鄭州大學(xué)《核輻射探測實驗》2023-2024學(xué)年第二學(xué)期期末試卷

裝訂線裝訂線PAGE2第1頁，共3頁鄭州大學(xué)《核輻射探測實驗》

2023-2024學(xué)年第二學(xué)期期末試卷院(系)_______班級_______學(xué)號_______姓名_______題號一二三四總分得分一、單選題（本大題共25個小題，每小題1分，共25分．在每小題給出的四個選項中，只有一項是符合題目要求的．）1、在核反應(yīng)堆中，控制棒是用于控制反應(yīng)性的重要部件?？刂瓢敉ǔＳ赡軌驈娏椅罩凶拥牟牧现瞥桑缗?、鎘等。當(dāng)控制棒完全插入堆芯時，反應(yīng)堆的反應(yīng)性會發(fā)生顯著變化。那么，控制棒完全插入堆芯時，反應(yīng)堆通常會（）A.立即停堆，反應(yīng)完全停止B.反應(yīng)性降低，但仍能維持低功率運行C.反應(yīng)性短暫升高，然后逐漸降低D.反應(yīng)性不變，功率輸出保持穩(wěn)定2、核科學(xué)中的粒子加速器是一種重要的研究工具。假設(shè)一個同步加速器正在運行，用于加速帶電粒子到高能量。以下關(guān)于粒子加速器的原理和特點的描述，哪一項是錯誤的？（）A.利用電磁場對帶電粒子施加作用力，使其不斷加速B.同步加速器中的磁場強度隨時間變化，以保持粒子的同步加速C.粒子加速器可以產(chǎn)生高能量、高強度的粒子束，用于基礎(chǔ)研究和應(yīng)用D.粒子加速器的建設(shè)和運行成本較低，技術(shù)難度不大3、核燃料循環(huán)包括鈾礦開采、燃料加工、反應(yīng)堆運行和核廢料處理等多個環(huán)節(jié)。在鈾礦開采過程中，需要從礦石中提取鈾。已知某鈾礦中鈾的含量為0.1%，若要獲得100千克純度為90%的鈾，至少需要開采多少噸這種礦石？（）A.1000B.1100C.1200D.13004、核科學(xué)中的輻射防護(hù)標(biāo)準(zhǔn)和法規(guī)是保障公眾和工作人員安全的重要依據(jù)。假設(shè)一個新的核設(shè)施正在建設(shè)，需要遵循相關(guān)的輻射防護(hù)標(biāo)準(zhǔn)和法規(guī)。以下關(guān)于輻射防護(hù)標(biāo)準(zhǔn)和法規(guī)的制定和執(zhí)行的描述，哪一項是不正確的？（）A.輻射防護(hù)標(biāo)準(zhǔn)和法規(guī)通常由國家相關(guān)部門制定，并根據(jù)科學(xué)研究和實踐經(jīng)驗不斷更新B.不同國家和地區(qū)的輻射防護(hù)標(biāo)準(zhǔn)和法規(guī)可能存在差異，但基本原則是一致的C.輻射防護(hù)標(biāo)準(zhǔn)和法規(guī)的執(zhí)行主要依靠企業(yè)的自覺遵守，政府的監(jiān)督檢查作用較小D.違反輻射防護(hù)標(biāo)準(zhǔn)和法規(guī)會受到相應(yīng)的法律制裁，以確保其嚴(yán)格執(zhí)行5、核電廠的選址需要綜合考慮多種因素。假設(shè)一個地區(qū)正在評估建設(shè)核電廠的可行性，以下關(guān)于選址要求的分析，哪一項是不正確的？（）A.應(yīng)遠(yuǎn)離人口密集區(qū)和重要的生態(tài)保護(hù)區(qū)，以降低潛在風(fēng)險B.地質(zhì)條件穩(wěn)定，能夠承受地震等自然災(zāi)害的影響C.有充足的水源用于冷卻反應(yīng)堆，并且便于排放余熱D.當(dāng)?shù)氐慕?jīng)濟(jì)發(fā)展水平是選址的首要考慮因素，經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)優(yōu)先建設(shè)6、核聚變反應(yīng)中的等離子體約束時間是一個關(guān)鍵參數(shù)。關(guān)于等離子體約束時間的影響因素，以下哪項說法是錯誤的？（）A.磁場的強度和分布對等離子體約束時間有重要影響，強磁場可以延長約束時間B.等離子體的溫度和密度會影響其自身的穩(wěn)定性，從而影響約束時間C.裝置的幾何形狀和尺寸對等離子體約束時間沒有直接關(guān)系，只影響裝置的建設(shè)成本D.雜質(zhì)的存在會降低等離子體的能量，縮短約束時間，因此需要對等離子體進(jìn)行凈化7、在核反應(yīng)堆物理中，中子的行為和反應(yīng)是核心研究內(nèi)容之一。