郑州工商学院《核科学概论》2023-2024学年第二学期期末试卷

自觉遵守考场纪律如考试作弊此答卷无效密自觉遵守考场纪律如考试作弊此答卷无效密封线第1页，共3页郑州工商学院

《核科学概论》2023-2024学年第二学期期末试卷院(系)_______班级_______学号_______姓名_______题号一二三四总分得分批阅人一、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、核电厂的废物处理系统包括放射性液体废物处理、气体废物处理和固体废物处理等。对于放射性固体废物，通常的处理方法是（）A.压缩后直接填埋B.经过固化处理后深埋C.焚烧后排放到大气中D.回收利用2、在核医学中，放射性同位素广泛应用于诊断和治疗。某患者需要进行甲状腺功能检查，医生选用了碘-131作为放射性示踪剂。已知碘-131的半衰期为8天，初始活度为100mCi。经过32天后，其剩余活度约为多少？（）A.6.25mCiB.12.5mCiC.25mCiD.50mCi3、核辐射的生物效应不仅与辐射剂量有关，还与辐射的品质有关。高传能线密度辐射比低传能线密度辐射对生物体的损伤更大。以下哪种辐射属于高传能线密度辐射：（）A.γ射线B.X射线C.阿尔法射线D.贝塔射线4、核科学中的核裂变链式反应需要满足一定的条件，包括足够的裂变物质、适当的慢化剂和反射层等。反射层的作用是（）A.增加中子的泄漏B.减少中子的吸收C.降低反应性D.提高燃料的利用率5、核技术在环境保护方面也有应用，例如用于监测大气污染物和水污染。在监测水中微量放射性物质时，常用的方法是（）A.化学分析B.光谱分析C.放射性测量D.重量分析6、核反应堆冷却剂系统中的泵需要具备高可靠性和稳定性。某泵的设计流量为1000m³/h，扬程为100m，效率为80%。若泵的输入功率为200kW，计算实际输出的流量和扬程。A.800m³/h，80mB.800m³/h，100mC.1000m³/h，80mD.1000m³/h，100m7、在核辐射探测中，探测器的类型和性能直接影响测量结果的准确性。假设需要测量一个强辐射场中的γ射线，以下关于探测器选择的考虑，哪一项是不正确的？（）A.闪烁探测器对γ射线有较高的探测效率，但能量分辨率相对较低B.半导体探测器能量分辨率高，但在强辐射场中容易受损C.气体探测器结构简单，但对γ射线的探测灵敏度较低D.任何一种探测器都能在各种辐射环境中准确测量γ射线，无需考虑具体条件8、核科学与技术的发展需要高素质的专业人才。在培养核科学与技术专业的学生时，除了传授专业知识，还需要注重培养以下哪个方面的能力？（）A.创新思维和实践能力B.团队协作和沟通能力C.安全意识和伦理道德D.以上都是9、核辐射在医学治疗中的应用需要精确控制剂量。假设使用放射性同位素进行肿瘤放疗，已知肿瘤的位置、大小和周围组织的敏感性。如果放疗剂量过高，可能会对周围健康组织产生什么影响？（）A.短期损伤B.长期损伤C.癌变风险增加D.以上都有可能10、核反应堆的启动过程是一个复杂的操作，需要严格控制各种参数。已知反应堆的初始状态和启动程序，若要确保启动过程的安全平稳，还需要密切监测以下哪个参数的变化？（）A.中子通量的增长速率B.冷却剂的温度梯度C.反应堆的压力波动D.以上都是11、核反应堆的堆芯功率分布不均匀会影响反应堆的安全运行。某反应堆堆芯中心区域的功率密度是边缘区域的2倍。若堆芯平均功率密度为100MW/m³，堆芯体积为10m³，计算中心区域的功率。A.500MWB.600MWC.700MWD.800MW12、核反应堆的堆芯功率分布不均匀会影响其安全性和性能。某反应堆堆芯局部功率过高，可能导致燃料元件过热和损坏。为了改善功率分布，通常采用调整控制棒位置、改变燃料组件布置等方法。如果堆芯的某一区域功率密度是平均功率密度的1.5倍，需要采取什么措施来降低该区域的功率？（）A.插入更多控制棒B.抽出部分控制棒C.更换该区域的燃料组件D.增加冷却剂流量13、在核医学成像技术中，正电子发射断层扫描（PET）和单光子发射计算机断层扫描（SPECT）是常用的方法。