山東海事職業(yè)學(xué)院《核科學(xué)概論》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頁山東海事職業(yè)學(xué)院《核科學(xué)概論》

2023-2024學(xué)年第一學(xué)期期末試卷院(系)_______班級(jí)_______學(xué)號(hào)_______姓名_______題號(hào)一二三四總分得分批閱人一、單選題（本大題共30個(gè)小題，每小題1分，共30分．在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，只有一項(xiàng)是符合題目要求的．）1、在核科學(xué)實(shí)驗(yàn)中，數(shù)據(jù)處理和誤差分析是重要環(huán)節(jié)。假設(shè)一組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)存在系統(tǒng)誤差和隨機(jī)誤差，已知誤差的來源和大小。通過何種方法可以有效地減小誤差對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響？（）A.多次測量取平均值B.采用更精確的測量儀器C.改進(jìn)實(shí)驗(yàn)方法D.以上方法綜合使用2、在核反應(yīng)堆中，控制棒的作用至關(guān)重要。關(guān)于控制棒對(duì)反應(yīng)堆反應(yīng)性的控制原理，以下說法錯(cuò)誤的是：（）A.控制棒通常由具有強(qiáng)吸收中子能力的材料制成，如硼、鎘等B.插入控制棒可以吸收中子，從而降低反應(yīng)堆的反應(yīng)性，使鏈?zhǔn)椒磻?yīng)減緩或停止C.控制棒插入越深，吸收的中子越多，反應(yīng)堆的功率下降越快D.控制棒的移動(dòng)速度對(duì)反應(yīng)堆的反應(yīng)性沒有影響，只與插入深度有關(guān)3、在核醫(yī)學(xué)成像技術(shù)中，正電子發(fā)射斷層掃描（PET）具有獨(dú)特的優(yōu)勢。假設(shè)一個(gè)患者接受了PET檢查，已知注入的放射性藥物和掃描時(shí)間。通過圖像分析，可以獲得哪些關(guān)于患者身體的信息？（）A.器官的形態(tài)B.組織的代謝情況C.血液流動(dòng)速度D.神經(jīng)活動(dòng)4、核科學(xué)中的輻射劑量學(xué)研究輻射對(duì)物質(zhì)和生物體的影響。已知某種輻射在組織中的線能量轉(zhuǎn)移系數(shù)為0.05keV/μm，吸收劑量為2Gy。計(jì)算該輻射在組織中產(chǎn)生的平均LET（線性能量傳遞）值約為多少keV/μm？（）A.0.1B.0.2C.0.3D.0.45、核技術(shù)在工業(yè)無損檢測中有著廣泛的應(yīng)用。例如，利用X射線或γ射線對(duì)金屬部件進(jìn)行探傷。已知一種金屬部件內(nèi)部存在微小裂紋，以下哪種射線的穿透力更強(qiáng)，更適合檢測較厚部件的內(nèi)部缺陷？（）A.X射線B.低能γ射線C.高能γ射線D.以上穿透力相同6、核技術(shù)在工業(yè)領(lǐng)域有廣泛的應(yīng)用，如無損檢測、輻射加工等。在無損檢測中，利用γ射線檢測金屬部件內(nèi)部的缺陷，其依據(jù)是（）A.γ射線的穿透能力和不同物質(zhì)對(duì)γ射線的吸收差異B.γ射線的電離作用C.γ射線的熒光效應(yīng)D.γ射線的化學(xué)效應(yīng)7、對(duì)于核反應(yīng)堆的安全殼設(shè)計(jì)，需要考慮多種事故工況。假設(shè)某核反應(yīng)堆發(fā)生大破口失水事故，安全殼內(nèi)壓力迅速升高。已知安全殼的設(shè)計(jì)壓力為0.5MPa，初始?jí)毫?.1MPa，事故后壓力在10秒內(nèi)達(dá)到0.4MPa。計(jì)算壓力的平均上升速率。