廣州科技貿(mào)易職業(yè)學(xué)院《核信息獲取與核電子學(xué)》2023-2024學(xué)年第二學(xué)期期末試卷

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2023-2024學(xué)年第二學(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25個(gè)小題，每小題1分，共25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、核技術(shù)在材料科學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用包括材料改性、輻照損傷研究等。輻照會(huì)導(dǎo)致材料的性能發(fā)生變化，例如（）A.硬度增加B.導(dǎo)電性增強(qiáng)C.密度減小D.化學(xué)穩(wěn)定性降低2、核技術(shù)在考古學(xué)中的應(yīng)用可以幫助測(cè)定文物的年代。例如，通過(guò)測(cè)量碳-14的含量來(lái)確定有機(jī)物文物的年代。碳-14的半衰期約為5730年，如果一件文物中碳-14的含量是原始含量的四分之一，那么它的年代大約是：（）A.5730年B.11460年C.17190年D.22920年3、在核反應(yīng)堆的事故分析中，需要考慮多種可能的故障模式。假設(shè)反應(yīng)堆的冷卻系統(tǒng)出現(xiàn)故障，導(dǎo)致堆芯溫度升高，已知反應(yīng)堆的安全系統(tǒng)和應(yīng)急響應(yīng)措施。在這種情況下，安全系統(tǒng)能夠有效發(fā)揮作用的關(guān)鍵因素是什么？（）A.響應(yīng)速度B.可靠性C.冗余設(shè)計(jì)D.以上都是4、核技術(shù)在環(huán)境保護(hù)領(lǐng)域有一定的應(yīng)用前景。關(guān)于放射性同位素示蹤技術(shù)在水污染監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用，以下哪項(xiàng)說(shuō)法是不正確的？（）A.向水體中投放特定的放射性同位素標(biāo)記物，通過(guò)檢測(cè)其在水中的分布和遷移，可以了解水流運(yùn)動(dòng)和污染物擴(kuò)散情況B.放射性同位素示蹤技術(shù)具有靈敏度高、檢測(cè)速度快等優(yōu)點(diǎn)，但也存在放射性污染的風(fēng)險(xiǎn)C.選擇合適的放射性同位素標(biāo)記物應(yīng)考慮其半衰期、化學(xué)性質(zhì)和對(duì)環(huán)境的影響等因素D.放射性同位素示蹤技術(shù)只能用于實(shí)驗(yàn)室研究，不能用于實(shí)際的水環(huán)境監(jiān)測(cè)和治理5、在核反應(yīng)堆的設(shè)計(jì)中，需要考慮多種物理過(guò)程和工程因素。關(guān)于反應(yīng)堆堆芯的設(shè)計(jì)要點(diǎn)，以下說(shuō)法錯(cuò)誤的是：（）A.確定燃料元件的類型、排列方式和尺寸，以保證足夠的反應(yīng)性和傳熱性能B.合理設(shè)計(jì)控制棒的布置，實(shí)現(xiàn)對(duì)反應(yīng)性的精確控制C.考慮堆芯的功率分布，避免局部過(guò)熱和功率不均勻D.堆芯設(shè)計(jì)完成后，在運(yùn)行過(guò)程中不需要進(jìn)行任何調(diào)整和改進(jìn)6、在核技術(shù)應(yīng)用于工業(yè)領(lǐng)域時(shí)，輻射加工是一種常見(jiàn)的手段。例如，利用輻射對(duì)材料進(jìn)行改性。已知材料的初始性能和輻射劑量，若要預(yù)測(cè)改性后的材料性能變化，還需要了解以下哪個(gè)方面的知識(shí)？