云南藝術(shù)學(xué)院《核輻射探測(cè)實(shí)驗(yàn)（Ⅰ）》2023-2024學(xué)年第二學(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…………內(nèi)…………不…………要…………答…………題…………第1頁(yè)，共3頁(yè)云南藝術(shù)學(xué)院《核輻射探測(cè)實(shí)驗(yàn)（Ⅰ）》

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、對(duì)于核反應(yīng)堆的控制，控制棒的作用至關(guān)重要。已知反應(yīng)堆的功率變化需求和反應(yīng)性變化情況，若要通過(guò)控制棒的動(dòng)作實(shí)現(xiàn)精確控制，還需要考慮以下哪個(gè)因素？（）A.控制棒的材料特性B.控制棒的插入速度C.堆芯的功率分布D.以上都是2、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(gè)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(xiàng)是不正確的？（）A.輻射防護(hù)標(biāo)準(zhǔn)和法規(guī)通常由國(guó)家相關(guān)部門(mén)制定，并根據(jù)科學(xué)研究和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)不斷更新B.不同國(guó)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(jué)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(huì)受到相應(yīng)的法律制裁，以確保其嚴(yán)格執(zhí)行3、核醫(yī)學(xué)是核技術(shù)在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用。在放射性藥物的研發(fā)中，需要考慮藥物的放射性半衰期、生物分布和靶向性等因素。假設(shè)一種用于腫瘤診斷的放射性藥物，其放射性半衰期較短，以下哪種給藥方式更為合適？（）A.口服B.靜脈注射C.肌肉注射D.皮下注射4、在核科學(xué)研究中，加速器驅(qū)動(dòng)次臨界系統(tǒng)（ADS）是一個(gè)重要的研究方向。ADS的主要特點(diǎn)是（）A.可以實(shí)現(xiàn)核廢料的嬗變B.運(yùn)行功率高C.建設(shè)成本低D.技術(shù)成熟，易于推廣5、核技術(shù)在工業(yè)生產(chǎn)中的在線檢測(cè)方面有應(yīng)用，如利用射線檢測(cè)管道內(nèi)的流體流動(dòng)情況。這種在線檢測(cè)方法的優(yōu)點(diǎn)包括非接觸測(cè)量、實(shí)時(shí)性好等。但同時(shí)也存在一些限制，例如：（）A.對(duì)復(fù)雜流態(tài)測(cè)量不準(zhǔn)確B.輻射安全問(wèn)題C.設(shè)備成本高D.以上都是6、核輻射的生物效應(yīng)不僅與輻射劑量有關(guān)，還與輻射的品質(zhì)有關(guān)。高傳能線密度輻射比低傳能線密度輻射對(duì)生物體的損傷更大。以下哪種輻射屬于高傳能線密度輻射：（）A.γ射線B.X射線C.阿爾法射線D.貝塔射線7、核反應(yīng)堆的反應(yīng)性控制方式有多種。某研究堆采用控制棒來(lái)調(diào)節(jié)反應(yīng)性，控制棒材料為銀-銦-鎘合金。當(dāng)控制棒完全插入堆芯時(shí)，能夠引入的負(fù)反應(yīng)性為0.05。若要使反應(yīng)堆停堆，至少需要插入多少根這樣的控制棒？（假設(shè)每根控制棒引入的反應(yīng)性相同，且反應(yīng)堆的初始反應(yīng)性為0.1）（）A.2根B.3根C.4根D.5根8、核科學(xué)中的粒子加速器是產(chǎn)生高能粒子的重要設(shè)備。同步加速器和直線加速器是常見(jiàn)的兩種類型。同步加速器的主要特點(diǎn)是？（）A.結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單B.能量提升快C.可以實(shí)現(xiàn)連續(xù)加速D.占用空間小9、核科學(xué)中的中子活化分析是一種靈敏的元素分析方法。某樣品經(jīng)過(guò)中子照射后，產(chǎn)生了一種放射性核素，其半衰期為5天，照射結(jié)束時(shí)的放射性活度為1000Bq。