南昌交通學(xué)院《核數(shù)據(jù)處理課程設(shè)計(jì)》2023-2024學(xué)年第二學(xué)期期末試卷

學(xué)校________________班級____________姓名____________考場____________準(zhǔn)考證號學(xué)校________________班級____________姓名____________考場____________準(zhǔn)考證號…………密…………封…………線…………內(nèi)…………不…………要…………答…………題…………第1頁，共3頁南昌交通學(xué)院《核數(shù)據(jù)處理課程設(shè)計(jì)》

2023-2024學(xué)年第二學(xué)期期末試卷題號一二三四總分得分批閱人一、單選題（本大題共20個(gè)小題，每小題2分，共40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)在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域也有應(yīng)用，如輻射誘變育種。假設(shè)一批種子受到一定劑量的γ射線照射，已知射線劑量和種子的品種。經(jīng)過種植和篩選后，這些種子產(chǎn)生的后代可能會出現(xiàn)哪些變化？（）A.生長速度加快B.抗病蟲害能力增強(qiáng)C.產(chǎn)量提高D.以上都有可能2、核輻射的生物效應(yīng)不僅取決于輻射劑量，還與輻射的品質(zhì)有關(guān)。高LET（傳能線密度）輻射與低LET輻射相比，其生物效應(yīng)（）A.較弱B.較強(qiáng)C.相同D.不確定3、在核燃料循環(huán)中，鈾的濃縮是關(guān)鍵步驟之一。目前常用的鈾濃縮方法有氣體擴(kuò)散法、離心法等。已知一個(gè)核反應(yīng)堆需要使用一定富集度的鈾燃料，若采用離心法進(jìn)行濃縮，以下關(guān)于離心法的特點(diǎn)描述，哪一項(xiàng)是正確的？離心法的能耗低、分離系數(shù)高、設(shè)備復(fù)雜還是成本低廉？（）A.能耗低B.分離系數(shù)高C.設(shè)備復(fù)雜D.成本低廉4、核聚變反應(yīng)中，實(shí)現(xiàn)等離子體的磁約束是關(guān)鍵技術(shù)之一。除了托卡馬克裝置，還有其他磁約束裝置，如仿星器。與托卡馬克裝置相比，仿星器的主要優(yōu)點(diǎn)是什么？（）A.磁場更穩(wěn)定B.結(jié)構(gòu)更簡單C.等離子體約束性能更好D.建設(shè)和運(yùn)行成本更低5、核反應(yīng)堆的熱功率是衡量其性能的重要指標(biāo)。某反應(yīng)堆的熱功率為1000MW，燃料的能量釋放效率為30%，計(jì)算每秒燃料釋放的總能量：（）A.3.33×10^9JB.3.33×10^10JC.3.33×10^11JD.3.33×10^12J6、核輻射對生物體的效應(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7、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(shí)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(shí)，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8、在核醫(yī)學(xué)應(yīng)用中，放射性同位素被廣泛用于診斷和治療疾病。假設(shè)一種放射性同位素標(biāo)記的藥物被注入患者體內(nèi)，用于腫瘤的診斷。該同位素的半衰期為6小時(shí)，初始活度為100mCi。經(jīng)過18小時(shí)后，其剩余活度大約是多少？（）A.12.5mCiB.25mCiC.50mCiD.75mCi9、核電廠的運(yùn)行和維護(hù)需要嚴(yán)格的質(zhì)量保證體系。假設(shè)一個(gè)核電廠正在進(jìn)行定期維護(hù)，以下關(guān)于質(zhì)量保證措施的描述，哪一項(xiàng)是不正確的？（）A.