廣東文理職業(yè)學(xué)院《輻射防護(hù)課程設(shè)計(jì)》2023-2024學(xué)年第二學(xué)期期末試卷

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《輻射防護(hù)課程設(shè)計(jì)》2023-2024學(xué)年第二學(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、核技術(shù)在環(huán)境保護(hù)領(lǐng)域有一定的應(yīng)用前景。關(guān)于放射性同位素示蹤技術(shù)在水污染監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用，以下哪項(xiàng)說(shuō)法是不正確的？（）A.向水體中投放特定的放射性同位素標(biāo)記物，通過(guò)檢測(cè)其在水中的分布和遷移，可以了解水流運(yùn)動(dòng)和污染物擴(kuò)散情況B.放射性同位素示蹤技術(shù)具有靈敏度高、檢測(cè)速度快等優(yōu)點(diǎn)，但也存在放射性污染的風(fēng)險(xiǎn)C.選擇合適的放射性同位素標(biāo)記物應(yīng)考慮其半衰期、化學(xué)性質(zhì)和對(duì)環(huán)境的影響等因素D.放射性同位素示蹤技術(shù)只能用于實(shí)驗(yàn)室研究，不能用于實(shí)際的水環(huán)境監(jiān)測(cè)和治理2、核反應(yīng)堆的冷卻系統(tǒng)中，水泵的性能對(duì)反應(yīng)堆的安全運(yùn)行至關(guān)重要。某水泵的揚(yáng)程為50m，流量為100m3/h，效率為80%，計(jì)算水泵的輸入功率：（）A.17.7kWB.22.1kWC.27.6kWD.33.3kW3、在核輻射監(jiān)測(cè)中，需要建立完善的監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)和數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)。假設(shè)在一個(gè)核設(shè)施周邊地區(qū)進(jìn)行輻射監(jiān)測(cè)，已知監(jiān)測(cè)點(diǎn)的位置和測(cè)量?jī)x器的精度，若要準(zhǔn)確評(píng)估輻射對(duì)環(huán)境的影響，還需要考慮以下哪個(gè)因素？（）A.氣象條件的變化B.當(dāng)?shù)氐娜丝诜植糃.土壤和植被的類型D.以上都是4、核安全是核能利用的首要問(wèn)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(guò)高C.壓力超過(guò)限值D.以上都是5、在核反應(yīng)堆的設(shè)計(jì)中，需要考慮堆芯的中子物理特性。某反應(yīng)堆堆芯采用了均勻混合的燃料和慢化劑，中子在其中的擴(kuò)散和反應(yīng)過(guò)程較為復(fù)雜。通過(guò)建立中子輸運(yùn)方程可以描述中子的行為。如果堆芯的尺寸增大，中子的泄漏率會(huì)發(fā)生怎樣的變化？同時(shí)，對(duì)反應(yīng)堆的反應(yīng)性會(huì)產(chǎn)生什么影響？（）A.泄漏率增加，反應(yīng)性降低B.泄漏率增加，反應(yīng)性升高C.泄漏率降低，反應(yīng)性降低D.泄漏率降低，反應(yīng)性升高6、核輻射防護(hù)是核科學(xué)領(lǐng)域的重要課題。對(duì)于不同類型的輻射，如α、β、γ射線，其防護(hù)方法各有不同。以下關(guān)于核輻射防護(hù)的描述，錯(cuò)誤的是：（）A.α射線穿透力較弱，一張紙就能阻擋，但其電離能力強(qiáng)，進(jìn)入體內(nèi)危害較大，所以要防止吸入或食入α放射性物質(zhì)B.β射線穿透力較強(qiáng)，需要用一定厚度的鋁板或有機(jī)玻璃來(lái)防護(hù)，避免直接接觸β放射性物質(zhì)C.γ射線穿透力極強(qiáng)，需要用厚重的鉛板或混凝土來(lái)進(jìn)行屏蔽防護(hù)D.只要距離輻射源足夠遠(yuǎn)，就無(wú)需采取任何防護(hù)措施，因?yàn)檩椛鋾?huì)迅速衰減到安全水平7、核反應(yīng)堆的堆芯功率分布不均勻會(huì)影響其安全運(yùn)行。