重慶大學(xué)《核輻射探測實(shí)驗(yàn)（Ⅱ）》2023-2024學(xué)年第二學(xué)期期末試卷

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2023-2024學(xué)年第二學(xué)期期末試卷院(系)_______班級(jí)_______學(xué)號(hào)_______姓名_______題號(hào)一二三四總分得分批閱人一、單選題（本大題共15個(gè)小題，每小題1分，共15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、在核反應(yīng)堆的啟動(dòng)過程中，需要逐步提升功率，同時(shí)監(jiān)測各種參數(shù)。以下哪種參數(shù)對(duì)于判斷反應(yīng)堆是否正常啟動(dòng)至關(guān)重要？（）A.中子通量B.燃料溫度C.冷卻劑壓力D.以上都是2、在核反應(yīng)堆安全分析中，需要考慮各種可能的事故工況。某沸水堆在運(yùn)行過程中，可能發(fā)生冷卻劑喪失事故（LOCA）。在這種情況下，反應(yīng)堆堆芯可能會(huì)暴露在空氣中，導(dǎo)致溫度急劇升高。為了緩解這種事故的后果，通常會(huì)采取應(yīng)急堆芯冷卻系統(tǒng)（ECCS）。假設(shè)在LOCA發(fā)生后，ECCS能夠在一定時(shí)間內(nèi)投入運(yùn)行，注入冷卻劑。如果注入的冷卻劑流量不足，堆芯溫度持續(xù)上升，可能會(huì)導(dǎo)致燃料元件的損壞甚至熔化。那么為了避免這種情況，ECCS的設(shè)計(jì)需要滿足哪些要求？（）A.足夠的冷卻劑流量和壓力B.快速響應(yīng)和可靠啟動(dòng)C.能夠適應(yīng)高溫高壓環(huán)境D.以上都是3、核輻射測量中，常用的劑量單位有希沃特（Sv）和戈瑞（Gy）。對(duì)于吸收劑量和當(dāng)量劑量，分別使用哪個(gè)單位進(jìn)行度量？（）A.吸收劑量用Gy，當(dāng)量劑量用SvB.吸收劑量用Sv，當(dāng)量劑量用GyC.兩者都用GyD.兩者都用Sv4、核反應(yīng)堆的安全系統(tǒng)對(duì)于防止核事故至關(guān)重要。在壓水堆中，設(shè)置了多重安全屏障，包括燃料包殼、一回路壓力邊界、安全殼等。當(dāng)發(fā)生一回路管道破裂的事故時(shí)，以下哪個(gè)安全屏障首先發(fā)揮作用？（）A.燃料包殼B.一回路壓力邊界C.安全殼D.以上同時(shí)發(fā)揮作用5、在核醫(yī)學(xué)治療中，放射性粒子植入是一種局部治療方法。已知腫瘤的位置和大小，若要確定放射性粒子的植入位置和數(shù)量，還需要考慮以下哪個(gè)因素？（）A.腫瘤周圍的正常組織耐受劑量B.放射性粒子的半衰期C.植入手術(shù)的難度和風(fēng)險(xiǎn)D.以上都是6、核反應(yīng)堆的熱中子能譜對(duì)反應(yīng)性有一定影響。已知某反應(yīng)堆的熱中子平均能量為0.025eV，中子通量密度為10^14n/(cm2·s)。計(jì)算熱中子的能量密度。A.4×10^-8J/cm3B.8×10^-8J/cm3C.1.6×10^-7J/cm3D.3.2×10^-7J/cm37、核技術(shù)在環(huán)境保護(hù)中的應(yīng)用越來越受到關(guān)注。例如，利用放射性同位素示蹤技術(shù)監(jiān)測水體污染。已知污染物質(zhì)的特性和同位素的選擇，若要準(zhǔn)確追蹤污染物的遷移路徑，還需要考慮以下哪個(gè)因素？（）A.水體的流速和流向B.同位素的衰變常數(shù)C.監(jiān)測點(diǎn)的分布和數(shù)量D.以上都是8、核技術(shù)在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域也有應(yīng)用，如輻射育種、食品輻照保鮮等。在食品輻照保鮮中，使用一定劑量的γ射線照射食品，以殺滅微生物和寄生蟲。假設(shè)需要對(duì)一批水果進(jìn)行輻照處理，使其微生物含量降低到安全水平以下。已知初始微生物含量為10^(6)CFU/g，要求處理后微生物含量不超過100CFU/g。如果γ射線對(duì)微生物的殺滅效率為90%，那么至少需要多大劑量的輻照（以戈瑞為單位）？