广州科技贸易职业学院《核信息获取与核电子学》2023-2024学年第二学期期末试卷

装订线装订线PAGE2第1页，共3页广州科技贸易职业学院《核信息获取与核电子学》

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25个小题，每小题1分，共25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、核技术在材料科学领域的应用包括材料改性、辐照损伤研究等。辐照会导致材料的性能发生变化，例如（）A.硬度增加B.导电性增强C.密度减小D.化学稳定性降低2、核技术在考古学中的应用可以帮助测定文物的年代。例如，通过测量碳-14的含量来确定有机物文物的年代。碳-14的半衰期约为5730年，如果一件文物中碳-14的含量是原始含量的四分之一，那么它的年代大约是：（）A.5730年B.11460年C.17190年D.22920年3、在核反应堆的事故分析中，需要考虑多种可能的故障模式。假设反应堆的冷却系统出现故障，导致堆芯温度升高，已知反应堆的安全系统和应急响应措施。在这种情况下，安全系统能够有效发挥作用的关键因素是什么？（）A.响应速度B.可靠性C.冗余设计D.以上都是4、核技术在环境保护领域有一定的应用前景。关于放射性同位素示踪技术在水污染监测中的应用，以下哪项说法是不正确的？（）A.向水体中投放特定的放射性同位素标记物，通过检测其在水中的分布和迁移，可以了解水流运动和污染物扩散情况B.放射性同位素示踪技术具有灵敏度高、检测速度快等优点，但也存在放射性污染的风险C.选择合适的放射性同位素标记物应考虑其半衰期、化学性质和对环境的影响等因素D.放射性同位素示踪技术只能用于实验室研究，不能用于实际的水环境监测和治理5、在核反应堆的设计中，需要考虑多种物理过程和工程因素。关于反应堆堆芯的设计要点，以下说法错误的是：（）A.确定燃料元件的类型、排列方式和尺寸，以保证足够的反应性和传热性能B.合理设计控制棒的布置，实现对反应性的精确控制C.考虑堆芯的功率分布，避免局部过热和功率不均匀D.堆芯设计完成后，在运行过程中不需要进行任何调整和改进6、在核技术应用于工业领域时，辐射加工是一种常见的手段。例如，利用辐射对材料进行改性。已知材料的初始性能和辐射剂量，若要预测改性后的材料性能变化，还需要了解以下哪个方面的知识？（）A.辐射与物质相互作用的微观机制B.材料的化学成分C.加工过程中的温度和湿度条件D.以上都是7、核废物处置是核工业面临的一个重要挑战。假设要处置一批低放射性废物，有多种处置方案可供选择，如浅地层埋藏、海洋投放等。已知废物的放射性活度、半衰期和环境影响，如果要选择一种对环境影响最小的处置方案，应该考虑哪些因素？（）A.处置成本B.放射性衰减速度C.与生态系统的相互作用D.以上都是8、在核辐射监测中，环境γ辐射剂量率的测量对于评估辐射环境水平非常重要。测量环境γ辐射剂量率的仪器通常需要定期校准，校准的目的是（）A.提高测量精度B.延长仪器使用寿命C.降低测量成本D.简化操作流程9、核废物的处理和处置是核科学领域的重要问题。假设一批低放射性废物需要进行处置，以下关于处置方法的选择，哪一项是不准确的？（）A.可以选择近地表处置，将废物埋藏在浅层地下，设置多层防护屏障B.深地质处置是一种长期有效的方法，将废物深埋在地下数百米甚至上千米处C.海洋处置曾经被采用，但由于潜在的环境风险，现已被严格禁止D.对于低放射性废物，直接排放到环境中是一种可行且安全的处置方式10、核技术在工业无损检测中的应用广泛，如射线探伤。对于一个复杂的金属结构件，已知其材料和可能存在的缺陷类型，若要选择合适的射线源和检测方法，还需要考虑以下哪个因素？（）A.结构件的尺寸和形状B.检测的精度要求C.检测的成本和效率D.以上都是11、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12、核技术在医学影像诊断中有着广泛应用，如CT、PET等。