假设一位患者需要进行肿瘤诊断，医生需要选择合适的成像技术。以下关于PET和SPECT的比较和应用的描述，哪一项是不准确的？（）A.PET对肿瘤的早期检测和代谢评估具有优势B.SPECT在心脏疾病的诊断中应用更为广泛C.PET使用正电子发射同位素，SPECT使用单光子发射同位素D.PET和SPECT的图像分辨率相同，对病变的显示效果没有差异14、核科学中的核材料研究包括对各种核材料的性能、制备和应用的探索。关于核材料的性能和要求，以下说法不正确的是：（）A.核燃料需要具有高的裂变截面、良好的热稳定性和辐照稳定性B.结构材料应具备高强度、耐高温、耐腐蚀等性能，能在辐射环境下长期工作C.屏蔽材料要对辐射有良好的吸收和阻挡能力，减少辐射泄漏D.核材料的性能只需要在实验室条件下进行测试，实际应用中的情况可以忽略15、在核反应堆的燃料管理中，需要优化燃料的装载和换料方案。假设一个压水堆的运行周期为18个月，已知燃料组件的初始富集度和燃耗深度。如果要延长运行周期，同时保证反应堆的安全性，应该如何调整燃料装载方案？（）A.增加燃料组件数量B.提高燃料初始富集度C.改变燃料组件的布置D.以上方法结合使用二、简答题（本大题共3个小题，共15分)1、（本题5分）阐述核反应堆中的燃料管理策略，包括燃料组件的换料方案、燃耗深度的控制、堆芯功率分布的优化等。分析燃料管理对反应堆经济性、安全性和核燃料资源利用的影响，以及如何通过先进的计算方法和模拟技术进行燃料管理的优化。2、（本题5分）阐述核反应堆的事故分析方法和主要的事故类型，如失水事故、反应性引入事故等。分析事故发生的原因、发展过程和可能的后果，以及如何通过预防措施、应急响应和安全文化建设来降低事故风险。3、（本题5分）阐述核反应堆的一回路系统的组成和功能，包括反应堆堆芯、主泵、蒸汽发生器等主要设备。分析一回路系统在运行过程中的压力、温度、流量等参数的变化规律，以及如何保证系统的可靠性和稳定性。三、论述题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）全面论述核科学中的核结构研究，包括原子核的能级结构、形状、转动和振动等。分析核结构研究的实验方法，如散射实验、光谱测量等，以及理论模型，如壳模型、集体模型等。探讨核结构研究对理解原子核基本性质、核反应机制和核物质状态方程的重要意义，以及当前研究的热点问题和前沿进展。2、（本题5分）详细阐述核辐射环境监测与评价，包括天然辐射源和人工辐射源的监测方法、数据采集和分析。分析辐射环境对生态系统、人类生活和社会发展的影响，以及环境评价的指标体系和方法。讨论在核设施建设、运行和退役过程中，如何进行有效的辐射环境监测和评价，以保障公众健康和环境安全。3、（本题5分）详细论述核科学中的中子散射技术。分析中子散射的原理、实验方法和数据处理。探讨中子散射在研究物质结构、磁性、相变等方面的应用，以及如何利用中子散射技术揭示材料的微观物理性质和动力学过程。4、（本题5分）深入探讨核技术在材料科学中的应用。分析离子注入、辐照改性、中子衍射等核技术在改善材料性能、研究材料结构和成分等方面的作用机制和应用实例。论述如何利用核技术开发新型材料，提高材料的强度、硬度、导电性等性能，以及在材料科学研究中的创新和发展趋势。5、（本题5分）深入探讨核反应堆中的材料问题，如结构材料（如不锈钢、锆合金）在辐照环境下的性能变化。分析燃料包壳材料的腐蚀、脆化和氢脆等现象的机理和影响因素。阐述如何选择和研发抗辐照性能优良的材料，以及材料的寿命评估和可靠性分析方法，以保障反应堆的长期安全运行。四、计算题（本大题共3个小题，共30分)1、（本题10分）一个核辐射监测站，使用闪烁探测器测量环境中的γ辐射剂量率。探测器的灵敏面积为50cm²，测量时间为10分钟，计数为10000。已知探测器的能量响应系数为10^-3Gy/count，计算环境中的γ辐射剂量率，并分析如何保证监测数据的可靠性和准确性。2、（本题10分）某研究用反应堆，其活性区由均匀分布的燃料元件组成，燃料元件为铀-235，富集度为3.5%。活性区的半径为45