（）A.2B.4C.6D.89、核聚變是未來能源的潛在解決方案之一。假設(shè)正在研究一種新型的核聚變裝置，核聚變反應(yīng)需要在極高的溫度和壓力下進(jìn)行，以實(shí)現(xiàn)原子核的融合。目前，實(shí)現(xiàn)可控核聚變面臨諸多挑戰(zhàn)。以下關(guān)于核聚變的描述，哪一項(xiàng)是錯(cuò)誤的？（）A.核聚變的燃料通常是氫的同位素，如氘和氚B.核聚變反應(yīng)產(chǎn)生的能量巨大，且產(chǎn)物相對(duì)清潔C.目前核聚變技術(shù)已經(jīng)能夠?qū)崿F(xiàn)大規(guī)模商業(yè)應(yīng)用D.實(shí)現(xiàn)可控核聚變需要解決等離子體的約束和穩(wěn)定等關(guān)鍵問題10、核技術(shù)在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域也有應(yīng)用，如輻射育種、食品輻照保鮮等。輻射育種的原理是利用輻射誘發(fā)植物種子的基因突變，從而獲得優(yōu)良的品種。在輻射育種過程中，需要控制輻射劑量，其原因是（）A.劑量過高會(huì)導(dǎo)致種子死亡，過低則無法產(chǎn)生變異B.劑量與變異的類型和頻率無關(guān)C.高劑量輻射總是能產(chǎn)生更好的變異效果D.低劑量輻射更有利于獲得優(yōu)良品種11、對(duì)于核輻射的防護(hù)，了解各種射線的特性至關(guān)重要。α射線、β射線和γ射線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，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。下列哪種射線能被紙擋住，卻能穿透鋁板和鉛板：（）A.α射線B.β射線C.γ射線D.以上都不對(duì)12、核反應(yīng)堆的啟動(dòng)過程是一個(gè)復(fù)雜的操作，需要嚴(yán)格控制各種參數(shù)。已知反應(yīng)堆的初始狀態(tài)和啟動(dòng)程序，若要確保啟動(dòng)過程的安全平穩(wěn)，還需要密切監(jiān)測以下哪個(gè)參數(shù)的變化？（）A.中子通量的增長速率B.冷卻劑的溫度梯度C.反應(yīng)堆的壓力波動(dòng)D.以上都是13、核科學(xué)中的核素識(shí)別技術(shù)對(duì)于放射性物質(zhì)的檢測和分析非常重要。假設(shè)我們有一份未知的放射性樣品，需要通過測量其衰變特性來確定核素種類。已知測量的半衰期、衰變模式和射線能量，如果測量結(jié)果存在一定的誤差，對(duì)核素識(shí)別的準(zhǔn)確性會(huì)產(chǎn)生怎樣的影響？（）A.可能導(dǎo)致錯(cuò)誤的識(shí)別B.影響不大，可以忽略C.只會(huì)影響定量分析，不影響定性分析D.以上都不對(duì)14、核技術(shù)在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域也有應(yīng)用，如輻射誘變育種。通過對(duì)農(nóng)作物種子進(jìn)行一定劑量的輻射照射，可以產(chǎn)生基因突變，從而選育出優(yōu)良品種。以下哪種輻射源常用于輻射誘變育種？（）A.X射線B.中子C.紫外線D.以上都常用15、核反應(yīng)堆的退役是核設(shè)施生命周期的最后階段，需要進(jìn)行去污、拆除等工作。退役過程中，需要評(píng)估放射性殘留水平，制定合理的退役方案。如果退役方案不合理，可能會(huì)導(dǎo)致：（）A.退役成本增加B.工作人員受照劑量超標(biāo)C.放射性廢物產(chǎn)生量增加D.以上都有可能二、簡答題（本大題共4個(gè)小題，共20分)1、（本題5分）闡述核技術(shù)在航天領(lǐng)域的應(yīng)用，如衛(wèi)星電源（如放射性同位素?zé)犭姲l(fā)生器）、輻射防護(hù)、太空探測中的粒子探測等。分析核技術(shù)在航天環(huán)境中的特殊性和挑戰(zhàn)，以及如何保障其安全可靠運(yùn)行。2、（本題5分）核技術(shù)在航天領(lǐng)域有獨(dú)特的應(yīng)用價(jià)值。