黃岡科技職業(yè)學(xué)院《輻射探測技術(shù)》2023-2024學(xué)年第一學(xué)期期末試卷

自覺遵守考場紀(jì)律如考試作弊此答卷無效密自覺遵守考場紀(jì)律如考試作弊此答卷無效密封線第1頁，共3頁黃岡科技職業(yè)學(xué)院《輻射探測技術(shù)》

2023-2024學(xué)年第一學(xué)期期末試卷院(系)_______班級_______學(xué)號_______姓名_______題號一二三四總分得分批閱人一、單選題（本大題共20個小題，每小題2分，共40分．在每小題給出的四個選項中，只有一項是符合題目要求的．）1、在核輻射劑量學(xué)中，當(dāng)量劑量是一個重要的概念。已知某輻射場中，γ射線的吸收劑量為2Gy，輻射權(quán)重因子為1。中子的吸收劑量為1Gy，輻射權(quán)重因子為5。計算該輻射場的當(dāng)量劑量。A.2SvB.5SvC.7SvD.10Sv2、在核聚變研究中，托卡馬克裝置是一種重要的實驗裝置。關(guān)于托卡馬克裝置實現(xiàn)核聚變的原理和挑戰(zhàn)，以下描述不正確的是：（）A.托卡馬克通過強(qiáng)大的磁場將高溫等離子體約束在環(huán)形真空室中，實現(xiàn)核聚變反應(yīng)B.要實現(xiàn)核聚變，需要將等離子體加熱到極高的溫度，并使其保持足夠長的時間C.托卡馬克裝置面臨著等離子體的不穩(wěn)定性、能量約束時間短等諸多挑戰(zhàn)D.托卡馬克裝置已經(jīng)能夠?qū)崿F(xiàn)可控核聚變，并即將投入商業(yè)應(yīng)用3、核反應(yīng)堆的熱中子能譜對反應(yīng)性有一定影響。已知某反應(yīng)堆的熱中子平均能量為0.025eV，中子通量密度為10^14n/(cm2·s)。計算熱中子的能量密度。A.4×10^-8J/cm3B.8×10^-8J/cm3C.1.6×10^-7J/cm3D.3.2×10^-7J/cm34、在研究核反應(yīng)的過程中，質(zhì)能方程E=mc2具有重要的意義。已知一個核反應(yīng)中，質(zhì)量虧損了0.1克，計算釋放的能量約為：（）A.9×10^11JB.9×10^12JC.9×10^13JD.9×10^14J5、核科學(xué)中的核數(shù)據(jù)包括核反應(yīng)截面、衰變常數(shù)、能譜等，這些數(shù)據(jù)對于核工程設(shè)計和研究具有重要意義。核數(shù)據(jù)的獲取通常通過實驗測量和理論計算。在進(jìn)行核工程計算時，如果使用不準(zhǔn)確的核數(shù)據(jù)，可能會導(dǎo)致：（）A.設(shè)計結(jié)果偏保守B.設(shè)計結(jié)果不安全C.計算效率降低D.以上都有可能6、核反應(yīng)堆安全是核科學(xué)與技術(shù)中的關(guān)鍵問題。某沸水堆在運(yùn)行過程中，出現(xiàn)了冷卻劑流量下降的故障。如果不及時采取措施，堆芯溫度將迅速上升。已知初始時刻堆芯功率為1000MW，冷卻劑流量下降了50%，假設(shè)其他條件不變，在短時間內(nèi)堆芯功率會上升到多少？（假設(shè)堆芯功率與冷卻劑流量成正比）（）A.1500MWB.2000MWC.2500MWD.3000MW7、核反應(yīng)堆的停堆系統(tǒng)需要具備高可靠性。某停堆系統(tǒng)由兩個獨(dú)立的子系統(tǒng)組成，每個子系統(tǒng)的可靠度為0.9。計算整個停堆系統(tǒng)的可靠度。A.0.81B.0.9C.0.99D.1.88、在核科學(xué)研究中，數(shù)值模擬方法在分析核過程中發(fā)揮著重要作用。