西南财经大学天府学院《核辐射探测实验（Ⅱ）》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页西南财经大学天府学院《核辐射探测实验（Ⅱ）》

2023-2024学年第一学期期末试卷题号一二三四总分得分一、单选题（本大题共15个小题，每小题2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、核反应堆的安全系统对于防止核事故至关重要。在压水堆中，设置了多重安全屏障，包括燃料包壳、一回路压力边界、安全壳等。当发生一回路管道破裂的事故时，以下哪个安全屏障首先发挥作用？（）A.燃料包壳B.一回路压力边界C.安全壳D.以上同时发挥作用2、在核电厂的运行过程中，需要对设备进行定期维护和检测。对于关键设备，通常采用无损检测技术。以下哪种无损检测技术可以检测出设备内部的微小缺陷？（）A.超声波检测B.磁粉检测C.渗透检测D.以上都可以3、核辐射探测技术在核科学领域有着广泛的应用。某实验室使用盖革计数器来测量放射性强度，已知其探测效率为20%，测量时间为10分钟，计数为5000次。若放射性源的衰变常数为0.01s^(-1)，且在测量过程中源的活度不变，那么该放射性源的初始活度大约是多少？（）A.1.25×10^(5)BqB.2.5×10^(5)BqC.5×10^(5)BqD.1×10^(6)Bq4、核辐射探测器在核科学研究和应用中起着关键作用。一种盖革计数器用于测量放射性强度，已知其计数效率为10%，在一定时间内检测到的计数为5000。若实际放射性粒子的发射率不变，将计数效率提高到20%，相同时间内的计数大约为：（）A.10000B.8000C.7000D.60005、在核材料的检测和分析中，常常使用质谱仪来测量同位素的丰度。某质谱仪能够分辨质量相差0.1原子质量单位的同位素。对于铀-235和铀-238两种同位素，其质量分别约为235和238原子质量单位。使用该质谱仪能否有效区分这两种同位素？（）A.能，清晰区分B.能，较难区分C.不能，无法分辨D.不确定，取决于其他因素6、在核安全文化建设中，人员的素质和意识起着重要作用。以下关于核安全文化的内涵和要求，说法错误的是：（）A.核安全文化强调每个人都对核安全负有责任，从管理层到一线工作人员都要树立安全意识B.建立完善的安全管理制度、培训体系和应急响应机制是核安全文化的重要组成部分C.只要遵守相关法规和操作规程，就能够确保核设施的安全运行，不需要培养安全文化D.核安全文化要求持续学习和改进，不断提高核安全水平7、核废物处理与处置是核工业发展面临的重要问题。对于高放废物的处理方法，以下哪项是不准确的？（）A.深地质处置是将高放废物埋在地下数百米甚至上千米的稳定地质层中B.玻璃固化是将高放废物与玻璃形成稳定的固体，降低放射性物质的迁移性C.高放废物可以经过简单处理后直接排放到环境中，因为其放射性会迅速衰减D.高放废物的处理需要经过严格的安全评估和监管，确保对环境和人类的影响最小化8、在核科学研究中，经常使用中子活化分析技术来确定样品中的元素成分和含量。已知样品的性质和中子源的特性，若要提高分析的精度，还需要优化以下哪个环节？（）A.样品的制备方法B.测量仪器的分辨率C.数据分析算法D.以上都是9、在核辐射防护中，距离防护是一种有效的手段。假设某辐射源的辐射强度为1000Sv/h，距离辐射源1m处的剂量率为100Sv/h。当距离增加到2m时，剂量率约为多少？（）A.25Sv/hB.50Sv/hC.75Sv/hD.100Sv/h10、在核反应堆的热工设计中，需要考虑燃料元件的传热性能。假设一种新型燃料元件的热导率较高，已知反应堆的运行功率和冷却剂条件。使用这种新型燃料元件对反应堆的运行会产生哪些好处？（）A.降低燃料温度B.提高反应堆功率C.减少冷却剂流量D.以上都是11、在核辐射剂量学中，当量剂量是一个重要的概念。已知某辐射场中，γ射线的吸收剂量为2Gy，辐射权重因子为1。中子的吸收剂量为1Gy，辐射权重因子为5。计算该辐射场的当量剂量。