請(qǐng)?jiān)敿?xì)闡述核技術(shù)在航天器能源供應(yīng)（如放射性同位素電池）、推進(jìn)系統(tǒng)（如核熱推進(jìn)）和太空輻射防護(hù)中的原理和應(yīng)用。分析核技術(shù)在航天應(yīng)用中的技術(shù)難點(diǎn)和解決方案，以及相關(guān)的安全和監(jiān)管要求。探討核技術(shù)在未來深空探索中的潛力和發(fā)展趨勢，并通過航天任務(wù)中的核技術(shù)應(yīng)用實(shí)例說明其優(yōu)勢和挑戰(zhàn)。3、（本題5分）詳細(xì)分析核科學(xué)與技術(shù)中的核電廠的放射性廢物最小化策略，包括廢物產(chǎn)生源頭的控制、處理工藝的優(yōu)化、再利用和回收等措施。解釋放射性廢物最小化對(duì)環(huán)境和經(jīng)濟(jì)的意義。分析實(shí)現(xiàn)放射性廢物最小化的技術(shù)和管理挑戰(zhàn)，舉例說明在核電廠運(yùn)行中的實(shí)踐成果。4、（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)。三、論述題（本大題共5個(gè)小題，共25分)1、（本題5分）全面論述核技術(shù)在地質(zhì)勘探中的應(yīng)用，如放射性測井、鈾礦勘探和地下水探測。分析核技術(shù)在地質(zhì)結(jié)構(gòu)分析、礦產(chǎn)資源評(píng)估和環(huán)境監(jiān)測中的原理和方法。探討如何提高勘探的精度和效率，以及在地質(zhì)勘探中應(yīng)用核技術(shù)的注意事項(xiàng)和環(huán)境保護(hù)措施。2、（本題5分）深入論述核反應(yīng)堆的熱工水力分析，包括堆芯內(nèi)冷卻劑的流動(dòng)、傳熱和沸騰現(xiàn)象等。分析熱工水力特性對(duì)反應(yīng)堆安全和性能的影響，探討如何通過優(yōu)化反應(yīng)堆結(jié)構(gòu)和運(yùn)行參數(shù)來改善熱工水力條件。3、（本題5分）詳細(xì)闡述核反應(yīng)堆冷卻劑的選擇原則和常見類型，如輕水、重水、氣體冷卻劑等。分析冷卻劑的熱物理性質(zhì)、化學(xué)性質(zhì)對(duì)反應(yīng)堆傳熱、安全性能的影響。討論冷卻劑在反應(yīng)堆回路中的流動(dòng)特性、傳熱機(jī)制以及可能出現(xiàn)的問題，如冷卻劑流失事故等，并提出相應(yīng)的應(yīng)對(duì)措施。4、（本題5分）深入探討核技術(shù)在水質(zhì)監(jiān)測中的應(yīng)用。分析利用放射性同位素示蹤、中子活化分析、熒光光譜等核技術(shù)檢測水中污染物種類、濃度和來源的方法。論述核技術(shù)在水質(zhì)監(jiān)測中的優(yōu)勢和局限性，以及如何提高水質(zhì)監(jiān)測的準(zhǔn)確性和時(shí)效性，保障水資源的安全和可持續(xù)利用。5、（本題5分）詳細(xì)論述核科學(xué)技術(shù)在放射性藥物研發(fā)中的創(chuàng)新與挑戰(zhàn)，包括新型放射性同位素的開發(fā)、藥物載體的設(shè)計(jì)和藥物代謝動(dòng)力學(xué)研究。分析放射性藥物的臨床評(píng)價(jià)和審批流程，探討如何加快放射性藥物的研發(fā)和上市，為疾病的診斷和治療提供更多選擇。四、計(jì)算題（本大題共4個(gè)小題，共40分)1、（本題10分）一座重水堆核電站，反應(yīng)堆熱功率為1500MW，重水慢化劑的溫度從60℃上升到80℃。重水的比熱為4.2kJ/(kg·K)，流量為10000kg/s，計(jì)算重水慢化劑吸收的熱量以及重水與燃料之間的傳熱功率。2、（本題10分）在一個(gè)核反應(yīng)堆的熱工水力分析中，冷卻劑在燃料組件內(nèi)的流動(dòng)速度為5m/s，通道的當(dāng)量直徑為10mm，冷卻劑的動(dòng)力粘度為0.001Pa·s。計(jì)算雷諾數(shù)，判斷流動(dòng)狀態(tài)是層流還是湍流。同時(shí)，分析流動(dòng)狀態(tài)對(duì)傳熱和壓降的影響。3、（本題10分）某核電廠的核反應(yīng)堆在啟動(dòng)過程中，需要逐步提升功率。已知初始功率為1%額定功率，每小時(shí)提升的功率為5%額定功率。計(jì)