宁夏工商职业技术学院《核分析技术》2023-2024学年第二学期期末试卷

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页宁夏工商职业技术学院《核分析技术》

2023-2024学年第二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20个小题，每小题2分，共40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、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.10Sv2、核科学与材料科学的交叉领域有着重要的研究价值。假设我们研究核辐射对材料性能的影响，比如金属材料在辐射环境下的力学性能变化。那么辐射会导致金属材料产生哪些微观结构变化？这些微观结构变化如何影响材料的强度、韧性和疲劳寿命？怎样通过材料的选择和处理来提高其抗辐射性能？（）A.产生缺陷和位错，降低力学性能，选用特殊合金，进行表面处理B.改变晶体结构，增强材料硬度，使用复合材料，优化加工工艺C.促进相变发生，增加材料脆性，采用新型材料，加强质量检测D.以上均不正确3、核废物的处理和处置是核科学中的重要问题。假设我们面临一批放射性水平不同的核废物，包括低放废物、中放废物和高放废物。那么不同放射性水平的废物分别适合采用哪些处理方法（如压缩、固化、深埋）？核废物处置库的选址需要考虑哪些因素（如地质条件、水文条件、人口密度）？如何确保核废物在长期储存过程中的安全性和可追溯性？（）A.低放压缩，中放固化，高放深埋，综合考虑多因素，建立监测和管理体系B.低放固化，中放深埋，高放特殊处理，注重地质稳定性，采用先进追踪技术C.低放深埋，中放压缩，高放封存，分析水文特征，加强监管和应急响应D.以上均不正确4、在核医学成像技术中，正电子发射断层扫描（PET）是一种先进的方法。PET成像的基础是（）A.正电子与电子的湮灭产生的γ光子B.放射性核素在体内的化学变化C.人体组织对放射性核素的吸收D.放射性核素的自发衰变5、核反应堆的启动过程需要严格控制。假设一个新的反应堆首次启动，已知堆芯的初始状态和启动程序。在启动过程中，如果中子通量增长过快，可能会导致什么问题？（）A.反应性失控B.燃料元件损坏C.系统压力过高D.以上都有可能6、核技术在农业领域有广泛应用，如辐射育种。某农作物种子经过一定剂量的γ射线辐照后，基因突变率提高了5%。若初始基因突变率为0.1%，计算辐照后的基因突变率。A.0.5%B.0.6%C.0.7%D.0.8%7、在核医学成像技术中，正电子发射断层扫描（PET）具有较高的分辨率。某PET扫描仪对一个直径为1cm的病灶进行成像，其空间分辨率为5mm。计算能够分辨的最小病灶直径。A.2.5mmB.5mmC.7.5mmD.10mm8、核反应堆的安全壳是防止放射性物质泄漏的重要屏障。关于安全壳的功能和设计要求，以下哪项是不正确的？（）A.安全壳能够承受内部压力和温度的变化，以及外部自然灾害的影响B.安全壳具有良好的密封性，能够阻止放射性物质向环境泄漏C.安全壳内部通常设置有喷淋系统、通风系统等，用于降低事故情况下的放射性水平D.安全壳的设计只需要考虑正常运行工况，不需要考虑严重事故的情况9、核科学中的核素迁移研究对于环境评估具有重要意义。假设我们研究放射性核素在土壤和地下水中的迁移行为，那么影响核素迁移的因素有哪些（如土壤类型、水流速度）？如何建立数学模型来描述核素的迁移过程？怎样通过实验来验证模型的准确性？（）A.多种因素作用，运用物理化学原理，开展模拟实验，不断修正模型B.主要是化学作用，参考相关文献，进行实地监测，确保模型可靠C.常见物理过程，依据经验公式，组织实验室测试，提高模型精度D.以上均不正确10、在核电厂的运行管理中，人员培训和安全文化建设至关重要。安全文化建设的主要目的是（）A.提高员工的工作效率B.增强员工的安全意识C.降低运营成本D.提升企业的形象11、在核医学应用中，放射性同位素被广泛用于诊断和治疗疾病。假设一种放射性同位素标记的药物被注入患者体内，用于肿瘤的诊断。该同位素的半衰期为6小时，初始活度为100mCi。经过18小时后，其剩余活度大约是多少？（）A.12.5mCiB.25mCiC.50mCiD.75mCi12、核技术在工业领域有广泛的应用，如无损检测、辐照加工等。关于核技术在工业中的应用及优势，以下说法错误的是：（）A.无损检测利用射线穿透物体的能力，检测物体内部的缺陷，不破坏被检测物体B.辐照加工可以用于食品保鲜、材料改性等，能够提高产品的质量和性能C.核技术在工业应用中不会产生任何辐射污染和安全隐患D.