长春师范高等专科学校《核科学与技术前沿》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页长春师范高等专科学校《核科学与技术前沿》

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、核科学在农业领域也有应用，如辐射诱变育种。某农作物种子经过一定剂量的γ射线照射后，发生基因突变，从而产生新的性状。已知照射剂量过高会导致种子死亡，照射剂量过低则无法产生有效的突变。如果要获得特定的优良性状，需要选择合适的照射剂量。假设一种种子的半致死剂量为500Gy，要获得较高的突变率且保证一定的成活率，照射剂量应该选择在什么范围？（）A.100-200GyB.200-300GyC.300-400GyD.400-500Gy2、核科学中的粒子加速器是产生高能粒子的重要设备。同步加速器和直线加速器是常见的两种类型。同步加速器的主要特点是？（）A.结构简单B.能量提升快C.可以实现连续加速D.占用空间小3、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4、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5、核技术在工业无损检测中有着重要的应用。关于γ射线探伤，以下哪项描述是不准确的？（）A.γ射线探伤利用γ射线穿透物体时的衰减差异，检测物体内部的缺陷B.γ射线源通常采用钴-60或铱-192等放射性同位素，具有较强的穿透力C.γ射线探伤操作简单、检测速度快，但对操作人员的防护要求较高D.γ射线探伤只能检测金属材料的缺陷，对于非金属材料无法进行检测6、在核科学研究中，常常需要使用中子源。散裂中子源是一种新型的中子源，与传统的反应堆中子源相比，其优势在于？（）A.中子通量高B.脉冲时间短C.能谱宽D.以上都是7、核反应堆中的燃料组件通常由多个燃料棒组成。燃料棒的材料和结构设计对反应堆的性能和安全性有重要影响。燃料棒一般采用（）A.纯铀金属B.铀化合物C.铀合金D.以上都可以8、在核辐射剂量学中，当量剂量和有效剂量是用于评估辐射危害的重要概念。假设一个人员受到了多种类型和能量的辐射照射，以下关于当量剂量和有效剂量计算的描述，哪一项是不正确的？（）A.当量剂量考虑了不同类型辐射的相对生物效应B.有效剂量是对不同器官或组织受到的当量剂量进行加权求和C.计算有效剂量时，权重因子是根据器官或组织的敏感性确定的D.当量剂量和有效剂量的计算结果与辐射的照射时间无关9、核技术在环境保护方面也能发挥作用，例如放射性同位素示踪技术用于监测污染物的迁移。以下关于核技术在环境保护中的应用，说法错误的是：（）A.放射性同位素示踪技术可以准确追踪污染物在环境中的运动轨迹和分布情况B.利用辐射技术可以处理污水和废气，降解有害物质C.核技术在环境保护中的应用成本高、风险大，不如传统的环保技术有效D.在使用核技术进行环境保护时，需要严格控制辐射剂量，确保环境安全10、在核反应堆物理中，中子的行为和反应对反应堆的性能有重要影响。假设一个研究中的反应堆堆芯，中子与原子核的相互作用包括散射、吸收和裂变等。以下关于中子行为的描述，哪一项是不准确的？（）A.慢中子更容易引发核裂变反应，因此反应堆中通常会使用慢化剂来降低中子能量B.中子的散射过程会改变其运动方向和能量，对反应堆的中子通量分布产生影响C.中子的吸收反应会减少中子数量，但有些吸收反应会产生新的易裂变核素D.中子在反应堆内的平均自由程与堆芯材料的密度无关11、核反应堆的停堆系统需要具备高可靠性。某停堆系统由两个独立的子系统组成，每个子系统的可靠度为0.9。计算整个停堆系统的可靠度。A.0.81B.0.9C.0.99D.1.812、在核电厂的安全系统中，应急堆芯冷却系统是关键的组成部分。假设在一次假设的事故中，核反应堆的冷却剂出现大量泄漏。应急堆芯冷却系统需要迅速启动，以防止堆芯过热和熔毁。以下关于应急堆芯冷却系统的描述，哪一项是不正确的？（）A.该系统通常包括多个独立的子系统，以提高可靠性B.系统中的泵和阀门在平时处于备用状态，需要时能快速响应C.应急堆芯冷却系统的水源通常来自专门的储备水箱，容量足以应对长时间的冷却需求D.系统的启动和运行完全依赖人工操作，自动化程度较低13、核电厂的应急电源系统在事故情况下保障重要设备的供电。某核电厂应急电源的容量为1000kW，持续供电时间要求为4小时。若负载功率为500kW，计算应急电源所需的储能容量。