陕西电子信息职业技术学院《核辐射探测实验》2023-2024学年第一学期期末试卷

学校________________班级____________姓名____________考场____________准考证号学校________________班级____________姓名____________考场____________准考证号…………密…………封…………线…………内…………不…………要…………答…………题…………第1页，共3页陕西电子信息职业技术学院《核辐射探测实验》

2023-2024学年第一学期期末试卷题号一二三四总分得分批阅人一、单选题（本大题共30个小题，每小题1分，共30分．在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的．）1、核科学中的核反应能释放巨大的能量。假设一个核聚变反应，以下关于能量释放和转化的描述，哪一项是不正确的？（）A.核聚变过程中，质量亏损转化为能量释放出来B.释放的能量可以通过热能、电能等形式加以利用C.核聚变反应的能量转化效率可以达到100%，没有任何能量损失D.能量释放的大小与参与反应的原子核的种类和数量有关2、核科学中的粒子加速器在基础研究和应用领域都发挥着重要作用。假设一个同步加速器正在运行，以下关于其工作原理和特点的描述，哪一项是不正确的？（）A.通过电磁场的作用使带电粒子加速到高能量B.同步加速器中的粒子轨道半径随着能量增加而增大C.可以产生高强度、高亮度的粒子束，用于各种实验D.同步加速器的建设和运行成本低，易于普及和推广3、在核反应堆物理计算中，中子扩散方程是重要的理论工具。假设在一个均匀的反应堆堆芯中，中子通量密度满足特定的扩散方程，边界条件为零通量边界。已知堆芯材料的扩散系数为1cm，吸收截面为0.1cm^(-1)，源项为10^(10)n/cm³·s。使用有限差分法求解该方程，网格尺寸为1厘米，计算堆芯中心的中子通量密度大约是多少？（）A.10^(12)n/cm²·sB.10^(13)n/cm²·sC.10^(14)n/cm²·sD.10^(15)n/cm²·s4、在核科学研究中，常常需要使用中子源。散裂中子源是一种新型的中子源，与传统的反应堆中子源相比，其优势在于？（）A.中子通量高B.脉冲时间短C.能谱宽D.以上都是5、在核电厂的选址过程中，需要综合考虑多种因素，如地质条件、水文条件、人口分布等。以下哪种地质条件最适合建设核电厂？（）A.稳定的基岩B.松软的沉积层C.活动断层附近D.以上都可以6、核技术在反恐和安检领域发挥着重要作用，如放射性物质检测和爆炸物检测。以下关于核技术在反恐和安检中的应用，说法错误的是：（）A.利用伽马射线或中子探测技术可以检测隐藏的放射性物质B.基于核分析方法可以识别爆炸物的成分和结构C.核技术在反恐和安检中的应用可能会对人员造成辐射伤害，应谨慎使用D.传统的安检方法完全可以替代核技术，核技术在这方面没有优势7、核技术在农业领域有广泛的应用。关于辐射诱变育种，以下哪项说法是不正确的？（）A.辐射诱变育种利用射线照射农作物种子或植株，诱发基因突变，创造新的遗传变异B.经过辐射诱变处理的种子或植株，其后代可能会出现优良的性状，如高产、抗病等C.辐射诱变育种具有随机性和不确定性，需要进行大量的筛选和培育工作D.辐射诱变育种会产生严重的环境污染和生态破坏，因此应谨慎使用8、核技术在环境保护方面也能发挥作用，例如放射性同位素示踪技术用于监测污染物的迁移。以下关于核技术在环境保护中的应用，说法错误的是：（）A.放射性同位素示踪技术可以准确追踪污染物在环境中的运动轨迹和分布情况B.利用辐射技术可以处理污水和废气，降解有害物质C.核技术在环境保护中的应用成本高、风险大，不如传统的环保技术有效D.在使用核技术进行环境保护时，需要严格控制辐射剂量，确保环境安全9、在核医学诊断中，单光子发射计算机断层成像（SPECT）和正电子发射断层成像（PET）都有应用。与SPECT相比，PET的分辨率（）A.更高B.更低C.相同D.取决于具体情况10、核反应堆的停堆过程同样需要谨慎操作。假设一个正在运行的反应堆需要紧急停堆，以下关于停堆方法和后续处理的描述，哪一项是不正确的？（）A.迅速插入控制棒，使反应堆快速进入次临界状态B.停堆后，需要继续监测堆芯的温度和压力，防止余热导致危险C.紧急停堆后，反应堆可以立即重新启动，恢复正常运行D.