关于这些核医学影像技术的原理和特点，以下说法错误的是：（）A.CT利用X射线对人体进行断层扫描，通过测量X射线的衰减来重建图像B.PET利用正电子放射性药物在体内的分布来反映代谢和功能信息C.CT对人体的辐射剂量相对较低，安全性较高D.PET图像的分辨率高于CT图像，能够更清晰地显示细微结构13、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14、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·s15、核辐射在医学成像中有着重要应用，如正电子发射断层扫描（PET）。在PET检查中，患者会被注射一种含有正电子放射性核素的药物，这些核素在衰变时会发射正电子，与周围的电子发生湮灭产生一对γ光子。探测器通过测量这对γ光子的方向和能量来重建体内的代谢图像。已知一种常用的正电子放射性核素的半衰期为2小时，如果患者在注射后1小时进行检查，此时体内放射性药物的活度大约是初始活度的多少？（）A.1/2B.1/4C.3/4D.2/316、核燃料循环涵盖了核燃料的开采、加工、使用和后处理等环节。铀是常见的核燃料之一，其在自然界中的存在形式主要是铀-238和铀-235。在核反应堆中，能够发生链式裂变反应的主要是：（）A.铀-238B.铀-235C.两者都能D.两者都不能17、核技术在工业中的应用广泛，如无损检测。假设使用γ射线对一个金属部件进行探伤，已知部件的材料、厚度和可能存在的缺陷类型。如果γ射线源的强度增加，检测的灵敏度会如何变化？（）A.提高B.降低C.不变D.先提高后降低18、在核科学教育中，培养学生的安全意识和实践能力至关重要。假设我们为学生设计一个核实验课程，那么课程内容应包括哪些方面（如理论知识、实验操作、安全培训）？如何通过教学方法的创新提高学生的学习效果？怎样评估学生对核科学知识和技能的掌握程度？（）A.涵盖多方面内容，采用互动教学，进行综合考核，注重能力培养B.着重理论讲解，运用案例分析，组织书面考试，强调知识记忆C.关注实验环节，借助多媒体，开展实践评估，突出创新思维D.以上均不正确19、在核反应堆材料研究中，燃料元件的性能直接关系到反应堆的运行安全和效率。对于一种新型的核燃料材料，要评估其在高温、高辐照环境下的性能，需要进行以下哪些测试？（）A.热导率测量B.辐照肿胀实验C.高温力学性能测试D.以上都是20、核反应堆的堆芯结构设计需要考虑多种因素，如燃料组件的排列、控制棒的布置等。某压水堆的堆芯由若干个燃料组件组成，每个组件包含若干根燃料棒。假设燃料棒的直径为10毫米，组件的边长为20厘米，采用正方形排列。计算一个燃料组件中大约可以布置多少根燃料棒？（）A.400B.500C.600D.70021、核技术在考古学中的应用可以帮助确定文物的年代。关于碳-14测年法，以下哪项是不准确的？（）A.碳-14测年法基于生物体在存活期间对碳-14的吸收和死后碳-14的衰变B.该方法适用于测定有机物质的年代，如木材、骨骼、织物等C.碳-14的半衰期很长，约为5730年，因此可以测定非常古老的文物年代D.碳-14测年法的结果非常精确，不受任何因素的影响22、在核医学中，放射性同位素被广泛用于诊断和治疗疾病。例如，碘-131常用于治疗甲状腺疾病。已知碘-131的半衰期为8天，初始活度为100毫居里。经过32天后，其剩余活度大约是多少？（）A.6.25毫居里B.12.5毫居里C.25毫居里D.50毫居里23、核反应堆的控制棒在调节反应性方面起着关键作用。假设一个沸水堆，控制棒的插入和抽出会改变堆芯的反应性。以下关于控制棒作用的解释，哪一项是不正确的？（）A.控制棒由能够强烈吸收中子的材料制成，如硼或镉B.插入控制棒可以增加中子的泄漏，降低反应性C.抽出控制棒会减少中子的吸收，提高反应性D.控制棒的移动速度对反应堆的功率调节没有影响24、核辐射对生物体的效应与辐射类型和剂量有关。