（）A.輻射與物質(zhì)相互作用的微觀機(jī)制B.材料的化學(xué)成分C.加工過(guò)程中的溫度和濕度條件D.以上都是7、核廢物處置是核工業(yè)面臨的一個(gè)重要挑戰(zhàn)。假設(shè)要處置一批低放射性廢物，有多種處置方案可供選擇，如淺地層埋藏、海洋投放等。已知廢物的放射性活度、半衰期和環(huán)境影響，如果要選擇一種對(duì)環(huán)境影響最小的處置方案，應(yīng)該考慮哪些因素？（）A.處置成本B.放射性衰減速度C.與生態(tài)系統(tǒng)的相互作用D.以上都是8、在核輻射監(jiān)測(cè)中，環(huán)境γ輻射劑量率的測(cè)量對(duì)于評(píng)估輻射環(huán)境水平非常重要。測(cè)量環(huán)境γ輻射劑量率的儀器通常需要定期校準(zhǔn)，校準(zhǔn)的目的是（）A.提高測(cè)量精度B.延長(zhǎng)儀器使用壽命C.降低測(cè)量成本D.簡(jiǎn)化操作流程9、核廢物的處理和處置是核科學(xué)領(lǐng)域的重要問(wèn)題。假設(shè)一批低放射性廢物需要進(jìn)行處置，以下關(guān)于處置方法的選擇，哪一項(xiàng)是不準(zhǔn)確的？（）A.可以選擇近地表處置，將廢物埋藏在淺層地下，設(shè)置多層防護(hù)屏障B.深地質(zhì)處置是一種長(zhǎng)期有效的方法，將廢物深埋在地下數(shù)百米甚至上千米處C.海洋處置曾經(jīng)被采用，但由于潛在的環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)，現(xiàn)已被嚴(yán)格禁止D.對(duì)于低放射性廢物，直接排放到環(huán)境中是一種可行且安全的處置方式10、核技術(shù)在工業(yè)無(wú)損檢測(cè)中的應(yīng)用廣泛，如射線探傷。對(duì)于一個(gè)復(fù)雜的金屬結(jié)構(gòu)件，已知其材料和可能存在的缺陷類型，若要選擇合適的射線源和檢測(cè)方法，還需要考慮以下哪個(gè)因素？（）A.結(jié)構(gòu)件的尺寸和形狀B.檢測(cè)的精度要求C.檢測(cè)的成本和效率D.以上都是11、在核科學(xué)研究中，蒙特卡羅方法常用于模擬粒子輸運(yùn)過(guò)程。假設(shè)要模擬中子在復(fù)雜介質(zhì)中的散射和吸收，若要提高模擬結(jié)果的準(zhǔn)確性，還需要考慮以下哪個(gè)因素？（）A.隨機(jī)數(shù)的質(zhì)量B.模擬的粒子數(shù)量C.物理模型的準(zhǔn)確性D.以上都是12、核技術(shù)在醫(yī)學(xué)影像診斷中有著廣泛應(yīng)用，如CT、PET等。關(guān)于這些核醫(yī)學(xué)影像技術(shù)的原理和特點(diǎn)，以下說(shuō)法錯(cuò)誤的是：（）A.CT利用X射線對(duì)人體進(jìn)行斷層掃描，通過(guò)測(cè)量X射線的衰減來(lái)重建圖像B.PET利用正電子放射性藥物在體內(nèi)的分布來(lái)反映代謝和功能信息C.CT對(duì)人體的輻射劑量相對(duì)較低，安全性較高D.PET圖像的分辨率高于CT圖像，能夠更清晰地顯示細(xì)微結(jié)構(gòu)13、在核材料的檢測(cè)和分析中，常常使用質(zhì)譜儀來(lái)測(cè)量同位素的豐度。某質(zhì)譜儀能夠分辨質(zhì)量相差0.1原子質(zhì)量單位的同位素。對(duì)于鈾-235和鈾-238兩種同位素，其質(zhì)量分別約為235和238原子質(zhì)量單位。使用該質(zhì)譜儀能否有效區(qū)分這兩種同位素？（）A.能，清晰區(qū)分B.能，較難區(qū)分C.不能，無(wú)法分辨D.