假設(shè)我們有一個熱中子反應(yīng)堆，堆芯內(nèi)充滿了核燃料和慢化劑。熱中子的平均能量約為0.025eV，其在與原子核發(fā)生散射時，會損失能量并被慢化。已知某種核燃料的微觀截面與中子能量相關(guān)，當(dāng)中子能量降低時，微觀截面增大。如果一個熱中子與該核燃料原子核發(fā)生散射碰撞，其能量從0.025eV降低到0.01eV，那么它再次發(fā)生反應(yīng)的概率會如何變化？（）A.增大B.減小C.不變D.先增大后減小8、核科學(xué)中的核素遷移研究對于評估核污染的擴(kuò)散和環(huán)境影響具有重要意義。核素在土壤、水體等介質(zhì)中的遷移受到多種因素的影響，如核素的化學(xué)性質(zhì)、介質(zhì)的物理化學(xué)特性等。假設(shè)一種核素在酸性水體中的遷移速度比在中性水體中快，可能的原因是：（）A.核素溶解度增加B.形成了易遷移的化合物C.介質(zhì)對核素的吸附減少D.以上都有可能9、在核輻射防護(hù)中，屏蔽材料的選擇需要考慮多種因素。某輻射場所需要屏蔽能量為1MeV的中子，以下哪種材料的屏蔽效果較好？（）A.鉛B.混凝土C.石蠟D.鐵10、核科學(xué)中的核素衰變規(guī)律遵循一定的數(shù)學(xué)模型。假設(shè)一種放射性核素的半衰期為10天，以下關(guān)于其衰變過程的描述，哪一項是不準(zhǔn)確的？（）A.經(jīng)過20天，該核素的剩余量為初始量的四分之一B.衰變過程中，放射性活度隨時間呈指數(shù)下降C.無論初始量多少，經(jīng)過一個半衰期，剩余量都減少一半D.只要知道初始活度和經(jīng)過的時間，就可以精確計算出任何時刻的剩余活度，不受其他因素影響11、核技術(shù)在工業(yè)生產(chǎn)中的在線檢測方面有應(yīng)用，如利用射線檢測管道內(nèi)的流體流動情況。這種在線檢測方法的優(yōu)點包括非接觸測量、實時性好等。但同時也存在一些限制，例如：（）A.對復(fù)雜流態(tài)測量不準(zhǔn)確B.輻射安全問題C.設(shè)備成本高D.以上都是12、在核安全法規(guī)和標(biāo)準(zhǔn)制定中，需要綜合考慮技術(shù)可行性和公眾接受度。假設(shè)一個新的核設(shè)施建設(shè)項目，已知其潛在的風(fēng)險和可能的社會影響。制定相關(guān)法規(guī)和標(biāo)準(zhǔn)時，應(yīng)該著重考慮哪些方面？（）A.設(shè)施的安全性B.經(jīng)濟(jì)成本C.公眾的知情權(quán)D.以上都要考慮13、在核輻射防護(hù)標(biāo)準(zhǔn)中，劑量限值是重要的指標(biāo)。假設(shè)一個職業(yè)輻射工作人員，以下關(guān)于劑量限值的理解，哪一項是不正確的？（）A.劑量限值是為了防止確定性效應(yīng)和隨機性效應(yīng)的發(fā)生而設(shè)定的B.只要在劑量限值以內(nèi)，輻射照射就不會對健康造成任何損害C.不同類型的輻射，其劑量限值可能不同D.劑量限值應(yīng)根據(jù)科學(xué)研究和實踐經(jīng)驗不斷修訂和完善14、核反應(yīng)堆的安全殼是防止放射性物質(zhì)泄漏的最后一道屏障。某安全殼的設(shè)計壓力為0.5MPa，內(nèi)直徑為50m，若安全殼的壁厚為1m，材料的許用應(yīng)力為200MPa，計算安全殼所能承受的最大內(nèi)壓：（）A.0.6MPaB.0.7MPaC.0.8MPaD.0.9MPa15、在核科學(xué)實驗中，數(shù)據(jù)處理和誤差分析是重要環(huán)節(jié)。假設(shè)一組實驗數(shù)據(jù)存在系統(tǒng)誤差和隨機誤差，已知誤差的來源和大小。通過何種方法可以有效地減小誤差對實驗結(jié)果的影響？（）A.多次測量取平均值B.采用更精確的測量儀器C.改進(jìn)實驗方法D.以上方法綜合使用16、在核輻射防護(hù)中，個人劑量監(jiān)測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人劑量計，以下關(guān)于劑量計使用和解讀的描述，哪一項是不正確的？（）A.個人劑量計可以實時顯示接受到的輻射劑量B.