停堆过程中，要确保冷却剂系统正常运行，带走堆芯的余热11、在研究核反应的过程中，质能方程E=mc²具有重要的意义。已知一个核反应中，质量亏损了0.1克，计算释放的能量约为：（）A.9×10^11JB.9×10^12JC.9×10^13JD.9×10^14J12、核技术在工业无损检测中有着广泛的应用。例如，利用X射线或γ射线对金属部件进行探伤。已知一种金属部件内部存在微小裂纹，以下哪种射线的穿透力更强，更适合检测较厚部件的内部缺陷？（）A.X射线B.低能γ射线C.高能γ射线D.以上穿透力相同13、对于核聚变反应，实现可控核聚变是人类能源发展的重要目标之一。托卡马克装置是目前研究核聚变的重要实验装置。假设在某托卡马克装置中，等离子体的温度为10keV，密度为10^20m^-3，约束时间为1s，计算此时的聚变功率密度。A.10^10W/m^3B.10^11W/m^3C.10^12W/m^3D.10^13W/m^314、在核辐射防护中，个人防护用品起着重要的作用。常见的个人防护用品有防护服、防护手套、防护眼镜等。这些防护用品的防护性能主要取决于（）A.材料的厚度和密度B.材料的颜色和款式C.材料的价格和品牌D.材料的柔软度和舒适度15、在核反应堆的安全壳设计中，需要能够承受各种极端工况下的压力和温度。某安全壳采用了预应力混凝土结构，内部设置有钢衬里。在发生严重事故时，安全壳内部可能会产生高温高压气体。如果安全壳的设计压力为0.5MPa，内部温度达到200℃，那么对安全壳的材料强度和密封性会提出怎样的要求？（）A.材料需要具有更高的强度和耐热性，密封结构要可靠B.材料强度要求不变，加强密封结构即可C.降低对材料强度的要求，重点保证密封性D.只考虑温度影响，不考虑压力对材料和密封的要求16、在核反应堆的安全分析中，需要考虑各种可能的事故工况。例如，失去冷却剂事故是一种严重的情况。在这种事故下，为了防止堆芯熔化，需要采取紧急措施，其中包括（）A.立即启动备用冷却系统B.迅速关闭反应堆C.向堆芯注入大量的水D.以上都是17、核科学中的核素衰变规律遵循一定的数学模型。假设一种放射性核素的半衰期为10天，以下关于其衰变过程的描述，哪一项是不准确的？（）A.经过20天，该核素的剩余量为初始量的四分之一B.衰变过程中，放射性活度随时间呈指数下降C.无论初始量多少，经过一个半衰期，剩余量都减少一半D.只要知道初始活度和经过的时间，就可以精确计算出任何时刻的剩余活度，不受其他因素影响18、在核材料的研究中，了解材料在辐射环境下的性能变化至关重要。假设一种新型的核结构材料正在研发，需要评估其在长期辐射作用下的力学性能和微观结构变化。以下关于核材料辐射损伤的描述，哪一项是错误的？（）A.辐射会导致材料的硬度增加、韧性下降B.微观结构中会产生空位、位错等缺陷，影响材料的性能C.材料的抗腐蚀性能通常会因为辐射而得到改善D.辐射损伤的程度与辐射类型、剂量和材料本身的性质有关19、核燃料在反应堆中经过一段时间的反应后，其成分和性质会发生变化。某核燃料在反应堆中运行了180天，初始铀-235的含量为5%，经过反应后含量降为2%。假设反应速率均匀，计算平均每天铀-235的消耗百分比：（）A.0.017%B.0.019%C.0.021%D.0.023%20、在核医学中，放射性同位素被广泛应用于诊断和治疗疾病。例如，碘-131常用于治疗甲状腺疾病。使用放射性同位素进行治疗时，需要精确控制剂量，主要是为了（）A.避免对正常组织造成过度损伤B.提高治疗效果C.减少治疗成本D.简化治疗过程21、在核辐射监测中，需要建立完善的监测网络和数据处理系统。假设在一个核设施周边地区进行辐射监测，已知监测点的位置和测量仪器的精度，若要准确评估辐射对环境的影响，还需要考虑以下哪个因素？（）A.气象条件的变化B.当地的人口分布C.土壤和植被的类型D.以上都是22、核技术在考古学中的应用可以帮助确定文物的年代。例如，利用碳-14测年法，其依据是（）A.碳-14的半衰期恒定B.碳-14的含量在不同文物中相同C.碳-14容易检测D.碳-14不会发生衰变23、核科学中的粒子加速器是一种重要的研究工具。假设一个同步加速器正在运行，用于加速带电粒子到高能量。以下关于粒子加速器的原理和特点的描述，哪一项是错误的？（）A.利用电磁场对带电粒子施加作用力，使其不断加速B.同步加速器中的磁场强度随时间变化，以保持粒子的同步加速C.