選擇一種對(duì)環(huán)境影響最小的處置方案，應(yīng)該考慮哪些因素？（）A.處置成本B.放射性衰減速度C.與生態(tài)系統(tǒng)的相互作用D.以上都是11、核反應(yīng)堆的啟動(dòng)過(guò)程需要嚴(yán)格控制。某反應(yīng)堆在啟動(dòng)時(shí)，逐步提升功率，監(jiān)測(cè)中子通量的變化。已知初始中子通量為10^8n/(cm2·s)，經(jīng)過(guò)10分鐘后，中子通量增加到10^10n/(cm2·s)。計(jì)算中子通量的平均增長(zhǎng)率。A.10%/minB.20%/minC.30%/minD.40%/min12、在核輻射探測(cè)中，常用的探測(cè)器有氣體探測(cè)器、閃爍探測(cè)器和半導(dǎo)體探測(cè)器等。閃爍探測(cè)器通過(guò)閃爍體將輻射能轉(zhuǎn)化為光能，再由光電倍增管轉(zhuǎn)換為電信號(hào)。假設(shè)要探測(cè)能量較高的γ射線(xiàn)，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.三者都可以13、核科學(xué)中的輻射防護(hù)標(biāo)準(zhǔn)是為了保護(hù)人員免受輻射危害。關(guān)于輻射防護(hù)標(biāo)準(zhǔn)的制定原則，以下哪項(xiàng)是不準(zhǔn)確的？（）A.輻射防護(hù)標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)基于科學(xué)研究成果，充分考慮輻射的隨機(jī)性和確定性效應(yīng)B.標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)遵循最優(yōu)化原則，即在合理可行的情況下，將輻射劑量降低到盡可能低的水平C.輻射防護(hù)標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)具有可操作性和可測(cè)量性，便于實(shí)際應(yīng)用和監(jiān)督D.輻射防護(hù)標(biāo)準(zhǔn)一旦制定就不能修改，應(yīng)保持長(zhǎng)期穩(wěn)定不變14、核醫(yī)學(xué)是核科學(xué)技術(shù)在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用。關(guān)于核醫(yī)學(xué)中的放射性同位素診斷和治療，以下說(shuō)法不正確的是：（）A.放射性同位素如锝-99m可用于器官顯像，幫助醫(yī)生診斷疾病B.碘-131常用于治療甲狀腺疾病，通過(guò)輻射破壞病變組織C.放射性同位素治療具有高度的靶向性，不會(huì)對(duì)正常組織造成損傷D.在進(jìn)行核醫(yī)學(xué)檢查和治療時(shí)，患者所接受的輻射劑量是嚴(yán)格控制在安全范圍內(nèi)的15、在核反應(yīng)堆的設(shè)計(jì)中，需要考慮堆芯的功率分布均勻性。功率分布不均勻可能導(dǎo)致局部溫度過(guò)高，影響反應(yīng)堆的安全運(yùn)行。以下哪種措施可以改善堆芯的功率分布均勻性？（）A.優(yōu)化燃料組件布置B.調(diào)整控制棒位置C.改善冷卻劑流動(dòng)D.以上都是16、在核材料的檢測(cè)和分析中，質(zhì)譜技術(shù)是一種常用的方法。它可以精確測(cè)量元素的同位素組成和含量。假設(shè)要檢測(cè)一種未知的核材料樣品，質(zhì)譜技術(shù)能夠提供的關(guān)鍵信息是：（）A.元素種類(lèi)B.同位素比例C.雜質(zhì)含量D.以上都是17、核技術(shù)在食品安全檢測(cè)中可以檢測(cè)食品中的農(nóng)藥殘留、重金屬污染等。例如，利用中子活化分析可以檢測(cè)食品中的微量元素含量。假設(shè)要檢測(cè)一種水果中的汞含量，中子活化分析能夠檢測(cè)到的最低濃度取決于：（）A.中子源強(qiáng)度B.測(cè)量時(shí)間C.儀器靈敏度D.以上都是18、核反應(yīng)堆中的燃料元件在經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的運(yùn)行后會(huì)產(chǎn)生裂變產(chǎn)物，這些裂變產(chǎn)物的放射性和毒性各不相同。假設(shè)某燃料元件運(yùn)行了一定時(shí)間后，產(chǎn)生了一種半衰期為20年的裂變產(chǎn)物，初始活度為10^(12)Bq。經(jīng)過(guò)60年后，該裂變產(chǎn)物的活度大約變?yōu)槎嗌?？