已知某反應(yīng)堆堆芯中心區(qū)域的功率密度是邊緣區(qū)域的3倍，堆芯的平均功率密度為100W/cm3，堆芯的體積為10000cm3，計(jì)算中心區(qū)域的功率：（）A.1.5×10^6WB.2×10^6WC.2.5×10^6WD.3×10^6W8、在核反應(yīng)堆的熱工設(shè)計(jì)中，需要確定冷卻劑的流量和流速。假設(shè)一個(gè)反應(yīng)堆的熱功率已知，冷卻劑的進(jìn)出口溫度也已確定，以下哪種方法可以計(jì)算出冷卻劑的流量？（）A.能量守恒定律B.動(dòng)量守恒定律C.質(zhì)量守恒定律D.以上都需要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、核技術(shù)在考古學(xué)中的應(yīng)用可以幫助測(cè)定文物的年代。例如，通過(guò)測(cè)量碳-14的含量來(lái)確定有機(jī)物文物的年代。碳-14的半衰期約為5730年，如果一件文物中碳-14的含量是原始含量的四分之一，那么它的年代大約是：（）A.5730年B.11460年C.17190年D.22920年11、在核科學(xué)的發(fā)展歷程中，有許多重要的實(shí)驗(yàn)和發(fā)現(xiàn)。關(guān)于核科學(xué)史上的重大事件，以下說(shuō)法錯(cuò)誤的是：（）A.盧瑟福的α粒子散射實(shí)驗(yàn)揭示了原子的核式結(jié)構(gòu)B.費(fèi)米領(lǐng)導(dǎo)的芝加哥一號(hào)反應(yīng)堆實(shí)現(xiàn)了可控核裂變，開啟了核能利用的新時(shí)代C.查德威克發(fā)現(xiàn)中子，為理解原子核的結(jié)構(gòu)和核反應(yīng)提供了重要基礎(chǔ)D.核科學(xué)的發(fā)展一直一帆風(fēng)順，沒(méi)有遇到過(guò)任何挫折和挑戰(zhàn)12、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13、核技術(shù)在反恐和安檢領(lǐng)域發(fā)揮著重要作用，如放射性物質(zhì)檢測(cè)和爆炸物檢測(cè)。以下關(guān)于核技術(shù)在反恐和安檢中的應(yīng)用，說(shuō)法錯(cuò)誤的是：（）A.利用伽馬射線或中子探測(cè)技術(shù)可以檢測(cè)隱藏的放射性物質(zhì)B.基于核分析方法可以識(shí)別爆炸物的成分和結(jié)構(gòu)C.核技術(shù)在反恐和安檢中的應(yīng)用可能會(huì)對(duì)人員造成輻射傷害，應(yīng)謹(jǐn)慎使用D.傳統(tǒng)的安檢方法完全可以替代核技術(shù)，核技術(shù)在這方面沒(méi)有優(yōu)勢(shì)14、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)、輻射加工等。在無(wú)損檢測(cè)中，利用γ射線檢測(cè)金屬部件內(nèi)部的缺陷，其依據(jù)是（）A.γ射線的穿透能力和不同物質(zhì)對(duì)γ射線的吸收差異B.γ射線的電離作用C.γ射線的熒光效應(yīng)D.γ射線的化學(xué)效應(yīng)15、在核反應(yīng)堆物理中，中子與原子核的相互作用是非常重要的過(guò)程。假設(shè)一個(gè)熱中子反應(yīng)堆，其中中子的能量分布符合麥克斯韋分布。當(dāng)中子與鈾-235原子核發(fā)生散射時(shí)，以下關(guān)于散射過(guò)程的描述，哪一項(xiàng)是不準(zhǔn)確的？（）A.可以發(fā)生彈性散射，中子能量降低但數(shù)量不變B.可能發(fā)生非彈性散射，原子核被激發(fā)，中子能量顯著減少C.散射過(guò)程中，中子有可能被鈾-235原子核吸收，引發(fā)核裂變D.中子與鈾-235原子核的散射總是導(dǎo)致中子完全消失，不再參與后續(xù)反應(yīng)16、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17、核反應(yīng)堆的安全系統(tǒng)是保障其安全運(yùn)行的關(guān)鍵。