假设一个生物体同时受到低剂量的α射线和高剂量的γ射线照射，已知两种射线的剂量和生物体的细胞结构。哪种射线对生物体造成的损伤更严重？（）A.α射线B.γ射线C.两者相同D.取决于生物体的种类25、核反应堆的热工水力分析对于保证反应堆的安全运行至关重要。关于热工水力分析的内容和目的，以下说法错误的是：（）A.分析反应堆内部的温度分布、压力分布、流量分布等，确保堆芯不发生过热B.研究冷却剂的流动特性，保证足够的冷却能力，带走反应堆产生的热量C.热工水力分析可以预测在各种工况下反应堆的性能，为设计和运行提供依据D.热工水力分析只在反应堆设计阶段进行，运行过程中不需要关注二、简答题（本大题共4个小题，共20分)1、（本题5分）详细分析核科学与技术中的核技术在食品安全检测中的应用，如放射性同位素标记、γ射线杀菌等。解释这些技术的原理和优势，以及在检测食品中的污染物、微生物等方面的应用。分析核技术在食品安全检测中的局限性和发展趋势，举例说明在进出口食品检测中的应用。2、（本题5分）在核科学领域，核反应堆的热工水力分析是确保反应堆安全运行的重要工作。请全面阐述核反应堆热工水力分析的基本内容，包括堆芯冷却剂流动、传热和压降计算等。分析热工水力现象对反应堆性能和安全的影响，如燃料元件温度分布、临界热流密度等。探讨热工水力分析模型和计算方法的发展，以及如何在反应堆设计和运行中应用热工水力分析结果，并结合实际的反应堆运行数据说明热工水力分析的重要性和实际应用。3、（本题5分）阐述核废物的分类和特点，包括高放废物、中放废物和低放废物。分析核废物的产生来源、放射性衰变特性和潜在的环境危害。同时，探讨目前国内外处理和处置核废物的主要方法和技术，如地质处置、深地层钻孔处置等，并评估其有效性和面临的挑战。4、（本题5分）核废物的处理和处置是核科学与技术面临的重要问题。请详细论述核废物的分类和特点，如高放废物、中放废物、低放废物等。分析核废物处理和处置的技术方法，如固化、深埋、嬗变等的原理和优缺点。解释如何建立有效的核废物管理体系，确保核废物的安全处置，减少对环境和人类健康的潜在威胁。三、计算题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）某核电厂的乏燃料储存池，容积为1000m³，初始装有50组乏燃料组件，每组组件的放射性活度为1×10^16Bq。经过一段时间后，又放入30组新的乏燃料组件，每组放射性活度为8×10^15Bq。计算储存池中总的放射性活度。2、（本题5分）一个核反应堆的燃料元件由铀-235组成，富集度为5%。燃料元件的半径为0.5cm，长度为10cm，热中子通量为3.0×10^13n/(cm²·s)，铀-235的微观裂变截面为580×10^-24cm²。计算燃料元件的体积和热功率。若反应堆运行500小时，求燃料元件的燃耗深度。3、（本题5分）一个沸水堆核电站，其反应堆堆芯内的水在运行过程中会产生放射性物质。已知水中氚的产生速率为10Ci/h，碘-131的产生速率为5Ci/h。计算运行24小时后，水中氚和碘-131的活度。4、（本题5分）一个热中子反应堆，燃料为铀-235，其富集度为3%。堆芯内中子的平均能量为0.025eV，铀-235的微观裂变截面为580×10^-24cm²。已知堆芯内热中子的通量密度为1.0×10^13n/(cm²·s)，求燃料的宏观裂变截面。若堆芯内燃料的体积为50m³，计算燃料的裂变率。5、（本题5分）某核电厂的压水堆，其压力容器内径为400cm，壁厚为20cm，设计压力为16MPa。材料的许用应力为150MPa，计算压力容器的最小壁厚应是多少。若实际壁厚为25cm，求压力容器的安全裕度。四、论述题（本大题共3个小题，共30分)1、（本题10分）在核科学与技术的教育和培训中，培养具备专业知识和实践能力的人才至关重要。请全面论述核科学与技术专业的课程设置、教学方法和实践环节，包括理论课程、实验教学、实习实训等。分析如何提高学生的创新能