不確定，取決于其他因素14、在核輻射屏蔽計(jì)算中，需要考慮不同類型輻射的穿透能力。對(duì)于能量為10MeV的中子，通過(guò)一定厚度的水進(jìn)行屏蔽。已知水對(duì)該能量中子的宏觀散射截面為0.2cm^(-1)，宏觀吸收截面為0.1cm^(-1)。如果入射中子束的強(qiáng)度為10^(8)n/cm2·s，經(jīng)過(guò)50厘米厚的水屏蔽后，中子束的強(qiáng)度大約變?yōu)槎嗌?？（）A.10^(6)n/cm2·sB.10^(5)n/cm2·sC.10^(4)n/cm2·sD.10^(3)n/cm2·s15、核輻射在醫(yī)學(xué)成像中有著重要應(yīng)用，如正電子發(fā)射斷層掃描（PET）。在PET檢查中，患者會(huì)被注射一種含有正電子放射性核素的藥物，這些核素在衰變時(shí)會(huì)發(fā)射正電子，與周圍的電子發(fā)生湮滅產(chǎn)生一對(duì)γ光子。探測(cè)器通過(guò)測(cè)量這對(duì)γ光子的方向和能量來(lái)重建體內(nèi)的代謝圖像。已知一種常用的正電子放射性核素的半衰期為2小時(shí)，如果患者在注射后1小時(shí)進(jìn)行檢查，此時(shí)體內(nèi)放射性藥物的活度大約是初始活度的多少？（）A.1/2B.1/4C.3/4D.2/316、核燃料循環(huán)涵蓋了核燃料的開采、加工、使用和后處理等環(huán)節(jié)。鈾是常見(jiàn)的核燃料之一，其在自然界中的存在形式主要是鈾-238和鈾-235。在核反應(yīng)堆中，能夠發(fā)生鏈?zhǔn)搅炎兎磻?yīng)的主要是：（）A.鈾-238B.鈾-235C.兩者都能D.兩者都不能17、核技術(shù)在工業(yè)中的應(yīng)用廣泛，如無(wú)損檢測(cè)。假設(shè)使用γ射線對(duì)一個(gè)金屬部件進(jìn)行探傷，已知部件的材料、厚度和可能存在的缺陷類型。如果γ射線源的強(qiáng)度增加，檢測(cè)的靈敏度會(huì)如何變化？（）A.提高B.降低C.不變D.先提高后降低18、在核科學(xué)教育中，培養(yǎng)學(xué)生的安全意識(shí)和實(shí)踐能力至關(guān)重要。假設(shè)我們?yōu)閷W(xué)生設(shè)計(jì)一個(gè)核實(shí)驗(yàn)課程，那么課程內(nèi)容應(yīng)包括哪些方面（如理論知識(shí)、實(shí)驗(yàn)操作、安全培訓(xùn)）？如何通過(guò)教學(xué)方法的創(chuàng)新提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效果？怎樣評(píng)估學(xué)生對(duì)核科學(xué)知識(shí)和技能的掌握程度？（）A.涵蓋多方面內(nèi)容，采用互動(dòng)教學(xué)，進(jìn)行綜合考核，注重能力培養(yǎng)B.著重理論講解，運(yùn)用案例分析，組織書面考試，強(qiáng)調(diào)知識(shí)記憶C.關(guān)注實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)，借助多媒體，開展實(shí)踐評(píng)估，突出創(chuàng)新思維D.以上均不正確19、在核反應(yīng)堆材料研究中，燃料元件的性能直接關(guān)系到反應(yīng)堆的運(yùn)行安全和效率。對(duì)于一種新型的核燃料材料，要評(píng)估其在高溫、高輻照環(huán)境下的性能，需要進(jìn)行以下哪些測(cè)試？（）A.熱導(dǎo)率測(cè)量B.輻照腫脹實(shí)驗(yàn)C.高溫力學(xué)性能測(cè)試D.以上都是20、核反應(yīng)堆的堆芯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)需要考慮多種因素，如燃料組件的排列、控制棒的布置等。