定期將劑量計送檢，讀取和分析累積劑量C.根據(jù)劑量監(jiān)測結(jié)果，評估工作人員的受照情況，并采取相應(yīng)防護(hù)措施D.不同類型的個人劑量計適用于不同的輻射場和能量范圍17、在核輻射劑量學(xué)中，準(zhǔn)確測量輻射劑量對于評估輻射危害和防護(hù)措施的有效性至關(guān)重要。已知一種輻射場的類型和能量分布，若要選擇合適的劑量計，還需要考慮以下哪個因素？（）A.劑量計的測量范圍B.劑量計的響應(yīng)時間C.劑量計的使用環(huán)境D.以上都是18、核輻射探測技術(shù)在核科學(xué)領(lǐng)域中具有重要地位。假設(shè)我們要對一個核設(shè)施周圍的環(huán)境進(jìn)行輻射監(jiān)測，使用了多種探測器（如蓋革計數(shù)器、閃爍探測器）。那么，蓋革計數(shù)器的工作原理是什么？閃爍探測器在探測不同類型輻射（如α、β、γ射線）時的性能特點有哪些？如何根據(jù)監(jiān)測需求選擇合適的探測器和測量方法？同時，在數(shù)據(jù)處理和誤差分析方面需要注意哪些問題？（）A.基于氣體電離，閃爍探測器對γ射線靈敏，綜合考慮輻射類型和強度，注意統(tǒng)計漲落B.依靠光電轉(zhuǎn)換，蓋革計數(shù)器對α射線有效，依據(jù)測量精度要求，避免系統(tǒng)誤差C.利用電子倍增，閃爍探測器分辨率高，根據(jù)場地條件和預(yù)算，減小偶然誤差D.以上均不正確19、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，不會對正常組織造成損傷D.在進(jìn)行核醫(yī)學(xué)檢查和治療時，患者所接受的輻射劑量是嚴(yán)格控制在安全范圍內(nèi)的20、核技術(shù)在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域有廣泛的應(yīng)用。關(guān)于輻射誘變育種，以下哪項說法是不正確的？（）A.輻射誘變育種利用射線照射農(nóng)作物種子或植株，誘發(fā)基因突變，創(chuàng)造新的遺傳變異B.經(jīng)過輻射誘變處理的種子或植株，其后代可能會出現(xiàn)優(yōu)良的性狀，如高產(chǎn)、抗病等C.輻射誘變育種具有隨機性和不確定性，需要進(jìn)行大量的篩選和培育工作D.輻射誘變育種會產(chǎn)生嚴(yán)重的環(huán)境污染和生態(tài)破壞，因此應(yīng)謹(jǐn)慎使用21、核輻射防護(hù)是保障人員安全的重要措施。關(guān)于外照射防護(hù)的方法，以下哪項是不正確的？（）A.增加與輻射源的距離，可以顯著降低受照劑量，遵循距離平方反比定律B.縮短受照時間，減少在輻射場中的停留，可以有效減少輻射危害C.在輻射源和人員之間設(shè)置屏蔽物，如鉛板、混凝土等，可以阻擋輻射D.外照射防護(hù)主要依靠穿戴防護(hù)服，防護(hù)服的防護(hù)效果與材料厚度成正比22、在核科學(xué)實驗中，數(shù)據(jù)處理和分析是得出科學(xué)結(jié)論的關(guān)鍵步驟。關(guān)于核實驗數(shù)據(jù)處理的方法和原則，以下說法錯誤的是：（）A.對實驗數(shù)據(jù)進(jìn)行篩選和校準(zhǔn)，去除異常值和誤差較大的數(shù)據(jù)B.運用統(tǒng)計學(xué)方法對數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，評估數(shù)據(jù)的可靠性和不確定性C.可以根據(jù)預(yù)期的結(jié)果對數(shù)據(jù)進(jìn)行適當(dāng)?shù)男薷暮驼{(diào)整，以符合理論模型D.數(shù)據(jù)處理和分析的結(jié)果應(yīng)能夠重復(fù)和驗證，具有科學(xué)性和客觀性23、在核醫(yī)學(xué)影像診斷中，正電子發(fā)射斷層掃描（PET）是一種先進(jìn)的技術(shù)。它利用放射性同位素標(biāo)記的化合物在體內(nèi)的分布來獲取生理和病理信息。與傳統(tǒng)的X射線成像相比，PET的主要優(yōu)勢在于：（）A.分辨率更高B.能反映功能代謝C.輻射劑量小D.檢查時間短24、核輻射的類型包括α射線、β射線和γ射線等。