長春師范高等?？茖W(xué)?！逗丝茖W(xué)與技術(shù)前沿》2023-2024學(xué)年第二學(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頁長春師范高等專科學(xué)?！逗丝茖W(xué)與技術(shù)前沿》

2023-2024學(xué)年第二學(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、核科學(xué)在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域也有應(yīng)用，如輻射誘變育種。某農(nóng)作物種子經(jīng)過一定劑量的γ射線照射后，發(fā)生基因突變，從而產(chǎn)生新的性狀。已知照射劑量過高會導(dǎo)致種子死亡，照射劑量過低則無法產(chǎn)生有效的突變。如果要獲得特定的優(yōu)良性狀，需要選擇合適的照射劑量。假設(shè)一種種子的半致死劑量為500Gy，要獲得較高的突變率且保證一定的成活率，照射劑量應(yīng)該選擇在什么范圍？（）A.100-200GyB.200-300GyC.300-400GyD.400-500Gy2、核科學(xué)中的粒子加速器是產(chǎn)生高能粒子的重要設(shè)備。同步加速器和直線加速器是常見的兩種類型。同步加速器的主要特點是？（）A.結(jié)構(gòu)簡單B.能量提升快C.可以實現(xiàn)連續(xù)加速D.占用空間小3、核技術(shù)在工業(yè)中的應(yīng)用廣泛，如無損檢測。假設(shè)使用γ射線對一個金屬部件進行探傷，已知部件的材料、厚度和可能存在的缺陷類型。如果γ射線源的強度增加，檢測的靈敏度會如何變化？（）A.提高B.降低C.不變D.先提高后降低4、核反應(yīng)堆的堆芯功率分布不均勻會影響其安全性和性能。某反應(yīng)堆堆芯局部功率過高，可能導(dǎo)致燃料元件過熱和損壞。為了改善功率分布，通常采用調(diào)整控制棒位置、改變?nèi)剂辖M件布置等方法。如果堆芯的某一區(qū)域功率密度是平均功率密度的1.5倍，需要采取什么措施來降低該區(qū)域的功率？（）A.插入更多控制棒B.抽出部分控制棒C.更換該區(qū)域的燃料組件D.增加冷卻劑流量5、核技術(shù)在工業(yè)無損檢測中有著重要的應(yīng)用。關(guān)于γ射線探傷，以下哪項描述是不準(zhǔn)確的？（）A.γ射線探傷利用γ射線穿透物體時的衰減差異，檢測物體內(nèi)部的缺陷B.γ射線源通常采用鈷-60或銥-192等放射性同位素，具有較強的穿透力C.γ射線探傷操作簡單、檢測速度快，但對操作人員的防護要求較高D.γ射線探傷只能檢測金屬材料的缺陷，對于非金屬材料無法進行檢測6、在核科學(xué)研究中，常常需要使用中子源。散裂中子源是一種新型的中子源，與傳統(tǒng)的反應(yīng)堆中子源相比，其優(yōu)勢在于？（）A.中子通量高B.脈沖時間短C.能譜寬D.以上都是7、核反應(yīng)堆中的燃料組件通常由多個燃料棒組成。燃料棒的材料和結(jié)構(gòu)設(shè)計對反應(yīng)堆的性能和安全性有重要影響。燃料棒一般采用（）A.純鈾金屬B.鈾化合物C.鈾合金D.以上都可以8、在核輻射劑量學(xué)中，當(dāng)量劑量和有效劑量是用于評估輻射危害的重要概念。假設(shè)一個人員受到了多種類型和能量的輻射照射，以下關(guān)于當(dāng)量劑量和有效劑量計算的描述，哪一項是不正確的？（）A.當(dāng)量劑量考慮了不同類型輻射的相對生物效應(yīng)B.有效劑量是對不同器官或組織受到的當(dāng)量劑量進行加權(quán)求和C.計算有效劑量時，權(quán)重因子是根據(jù)器官或組織的敏感性確定的D.當(dāng)量劑量和有效劑量的計算結(jié)果與輻射的照射時間無關(guān)9、核技術(shù)在環(huán)境保護方面也能發(fā)揮作用，例如放射性同位素示蹤技術(shù)用于監(jiān)測污染物的遷移。以下關(guān)于核技術(shù)在環(huán)境保護中的應(yīng)用，說法錯誤的是：（）A.