A.0.03MPa/sB.0.04MPa/sC.0.05MPa/sD.0.06MPa/s8、在核安全文化中，人員的培訓(xùn)和意識(shí)培養(yǎng)至關(guān)重要。工作人員對(duì)核安全法規(guī)和操作規(guī)程的熟悉程度直接影響核設(shè)施的安全運(yùn)行。假設(shè)一名新員工沒有接受充分的培訓(xùn)就參與核相關(guān)工作，可能會(huì)：（）A.違反安全規(guī)定B.無法應(yīng)對(duì)突發(fā)情況C.操作失誤D.以上都有可能9、在核反應(yīng)堆中，控制棒的作用至關(guān)重要。已知某壓水堆在運(yùn)行過程中，需要通過控制棒來調(diào)節(jié)反應(yīng)性?？刂瓢敉ǔＳ删哂袕?qiáng)吸收中子能力的材料制成，如硼或鎘。當(dāng)控制棒完全插入堆芯時(shí)，能夠顯著降低中子通量，從而實(shí)現(xiàn)停堆。假設(shè)該反應(yīng)堆的初始功率為1000MW，在控制棒逐步插入的過程中，反應(yīng)堆功率逐漸下降。如果控制棒插入一半時(shí)，反應(yīng)堆功率下降到800MW，那么當(dāng)控制棒全部插入時(shí)，反應(yīng)堆功率大約會(huì)降低到多少？（）A.500MWB.300MWC.200MWD.100MW10、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(duì)于核工程設(shè)計(jì)和研究具有重要意義。核數(shù)據(jù)的獲取通常通過實(shí)驗(yàn)測量和理論計(jì)算。在進(jìn)行核工程計(jì)算時(shí)，如果使用不準(zhǔn)確的核數(shù)據(jù)，可能會(huì)導(dǎo)致：（）A.設(shè)計(jì)結(jié)果偏保守B.設(shè)計(jì)結(jié)果不安全C.計(jì)算效率降低D.以上都有可能11、核技術(shù)在航天領(lǐng)域也有重要應(yīng)用。假設(shè)我們使用放射性同位素?zé)犭姲l(fā)生器（RTG）為航天器提供能源，那么RTG的工作原理是什么？如何選擇合適的放射性同位素燃料？RTG在太空環(huán)境中的可靠性和安全性如何保障？其在未來深空探測任務(wù)中的發(fā)展趨勢怎樣？（）A.基于熱電轉(zhuǎn)換，考慮能量密度，進(jìn)行嚴(yán)格測試，具有廣闊前景B.依靠輻射發(fā)電，依據(jù)使用時(shí)長，加強(qiáng)防護(hù)措施，面臨諸多挑戰(zhàn)C.憑借熱能利用，按照功率需求，優(yōu)化設(shè)備結(jié)構(gòu)，有待進(jìn)一步研究D.以上均不正確12、核技術(shù)在環(huán)境保護(hù)中也能發(fā)揮作用，例如用于污染土壤的修復(fù)。某地區(qū)的土壤受到放射性核素的污染，需要采用物理或化學(xué)方法進(jìn)行處理。一種方法是利用植物對(duì)放射性核素的吸收和積累，將其從土壤中移除；另一種方法是通過化學(xué)試劑將放射性核素固定在土壤中，降低其遷移性。如果考慮長期效果和環(huán)境影響，哪種方法更為合適？（）A.植物修復(fù)B.化學(xué)固定C.兩種方法結(jié)合D.取決于具體的核素種類和污染程度13、核技術(shù)在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域有廣泛應(yīng)用，如輻射育種。某農(nóng)作物種子經(jīng)過一定劑量的γ射線輻照后，基因突變率提高了5%。若初始基因突變率為0.1%，計(jì)算輻照后的基因突變率。A.0.5%B.0.6%C.0.7%D.0.8%14、核科學(xué)中的輻射防護(hù)標(biāo)準(zhǔn)是保障人員和環(huán)境安全的依據(jù)。關(guān)于輻射防護(hù)標(biāo)準(zhǔn)的制定和執(zhí)行，以下說法錯(cuò)誤的是：（）A.