α射線由氦原子核組成，β射線是電子流，γ射線是高能電磁波。在這三種射線中，穿透能力最強的是（）A.α射線B.β射線C.γ射線D.三者穿透能力相同25、在核技術(shù)用于食品保鮮和消毒時，需要嚴(yán)格控制輻射劑量。假設(shè)我們使用電子束對食品進(jìn)行處理，那么電子束保鮮消毒的原理是什么？如何確保輻射處理后的食品在營養(yǎng)成分和安全性方面符合標(biāo)準(zhǔn)？不同食品對電子束輻射的耐受性有何差異？（）A.破壞微生物結(jié)構(gòu)，進(jìn)行檢測分析，因食品種類而異，遵循相關(guān)法規(guī)B.改變分子鍵合，加強質(zhì)量監(jiān)控，差異較大需研究，符合衛(wèi)生要求C.抑制酶的活性，依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)操作，差別較小可忽略，保障食品安全D.以上均不正確二、簡答題（本大題共4個小題，共20分)1、（本題5分）核科學(xué)與技術(shù)中的核燃料循環(huán)后端處理技術(shù)對于核廢物的管理和資源回收具有重要意義。請詳細(xì)論述后端處理技術(shù)如乏燃料后處理、放射性廢物固化和處置等的原理和方法。分析這些技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀和面臨的挑戰(zhàn)，如高放廢物的長期處置、放射性核素的分離和回收等。解釋如何通過技術(shù)創(chuàng)新和政策支持來推動后端處理技術(shù)的發(fā)展，實現(xiàn)核燃料循環(huán)的可持續(xù)發(fā)展。2、（本題5分）核技術(shù)在食品安全檢測中的應(yīng)用有助于保障公眾健康。詳細(xì)闡述核技術(shù)在食品中農(nóng)藥殘留、獸藥殘留、重金屬檢測等方面的原理和方法，如放射性免疫分析、中子活化分析等。分析核技術(shù)在食品安全檢測中的靈敏度、特異性和準(zhǔn)確性，以及如何與其他檢測技術(shù)相結(jié)合提高檢測效果。討論核技術(shù)在食品安全監(jiān)管中的應(yīng)用策略和法規(guī)要求，并結(jié)合實際的食品安全檢測案例說明核技術(shù)的重要性和應(yīng)用價值。3、（本題5分）核反應(yīng)堆的事故分析和應(yīng)急響應(yīng)是保障核安全的重要環(huán)節(jié)。請詳細(xì)論述可能導(dǎo)致核反應(yīng)堆事故的原因和機制，如反應(yīng)性失控、冷卻劑喪失、堆芯熔化等。分析事故情況下的放射性物質(zhì)釋放途徑和后果，探討核應(yīng)急響應(yīng)的策略和措施，包括應(yīng)急計劃制定、人員疏散、輻射監(jiān)測等，同時強調(diào)公眾溝通和信息透明在核應(yīng)急中的重要性。4、（本題5分）闡述核反應(yīng)堆的事故分析方法和主要的事故類型，如失水事故、反應(yīng)性引入事故等。分析事故發(fā)生的原因、發(fā)展過程和可能的后果，以及如何通過預(yù)防措施、應(yīng)急響應(yīng)和安全文化建設(shè)來降低事故風(fēng)險。三、計算題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）某核反應(yīng)堆的控制棒由硼-10制成，控制棒的直徑為2cm，長度為200cm。硼-10的微觀吸收截面為3800barn。當(dāng)控制棒全部插入堆芯時，計算控制棒對中子的吸收速率，已知堆芯內(nèi)中子通量為1×101?n/(cm2·s)。2、（本題5分）一個核反應(yīng)堆的反射層由石墨組成，厚度為50cm。熱中子在石墨中的擴(kuò)散系數(shù)為0.8cm，宏觀吸收截面為0.003cm^-1。計算熱中子在反射層中的擴(kuò)散長度和逃脫共振幾率。3、（本題5分）一個研究用的核反應(yīng)堆，堆芯體積為0.5m3，平均中子通量為5×10^12n/(cm2·s)。燃料為鈾-235，其裂變截面為580barn。計算堆芯內(nèi)每秒發(fā)生的裂變反應(yīng)數(shù)以及燃料的消耗率。4、（本題5分）某核反應(yīng)堆的堆芯冷卻劑系統(tǒng)中，管道的直徑為50cm，流速為5m/s，冷卻劑的密度為1000kg/m3。計算管道內(nèi)冷卻劑的質(zhì)量流量，并分析管道的壓