制定詳細(xì)的維護(hù)計(jì)劃和操作規(guī)程，確保工作的規(guī)范性B.對維護(hù)人員進(jìn)行專業(yè)培訓(xùn)和資格認(rèn)證，保證其技能水平C.維護(hù)過程中使用的工具和設(shè)備無需進(jìn)行定期校驗(yàn)和檢測D.對維護(hù)工作進(jìn)行記錄和審查，及時(shí)發(fā)現(xiàn)和糾正問題10、核科學(xué)中的中子活化分析是一種靈敏的元素分析方法。某樣品經(jīng)過中子照射后，產(chǎn)生了一種放射性核素，其半衰期為5天，照射結(jié)束時(shí)的放射性活度為1000Bq。經(jīng)過15天后，該放射性核素的活度大約變?yōu)槎嗌?？（）A.125BqB.250BqC.500BqD.750Bq11、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)會發(fā)出熒光，熒光被光電倍增管轉(zhuǎn)換為電信號C.閃爍探測器對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，但對于低能輻射的探測靈敏度較低12、在核輻射劑量學(xué)中，當(dāng)量劑量是一個(gè)重要的概念。關(guān)于當(dāng)量劑量的計(jì)算，以下哪項(xiàng)是不正確的？（）A.當(dāng)量劑量等于吸收劑量乘以輻射權(quán)重因子，用于考慮不同類型輻射的生物效應(yīng)差異B.輻射權(quán)重因子是根據(jù)輻射的種類和能量確定的，例如α粒子的輻射權(quán)重因子較大C.當(dāng)量劑量能夠準(zhǔn)確反映人體受到輻射后的損傷程度，是評估輻射危害的唯一指標(biāo)D.對于多種輻射同時(shí)存在的情況，需要分別計(jì)算每種輻射的當(dāng)量劑量，然后求和13、在核輻射探測技術(shù)中，探測器的選擇取決于多種因素。已知需要測量一定能量范圍內(nèi)的γ射線，且要求有較好的能量分辨率。以下哪種探測器較為合適？（）A.氣體探測器B.閃爍探測器C.半導(dǎo)體探測器D.熱釋光探測器14、核電廠的應(yīng)急電源系統(tǒng)在事故情況下保障重要設(shè)備的供電。某核電廠應(yīng)急電源的容量為1000kW，持續(xù)供電時(shí)間要求為4小時(shí)。若負(fù)載功率為500kW，計(jì)算應(yīng)急電源所需的儲能容量。A.2000kWhB.4000kWhC.6000kWhD.8000kWh15、核反應(yīng)堆的堆芯功率分布不均勻會影響反應(yīng)堆的安全運(yùn)行。某反應(yīng)堆堆芯中心區(qū)域的功率密度是邊緣區(qū)域的2倍。若堆芯平均功率密度為100MW/m3，堆芯體積為10m3，計(jì)算中心區(qū)域的功率。A.500MWB.600MWC.700MWD.800MW16、核聚變是未來能源的潛在解決方案之一。托卡馬克裝置是目前研究核聚變的重要手段之一。在托卡馬克中，等離子體需要被約束在一個(gè)環(huán)形區(qū)域內(nèi)，通過強(qiáng)大的磁場來實(shí)現(xiàn)。假設(shè)等離子體電流為100萬安培，環(huán)向磁場為3特斯拉，等離子體大半徑為2米，小半徑為0.8米。估算等離子體的環(huán)向壓強(qiáng)約為多少帕斯卡？（）A.1×10^(5)B.2×10^(5)C.3×10^(5)D.4×10^(5)17、核技術(shù)在反恐和安檢領(lǐng)域發(fā)揮著重要作用，如放射性物質(zhì)檢測和爆炸物檢測。以下關(guān)于核技術(shù)在反恐和安檢中的應(yīng)用，說法錯(cuò)誤的是：（）A.利用伽馬射線或中子探測技術(shù)可以檢測隱藏的放射性物質(zhì)B.基于核分析方法可以識別爆炸物的成分和結(jié)構(gòu)C.核技術(shù)在反恐和安檢中的應(yīng)用可能會對人員造成輻射傷害，應(yīng)謹(jǐn)慎使用D.傳統(tǒng)的安檢方法完全可以替代核技術(shù)，核技術(shù)在這方面沒有優(yōu)勢18、在核聚變研究中，托卡馬克裝置是一種重要的實(shí)驗(yàn)裝置。對于托卡馬克中的等離子體約束，以下哪個(gè)物理過程對維持等離子體的穩(wěn)定性起著關(guān)鍵作用？