某壓水堆的堆芯由若干個(gè)燃料組件組成，每個(gè)組件包含若干根燃料棒。假設(shè)燃料棒的直徑為10毫米，組件的邊長(zhǎng)為20厘米，采用正方形排列。計(jì)算一個(gè)燃料組件中大約可以布置多少根燃料棒？（）A.400B.500C.600D.70021、核技術(shù)在考古學(xué)中的應(yīng)用可以幫助確定文物的年代。關(guān)于碳-14測(cè)年法，以下哪項(xiàng)是不準(zhǔn)確的？（）A.碳-14測(cè)年法基于生物體在存活期間對(duì)碳-14的吸收和死后碳-14的衰變B.該方法適用于測(cè)定有機(jī)物質(zhì)的年代，如木材、骨骼、織物等C.碳-14的半衰期很長(zhǎng)，約為5730年，因此可以測(cè)定非常古老的文物年代D.碳-14測(cè)年法的結(jié)果非常精確，不受任何因素的影響22、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(guò)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23、核反應(yīng)堆的控制棒在調(diào)節(jié)反應(yīng)性方面起著關(guān)鍵作用。假設(shè)一個(gè)沸水堆，控制棒的插入和抽出會(huì)改變堆芯的反應(yīng)性。以下關(guān)于控制棒作用的解釋，哪一項(xiàng)是不正確的？（）A.控制棒由能夠強(qiáng)烈吸收中子的材料制成，如硼或鎘B.插入控制棒可以增加中子的泄漏，降低反應(yīng)性C.抽出控制棒會(huì)減少中子的吸收，提高反應(yīng)性D.控制棒的移動(dòng)速度對(duì)反應(yīng)堆的功率調(diào)節(jié)沒(méi)有影響24、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25、核反應(yīng)堆的熱工水力分析對(duì)于保證反應(yīng)堆的安全運(yùn)行至關(guān)重要。關(guān)于熱工水力分析的內(nèi)容和目的，以下說(shuō)法錯(cuò)誤的是：（）A.分析反應(yīng)堆內(nèi)部的溫度分布、壓力分布、流量分布等，確保堆芯不發(fā)生過(guò)熱B.研究冷卻劑的流動(dòng)特性，保證足夠的冷卻能力，帶走反應(yīng)堆產(chǎn)生的熱量C.熱工水力分析可以預(yù)測(cè)在各種工況下反應(yīng)堆的性能，為設(shè)計(jì)和運(yùn)行提供依據(jù)D.熱工水力分析只在反應(yīng)堆設(shè)計(jì)階段進(jìn)行，運(yùn)行過(guò)程中不需要關(guān)注二、簡(jiǎn)答題（本大題共4個(gè)小題，共20分)1、（本題5分）詳細(xì)分析核科學(xué)與技術(shù)中的核技術(shù)在食品安全檢測(cè)中的應(yīng)用，如放射性同位素標(biāo)記、γ射線殺菌等。解釋這些技術(shù)的原理和優(yōu)勢(shì)，以及在檢測(cè)食品中的污染物、微生物等方面的應(yīng)用。分析核技術(shù)在食品安全檢測(cè)中的局限性和發(fā)展趨勢(shì)，舉例說(shuō)明在進(jìn)出口食品檢測(cè)中的應(yīng)用。2、（本題5分）在核科學(xué)領(lǐng)域，核反應(yīng)堆的熱工水力分析是確保反應(yīng)堆安全運(yùn)行的重要工作。請(qǐng)全面闡述核反應(yīng)堆熱工水力分析的基本內(nèi)容，包括堆芯冷卻劑流動(dòng)、傳熱和壓降計(jì)算等。分析熱工水力現(xiàn)象對(duì)反應(yīng)堆性能和安全的影響，如燃料元件溫度分布、臨界熱流密度等。