与传统技术相比，核技术在某些工业领域具有高效、精准、节能等优势13、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14、在核反应堆的热工设计中，需要考虑燃料元件的热传导和冷却剂的对流换热。如果燃料元件的热导率降低，为了保证反应堆的安全运行，应该（）A.提高冷却剂的流速B.降低反应堆的功率C.增加燃料元件的数量D.改变冷却剂的种类15、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16、在核辐射防护中，需要了解辐射剂量的概念和计算方法。假设一个工作人员在核设施中工作，受到了多种辐射源的照射。那么辐射剂量的单位有哪些（如希沃特、戈瑞）？如何准确测量和评估工作人员所接受的辐射剂量？为了将辐射剂量控制在安全范围内，需要采取哪些防护措施（如时间防护、距离防护、屏蔽防护）？（）A.单位明确，使用专业仪器测量，综合多种防护手段，定期体检B.计算复杂，依靠经验估算，侧重单一防护方法，加强培训C.概念清晰，通过模拟计算剂量，注重屏蔽防护，做好记录D.以上均不正确17、核反应堆的热中子能谱对反应性有一定影响。已知某反应堆的热中子平均能量为0.025eV，中子通量密度为10^14n/(cm²·s)。计算热中子的能量密度。A.4×10^-8J/cm³B.8×10^-8J/cm³C.1.6×10^-7J/cm³D.3.2×10^-7J/cm³18、在核反应堆的控制中，反应性的控制是关键。反应性可以通过控制棒的插入和抽出、改变燃料浓度等方式来调节。如果要迅速降低反应堆的反应性，最有效的方法是：（）A.插入控制棒B.抽出控制棒C.稀释燃料D.浓缩燃料19、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.9×10^14J20、在核聚变反应堆中，等离子体的稳定性是一个关键问题。假设等离子体受到某种外部干扰，导致其形状发生变化。已知等离子体的物理参数和约束磁场的分布，如果要恢复等离子体的稳定状态，需要采取什么措施？（）A.调整磁场强度B.注入新的燃料C.排出部分等离子体D.停止加热二、简答题（本大题共3个小题，共15分)1、（本题5分）核科学与技术中的核反应堆控制与保护系统是确保反应堆安全稳定运行的重要组成部分。请详细论述控制与保护系统的功能和组成部分，如反应性控制装置、功率调节系统、安全保护信号监测等。分析控制与保护系统的工作原理和设计要求，以及如何应对各种异常和事故工况。解释如何通过先进的控制技术和智能化手段提高控制与保护系统的性能和可靠性。2、（本题5分）详细分析核科学与技术中的核反应堆控制与保护系统，包括控制棒的作用和控制策略、保护系统的功能和触发条件。解释控制与保护系统如何维持反应堆的稳定运行和防止事故。分析控制与保护系统的可靠性设计和验证，举例说明在反应堆运行中的实际操作和响应。3、（本题5分）全面论述核科学与技术中的核技术在环境保护中的应用，如放射性示踪技术在水污染监测中的应用、电子束辐照处理废气等。分析这些技术的原理和优势，以及在解决环境问题中的效果。解释核技术在环境保护应用中的潜在风险和控制措施，举例说明在土壤污染修复中的应用。三、计算题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）一个核反应堆的控制棒由硼-10制成，硼-10的热中子吸收截面为3800×10^-24cm²。控制棒的直径为2cm，长度为150cm，热中子通量为2.5×10^13n/(cm²·s)，计算控制棒每秒吸收的热中子数和吸收的功率。若要使反应堆的反应性降低0.005，需要插入多少根这样的控制棒？2、（本题5分）在一个核辐射探测实验中，使用盖革计数器测量放射性粒子的计数率。已知探测器的探测效率为20%，在一定时间内测量到的计数为5000。计算实际的放射性粒子发射率，并分析影响探测效率的因素以及如何提高测量的准确性。3、（本题5分）在一个压水堆中，一回路冷却剂的入口温度为280℃，出口温度为325℃，压力为15MPa。冷却剂为水，比热容为4.2kJ/(kg·℃)，流量为12000kg/s。计算冷却剂在堆芯内吸收的热量和一回路的热功率。若堆芯的热功率为3000MW，求冷却剂的循环倍率。4、（本题5分）在一个核反应堆的安全分析中，假设发生了冷却剂丧失事故。反应堆的热功率为2000MW，在事故发生后的10s内，冷却剂完全流失。计算堆芯在没有冷却剂的情况下温度上升的速率，假设堆芯的热容量为1000J/(kg·K)，燃料的密度为10g/cm³。同时，分析可能导致的堆芯损坏情况和放射性物质释放的风险。5、（本题5分）某核电厂的安全壳设计，要求能够承受内部压力为0.5MPa的事故工况。安全壳为球形，内径为40m，材料的许用应力为200MPa。计算安全壳的壁厚，并分析安全壳在核电厂事故中的作用和防护要求。四、论述题（本大题共2个