關(guān)于核反應(yīng)堆安全系統(tǒng)的組成和功能，以下說(shuō)法錯(cuò)誤的是：（）A.緊急停堆系統(tǒng)能夠在緊急情況下迅速停止反應(yīng)堆的鏈?zhǔn)椒磻?yīng)，防止事故進(jìn)一步惡化B.余熱排出系統(tǒng)用于在反應(yīng)堆停堆后排出剩余熱量，防止堆芯過(guò)熱C.安全殼是最后一道屏障，能夠防止放射性物質(zhì)泄漏到環(huán)境中D.核反應(yīng)堆的安全系統(tǒng)一旦建成，就無(wú)需進(jìn)行維護(hù)和更新，可以長(zhǎng)期可靠運(yùn)行18、在核反應(yīng)堆熱工水力分析中，燃料元件的傳熱特性至關(guān)重要。假設(shè)一個(gè)壓水堆的燃料元件，以下關(guān)于傳熱過(guò)程的描述，哪一項(xiàng)是不準(zhǔn)確的？（）A.燃料元件內(nèi)的熱量主要通過(guò)熱傳導(dǎo)傳遞到表面B.冷卻劑在燃料元件表面的對(duì)流換熱系數(shù)決定了熱量的傳出效率C.燃料元件的形狀和尺寸對(duì)傳熱性能沒(méi)有明顯影響D.燃料元件表面的污垢和氧化層會(huì)增加熱阻，降低傳熱效果19、在核反應(yīng)堆中，控制棒的作用至關(guān)重要。已知某壓水堆在運(yùn)行過(guò)程中，需要通過(guò)控制棒來(lái)調(diào)節(jié)反應(yīng)性?？刂瓢敉ǔＳ删哂袕?qiáng)吸收中子能力的材料制成，如硼或鎘。當(dāng)控制棒完全插入堆芯時(shí)，能夠顯著降低中子通量，從而實(shí)現(xiàn)停堆。假設(shè)該反應(yīng)堆的初始功率為1000MW，在控制棒逐步插入的過(guò)程中，反應(yīng)堆功率逐漸下降。如果控制棒插入一半時(shí)，反應(yīng)堆功率下降到800MW，那么當(dāng)控制棒全部插入時(shí)，反應(yīng)堆功率大約會(huì)降低到多少？（）A.500MWB.300MWC.200MWD.100MW20、核技術(shù)在材料科學(xué)中的應(yīng)用可以改善材料的性能。假設(shè)使用離子注入技術(shù)對(duì)金屬材料進(jìn)行改性，以下關(guān)于離子注入效果的描述，哪一項(xiàng)是不正確的？（）A.可以改變材料的表面硬度和耐磨性B.能夠引入新的元素，形成特殊的合金相C.離子注入對(duì)材料的微觀結(jié)構(gòu)沒(méi)有影響D.可以提高材料的抗腐蝕性能21、在核反應(yīng)堆物理中，中子的行為和反應(yīng)對(duì)反應(yīng)堆的性能有重要影響。假設(shè)一個(gè)研究中的反應(yīng)堆堆芯，中子與原子核的相互作用包括散射、吸收和裂變等。以下關(guān)于中子行為的描述，哪一項(xiàng)是不準(zhǔn)確的？（）A.慢中子更容易引發(fā)核裂變反應(yīng)，因此反應(yīng)堆中通常會(huì)使用慢化劑來(lái)降低中子能量B.中子的散射過(guò)程會(huì)改變其運(yùn)動(dòng)方向和能量，對(duì)反應(yīng)堆的中子通量分布產(chǎn)生影響C.中子的吸收反應(yīng)會(huì)減少中子數(shù)量，但有些吸收反應(yīng)會(huì)產(chǎn)生新的易裂變核素D.中子在反應(yīng)堆內(nèi)的平均自由程與堆芯材料的密度無(wú)關(guān)22、核技術(shù)在材料科學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用包括輻射改性、離子注入等。離子注入可以改變材料的表面性能，以下哪種性能可以通過(guò)離子注入得到改善？（）A.硬度B.導(dǎo)電性C.耐腐蝕性D.以上都是23、核技術(shù)在醫(yī)學(xué)影像診斷中的應(yīng)用越來(lái)越廣泛，例如正電子發(fā)射斷層掃描（PET）。假設(shè)對(duì)一位患者進(jìn)行PET檢查，以下關(guān)于PET原理和優(yōu)勢(shì)的描述，哪一項(xiàng)是不正確的？（）A.通過(guò)探測(cè)正電子與電子湮滅產(chǎn)生的γ光子對(duì)，獲取體內(nèi)代謝信息B.PET能夠提供高分辨率的解剖結(jié)構(gòu)圖像，比傳統(tǒng)X射線更清晰C.可以用于腫瘤的早期診斷和治療效果評(píng)估D.