贵州铜仁数据职业学院《核辐射探测实验（Ⅰ）》2023-2024学年第二学期期末试卷

站名：站名：年级专业：姓名：学号：凡年级专业、姓名、学号错写、漏写或字迹不清者，成绩按零分记。…………密………………封………………线…………第1页，共1页贵州铜仁数据职业学院《核辐射探测实验（Ⅰ）》

2023-2024学年第二学期期末试卷题号一二三四总分得分一、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、核技术在食品安全检测中可以检测食品中的农药残留、重金属污染等。例如，利用中子活化分析可以检测食品中的微量元素含量。假设要检测一种水果中的汞含量，中子活化分析能够检测到的最低浓度取决于：（）A.中子源强度B.测量时间C.仪器灵敏度D.以上都是2、核辐射防护的原则包括时间、距离和屏蔽。假设在一个放射性工作场所，工作人员需要接近一个强辐射源进行短时间操作。若要减少辐射剂量，以下哪种措施最为有效？（）A.缩短操作时间B.增加与辐射源的距离C.穿戴厚重的防护铅衣D.以上措施效果相同3、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4、在核反应堆的核燃料循环中，包括铀矿开采、燃料加工、反应堆运行和乏燃料处理等环节。某铀矿的品位较低，开采和加工成本较高。为了提高铀资源的利用率，需要采用先进的开采和加工技术。如果采用一种新的浸出工艺，能够将铀的回收率从70%提高到90%，但成本增加了20%。从经济和资源利用的角度考虑，是否值得采用这种新工艺？（）A.值得，因为提高了资源利用率B.不值得，因为成本增加过多C.需要根据铀的市场价格来决定D.无法确定，需要更多信息5、核科学中的放射性同位素示踪技术在许多领域有应用。假设在一个水文地质研究中，使用放射性同位素示踪剂来追踪地下水的流动路径和速度。以下关于放射性同位素示踪技术的优点和应用限制的描述，哪一项是不正确的？（）A.可以提供直观、准确的流动信息，不受复杂地质条件的限制B.示踪剂的选择应考虑其半衰期、放射性强度和化学性质C.该技术对环境的放射性污染风险较小，不需要严格的监管和防护措施D.测量结果的解释需要结合地质模型和其他水文参数进行综合分析6、核废物的处理和处置是核工业面临的重要问题。对于高放核废物的处理方法，以下说法错误的是：（）A.深地质处置是将高放核废物深埋在地下数百米甚至上千米的稳定地质层中，使其与人类生活环境长期隔离B.玻璃固化是将高放核废物与玻璃原料混合，经高温熔融形成稳定的玻璃固化体，降低放射性核素的迁移性C.高放核废物可以直接排放到海洋中，利用海洋的巨大稀释能力来降低其危害D.高放核废物的处理需要综合考虑安全性、经济性和环境影响等多方面因素7、在核辐射监测中，环境样品的分析是评估辐射水平的重要手段。假设对一个区域的土壤样品进行放射性分析，以下关于样品采集和分析方法的选择，哪一项是不正确的？（）A.按照一定的网格分布采集土壤样品，确保代表性B.可以使用γ谱仪测量土壤中的放射性核素种类和活度C.分析结果只需要关注主要的放射性核素，次要的可以忽略D.对采集的样品要进行妥善的保存和处理，防止交叉污染8、在核辐射防护中，屏蔽材料的选择需要考虑多种因素。某辐射场所需要屏蔽能量为1MeV的中子，以下哪种材料的屏蔽效果较好？（）A.铅B.混凝土C.石蜡D.铁9、在核辐射屏蔽计算中，需要考虑不同类型辐射的穿透能力。对于能量为10MeV的中子，通过一定厚度的水进行屏蔽。已知水对该能量中子的宏观散射截面为0.2cm^(-1)，宏观吸收截面为0.1cm^(-1)。如果入射中子束的强度为10^(8)n/cm²·s，经过50厘米厚的水屏蔽后，中子束的强度大约变为多少？（）A.10^(6)n/cm²·sB.10^(5)n/cm²·sC.10^(4)n/cm²·sD.10^(3)n/cm²·s10、核电站的反应堆冷却剂系统承担着重要的功能，包括带走堆芯产生的热量、维持堆芯的温度等。常见的冷却剂有轻水、重水和气体等。如果冷却剂的流量突然减少，堆芯的温度将会（）A.