放射性同位素示蹤技術(shù)可以準(zhǔn)確追蹤污染物在環(huán)境中的運動軌跡和分布情況B.利用輻射技術(shù)可以處理污水和廢氣，降解有害物質(zhì)C.核技術(shù)在環(huán)境保護中的應(yīng)用成本高、風(fēng)險大，不如傳統(tǒng)的環(huán)保技術(shù)有效D.在使用核技術(shù)進行環(huán)境保護時，需要嚴(yán)格控制輻射劑量，確保環(huán)境安全10、在核反應(yīng)堆物理中，中子的行為和反應(yīng)對反應(yīng)堆的性能有重要影響。假設(shè)一個研究中的反應(yīng)堆堆芯，中子與原子核的相互作用包括散射、吸收和裂變等。以下關(guān)于中子行為的描述，哪一項是不準(zhǔn)確的？（）A.慢中子更容易引發(fā)核裂變反應(yīng)，因此反應(yīng)堆中通常會使用慢化劑來降低中子能量B.中子的散射過程會改變其運動方向和能量，對反應(yīng)堆的中子通量分布產(chǎn)生影響C.中子的吸收反應(yīng)會減少中子數(shù)量，但有些吸收反應(yīng)會產(chǎn)生新的易裂變核素D.中子在反應(yīng)堆內(nèi)的平均自由程與堆芯材料的密度無關(guān)11、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.1.812、在核電廠的安全系統(tǒng)中，應(yīng)急堆芯冷卻系統(tǒng)是關(guān)鍵的組成部分。假設(shè)在一次假設(shè)的事故中，核反應(yīng)堆的冷卻劑出現(xiàn)大量泄漏。應(yīng)急堆芯冷卻系統(tǒng)需要迅速啟動，以防止堆芯過熱和熔毀。以下關(guān)于應(yīng)急堆芯冷卻系統(tǒng)的描述，哪一項是不正確的？（）A.該系統(tǒng)通常包括多個獨立的子系統(tǒng)，以提高可靠性B.系統(tǒng)中的泵和閥門在平時處于備用狀態(tài)，需要時能快速響應(yīng)C.應(yīng)急堆芯冷卻系統(tǒng)的水源通常來自專門的儲備水箱，容量足以應(yīng)對長時間的冷卻需求D.系統(tǒng)的啟動和運行完全依賴人工操作，自動化程度較低13、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)供電時間要求為4小時。若負(fù)載功率為500kW，計算應(yīng)急電源所需的儲能容量。A.2000kWhB.4000kWhC.6000kWhD.8000kWh14、在核輻射防護中，屏蔽材料的選擇需要考慮多種因素。某輻射場所需要屏蔽能量為1MeV的中子，以下哪種材料的屏蔽效果較好？（）A.鉛B.混凝土C.石蠟D.鐵15、核電廠的二回路系統(tǒng)主要負(fù)責(zé)將一回路的熱能轉(zhuǎn)化為電能。某核電廠二回路蒸汽發(fā)生器產(chǎn)生的蒸汽壓力為6MPa，溫度為280°C。若蒸汽輪機的絕熱效率為85%，排汽壓力為0.005MPa，計算蒸汽輪機的理想循環(huán)熱效率。A.30%B.35%C.40%D.45%16、核技術(shù)在環(huán)境保護中也能發(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)方法進行處理。一種方法是利用植物對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17、核科學(xué)中的輻射屏蔽設(shè)計是保障人員和環(huán)境安全的關(guān)鍵。假設(shè)我們要為一個核實驗設(shè)施設(shè)計輻射屏蔽，那么屏蔽材料的選擇依據(jù)是什么（如鉛、混凝土、水）？如何計算屏蔽后的輻射劑量水平？在復(fù)雜輻射場中，怎樣優(yōu)化屏蔽結(jié)構(gòu)以提高屏蔽效果？（）A.考慮材料特性，使用數(shù)學(xué)模型，結(jié)合實際測量，不斷調(diào)整優(yōu)化B.依據(jù)成本高低，參考理論計算，模擬不同方案，滿足標(biāo)準(zhǔn)要求C.按照施工難度，借助經(jīng)驗公式，考慮空間布局，確保安全可靠D.