2025年大学核工程与核技术（核反应）试题及答案

2025年大学核工程与核技术（核反应）试题及答案

（考试时间：90分钟满分100分）班级______姓名______第I卷（选择题共30分）答题要求：本大题共10小题，每小题3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。请将正确答案的序号填在括号内。1.以下哪种核反应属于核聚变？（）A.铀235裂变B.氢核聚变C.钚239裂变D.镭衰变2.核反应中质量亏损的原因是（）A.质量转化为能量B.质量被消耗C.质量变成了光子D.质量变成了电子3.一个原子核发生β衰变后，其质子数（）A.增加1B.减少1C.不变D.不确定4.核反应的能量来源主要是（）A.化学键能B.核能C.化学能D.势能5.下列核反应方程正确的是（）A.\(^{238}_{92}U→^{234}_{90}Th+^{4}_{2}He\)B.\(^{14}_{7}N+^{4}_{2}He→^{17}_{8}O+^{1}_{1}H\)C.\(^{2}_{1}H+^{3}_{1}H→^{4}_{2}He+^{1}_{0}n\)D.以上都正确6.核反应中产生的γ射线是（）A.高速电子流B.高速质子流C.电磁波D.中子流7.一个静止的原子核发生α衰变，衰变后α粒子和新核的动能关系是（）A.α粒子动能大B.新核动能大C.一样大D.无法确定8.核反应堆中控制核反应速度的主要方式是（）A.控制中子数量B.控制温度C.控制压力D.控制燃料浓度9.以下哪种核素常用于医学成像？（）A.碳14B.碘131C.铀238D.氢10.核反应中动量守恒的原因是（）A.不受外力作用B.内力远大于外力C.系统总能量不变D.以上都是第II卷（非选择题共70分）11.（10分）简述核聚变的原理及优点。12.（15分）写出α衰变、β衰变、γ衰变的核反应方程，并说明其特点。13.（15分）分析核反应堆的工作原理及主要组成部分。14.（15分）材料：太阳内部持续进行着氢核聚变反应，释放出巨大的能量。太阳的能量为地球上的生命提供了光和热。问题：请解释太阳氢核聚变反应的过程，并说明其对地球的重要意义。15.（15分）材料：核电站利用核反应堆产生的能量发电。在运行过程中，需要严格控制核反应的速度和安全性。问题：阐述核电站运行中控制核反应速度的方法及保障安全的措施。答案：1.B2.A3.A4.B5.D6.C7.A8.A9.B10.B11.核聚变原理：两个轻原子核，如氢的同位素氘和氚，在极高温度和压力下，克服它们之间的电荷排斥力，合并成一个新的、更重的原子核。优点：释放能量巨大；燃料资源丰富；几乎不产生温室气体；放射性废物相对较少。12.α衰变：\(^{A}_{Z}X→^{A-4}_{Z-2}Y+^{4}_{2}He\)，特点是有α粒子（氦核）产生，质子数和质量数都减少。β衰变：\(^{A}_{Z}X→^{A}_{Z+1}Y+^{0}_{-1}e\)，特点是有β粒子（电子）产生，质子数增加1，质量数不变。γ衰变通常伴随α或β衰变，原子核从高能级跃迁到低能级释放γ光子，不改变质子数和质量数。13.工作原理：核反应堆利用核燃料（如铀235）的裂变反应产生中子，中子与其他原子核碰撞引发更多裂变，释放大量能量，通过冷却剂带走热量产生蒸汽推动汽轮机发电。主要组成部分：核燃料组件、控制棒、慢化剂、冷却剂、反射层等。14.太阳氢核聚变反应过程：四个氢原子核聚变成一个氦原子核，同时释放出能量。具体为两个氢原子核先聚变成一个氘核，然后氘核与另一个氢核聚变成氦3，两个氦3再聚变成一个氦4并释放出两个氢核。对地球的重要意义：提供光和热，维持地球适宜的温度，是地球上生命存在和发展的基础；驱动大气环流、水循环等，影响地球气候和生态系统。15.控制核反应速度的方法：通过控制棒吸收中子来调节反应速度，控制棒插入反应堆深度