探討熱工水力分析模型和計(jì)算方法的發(fā)展，以及如何在反應(yīng)堆設(shè)計(jì)和運(yùn)行中應(yīng)用熱工水力分析結(jié)果，并結(jié)合實(shí)際的反應(yīng)堆運(yùn)行數(shù)據(jù)說(shuō)明熱工水力分析的重要性和實(shí)際應(yīng)用。3、（本題5分）闡述核廢物的分類和特點(diǎn)，包括高放廢物、中放廢物和低放廢物。分析核廢物的產(chǎn)生來(lái)源、放射性衰變特性和潛在的環(huán)境危害。同時(shí)，探討目前國(guó)內(nèi)外處理和處置核廢物的主要方法和技術(shù)，如地質(zhì)處置、深地層鉆孔處置等，并評(píng)估其有效性和面臨的挑戰(zhàn)。4、（本題5分）核廢物的處理和處置是核科學(xué)與技術(shù)面臨的重要問(wèn)題。請(qǐng)?jiān)敿?xì)論述核廢物的分類和特點(diǎn)，如高放廢物、中放廢物、低放廢物等。分析核廢物處理和處置的技術(shù)方法，如固化、深埋、嬗變等的原理和優(yōu)缺點(diǎn)。解釋如何建立有效的核廢物管理體系，確保核廢物的安全處置，減少對(duì)環(huán)境和人類健康的潛在威脅。三、計(jì)算題（本大題共5個(gè)小題，共25分)1、（本題5分）某核電廠的乏燃料儲(chǔ)存池，容積為1000m3，初始裝有50組乏燃料組件，每組組件的放射性活度為1×10^16Bq。經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后，又放入30組新的乏燃料組件，每組放射性活度為8×10^15Bq。計(jì)算儲(chǔ)存池中總的放射性活度。2、（本題5分）一個(gè)核反應(yīng)堆的燃料元件由鈾-235組成，富集度為5%。燃料元件的半徑為0.5cm，長(zhǎng)度為10cm，熱中子通量為3.0×10^13n/(cm2·s)，鈾-235的微觀裂變截面為580×10^-24cm2。計(jì)算燃料元件的體積和熱功率。若反應(yīng)堆運(yùn)行500小時(shí)，求燃料元件的燃耗深度。3、（本題5分）一個(gè)沸水堆核電站，其反應(yīng)堆堆芯內(nèi)的水在運(yùn)行過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生放射性物質(zhì)。已知水中氚的產(chǎn)生速率為10Ci/h，碘-131的產(chǎn)生速率為5Ci/h。計(jì)算運(yùn)行24小時(shí)后，水中氚和碘-131的活度。4、（本題5分）一個(gè)熱中子反應(yīng)堆，燃料為鈾-235，其富集度為3%。堆芯內(nèi)中子的平均能量為0.025eV，鈾-235的微觀裂變截面為580×10^-24cm2。已知堆芯內(nèi)熱中子的通量密度為1.0×10^13n/(cm2·s)，求燃料的宏觀裂變截面。若堆芯內(nèi)燃料的體積為50m3，計(jì)算燃料的裂變率。5、（本題5分）某核電廠的壓水堆，其壓力容器內(nèi)徑為400cm，壁厚為20cm，設(shè)計(jì)壓力為16MPa。材料的許用應(yīng)力為150MPa，計(jì)算壓力容器的最小壁厚應(yīng)是多少。若實(shí)際壁厚為25cm，求壓力容器的安全裕度。四、論述題（本大題共3個(gè)小題，共30分)1、（本題10分）在核科學(xué)與技術(shù)的教育和培訓(xùn)中，培養(yǎng)具備專業(yè)知識(shí)和實(shí)踐能力的人才至關(guān)重要。請(qǐng)全面論述核科學(xué)與技術(shù)專業(yè)的課程設(shè)置、教學(xué)方法和實(shí)踐環(huán)節(jié)，包括理論課程、實(shí)驗(yàn)教學(xué)、實(shí)習(xí)實(shí)訓(xùn)等。分析如何提高學(xué)生的創(chuàng)新能