需要使用放射性藥物標(biāo)記特定的生物分子，注入體內(nèi)進(jìn)行成像24、在核輻射防護(hù)中，個(gè)人劑量監(jiān)測(cè)是保障工作人員安全的重要措施。假設(shè)一位核設(shè)施工作人員佩戴了個(gè)人劑量計(jì)，以下關(guān)于劑量計(jì)使用和解讀的描述，哪一項(xiàng)是不正確的？（）A.個(gè)人劑量計(jì)可以實(shí)時(shí)顯示接受到的輻射劑量B.定期將劑量計(jì)送檢，讀取和分析累積劑量C.根據(jù)劑量監(jiān)測(cè)結(jié)果，評(píng)估工作人員的受照情況，并采取相應(yīng)防護(hù)措施D.不同類型的個(gè)人劑量計(jì)適用于不同的輻射場(chǎng)和能量范圍25、在核科學(xué)研究中，蒙特卡羅方法是一種常用的模擬計(jì)算方法。關(guān)于蒙特卡羅方法在核科學(xué)中的應(yīng)用，以下說(shuō)法錯(cuò)誤的是：（）A.可以用于模擬粒子輸運(yùn)過(guò)程，計(jì)算輻射劑量分布B.能夠預(yù)測(cè)核反應(yīng)的概率和產(chǎn)額C.蒙特卡羅方法計(jì)算結(jié)果準(zhǔn)確可靠，不需要與實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比驗(yàn)證D.該方法在處理復(fù)雜幾何和物理問(wèn)題時(shí)具有優(yōu)勢(shì)二、簡(jiǎn)答題（本大題共4個(gè)小題，共20分)1、（本題5分）核技術(shù)在工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程控制中的應(yīng)用可以提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量。請(qǐng)深入探討核技術(shù)如核輻射測(cè)量?jī)x表、工業(yè)射線探傷等在流量測(cè)量、物位測(cè)量、成分分析、質(zhì)量檢測(cè)等方面的應(yīng)用原理和技術(shù)。分析這些應(yīng)用在不同工業(yè)領(lǐng)域的實(shí)例和效果。解釋如何根據(jù)工業(yè)生產(chǎn)的需求選擇合適的核技術(shù)應(yīng)用方案，并確保其安全可靠運(yùn)行。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）核聚變作為一種潛在的未來(lái)能源，具有巨大的發(fā)展前景。請(qǐng)全面論述核聚變的基本原理和實(shí)現(xiàn)方式，如磁約束核聚變（托卡馬克裝置）和慣性約束核聚變。分析核聚變反應(yīng)的條件和挑戰(zhàn)，包括高溫、高密度、長(zhǎng)時(shí)間約束等，探討核聚變研究的最新進(jìn)展和未來(lái)發(fā)展方向，以及在實(shí)現(xiàn)核聚變能源商業(yè)化應(yīng)用方面所面臨的關(guān)鍵技術(shù)和工程問(wèn)題。4、（本題5分）全面論述核科學(xué)與技術(shù)中的核技術(shù)在材料表面改性中的應(yīng)用，如離子注入、等離子體表面處理等。分析這些技術(shù)對(duì)材料表面性能（如硬度、耐磨性、耐腐蝕性）的改善機(jī)制。解釋如何選擇合適的核技術(shù)方法進(jìn)行材料表面改性，舉例說(shuō)明在航空航天、汽車工業(yè)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）某核電廠的反應(yīng)堆堆芯由140個(gè)燃料組件組成，每個(gè)燃料組件的尺寸為18cm×18cm×380cm。堆芯的活性區(qū)高度為280cm，計(jì)算堆芯的體積和燃料的裝載量。若燃料的平均密度為9.5g/cm3，求堆芯的質(zhì)量。2、（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？3、（本題5分）某核電廠的蒸汽發(fā)生器，二次側(cè)蒸汽的壓力為5MPa，溫度為260℃，流量為800t/h。計(jì)算蒸汽發(fā)生器的熱功率。若一回路冷卻劑的入口溫度為300℃，出口溫度為270℃，流量為1000t/h，計(jì)算一回路冷卻劑在蒸汽發(fā)生器中釋放的熱量和傳熱效率。4、（本題5分）某核電廠的核反應(yīng)