輻射防護(hù)標(biāo)準(zhǔn)根據(jù)科學(xué)研究成果和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)制定，考慮了輻射的危害和防護(hù)的可行性B.標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了不同情況下的輻射劑量限值和防護(hù)措施要求C.輻射防護(hù)標(biāo)準(zhǔn)一旦制定就不會(huì)修改，永遠(yuǎn)適用于各種情況D.所有涉及輻射的活動(dòng)都必須嚴(yán)格遵守輻射防護(hù)標(biāo)準(zhǔn)15、核科學(xué)中的輻射劑量學(xué)研究輻射對(duì)人體和生物體的影響。關(guān)于輻射劑量的概念和單位，以下說法不正確的是：（）A.吸收劑量表示單位質(zhì)量物質(zhì)吸收的輻射能量，單位是戈瑞（Gy）B.當(dāng)量劑量考慮了不同類型輻射的生物效應(yīng)差異，單位是希沃特（Sv）C.有效劑量是對(duì)人體受到的不同部位和不同類型輻射的綜合度量D.輻射劑量的大小與輻射的類型、能量、照射時(shí)間和照射部位無關(guān)16、核技術(shù)在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域也有應(yīng)用，如輻射育種、食品輻照保鮮等。輻射育種的原理是利用輻射誘發(fā)植物種子的基因突變，從而獲得優(yōu)良的品種。在輻射育種過程中，需要控制輻射劑量，其原因是（）A.劑量過高會(huì)導(dǎo)致種子死亡，過低則無法產(chǎn)生變異B.劑量與變異的類型和頻率無關(guān)C.高劑量輻射總是能產(chǎn)生更好的變異效果D.低劑量輻射更有利于獲得優(yōu)良品種17、在核輻射防護(hù)中，使用鉛、混凝土等材料來構(gòu)建屏蔽體。某輻射源發(fā)出的γ射線能量為3MeV，要使γ射線的強(qiáng)度衰減到原來的1/1000，需要多厚的混凝土屏蔽層（混凝土對(duì)該能量γ射線的線性減弱系數(shù)為0.1cm^(-1)）？（）A.30cmB.60cmC.90cmD.120cm18、在核醫(yī)學(xué)中，放射性同位素被廣泛用于診斷和治療疾病。例如，碘-131常用于治療甲狀腺疾病。已知碘-131的半衰期為8天，初始活度為100毫居里。經(jīng)過32天后，其剩余活度大約是多少？（）A.6.25毫居里B.12.5毫居里C.25毫居里D.50毫居里19、核輻射對(duì)生物體的效應(yīng)與輻射類型和劑量有關(guān)。假設(shè)一個(gè)生物體同時(shí)受到低劑量的α射線和高劑量的γ射線照射，已知兩種射線的劑量和生物體的細(xì)胞結(jié)構(gòu)。哪種射線對(duì)生物體造成的損傷更嚴(yán)重？（）A.α射線B.γ射線C.兩者相同D.取決于生物體的種類20、核反應(yīng)堆是核能利用的關(guān)鍵設(shè)備，按照冷卻劑和慢化劑的不同可以分為多種類型。壓水堆是目前應(yīng)用較為廣泛的一種核反應(yīng)堆，其特點(diǎn)包括使用輕水作為冷卻劑和慢化劑。那么，與其他類型的反應(yīng)堆相比，壓水堆的優(yōu)點(diǎn)之一是：（）A.安全性較高B.燃料利用率高C.建設(shè)成本低D.功率密度大21、核技術(shù)在工業(yè)探傷中的應(yīng)用需要遵循嚴(yán)格的安全規(guī)范。假設(shè)在一次探傷作業(yè)中，發(fā)現(xiàn)輻射劑量超過了規(guī)定限值，已知探傷設(shè)備的參數(shù)和作業(yè)環(huán)境?？赡艿脑蚴鞘裁?？（）A.設(shè)備故障B.操作不當(dāng)C.防護(hù)措施失效D.以上都有可能22、核科學(xué)中的核反應(yīng)截面是描述核反應(yīng)發(fā)生概率的重要參數(shù)。對(duì)于給定的核反應(yīng)，反應(yīng)截面的大小與哪些因素有關(guān)？（）A.入射粒子的能量B.靶核的性質(zhì)C.反應(yīng)產(chǎn)物的狀態(tài)D.