（）A.磁流體不穩(wěn)定性B.等離子體湍流C.阿爾芬波D.庫侖碰撞19、核技術(shù)在食品安全檢測中可以檢測出微量的污染物和添加劑。對于一種新型的食品，已知其成分和可能的污染途徑，若要確定檢測方案，還需要考慮以下哪個(gè)因素？（）A.檢測方法的靈敏度B.食品的保質(zhì)期C.市場對檢測結(jié)果的接受程度D.以上都是20、核科學(xué)中的蒙特卡羅方法在模擬粒子輸運(yùn)等問題中有著廣泛應(yīng)用。假設(shè)我們用蒙特卡羅方法模擬中子在反應(yīng)堆堆芯中的傳播，那么蒙特卡羅方法的基本思想是什么？在模擬過程中如何處理隨機(jī)數(shù)的生成和抽樣？怎樣提高蒙特卡羅模擬的效率和準(zhǔn)確性？（）A.基于概率統(tǒng)計(jì)，合理產(chǎn)生隨機(jī)數(shù)，采用方差減小技術(shù)，驗(yàn)證模擬結(jié)果B.依靠數(shù)值計(jì)算，優(yōu)化抽樣方法，增加計(jì)算資源，對比實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)C.憑借物理模型，控制隨機(jī)誤差，改進(jìn)算法流程，參考相似模擬D.以上均不正確二、簡答題（本大題共3個(gè)小題，共15分)1、（本題5分）全面論述核技術(shù)在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用，如放射性診斷（X射線、CT、PET等）、放射性治療（放療）、核素治療等。分析這些技術(shù)的原理和優(yōu)勢，以及在疾病診斷和治療中的效果。解釋核醫(yī)學(xué)技術(shù)在提高醫(yī)療水平和患者生活質(zhì)量方面的作用，舉例說明核醫(yī)學(xué)在腫瘤治療、心血管疾病診斷中的應(yīng)用。2、（本題5分）詳細(xì)分析核科學(xué)與技術(shù)中的核反應(yīng)堆的事故分析方法，包括確定論分析、概率論分析、故障樹分析等。解釋事故分析的目的和主要內(nèi)容，如事故序列、后果預(yù)測等。分析事故分析在核安全監(jiān)管和應(yīng)急準(zhǔn)備中的應(yīng)用，舉例說明在歷史核反應(yīng)堆事故中的分析和教訓(xùn)。3、（本題5分）詳細(xì)說明核技術(shù)在考古學(xué)中的應(yīng)用，如碳-14測年、熱釋光測年、古陶瓷產(chǎn)地分析等。分析這些技術(shù)的原理和誤差來源，以及如何結(jié)合其他考古方法進(jìn)行綜合研究。三、計(jì)算題（本大題共5個(gè)小題，共25分)1、（本題5分）某核反應(yīng)堆的中子能譜分為熱中子區(qū)、中能中子區(qū)和快中子區(qū)，各區(qū)的中子通量分別為φ1、φ2、φ3，對應(yīng)的平均能量分別為E1、E2、E3。已知各區(qū)的吸收截面分別為σ1、σ2、σ3，計(jì)算中子的總吸收率。2、（本題5分）一個(gè)核設(shè)施的放射性廢物處理系統(tǒng)，需要處理含有放射性核素的廢水。廢水的流量為10m3/h，放射性核素的濃度為100Bq/L。采用某種處理方法，去除效率為90%。計(jì)算處理后的廢水放射性活度，并分析不同處理方法的優(yōu)缺點(diǎn)和適用范圍。3、（本題5分）某核反應(yīng)堆的控制棒由硼不銹鋼制成，控制棒的直徑為10cm，長度為3m。硼在材料中的重量百分比為1%，硼-10的熱中子吸收截面為3840barn。若熱中子注量率為1×10^14n/(cm2·s)，計(jì)算控制棒對熱中子的吸收率。4、（本題5分）某核反應(yīng)堆的堆芯冷卻劑系統(tǒng)中，管道的直徑為50cm，流速為5m/s，冷卻劑的密度為1000kg/m3。計(jì)算管道內(nèi)冷卻劑的質(zhì)量流量，并分析管道的壓力損失和振動(dòng)對系統(tǒng)運(yùn)行的影響。5、（本題5分）某核反應(yīng)堆的堆芯燃料采用球狀顆粒燃料，顆粒的直徑為1mm，熱導(dǎo)率為2W/(m·K)，表面熱流密度為1MW/m2。計(jì)算燃料顆粒的中心溫度，并分析顆粒尺寸和熱導(dǎo)率對溫度分布的影響。四、論述題（本大題共2個(gè)小題，共20分)1、（本題1