迅速降低B.缓慢降低C.迅速升高D.保持不变11、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.0.000512、在核聚变研究中，托卡马克装置是一种重要的实验装置。假设在一个托卡马克装置中，等离子体的温度、密度和约束时间需要达到一定的条件才能实现核聚变反应。以下哪个参数对于核聚变反应的实现最为关键？（）A.等离子体温度B.等离子体密度C.约束时间D.以上同等关键13、在核聚变研究中，实现等离子体的约束是关键问题之一。除了托卡马克装置，还有其他一些等离子体约束装置，如仿星器。仿星器与托卡马克相比，其特点在于：（）A.磁场结构更复杂B.等离子体稳定性更好C.工程难度更大D.以上都是14、在核科学中，核燃料的循环是一个复杂的过程，包括铀矿开采、铀浓缩、燃料元件制造、反应堆使用以及核废料处理等环节。在铀浓缩过程中，通常采用的方法是（）A.气体扩散法B.化学沉淀法C.离心分离法D.以上都是15、核反应堆的安全壳是防止放射性物质泄漏的最后一道屏障。某安全壳的设计压力为0.5MPa，内直径为50m，若安全壳的壁厚为1m，材料的许用应力为200MPa，计算安全壳所能承受的最大内压：（）A.0.6MPaB.0.7MPaC.0.8MPaD.0.9MPa16、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的主要优势在于？（）A.图像分辨率更高B.能够检测更多的生理过程C.设备成本更低D.操作更简单17、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^318、在核聚变研究中，等离子体诊断技术对于了解等离子体的状态至关重要。已知等离子体的参数范围和诊断目的，若要选择有效的诊断手段，还需要考虑以下哪个因素？（）A.诊断设备的空间分辨率B.诊断信号的干扰和噪声C.诊断系统的响应时间D.以上都是19、在核废物处理中，固化技术可以将放射性废物转化为稳定的固体形式。假设使用玻璃固化技术处理高放废物，已知废物的成分和固化工艺。如果固化过程中出现温度波动，对固化体的性能会产生怎样的影响？（）A.强度降低B.抗浸出性变差C.放射性泄漏风险增加D.以上都有可能20、在核科学与技术领域，核反应堆的类型多种多样。对于压水堆核反应堆，以下关于其特点的描述，哪一项是不正确的？（）A.压水堆使用加压的轻水作为冷却剂和慢化剂，工作压力较高B.压水堆的核燃料通常采用低浓缩铀，燃料利用率相对较高C.压水堆的功率密度大，堆芯体积相对较小，结构紧凑D.压水堆的冷却剂在堆芯内不沸腾，因此对一回路设备的承压要求较低21、核聚变反应中的氘氚反应是目前研究的重点之一。已知氘核和氚核的结合能分别为1.1MeV和2.8MeV，反应生成的氦核结合能为7.0MeV。计算该核聚变反应释放的能量。A.17.6MeVB.19.6MeVC.21.6MeVD.23.6MeV22、核反应堆中的燃料元件在高温高压下工作，其性能会受到影响。一种燃料元件的热导率为30W/(m·K)，厚度为1cm，两侧的温差为500°C，计算通过该燃料元件的热流密度：（）A.1.5×10⁵W/m²B.1.8×10⁵W/m²C.2.1×10⁵W/m²D.2.4×10⁵W/m²23、核技术在环境保护中可以用于污染监测和治理。例如，利用同位素示踪技术可以追踪污染物在环境中的迁移和转化过程。假设向受污染的水体中加入一定量的放射性同位素标记的污染物，然后在不同位置和时间进行采样分析。已知同位素的半衰期为10天，初始浓度为100Bq/L，在30天后某采样点的浓度为12.5Bq/L，计算该采样点与污染源的距离大约是多少（假设污染物的迁移符合简单扩散模型）？（）A.1000米B.2000米C.3000米D.4000米24、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25、核反应堆是核能利用的关键设备，按照冷却剂和慢化剂的不同可以分为多种类型。压水堆是目前应用较为广泛的一种核反应堆，其特点包括使用轻水作为冷却剂和慢化剂。