以上都是23、核輻射劑量學(xué)是研究輻射劑量的測量和評(píng)估的學(xué)科。某工作人員在核設(shè)施中工作了一段時(shí)間，佩戴了個(gè)人劑量計(jì)來監(jiān)測所接受的輻射劑量。個(gè)人劑量計(jì)可以測量累積劑量和劑量率。已知該工作人員在一個(gè)月內(nèi)的累積劑量為5mSv，平均每周工作40小時(shí)。如果工作場所的輻射場是均勻的，那么平均每周的劑量率大約是多少？（）A.0.25mSv/hB.0.5mSv/hC.0.75mSv/hD.1mSv/h24、在核醫(yī)學(xué)治療中，放射性粒子植入是一種局部治療方法。已知腫瘤的位置和大小，若要確定放射性粒子的植入位置和數(shù)量，還需要考慮以下哪個(gè)因素？（）A.腫瘤周圍的正常組織耐受劑量B.放射性粒子的半衰期C.植入手術(shù)的難度和風(fēng)險(xiǎn)D.以上都是25、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(shí)采取措施，堆芯溫度將迅速上升。已知初始時(shí)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(shí)間內(nèi)堆芯功率會(huì)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.3000MW26、核技術(shù)在食品輻照保鮮和殺菌方面有一定的應(yīng)用。假設(shè)一批食品需要進(jìn)行輻照處理，以下關(guān)于食品輻照的描述，哪一項(xiàng)是不準(zhǔn)確的？（）A.適當(dāng)劑量的輻照可以殺滅食品中的微生物，延長保質(zhì)期B.食品輻照不會(huì)導(dǎo)致食品產(chǎn)生放射性殘留，對(duì)人體健康無害C.輻照處理后的食品在營養(yǎng)成分和口感上會(huì)發(fā)生明顯的改變D.食品輻照需要遵循嚴(yán)格的劑量標(biāo)準(zhǔn)和操作規(guī)程，確保安全27、核反應(yīng)堆的燃料管理策略對(duì)于反應(yīng)堆的運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性和安全性有重要影響。某壓水堆采用分批換料策略，每次更換1/3的燃料組件。若反應(yīng)堆初始裝載的燃料富集度為3%，經(jīng)過一個(gè)循環(huán)后，剩余燃料的富集度約為多少？（）A.1%B.1.5%C.2%D.2.5%28、在核反應(yīng)堆安全系統(tǒng)中，緊急停堆系統(tǒng)起著至關(guān)重要的作用。關(guān)于緊急停堆系統(tǒng)的功能，以下哪項(xiàng)描述是不正確的？（）A.當(dāng)反應(yīng)堆運(yùn)行參數(shù)超過安全限值時(shí)，能夠迅速插入控制棒，終止鏈?zhǔn)椒磻?yīng)B.緊急停堆系統(tǒng)可以在發(fā)生嚴(yán)重事故時(shí)，自動(dòng)啟動(dòng)并將反應(yīng)堆帶入安全狀態(tài)C.緊急停堆系統(tǒng)的響應(yīng)時(shí)間越短越好，但也需要考慮系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性D.一旦緊急停堆系統(tǒng)啟動(dòng)，反應(yīng)堆就無法再次啟動(dòng)，必須進(jìn)行大規(guī)模的維修和檢查29、核電廠的蒸汽發(fā)生器是將反應(yīng)堆產(chǎn)生的熱量傳遞給二回路的關(guān)鍵設(shè)備。某蒸汽發(fā)生器的傳熱面積為5000m2，一次側(cè)流體的平均溫度為320°C，二次側(cè)流體的平均溫度為280°C，總傳熱系數(shù)為3000W/(m2·K)。計(jì)算熱交換功率：（）A.2×10^7WB.2×10^8WC.2×10^9WD.2×10^10W30、核輻射探測是核科學(xué)研究和應(yīng)用中的重要手段。