核科学与技术专升本2025年专项训练冲刺押题试卷（含答案）

核科学与技术专升本2025年专项训练冲刺押题试卷（含答案）考试时间：______分钟总分：______分姓名：______一、选择题（每小题2分，共20分。下列每小题备选答案中，只有一个是符合题目要求的，请将正确选项的字母填在题后的括号内。）1.下列哪个物理量不是描述原子核收集能量的状态参数？(A)结合能(B)质量数(C)核力(D)比结合能2.在核反应堆中，中子经济性最好的反应堆类型是？(A)自然循环反应堆(B)压水堆(C)沸水堆(D)快堆3.放射性核素衰变过程中，半衰期是指放射性活度衰减到初始值一半所需的时间，以下说法正确的是？(A)半衰期与衰变常数成正比(B)半衰期与衰变常数成反比(C)半衰期仅取决于核内性质，与外界环境无关(D)半衰期越短，衰变越快4.下列哪种辐射类型在穿透能力上最强？(A)α射线(B)β射线(C)γ射线(D)中子射线5.标识一种放射性核素时，符号\({}^{A}_{Z}X\)中，Z代表？(A)质量数(B)原子序数(C)中子数(D)核外电子数6.核反应堆的冷却剂主要功能不包括？(A)将堆芯产生的热量导出(B)维持反应堆的反应性(C)对堆芯进行moderation(D)增加反应堆的功率密度7.在辐射防护中，通常采用的时间防护措施是？(A)增加屏蔽材料厚度(B)改进通风系统(C)缩短在辐射源附近的停留时间(D)使用个人剂量计进行监测8.根据爱因斯坦质能方程\(E=mc^2\)，质量亏损（Δm）转化为能量的效率主要取决于？(A)质量亏损的大小(B)物体的运动速度(C)能量转换方式(D)光速的平方（c²）9.在核燃料循环中，铀浓缩的主要目的是？(A)提高天然铀中铀-238的丰度(B)增加铀-235的丰度，使其达到适合核反应堆使用的要求(C)降低铀矿石中的杂质含量(D)将铀矿石转化为浓缩铀粉末10.核电子学中，常用的位置灵敏探测器是？(A)GM计数器(B)盖革-米勒计数器(C)锂漂移探测器(D)闪烁体探测器二、填空题（每空2分，共20分。请将答案填写在题中横线上。）1.原子核的放射性衰变主要有α衰变、β衰变和γ衰变三种方式。其中，β衰变过程中，原子核内部的中子转变为质子，同时发射一个电子和一个______。2.核反应堆的功率调节可以通过改变控制棒插入深度、调节冷却剂流量或改变慢化剂中毒浓度等手段实现。其中，最常用的方法是______。3.辐射剂量学中，吸收剂量D表示单位质量的受照物质吸收的电离辐射的平均能量，其国际单位制单位是______。4.核反应堆的安全系统通常包括安全壳、应急堆芯冷却系统、______和事故监测系统等。5.铀235的核裂变过程通常释放出2-3个中子，这些中子可以继续引发其他铀235核裂变，形成______链式反应。6.核电子学中，用于测量电离辐射粒子能量信息的探测器通常需要具备良好的能量分辨率和______。7.根据亨利定律，气体在液体中的溶解度与该气体的分压强成正比，这一规律在核工业中的______分离过程中有重要应用。8.辐射防护的“时间防护”原则要求在辐射场中尽可能缩短______。9.质量数A代表原子核中质子数和中子数的______。10.核反应堆中，慢化剂的作用是将快中子减速，使其能量降至热中子能量范围，以便于______的有效吸收。三、计算题（每题10分，共30分。请写出必要的公式、代入数据、计算过程和结果。）1.已知某放射性核素的半衰期为10天。现有一初始活度为1000Ci的样品，求：(1)5天后样品的活度是多少Ci？(2)需要多少天样品的活度才能衰减到100Ci？2.在一核反应堆中，某次测量得到反应堆堆芯体积为1000m³，冷却剂平均密度为5kg/m³，冷却剂流经堆芯的平均流速为50m³/h。假设冷却剂中溶解的铀浓度均匀，测得单位体积冷却剂中铀-235的质量为1.5mg/m³。求：(1)堆芯内冷却剂的总质量是多少吨？(2)每小时流经堆芯的铀-235总质量是多少克？3.一厚度为10cm的铅屏蔽层，用于屏蔽来自点源发射的γ射线。已知铅对γ射线的线性吸收系数为0.69cm⁻¹。求：(1)γ射线穿过该铅屏蔽层后的强度是多少？（设初始强度为I₀）(2)若要使γ射线强度减为初始强度的1%，至少需要多厚的铅屏蔽层？（结果保留一位小数）四、简答题（每题10分，共20分。请简要回答下列问题。）1.简述核反应堆中控制棒的作用及其工作原理。2.解释什么是内照射和外照射？各举一种常见的内照射和内照射的防护措施。五、论述题（10分。请就下列问题展开论述。）结合核反应堆运行的基本原理，论述确保反应堆安全运行需要采取的关键措施有哪些？试卷答案一、选择题1.B2.D3.C4.C5.B6.B7.C8.A9.B10.D二、填空题1.反冲中子2.改变控制棒插入深度3.戈瑞（Gy）4.安全冷却系统（或安全注水系统）5.自持6.