粒子加速器可以产生高能量、高强度的粒子束，用于基础研究和应用D.粒子加速器的建设和运行成本较低，技术难度不大24、在核聚变反应堆的概念设计中，磁约束和惯性约束是两种主要的途径。对于磁约束核聚变，以下哪种磁场位形在实现高温等离子体的约束方面具有潜在优势？（）A.托卡马克B.仿星器C.磁镜D.以上都有可能25、核技术在工业领域有广泛的应用，如无损检测、辐射加工等。在无损检测中，利用γ射线检测金属部件内部的缺陷，其依据是（）A.γ射线的穿透能力和不同物质对γ射线的吸收差异B.γ射线的电离作用C.γ射线的荧光效应D.γ射线的化学效应26、核辐射在材料改性方面具有一定的应用。假设使用γ射线对高分子材料进行辐照改性，已知辐照剂量和材料的初始性能。辐照后，材料的物理和化学性能可能会发生怎样的变化？（）A.分子量增加B.交联度提高C.结晶度改变D.以上都有可能27、核反应堆的热工水力分析是确保反应堆安全运行的重要手段。热工水力分析需要考虑冷却剂的流动、传热和相变等过程。在冷却剂发生沸腾相变时，会对传热产生显著影响，其主要表现为（）A.传热系数增大B.传热系数减小C.传热面积增加D.传热温差减小28、在核反应堆中，控制棒是用于控制反应性的重要部件。已知某压水堆的反应性需要降低，控制棒材料为银-铟-镉合金。控制棒插入堆芯的速度为每秒10厘米，初始反应性为0.01。假设控制棒完全插入后能使反应性降低0.005，经过5秒钟后，此时的反应性大约为：（）A.0.005B.0.0025C.0.001D.0.000529、在核燃料后处理中，需要从乏燃料中分离出有用的核素，如铀和钚。常用的化学分离方法有PUREX流程等。以下关于PUREX流程的描述，哪一项是正确的？（）A.工艺流程简单B.回收率高C.产生的废物少D.以上都是30、在核科学研究中，蒙特卡罗方法常用于模拟粒子输运过程。假设要模拟中子在复杂介质中的散射和吸收，若要提高模拟结果的准确性，还需要考虑以下哪个因素？（）A.随机数的质量B.模拟的粒子数量C.物理模型的准确性D.以上都是二、论述题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）核技术在工业无损检测中的应用不断发展，如超声检测、射线检测、涡流检测等。请深入论述这些无损检测技术的原理、特点和适用范围，分析检测结果的评估方法和可靠性。探讨如何结合多种无损检测技术，提高对复杂工业结构和材料的检测能力。2、（本题5分）论述核技术在食品辐照加工中的质量控制和法规标准。解释食品辐照的原理和作用（如杀菌、杀虫、延长保质期），分析辐照剂量的选择和控制对食品品质和安全性的影响。探讨食品辐照加工过程中的质量检测方法和相关法规标准的制定和执行。研究如何加强公众对食品辐照的认知和接受度。3、（本题5分）深入论述核辐射的种类（α射线、β射线、γ射线等）及其特性，包括它们的穿透能力、电离能力以及对物质的作用机制。探讨核辐射在医学、工业和科研等领域的应用，同时分析辐射防护的重要性以及相应的防护措施和标准。4、（本题5分）详细论述核科学技术在医疗影像设备研发中的应用，如正电子发射断层扫描（PET）、单光子发射计算机断层扫描（SPECT）等。分析这些设备的成像原理、技术优势和临床应用，探讨如何提高医疗影像设备的分辨率、灵敏度和特异性。5、（本题5分）详细论述核科学技术在先进核燃料循环中的新概念和新技术，如钍基燃料循环、快堆闭式燃料循环。分析这些新概念和新技术的优势和可行性，探讨如何突破技术瓶颈实现核燃料循环的高效和可持续发展。三、简答题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）核辐射探测是核科学研究和应用的重要手段。深入论述核辐射探测的基本原理和方法，包括电离室、闪烁探测器、半导体探测器等常见探测器的工作机制。分析影响核辐射探测精度和效率的因素，如探测器性能、辐射能量和类型等。探讨核辐射探测在医学、工业、环境监测等领域的具体应用，并举例说明其在解决实际问题中的关键作用。2、（本题5分）详细分析核科学与技术中的核电厂的放射性废物最小化策略，包括废物产生源头的控制、处理工艺的优化、再利用和回收等措施。解释放射性废物最小化对环境和经济的意义。分析实现放射性废物最小化的技术和管理挑战，举例说明在核电厂运行中的实践成果。3、（本题5分）详细分析核科学与技术中的核反应堆的非能动安全系统，包括非能动余热排出系统、非能动