已知模擬的物理問題和數(shù)學(xué)模型，若要提高數(shù)值模擬的準(zhǔn)確性和效率，還需要考慮以下哪個因素？（）A.網(wǎng)格劃分的合理性B.算法的穩(wěn)定性和收斂性C.計算機(jī)硬件性能D.以上都是9、核廢物的處理和處置是核科學(xué)領(lǐng)域面臨的重要問題。高放廢物具有很強(qiáng)的放射性和較長的半衰期，需要進(jìn)行深地質(zhì)處置。深地質(zhì)處置庫的選址需要考慮地質(zhì)穩(wěn)定性、水文條件等多方面因素。那么，以下哪種地質(zhì)環(huán)境較適合作為深地質(zhì)處置庫：（）A.花崗巖體B.沉積巖地層C.火山巖地區(qū)D.松散砂土地層10、在核輻射監(jiān)測中，環(huán)境樣品的分析是評估輻射水平的重要手段。假設(shè)對一個區(qū)域的土壤樣品進(jìn)行放射性分析，以下關(guān)于樣品采集和分析方法的選擇，哪一項是不正確的？（）A.按照一定的網(wǎng)格分布采集土壤樣品，確保代表性B.可以使用γ譜儀測量土壤中的放射性核素種類和活度C.分析結(jié)果只需要關(guān)注主要的放射性核素，次要的可以忽略D.對采集的樣品要進(jìn)行妥善的保存和處理，防止交叉污染11、在核反應(yīng)堆物理中，中子與原子核的相互作用是核心問題之一。已知一種材料的原子核具有特定的能態(tài)結(jié)構(gòu)，當(dāng)中子能量較低時，主要發(fā)生的相互作用類型是？（）A.彈性散射B.非彈性散射C.輻射俘獲D.裂變反應(yīng)12、核輻射對生物體的影響是核科學(xué)研究的重要方面。假設(shè)一個區(qū)域受到了一定劑量的核輻射，輻射可能會導(dǎo)致細(xì)胞損傷和基因突變。當(dāng)輻射劑量較低時，生物體可能通過自身的修復(fù)機(jī)制恢復(fù)，但高劑量輻射可能引發(fā)嚴(yán)重后果。以下關(guān)于核輻射生物效應(yīng)的描述，哪一項是不準(zhǔn)確的？（）A.急性輻射損傷通常在短時間內(nèi)接受大劑量輻射后發(fā)生B.長期低劑量輻射主要增加患癌癥的風(fēng)險，對遺傳的影響較小C.輻射可以破壞細(xì)胞的DNA結(jié)構(gòu)，影響細(xì)胞的正常功能D.兒童和孕婦對輻射的敏感性通常高于普通成年人13、在核反應(yīng)堆物理中，中子與原子核的相互作用是非常重要的過程。假設(shè)一個熱中子反應(yīng)堆，其中中子的能量分布符合麥克斯韋分布。當(dāng)中子與鈾-235原子核發(fā)生散射時，以下關(guān)于散射過程的描述，哪一項是不準(zhǔn)確的？（）A.可以發(fā)生彈性散射，中子能量降低但數(shù)量不變B.可能發(fā)生非彈性散射，原子核被激發(fā)，中子能量顯著減少C.散射過程中，中子有可能被鈾-235原子核吸收，引發(fā)核裂變D.中子與鈾-235原子核的散射總是導(dǎo)致中子完全消失，不再參與后續(xù)反應(yīng)14、對于核反應(yīng)堆的熱工水力分析，冷卻劑的流動和傳熱特性至關(guān)重要。假設(shè)在一個壓水堆中，冷卻劑的流速、溫度和壓力等參數(shù)已知，若要準(zhǔn)確計算堆芯的傳熱系數(shù)，還需要考慮以下哪個因素？（）A.燃料元件的表面粗糙度B.冷卻劑的化學(xué)性質(zhì)C.反應(yīng)堆的功率水平D.以上都是15、核廢物的處理和處置是核科學(xué)中的重要問題。假設(shè)我們面臨一批放射性水平不同的核廢物，包括低放廢物、中放廢物和高放廢物。