A.2SvB.5SvC.7SvD.10Sv12、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13、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14、在核科学的发展历程中，有许多重要的实验和发现。关于核科学史上的重大事件，以下说法错误的是：（）A.卢瑟福的α粒子散射实验揭示了原子的核式结构B.费米领导的芝加哥一号反应堆实现了可控核裂变，开启了核能利用的新时代C.查德威克发现中子，为理解原子核的结构和核反应提供了重要基础D.核科学的发展一直一帆风顺，没有遇到过任何挫折和挑战15、核辐射防护的原则包括时间、距离和屏蔽。假设在一个辐射工作场所，以下关于辐射防护措施的理解，哪一项是不正确的？（）A.减少在辐射场中的停留时间，可以降低接受的辐射剂量B.增加与辐射源的距离，辐射剂量会以平方反比的规律迅速减少C.选择合适的屏蔽材料和厚度，可以有效阻挡辐射D.只要距离辐射源足够远，就无需采取其他防护措施二、简答题（本大题共3个小题，共15分)1、（本题5分）核技术在航天领域有独特的应用价值。请详细阐述核技术在航天器能源供应（如放射性同位素电池）、推进系统（如核热推进）和太空辐射防护中的原理和应用。分析核技术在航天应用中的技术难点和解决方案，以及相关的安全和监管要求。探讨核技术在未来深空探索中的潜力和发展趋势，并通过航天任务中的核技术应用实例说明其优势和挑战。2、（本题5分）核反应堆的材料辐照损伤是影响反应堆长期运行的重要因素。请详细阐述材料在辐照环境下的微观结构变化和性能退化机制，如硬化、脆化、肿胀等。分析不同材料（如金属、陶瓷、复合材料）的辐照耐受性和改进方法，探讨在反应堆设计中如何选择和优化材料以减少辐照损伤的影响。3、（本题5分）核技术在环境保护领域的应用逐渐受到关注。请全面阐述核技术在环境监测、污染物处理和生态修复等方面的应用潜力和实例。分析这些应用的技术优势和局限性。探讨如何推动核技术在环境保护中的更广泛应用，同时降低其可能带来的环境风险。三、论述题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）详细论述核科学中的同步辐射技术及其在多学科研究中的应用，包括同步辐射光源的原理、特性和在物理、化学、生物等领域的研究实例。分析同步辐射技术的发展趋势和对前沿科学研究的推动作用，探讨如何加强同步辐射设施的建设和利用。2、（本题5分）全面论述核反应堆燃料元件的设计和制造要求。分析燃料元件的结构形式（如柱状、板状等）对反应堆性能的影响，燃料芯块的材料选择和制备工艺，以及包壳材料的特性和功能。探讨在反应堆运行过程中，燃料元件的性能变化和可能出现的问题，如燃料肿胀、包壳破裂等。3、（本题5分）全面论述核聚变的原理和实现条件，比较核聚变与核裂变在能源利用方面的优缺点。探讨当前核聚变研究的主要技术路线（如磁约束核聚变、惯性约束核聚变），分析其面临的技术难题以及可能的解决方案，并展望核聚变作为未来能源的前景。4、（本题5分）详细论述核科学中的核反应截面测量技术和方法，包括直接测量法、间接测量法和理论计算方法。分析核反应截面数据在核工程、核天体物理等领域的重要性，探讨如何提高核反应截面测量的精度和拓展测量的能区。5、（本题5分）论述核反应堆中的安全壳系统的功能和设计要求。解释安全壳在防止放射性物质泄漏、承受事故压力和温度、包容堆芯熔融物等方面的关键作用。分析安全壳的结构形式（如预应力混凝土、钢结构）、通风和过滤系统的设计。探讨如何通过实验和数值模拟来验证安全壳的性能，确保在严重事故情况下的有效性。四、计算题（本大题共3个小题，共30分)1、（本题10分）某核材料检测实验室，使用中子活化分析方法检测样品中的元素含量。样品受到中子辐照后，产生的放射性核素的半衰期为5小时。辐照结束后经过10小时进行测量，计数率为1000counts/s。计算样品中该元素的含量，并分析中子活化分析的精度和适用范围。2、（本题10分）在一个核科学实验装置中，使用了一个中子源，其产生的中子能量为1MeV，强度为10^8n/s。实验装置周围设置了一层屏