經(jīng)過(guò)15天后，該放射性核素的活度大約變?yōu)槎嗌伲浚ǎ〢.125BqB.250BqC.500BqD.750Bq10、核技術(shù)在食品輻照保鮮方面有應(yīng)用。某食品經(jīng)過(guò)一定劑量的輻照處理，可以殺滅細(xì)菌和寄生蟲(chóng)，延長(zhǎng)保質(zhì)期。但輻照劑量過(guò)高可能會(huì)影響食品的品質(zhì)和營(yíng)養(yǎng)成分。已知一種食品的最大耐受輻照劑量為10kGy，為了達(dá)到保鮮效果同時(shí)保證食品質(zhì)量，輻照劑量應(yīng)該選擇在什么范圍？（）A.1-3kGyB.3-5kGyC.5-8kGyD.8-10kGy11、在核輻射防護(hù)中，需要了解輻射劑量的概念和計(jì)算方法。假設(shè)一個(gè)工作人員在核設(shè)施中工作，受到了多種輻射源的照射。那么輻射劑量的單位有哪些（如希沃特、戈瑞）？如何準(zhǔn)確測(cè)量和評(píng)估工作人員所接受的輻射劑量？為了將輻射劑量控制在安全范圍內(nèi)，需要采取哪些防護(hù)措施（如時(shí)間防護(hù)、距離防護(hù)、屏蔽防護(hù)）？（）A.單位明確，使用專業(yè)儀器測(cè)量，綜合多種防護(hù)手段，定期體檢B.計(jì)算復(fù)雜，依靠經(jīng)驗(yàn)估算，側(cè)重單一防護(hù)方法，加強(qiáng)培訓(xùn)C.概念清晰，通過(guò)模擬計(jì)算劑量，注重屏蔽防護(hù)，做好記錄D.以上均不正確12、核技術(shù)在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用包括輻射育種、食品輻照保鮮等。輻射育種通過(guò)誘發(fā)植物基因突變來(lái)選育優(yōu)良品種。在輻射育種過(guò)程中，選擇合適的輻射劑量至關(guān)重要。如果輻射劑量過(guò)低，可能會(huì)：（）A.無(wú)法產(chǎn)生變異B.產(chǎn)生過(guò)多有害變異C.變異效果不明顯D.導(dǎo)致植株死亡13、核科學(xué)中的輻射防護(hù)標(biāo)準(zhǔn)是為了保護(hù)人員和環(huán)境免受過(guò)量輻射的危害而制定的。這些標(biāo)準(zhǔn)通常基于輻射的隨機(jī)性效應(yīng)和確定性效應(yīng)。隨機(jī)性效應(yīng)的特點(diǎn)是：（）A.有閾值B.無(wú)閾值C.效應(yīng)嚴(yán)重D.與劑量無(wú)關(guān)14、核反應(yīng)堆控制是確保反應(yīng)堆安全穩(wěn)定運(yùn)行的重要手段。假設(shè)一個(gè)研究堆，通過(guò)控制棒來(lái)調(diào)節(jié)反應(yīng)性。已知控制棒的材料和插入深度，如果要快速降低反應(yīng)堆的功率，應(yīng)該如何操作控制棒？（）A.快速插入控制棒B.緩慢插入控制棒C.快速抽出控制棒D.緩慢抽出控制棒15、核科學(xué)中的輻射防護(hù)原則包括時(shí)間防護(hù)、距離防護(hù)和屏蔽防護(hù)。在操作放射性物質(zhì)時(shí)，如果無(wú)法縮短操作時(shí)間和增大距離，應(yīng)優(yōu)先采取哪種防護(hù)措施？（）A.時(shí)間防護(hù)B.距離防護(hù)C.屏蔽防護(hù)D.以上都不采取16、在核反應(yīng)堆的冷卻劑選擇上，需要綜合考慮多種因素。以下關(guān)于常見(jiàn)冷卻劑的特點(diǎn)和應(yīng)用，說(shuō)法不正確的是：（）A.水作為冷卻劑具有比熱容大、導(dǎo)熱性能好、價(jià)格低廉等優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于輕水反應(yīng)堆B.氦氣作為冷卻劑化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，不與反應(yīng)堆材料發(fā)生反應(yīng)，但導(dǎo)熱性能相對(duì)較差C.液態(tài)金屬如鈉、鉀等具有良好的導(dǎo)熱性能，但它們與水接觸會(huì)發(fā)生劇烈反應(yīng)，使用時(shí)需要特殊的防護(hù)措施D.冷卻劑的選擇只需要考慮其導(dǎo)熱性能，其他因素如化學(xué)穩(wěn)定性、價(jià)格等可以忽略不計(jì)17、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)18、核技術(shù)在考古學(xué)中的應(yīng)用可以幫助確定文物的年代和來(lái)源。