那么不同放射性水平的廢物分別適合采用哪些處理方法（如壓縮、固化、深埋）？核廢物處置庫的選址需要考慮哪些因素（如地質(zhì)條件、水文條件、人口密度）？如何確保核廢物在長期儲存過程中的安全性和可追溯性？（）A.低放壓縮，中放固化，高放深埋，綜合考慮多因素，建立監(jiān)測和管理體系B.低放固化，中放深埋，高放特殊處理，注重地質(zhì)穩(wěn)定性，采用先進(jìn)追蹤技術(shù)C.低放深埋，中放壓縮，高放封存，分析水文特征，加強(qiáng)監(jiān)管和應(yīng)急響應(yīng)D.以上均不正確16、核輻射在醫(yī)學(xué)、工業(yè)、農(nóng)業(yè)等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用，但同時也需要嚴(yán)格的防護(hù)措施。例如，在醫(yī)院進(jìn)行放射性治療時，需要精確控制輻射劑量，以避免對正常組織造成損傷。對于一種放射性同位素，其半衰期越短，意味著：（）A.放射性越強(qiáng)B.放射性越弱C.衰變速度越快D.衰變速度越慢17、在核反應(yīng)堆熱工水力分析中，需要研究冷卻劑的流動和傳熱特性。某壓水堆的燃料組件中，冷卻劑水在狹窄的通道內(nèi)流動，與燃料元件進(jìn)行熱交換。水的流速、溫度和壓力分布會影響傳熱效果和反應(yīng)堆的安全性。假設(shè)冷卻劑水的入口溫度為300℃，經(jīng)過燃料組件后溫度升高到350℃，如果要保持燃料元件表面溫度不超過600℃，需要對冷卻劑的流速和流量進(jìn)行怎樣的調(diào)整？（）A.提高流速和流量B.降低流速和流量C.保持流速不變，增加流量D.保持流量不變，提高流速18、在核聚變研究中，托卡馬克裝置是一種重要的實驗裝置。它通過強(qiáng)磁場來約束高溫等離子體，實現(xiàn)核聚變反應(yīng)。托卡馬克裝置運(yùn)行時，需要對磁場進(jìn)行精確控制。如果磁場控制出現(xiàn)偏差，可能會：（）A.降低反應(yīng)效率B.導(dǎo)致等離子體逃逸C.損壞裝置部件D.以上都有可能19、核輻射防護(hù)是核科學(xué)領(lǐng)域的重要課題。對于不同類型的輻射，如α、β、γ射線，其防護(hù)方法各有不同。以下關(guān)于核輻射防護(hù)的描述，錯誤的是：（）A.α射線穿透力較弱，一張紙就能阻擋，但其電離能力強(qiáng)，進(jìn)入體內(nèi)危害較大，所以要防止吸入或食入α放射性物質(zhì)B.β射線穿透力較強(qiáng)，需要用一定厚度的鋁板或有機(jī)玻璃來防護(hù)，避免直接接觸β放射性物質(zhì)C.γ射線穿透力極強(qiáng)，需要用厚重的鉛板或混凝土來進(jìn)行屏蔽防護(hù)D.只要距離輻射源足夠遠(yuǎn)，就無需采取任何防護(hù)措施，因為輻射會迅速衰減到安全水平20、在核反應(yīng)堆安全分析中，需要考慮各種可能的事故工況。某沸水堆在運(yùn)行過程中，可能發(fā)生冷卻劑喪失事故（LOCA）。在這種情況下，反應(yīng)堆堆芯可能會暴露在空氣中，導(dǎo)致溫度急劇升高。為了緩解這種事故的后果，通常會采取應(yīng)急堆芯冷卻系統(tǒng)（ECCS）。假設(shè)在LOCA發(fā)生后，ECCS能夠在一定時間內(nèi)投入運(yùn)行，注入冷卻劑。如果注入的冷卻劑流量不足，堆芯溫度持續(xù)上升，可能會導(dǎo)致燃料元件的損壞甚至熔化。那么為了避免這種情況，ECCS的設(shè)計需要滿足哪些要求？（）A.足夠的冷卻劑流量和壓力B.快速響應(yīng)和可靠啟動C.能夠適應(yīng)高溫高壓環(huán)境D.