那么，与其他类型的反应堆相比，压水堆的优点之一是：（）A.安全性较高B.燃料利用率高C.建设成本低D.功率密度大26、核反应堆的控制棒驱动机构需要精确控制控制棒的位置。一种驱动机构的精度为±1mm，控制棒的移动速度为10cm/s，计算控制棒在10秒钟内的位置误差范围：（）A.±1cmB.±2cmC.±3cmD.±4cm27、在核反应堆安全系统中，紧急停堆系统起着至关重要的作用。关于紧急停堆系统的功能，以下哪项描述是不正确的？（）A.当反应堆运行参数超过安全限值时，能够迅速插入控制棒，终止链式反应B.紧急停堆系统可以在发生严重事故时，自动启动并将反应堆带入安全状态C.紧急停堆系统的响应时间越短越好，但也需要考虑系统的可靠性和稳定性D.一旦紧急停堆系统启动，反应堆就无法再次启动，必须进行大规模的维修和检查28、核反应堆的热工水力分析是确保反应堆安全运行的重要环节。关于冷却剂在堆芯内的流动和传热，以下哪项说法是错误的？（）A.冷却剂的流速和流量分布会影响堆芯的传热性能和温度分布B.堆芯内的复杂几何结构和流动阻力会导致冷却剂的流动不均匀C.提高冷却剂的温度可以增加反应堆的输出功率，但也会增加传热风险D.冷却剂在堆芯内的流动始终是层流状态，不会出现湍流29、核辐射剂量学是研究辐射剂量的测量和评估的学科。某工作人员在核设施中工作了一段时间，佩戴了个人剂量计来监测所接受的辐射剂量。个人剂量计可以测量累积剂量和剂量率。已知该工作人员在一个月内的累积剂量为5mSv，平均每周工作40小时。如果工作场所的辐射场是均匀的，那么平均每周的剂量率大约是多少？（）A.0.25mSv/hB.0.5mSv/hC.0.75mSv/hD.1mSv/h30、在核反应堆的热工设计中，需要考虑燃料元件的热膨胀问题。某燃料元件在运行过程中温度升高，由于热膨胀导致其尺寸发生变化。如果燃料元件的线膨胀系数为10^-5/℃，初始长度为10cm，温度升高了500℃，那么燃料元件的长度增加量大约是多少？（）A.0.05cmB.0.5cmC.5cmD.50cm二、论述题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）详细论述核科学技术在水文地质学中的应用，如利用同位素示踪技术研究地下水的起源、运移和年龄。分析该技术的优势和局限性，探讨如何结合其他水文地质调查方法，提高对地下水资源的评价和管理水平，以及在地下水污染防治中的应用。2、（本题5分）详细论述核反应堆的控制与保护系统，包括反应性控制手段、功率调节机制和安全保护逻辑等。分析控制与保护系统的可靠性和有效性，探讨如何通过先进的控制技术和智能化监测手段提高反应堆的运行稳定性和安全性。3、（本题5分）详细论述核科学技术在核燃料元件制造工艺改进中的探索与实践，包括燃料芯块制备、包壳材料处理和燃料组件组装工艺。分析制造工艺改进对提高燃料元件性能和可靠性的作用，探讨如何应对制造过程中的质量控制难题。4、（本题5分）核技术在材料科学中的应用，如材料改性、辐射合成等，为开发新型材料提供了新的途径。请深入论述这些应用的原理和技术手段，分析辐射对材料性能的影响规律。探讨如何优化辐射工艺参数，实现对材料性能的精确调控。5、（本题5分）详细论述核科学中的核结构研究的方法和前沿问题。涵盖原子核的能谱、电磁跃迁、形状相变等方面的研究手段，如γ射线谱学、电子散射、同位旋标度等。分析核结构模型（如壳模型、集体模型）的发展和应用。探讨奇特原子核（如晕核、超重核）的结构和性质，以及对核物理基本理论的挑战和启示。三、简答题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）详细说明核技术在考古学中的应用，如碳-14测年、热释光测年、古陶瓷产地分析等。分析这些技术的原理和误差来源，以及如何结合其他考古方法进行综合研究。2、（本题5分）阐述核反应堆的抗震设计要求和方法，包括反应堆结构的动力分析、地震响应评估、抗震措施的采取。分析地震对核反应堆的潜在危害和风险，以及如何确保反应堆在地震