以上均不正確18、在核醫(yī)學(xué)診斷中，單光子發(fā)射計算機斷層成像（SPECT）和正電子發(fā)射斷層成像（PET）都有應(yīng)用。與SPECT相比，PET的分辨率（）A.更高B.更低C.相同D.取決于具體情況19、在核反應(yīng)堆的控制中，反應(yīng)性的控制是關(guān)鍵。反應(yīng)性可以通過控制棒的插入和抽出、改變?nèi)剂蠞舛鹊确绞絹碚{(diào)節(jié)。如果要迅速降低反應(yīng)堆的反應(yīng)性，最有效的方法是：（）A.插入控制棒B.抽出控制棒C.稀釋燃料D.濃縮燃料20、核電廠的蒸汽輪機在運行時會產(chǎn)生噪聲。已知蒸汽輪機的噪聲功率為1000W，距離蒸汽輪機10m處的聲強級約為：（）A.90dBB.100dBC.110dBD.120dB二、簡答題（本大題共3個小題，共15分)1、（本題5分）全面論述核科學(xué)與技術(shù)中的核電廠的運行管理，包括運行規(guī)程制定、人員培訓(xùn)、設(shè)備維護計劃等。分析運行管理對核電廠安全和經(jīng)濟運行的重要性。解釋如何應(yīng)對運行中的突發(fā)情況和異常事件，舉例說明在核電廠日常運行中的管理實踐。2、（本題5分）核技術(shù)在環(huán)境保護中的應(yīng)用逐漸受到重視。全面論述核技術(shù)在環(huán)境監(jiān)測（如放射性核素分析、大氣污染監(jiān)測）、污水治理（如輻射降解有機物）和土壤修復(fù)（如輻照去除污染物）中的原理和方法。分析核技術(shù)在環(huán)境保護應(yīng)用中的安全性和倫理問題，以及如何加強公眾對核技術(shù)在環(huán)保中應(yīng)用的理解和接受。討論核技術(shù)與其他環(huán)保技術(shù)的整合和優(yōu)化，并結(jié)合實際的環(huán)境治理項目說明核技術(shù)的作用和潛力。3、（本題5分）詳細(xì)分析核科學(xué)與技術(shù)中的核反應(yīng)堆的非能動安全系統(tǒng)，包括非能動余熱排出系統(tǒng)、非能動注硼系統(tǒng)等的工作原理和優(yōu)勢。解釋非能動安全系統(tǒng)在增強反應(yīng)堆安全性方面的作用。分析非能動安全系統(tǒng)的可靠性評估方法和設(shè)計改進，舉例說明在新型反應(yīng)堆設(shè)計中的應(yīng)用。三、計算題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）一個壓水堆核電站，其一回路冷卻劑系統(tǒng)中硼酸的濃度為1000ppm。已知堆芯的熱功率為3000MW，硼酸的吸收截面為700barn。計算硼酸對中子的吸收速率，并分析硼酸濃度的變化對反應(yīng)堆反應(yīng)性的影響。2、（本題5分）某核反應(yīng)堆的堆芯內(nèi)中子能譜分布如下：低能區(qū)（0-1eV）的份額為20%，中能區(qū)（1-100keV）的份額為50%，高能區(qū)（>100keV）的份額為30%。已知低能區(qū)、中能區(qū)和高能區(qū)的平均截面分別為50barn、10barn和5barn，計算堆芯的平均宏觀截面。3、（本題5分）一個核輻射防護實驗室，使用鉛板作為屏蔽材料。已知γ射線的能量為1MeV，鉛的線性衰減系數(shù)為0.6cm?1。計算要使γ射線的強度衰減到原來的1/10，所需鉛板的厚度。4、（本題5分）在一個核反應(yīng)堆的熱工水力分析中，冷卻劑通道的等效直徑為10mm，質(zhì)量流量為0.1kg/s，冷卻劑的焓升為200kJ/kg。計算冷卻劑的流速和傳熱系數(shù)，并分析熱工參數(shù)對反應(yīng)堆安全運行的影響。5、（本題5分）某核反應(yīng)堆的堆芯結(jié)構(gòu)中，燃料組件之間存在間隙。間隙的寬度為1mm，長度為1m，熱中子在間隙中的擴散系數(shù)為1cm2/s。計算熱中子在間隙中的擴散時間，并分析間隙對中子泄漏和堆芯反應(yīng)性的影響。四、論述題（本大題共2個小題，共20分)1、（本題10分）詳細(xì)論述核技術(shù)在環(huán)境保護中的應(yīng)用，如放射性