以上都是二、簡答題（本大題共3個小題，共15分)1、（本題5分）核技術(shù)在生物醫(yī)學(xué)研究中的應(yīng)用為生命科學(xué)的發(fā)展提供了有力的工具。請深入探討核技術(shù)如放射性標(biāo)記生物分子、細(xì)胞輻射效應(yīng)研究、基因治療中的輻射應(yīng)用等在生物學(xué)機(jī)制研究、疾病模型建立、藥物研發(fā)等方面的原理和方法。分析核技術(shù)在生物醫(yī)學(xué)研究中的優(yōu)勢和局限性，以及如何遵循倫理和安全原則開展相關(guān)研究。2、（本題5分）在核科學(xué)與技術(shù)領(lǐng)域，核輻射探測是一項關(guān)鍵技術(shù)。請全面論述不同類型的核輻射探測器（如氣體探測器、閃爍探測器、半導(dǎo)體探測器等）的工作原理和特點(diǎn)。分析它們在能量分辨率、探測效率、時間響應(yīng)等方面的性能差異，并探討在不同應(yīng)用場景（如核醫(yī)學(xué)、環(huán)境監(jiān)測、核反應(yīng)堆控制等）中如何選擇合適的探測器以滿足特定的測量需求。3、（本題5分）全面論述核科學(xué)與技術(shù)中的核不擴(kuò)散與核安保，包括國際核不擴(kuò)散體系（《不擴(kuò)散核武器條約》等）、核材料和核設(shè)施的安保措施。分析核不擴(kuò)散與核安保面臨的挑戰(zhàn)和應(yīng)對策略，如防止核材料走私、恐怖主義威脅等。解釋核不擴(kuò)散與核安保對國際和平與安全的重要意義，舉例說明國際社會在核不擴(kuò)散與核安保方面的合作與行動。三、計算題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）某核反應(yīng)堆的堆芯結(jié)構(gòu)材料采用不銹鋼，在高溫、高壓和中子輻照的環(huán)境下工作。已知材料的初始硬度為200HB，經(jīng)過一段時間的運(yùn)行后，硬度增加到300HB。計算材料的硬化程度，以及對堆芯結(jié)構(gòu)安全性的影響。同時，分析材料的微觀結(jié)構(gòu)變化和可能的失效模式。2、（本題5分）某核電廠的乏燃料儲存設(shè)施，儲存的乏燃料中含有一定量的鍶-90和銫-137。已知鍶-90的活度為1000Bq，銫-137的活度為800Bq，兩種放射性核素的半衰期分別為29年和30年。計算10年后兩種核素的活度。3、（本題5分）一個快中子反應(yīng)堆，其燃料為PuO?和UO?的混合物，PuO?的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20%。已知Pu-239的裂變截面為750barn，U-235的裂變截面為580barn，快中子通量為10^15n/(cm2·s)。計算燃料的裂變反應(yīng)率，并探討快中子反應(yīng)堆在核燃料循環(huán)中的優(yōu)勢和面臨的挑戰(zhàn)。4、（本題5分）某核電廠的乏燃料儲存水池，水池尺寸為10m×10m×10m，儲存的乏燃料總活度為1×10?Bq。假設(shè)輻射為各向同性，計算水池表面的輻射劑量率，并分析為保證工作人員安全所需采取的防護(hù)措施。5、（本題5分）一個沸水堆核電站，其反應(yīng)堆壓力容器的材料為低合金鋼，屈服強(qiáng)度為500MPa，設(shè)計壓力為8MPa，內(nèi)徑為4m，壁厚為25cm。計算壓力容器的薄膜應(yīng)力，并分析其安全性。四、論述題（本大題共2個小題，共20分)1、（本題10分）全面論述核反應(yīng)堆的堆內(nèi)構(gòu)件