时间响应（或本底噪声）7.气体扩散8.接触辐射时间9.和10.中子吸收（或慢化剂材料）三、计算题1.(1)解：利用活度衰变公式\(A=A_0e^{-\lambdat}\)，其中\(\lambda=\frac{\ln2}{T_{1/2}}=\frac{\ln2}{10}\text{day}^{-1}\)。\(A=1000\timese^{-\frac{\ln2}{10}\times5}=1000\timese^{-0.3466}\approx1000\times0.7071=707.1\text{Ci}\)答：5天后样品的活度是707.1Ci。(2)解：设需要时间为t天，则\(100=1000\timese^{-\frac{\ln2}{10}\timest}\)。\(\frac{100}{1000}=e^{-\frac{\ln2}{10}\timest}\)\(\ln\frac{1}{10}=-\frac{\ln2}{10}\timest\)\(t=-\frac{10\ln\frac{1}{10}}{\ln2}=\frac{10\ln10}{\ln2}\approx\frac{10\times2.3026}{0.6931}\approx33.22\text{天}\)答：需要约33.2天样品的活度才能衰减到100Ci。2.(1)解：总质量\(M=\rho\timesV=5\text{kg/m}^3\times1000\text{m}^3=5000\text{kg}=5\text{吨}\)答：堆芯内冷却剂的总质量是5吨。(2)解：每小时铀-235总质量\(m=M\timesC=5000\text{kg}\times1.5\times10^{-3}\text{kg/kg}=7.5\text{kg}=7500\text{g}\)答：每小时流经堆芯的铀-235总质量是7500克。3.(1)解：利用指数衰减公式\(I=I_0e^{-\mux}\)，其中\(\mu=0.69\text{cm}^{-1}\)，\(x=10\text{cm}\)。\(I=I_0\timese^{-0.69\times10}=I_0\timese^{-6.9}\approxI_0\times1.23\times10^{-3}\)答：γ射线穿过该铅屏蔽层后的强度是初始强度的约0.123%。(2)解：设所需厚度为xcm，使\(I=I_0\times10^{-2}\)。\(I_0\timese^{-0.69x}=I_0\times10^{-2}\)\(e^{-0.69x}=10^{-2}\)\(-0.69x=\ln10^{-2}=-4.605\)\(x=\frac{4.605}{0.69}\approx6.7\text{cm}\)答：至少需要约6.7cm厚的铅屏蔽层。四、简答题1.答：核反应堆中的控制棒是插入堆芯用于吸收中子、调节反应堆功率的重要装置。其工作原理是：控制棒通常由富含吸收中子的材料（如镉、硼）制成。通过提升控制棒（使其吸收中子较少）或插入控制棒（使其吸收中子较多），可以改变中子吸收的总量，从而调节有效中子通量，进而控制反应堆的功率水平。当需要降低功率或停堆时，将控制棒全部插入堆芯，大量吸收中子，使反应堆达到临界以下状态。2.答：辐射照射分为外照射和内照射两种。外照射是指人体受到来自体外辐射源（如放射性同位素源、反应堆堆芯、宇宙射线等）的辐射照射。防护外照射的主要措施是距离防护（增加与辐射源的距离）和屏蔽防护（在人与辐射源之间设置足够厚的屏蔽材料，如铅、混凝土等）。内照射是指放射性物质通过吸入、食入、皮肤伤口渗入或伤口沾染等方式进入人体内部，导致内部器官受到辐射照射。防护内照射的主要措施是防止放射性物质进入体内，具体措施包括工作场所通风、穿戴防护用品（如口罩、手套）、加强个人卫生习惯、定期进行健康检查和剂量监测等。五、论述题答：确保核反应堆安全运行需要采取一系列关键措施，主要包括：1.实体屏障防护：建造坚固的安全壳（第一道屏障）和防漏屏障（第二道屏障，如压力容器、燃料包壳等），以包容放射性物质，防止其外泄，并能承受内外部载荷（如地震、外部冲击）。2.中子经济与控制：通过优化燃料设计、控制棒系统、稳压器（或压力容器）等措施，确保反应堆在正常功率运行和预期事故工况下都能保持良好的中子经济性，防止失控链式反应和超临界事故。3.冷却系统可靠性：确保一回路冷却剂循环系统在设计工况和事故工况下都能有效导出堆芯热量，防止堆芯过热熔化。配备应急堆芯冷却系统（如安全注水系统、事故排水系统）以应对主冷却剂系统失效的事故。4.安全监测与预警：安装完善的仪表和监测系统，实时监测反应堆的运行参数（压力、温度、水位、功率等）和辐射水平，并配备预警和自动保护系统，能在异常情况发生时及时发出警报并自动采取安全措施（如紧急停堆）。5.人员培训与规程：对操作人员进行严