A.2000kWhB.4000kWhC.6000kWhD.8000kWh14、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15、核电厂的二回路系统主要负责将一回路的热能转化为电能。某核电厂二回路蒸汽发生器产生的蒸汽压力为6MPa，温度为280°C。若蒸汽轮机的绝热效率为85%，排汽压力为0.005MPa，计算蒸汽轮机的理想循环热效率。A.30%B.35%C.40%D.45%16、核技术在环境保护中也能发挥作用，例如用于污染土壤的修复。某地区的土壤受到放射性核素的污染，需要采用物理或化学方法进行处理。一种方法是利用植物对放射性核素的吸收和积累，将其从土壤中移除；另一种方法是通过化学试剂将放射性核素固定在土壤中，降低其迁移性。如果考虑长期效果和环境影响，哪种方法更为合适？（）A.植物修复B.化学固定C.两种方法结合D.取决于具体的核素种类和污染程度17、核科学中的辐射屏蔽设计是保障人员和环境安全的关键。假设我们要为一个核实验设施设计辐射屏蔽，那么屏蔽材料的选择依据是什么（如铅、混凝土、水）？如何计算屏蔽后的辐射剂量水平？在复杂辐射场中，怎样优化屏蔽结构以提高屏蔽效果？（）A.考虑材料特性，使用数学模型，结合实际测量，不断调整优化B.依据成本高低，参考理论计算，模拟不同方案，满足标准要求C.按照施工难度，借助经验公式，考虑空间布局，确保安全可靠D.以上均不正确18、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的分辨率（）A.更高B.更低C.相同D.取决于具体情况19、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20、核电厂的蒸汽轮机在运行时会产生噪声。已知蒸汽轮机的噪声功率为1000W，距离蒸汽轮机10m处的声强级约为：（）A.90dBB.100dBC.110dBD.120dB二、简答题（本大题共3个小题，共15分)1、（本题5分）全面论述核科学与技术中的核电厂的运行管理，包括运行规程制定、人员培训、设备维护计划等。分析运行管理对核电厂安全和经济运行的重要性。解释如何应对运行中的突发情况和异常事件，举例说明在核电厂日常运行中的管理实践。2、（本题5分）核技术在环境保护中的应用逐渐受到重视。全面论述核技术在环境监测（如放射性核素分析、大气污染监测）、污水治理（如辐射降解有机物）和土壤修复（如辐照去除污染物）中的原理和方法。分析核技术在环境保护应用中的安全性和伦理问题，以及如何加强公众对核技术在环保中应用的理解和接受。讨论核技术与其他环保技术的整合和优化，并结合实际的环境治理项目说明核技术的作用和潜力。3、（本题5分）详细分析核科学与技术中的核反应堆的非能动安全系统，包括非能动余热排出系统、非能动注硼系统等的工作原理和优势。解释非能动安全系统在增强反应堆安全性方面的作用。分析非能动安全系统的可靠性评估方法和设计改进，举例说明在新型反应堆设计中的应用。三、计算题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）一个压水堆核电站，其一回路冷却剂系统中硼酸的浓度为1000ppm。已知堆芯的热功率为3000MW，硼酸的吸收截面为700barn。计算硼酸对中子的吸收速率，并分析硼酸浓度的变化对反应堆反应性的影响。2、（本题5分）某核反应堆的堆芯内中子能谱分布如下：低能区（0-1eV）的份额为20%，中能区（1-100keV）的份额为50%，高能区（>100keV）的份额为30%。已知低能区、中能区和高能区的平均截面分别为50barn、10barn和5barn，计算堆芯的平均宏观截面。3、（本题5分）一个核辐射防护实验室，使用铅板作为屏蔽材料。已知γ射线的能量为1MeV，铅的线性衰减系数为0.6cm⁻¹。计算要使γ射线的强度衰减到原来的1/10，所需铅板的厚度。4、（本题5分）在一个核反应堆的热工水力分析中，冷却剂通道的等效直径为10mm，质量流量为0.1kg/s，冷却剂的焓升为200kJ/kg。计算冷却剂的流速和传热系数，并分析热工参数对反应堆安全运行的影响。5、（本题5分）某核反应堆的堆芯结构中，燃料组件之间存在间隙。间隙的宽度为1mm，长度为1m，热中子在间隙中的扩散系数为1cm²/s。计算热中子在间隙中的扩散时间，并分析间隙对中子泄漏和堆芯反应性的影响。四、论述题（本大题共2个小题，共20分)1、（本题10分）详细论述核技术在环境保护中的应用，如放射性