（）A.1.25×10^(11)BqB.2.5×10^(11)BqC.5×10^(11)BqD.1×10^(12)Bq19、對(duì)于核反應(yīng)堆的安全運(yùn)行，冷卻劑的選擇和性能至關(guān)重要。假設(shè)一個(gè)壓水堆核電站，正在考慮冷卻劑的改進(jìn)方案。以下關(guān)于冷卻劑特性的影響因素，哪一項(xiàng)是不正確的？（）A.冷卻劑的比熱容越大，帶走反應(yīng)堆熱量的能力越強(qiáng)B.冷卻劑的導(dǎo)熱系數(shù)高，有利于熱量的快速傳遞C.冷卻劑的化學(xué)穩(wěn)定性對(duì)反應(yīng)堆材料的腐蝕影響較小，可以忽略不計(jì)D.冷卻劑的沸點(diǎn)和凝固點(diǎn)應(yīng)適應(yīng)反應(yīng)堆的運(yùn)行溫度范圍20、在核聚變研究中，托卡馬克裝置是一種重要的實(shí)驗(yàn)裝置。它通過(guò)強(qiáng)磁場(chǎng)來(lái)約束高溫等離子體，實(shí)現(xiàn)核聚變反應(yīng)。托卡馬克裝置運(yùn)行時(shí)，需要對(duì)磁場(chǎng)進(jìn)行精確控制。如果磁場(chǎng)控制出現(xiàn)偏差，可能會(huì)：（）A.降低反應(yīng)效率B.導(dǎo)致等離子體逃逸C.損壞裝置部件D.以上都有可能二、簡(jiǎn)答題（本大題共3個(gè)小題，共15分)1、（本題5分）深入探討核科學(xué)與技術(shù)中的核科學(xué)中的同步輻射技術(shù)，包括原理、特點(diǎn)和應(yīng)用領(lǐng)域（如材料科學(xué)、生命科學(xué)、物理學(xué)等）。分析同步輻射光源的建設(shè)和運(yùn)行要求。解釋如何利用同步輻射技術(shù)進(jìn)行前沿科學(xué)研究，舉例說(shuō)明在蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)解析中的應(yīng)用。2、（本題5分）全面論述核科學(xué)與技術(shù)中的核技術(shù)在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用，如輻射誘變育種、農(nóng)產(chǎn)品輻照保鮮、昆蟲(chóng)不育技術(shù)等。分析這些應(yīng)用的原理和效果，以及對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和食品安全的影響。解釋核技術(shù)在農(nóng)業(yè)應(yīng)用中的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估和管理，舉例說(shuō)明在提高農(nóng)作物產(chǎn)量和品質(zhì)方面的應(yīng)用。3、（本題5分）全面論述核科學(xué)與技術(shù)中的核技術(shù)在水文和水資源研究中的應(yīng)用，如同位素示蹤技術(shù)在地下水研究中的應(yīng)用、輻射法測(cè)量水流量等。分析這些技術(shù)的原理和適用條件。解釋如何利用核技術(shù)解決水文和水資源研究中的問(wèn)題，舉例說(shuō)明在地下水資源評(píng)估中的應(yīng)用。三、計(jì)算題（本大題共5個(gè)小題，共25分)1、（本題5分）在一個(gè)沸水堆中，反應(yīng)堆的功率為900MW，冷卻劑在堆芯內(nèi)的平均流速為4.5m/s，堆芯的橫截面積為9m2。已知冷卻劑的密度為680kg/m3，計(jì)算冷卻劑在堆芯內(nèi)的質(zhì)量流量和停留時(shí)間。2、（本題5分）某核電廠的一回路冷卻劑泵出現(xiàn)故障，導(dǎo)致流量降低30%。已知正常流量為2000m3/h，冷卻劑進(jìn)出口溫差為40℃，比熱容為5kJ/(kg·K)，計(jì)算故障情況下泵的輸出功率變化以及對(duì)反應(yīng)堆熱功率的影響。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）在一個(gè)核燃料后處理工廠，需要從含有鈾-235、鈾-238和钚-239的混合溶液中分離出钚-239。已知初始溶液中鈾-235、鈾-238和钚-239的濃度分別為1g/L、10g/L和0.5g/L，分離過(guò)程的回收率為80%。計(jì)算能夠回收的钚-239的質(zhì)量。5、（本題5分）一個(gè)快中子反應(yīng)堆，堆芯內(nèi)中子的平均能量為1MeV，燃料為鈾-238和钚-239的混合物，其宏觀裂變截面分別為0.001barn和1barn。計(jì)算燃料的宏觀裂變截面，并分析中子能量對(duì)裂變截面的影響。四、論述題（本大題共2個(gè)小題，共20分)1、（本