例如，利用碳-14測(cè)年法。已知文物的材質(zhì)和保存狀況，若要獲得準(zhǔn)確的測(cè)年結(jié)果，還需要考慮以下哪個(gè)因素？（）A.樣品的污染情況B.測(cè)量?jī)x器的校準(zhǔn)C.環(huán)境本底輻射的影響D.以上都是19、在核反應(yīng)堆物理中，中子的行為和反應(yīng)是核心研究?jī)?nèi)容之一。假設(shè)我們有一個(gè)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(shí)，會(huì)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(shí)，微觀截面增大。如果一個(gè)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(huì)如何變化？（）A.增大B.減小C.不變D.先增大后減小20、在核輻射探測(cè)中，探測(cè)器的類型和性能直接影響測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確性。假設(shè)需要測(cè)量一個(gè)強(qiáng)輻射場(chǎng)中的γ射線，以下關(guān)于探測(cè)器選擇的考慮，哪一項(xiàng)是不正確的？（）A.閃爍探測(cè)器對(duì)γ射線有較高的探測(cè)效率，但能量分辨率相對(duì)較低B.半導(dǎo)體探測(cè)器能量分辨率高，但在強(qiáng)輻射場(chǎng)中容易受損C.氣體探測(cè)器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但對(duì)γ射線的探測(cè)靈敏度較低D.任何一種探測(cè)器都能在各種輻射環(huán)境中準(zhǔn)確測(cè)量γ射線，無(wú)需考慮具體條件21、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)22、在核反應(yīng)堆熱工水力分析中，冷卻劑的流動(dòng)和傳熱特性對(duì)反應(yīng)堆的安全運(yùn)行有重要意義。假設(shè)一個(gè)沸水堆在運(yùn)行過(guò)程中，冷卻劑的沸騰和兩相流現(xiàn)象會(huì)對(duì)傳熱產(chǎn)生影響。以下關(guān)于冷卻劑流動(dòng)和傳熱的描述，哪一項(xiàng)是不準(zhǔn)確的？（）A.冷卻劑的流速和流量分布不均勻可能導(dǎo)致局部過(guò)熱B.沸騰傳熱系數(shù)隨著熱流密度的增加而單調(diào)增加C.兩相流中的空隙率分布對(duì)傳熱和壓降有顯著影響D.合理的冷卻劑通道設(shè)計(jì)可以改善傳熱性能，降低流動(dòng)阻力23、核廢物的處理和處置是核科學(xué)中的重要問(wèn)題。假設(shè)我們面臨一批放射性水平不同的核廢物，包括低放廢物、中放廢物和高放廢物。那么不同放射性水平的廢物分別適合采用哪些處理方法（如壓縮、固化、深埋）？核廢物處置庫(kù)的選址需要考慮哪些因素（如地質(zhì)條件、水文條件、人口密度）？如何確保核廢物在長(zhǎng)期儲(chǔ)存過(guò)程中的安全性和可追溯性？（）A.低放壓縮，中放固化，高放深埋，綜合考慮多因素，建立監(jiān)測(cè)和管理體系B.低放固化，中放深埋，高放特殊處理，注重地質(zhì)穩(wěn)定性，采用先進(jìn)追蹤技術(shù)C.低放深埋，中放壓縮，高放封存，分析水文特征，加強(qiáng)監(jiān)管和應(yīng)急響應(yīng)D.以上均不正確24、核輻射的生物效應(yīng)包括確定性效應(yīng)和隨機(jī)性效應(yīng)。確定性效應(yīng)的嚴(yán)重程度與輻射劑量的關(guān)系是？（）A.無(wú)閾值，線性關(guān)系B.有閾值，非線性關(guān)系C.無(wú)閾值，非線性關(guān)系D.有閾值，線性關(guān)系25、在核輻射劑量學(xué)中，當(dāng)量劑量是一個(gè)重要的概念。已知某輻射場(chǎng)中，γ射線的吸收劑量為2Gy，輻射權(quán)重因子為1。中子的吸收劑量為1Gy，輻射權(quán)重因子為5。計(jì)算該輻射場(chǎng)的當(dāng)量劑量。A.2SvB.5SvC.7SvD.10Sv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)在醫(yī)學(xué)影像診斷中有著廣泛的應(yīng)用，如正電子發(fā)射斷層掃描（PET）、單光子發(fā)射計(jì)算機(jī)斷層掃描（SPECT）等。