關(guān)于閃爍探測器，以下哪項(xiàng)描述是不準(zhǔn)確的？（）A.閃爍探測器由閃爍體、光電倍增管和相應(yīng)的電子學(xué)線路組成B.閃爍體在受到輻射照射時(shí)會(huì)發(fā)出熒光，熒光被光電倍增管轉(zhuǎn)換為電信號(hào)C.閃爍探測器對(duì)γ射線的探測效率高，能量分辨率好，常用于高能物理實(shí)驗(yàn)D.閃爍探測器的響應(yīng)速度快，但對(duì)于低能輻射的探測靈敏度較低二、論述題（本大題共5個(gè)小題，共25分)1、（本題5分）深入論述核科學(xué)中的量子色動(dòng)力學(xué)在高能核物理中的應(yīng)用。介紹量子色動(dòng)力學(xué)的基本概念和理論框架，分析強(qiáng)相互作用在高能核-核碰撞中的表現(xiàn)和特征。探討夸克-膠子等離子體的產(chǎn)生和探測，以及通過高能核物理實(shí)驗(yàn)對(duì)量子色動(dòng)力學(xué)的驗(yàn)證和發(fā)展。2、（本題5分）核廢料的處理和處置是核科學(xué)與技術(shù)面臨的重要挑戰(zhàn)之一。請深入論述核廢料的分類、特性和危害，包括高放廢料、中放廢料和低放廢料。分析目前主要的核廢料處理和處置技術(shù)，如固化、深埋、嬗變等，并探討如何確保核廢料在長期儲(chǔ)存和處置過程中的安全性，減少對(duì)環(huán)境和人類健康的潛在威脅。3、（本題5分）全面論述核聚變的原理和實(shí)現(xiàn)條件，比較核聚變與核裂變在能源利用方面的優(yōu)缺點(diǎn)。探討當(dāng)前核聚變研究的主要技術(shù)路線（如磁約束核聚變、慣性約束核聚變），分析其面臨的技術(shù)難題以及可能的解決方案，并展望核聚變作為未來能源的前景。4、（本題5分）詳細(xì)論述核科學(xué)技術(shù)在材料輻照效應(yīng)模擬實(shí)驗(yàn)中的方法和技術(shù)，包括離子加速器輻照實(shí)驗(yàn)、反應(yīng)堆輻照實(shí)驗(yàn)等。分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果的分析和解讀，探討如何通過模擬實(shí)驗(yàn)為材料在核環(huán)境中的應(yīng)用提供可靠的數(shù)據(jù)支持。5、（本題5分）詳細(xì)論述核輻射探測的方法和儀器，包括氣體探測器、閃爍探測器、半導(dǎo)體探測器等。分析不同探測器的工作原理、性能特點(diǎn)和適用范圍，探討如何提高輻射探測的靈敏度和精度，以滿足不同應(yīng)用場景的需求。三、簡答題（本大題共5個(gè)小題，共25分)1、（本題5分）闡述核技術(shù)在航天領(lǐng)域的應(yīng)用，如衛(wèi)星電源（如放射性同位素?zé)犭姲l(fā)生器）、輻射防護(hù)、太空探測中的粒子探測等。分析核技術(shù)在航天環(huán)境中的特殊性和挑戰(zhàn)，以及如何保障其安全可靠運(yùn)行。2、（本題5分）核技術(shù)在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用，如輻射育種、食品輻照保鮮等。請深入論述這些應(yīng)用的原理和技術(shù)，分析其對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和食品安全的影響。探討在農(nóng)業(yè)核技術(shù)應(yīng)用中如何確保輻射使用的安全性和有效性，以及如何規(guī)范和管理相關(guān)的操作流程。3、（本題5分）核燃料循環(huán)是核能發(fā)展的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。請全面闡述核燃料循環(huán)的主要步驟，包括鈾礦開采、鈾濃縮、燃料元件制造、反應(yīng)堆使用、乏燃料處理等。分析每個(gè)步驟中的技術(shù)挑戰(zhàn)和環(huán)境影響。探討如何提高核燃料的利用率，減少核廢料的