請(qǐng)?jiān)敿?xì)論述這些技術(shù)的原理和特點(diǎn)，分析其在疾病診斷中的優(yōu)勢(shì)和局限性。探討如何提高醫(yī)學(xué)核影像的分辨率和準(zhǔn)確性，以及如何降低患者接受的輻射劑量。2、（本題5分）全面論述核技術(shù)在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用，如放射性診斷（X射線、CT、PET等）、放射性治療（放療）、核素治療等。分析這些技術(shù)的原理和優(yōu)勢(shì)，以及在疾病診斷和治療中的效果。解釋核醫(yī)學(xué)技術(shù)在提高醫(yī)療水平和患者生活質(zhì)量方面的作用，舉例說(shuō)明核醫(yī)學(xué)在腫瘤治療、心血管疾病診斷中的應(yīng)用。3、（本題5分）闡述核醫(yī)學(xué)中放射性同位素的應(yīng)用，如診斷（如PET掃描、甲狀腺顯像等）和治療（如放射性碘治療甲狀腺癌、放射性粒子植入治療腫瘤等）方面。分析選擇不同放射性同位素的依據(jù)、它們?cè)隗w內(nèi)的分布和代謝規(guī)律，以及在應(yīng)用過(guò)程中需要注意的輻射防護(hù)和安全問(wèn)題。4、（本題5分）在核科學(xué)研究中，核結(jié)構(gòu)和核反應(yīng)理論是重要的基礎(chǔ)學(xué)科。請(qǐng)深入論述核結(jié)構(gòu)的基本模型（如殼模型、集體模型等）和核反應(yīng)的基本理論（如光學(xué)模型、復(fù)合核模型等），分析其在解釋核現(xiàn)象和預(yù)測(cè)核性質(zhì)方面的應(yīng)用。探討核結(jié)構(gòu)和核反應(yīng)理論的最新研究進(jìn)展和未解決的問(wèn)題。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)堆的冷卻劑系統(tǒng)中，冷卻劑的流量為8000kg/s，入口溫度為280°C，出口溫度為320°C。堆芯的熱功率為1500MW，冷卻劑的比熱容為5000J/(kg·K)。計(jì)算冷卻劑在堆芯內(nèi)吸收的熱量，以及冷卻劑的溫升是否滿足設(shè)計(jì)要求。同時(shí)，分析冷卻劑在管道中的流動(dòng)阻力，假設(shè)管道的摩擦系數(shù)為0.02，管道長(zhǎng)度為50m，內(nèi)徑為0.5m。2、（本題5分）某快中子增殖反應(yīng)堆，燃料為鈾-238和钚-239的混合物，其中钚-239的含量為30%。堆芯內(nèi)快中子的平均能量為1.5MeV，鈾-238的俘獲截面為2.7×10^-24cm2，钚-239的裂變截面為3.2×10^-24cm2。已知堆芯內(nèi)快中子的通量密度為8.0×10^14n/(cm2·s)，計(jì)算燃料的宏觀俘獲截面和裂變率。3、（本題5分）某核反應(yīng)堆的堆芯采用正方形柵格排列的燃料元件，柵格間距為20mm，燃料元件為圓柱形，直徑為15mm。堆芯的邊長(zhǎng)為2m，燃料的富集度為3.2%，平均熱中子通量為1.6×10^14n/(cm2·s)，燃料的密度為10.2g/cm3。計(jì)算堆芯內(nèi)燃料元件的數(shù)量，以及單位時(shí)間內(nèi)堆芯的裂變能產(chǎn)生速率。同時(shí)，分析燃料元件之間的中子相互作用，假設(shè)中子在燃料元件內(nèi)的擴(kuò)散長(zhǎng)度為2cm。4、（本題5分）某研究用的小型游泳池式反應(yīng)堆，堆芯由均勻分布的燃料元件組成，堆芯體積為2m3，燃料元件的平均核子密度為10^28個(gè)/m3，熱中子利用系數(shù)為0.85，逃脫共振俘獲概率為0.88，快中子增殖因數(shù)為1.03。計(jì)算該反應(yīng)堆的無(wú)限增殖因數(shù)，并分析如何通過(guò)調(diào)整堆芯參數(shù)來(lái)提高反應(yīng)堆的安全性和經(jīng)濟(jì)性。5、（本題5分）某核反應(yīng)堆的堆芯燃料采用球狀顆粒，直徑為1mm，燃料的密度為10g/cm3。已知堆芯功率為600MW，燃料的比功率為30W/g，計(jì)算堆芯內(nèi)燃料顆粒的總數(shù)。四、論述題（本大題共3個(gè)小題，共30分)1、（本題10分）全面論述核科學(xué)與技術(shù)在核數(shù)據(jù)測(cè)量與評(píng)價(jià)中的重要性和方法，包括核反應(yīng)截面測(cè)量、能譜分析和核數(shù)據(jù)的