裝訂線裝訂線PAGE2第1頁，共3頁鄭州大學《核輻射探測實驗》

2023-2024學年第二學期期末試卷院(系)_______班級_______學號_______姓名_______題號一二三四總分得分一、單選題（本大題共25個小題，每小題1分，共25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、在核反應堆中，控制棒是用于控制反應性的重要部件?？刂瓢敉ǔＳ赡軌驈娏椅罩凶拥牟牧现瞥?，如硼、鎘等。當控制棒完全插入堆芯時，反應堆的反應性會發生顯著變化。那么，控制棒完全插入堆芯時，反應堆通常會（）A.立即停堆，反應完全停止B.反應性降低，但仍能維持低功率運行C.反應性短暫升高，然后逐漸降低D.反應性不變，功率輸出保持穩定2、核科學中的粒子加速器是一種重要的研究工具。假設一個同步加速器正在運行，用于加速帶電粒子到高能量。以下關于粒子加速器的原理和特點的描述，哪一項是錯誤的？（）A.利用電磁場對帶電粒子施加作用力，使其不斷加速B.同步加速器中的磁場強度隨時間變化，以保持粒子的同步加速C.粒子加速器可以產生高能量、高強度的粒子束，用于基礎研究和應用D.粒子加速器的建設和運行成本較低，技術難度不大3、核燃料循環包括鈾礦開采、燃料加工、反應堆運行和核廢料處理等多個環節。在鈾礦開采過程中，需要從礦石中提取鈾。已知某鈾礦中鈾的含量為0.1%，若要獲得100千克純度為90%的鈾，至少需要開采多少噸這種礦石？（）A.1000B.1100C.1200D.13004、核科學中的輻射防護標準和法規是保障公眾和工作人員安全的重要依據。假設一個新的核設施正在建設，需要遵循相關的輻射防護標準和法規。以下關于輻射防護標準和法規的制定和執行的描述，哪一項是不正確的？（）A.輻射防護標準和法規通常由國家相關部門制定，并根據科學研究和實踐經驗不斷更新B.不同國家和地區的輻射防護標準和法規可能存在差異，但基本原則是一致的C.輻射防護標準和法規的執行主要依靠企業的自覺遵守，政府的監督檢查作用較小D.違反輻射防護標準和法規會受到相應的法律制裁，以確保其嚴格執行5、核電廠的選址需要綜合考慮多種因素。假設一個地區正在評估建設核電廠的可行性，以下關于選址要求的分析，哪一項是不正確的？（）A.應遠離人口密集區和重要的生態保護區，以降低潛在風險B.地質條件穩定，能夠承受地震等自然災害的影響C.有充足的水源用于冷卻反應堆，并且便于排放余熱D.當地的經濟發展水平是選址的首要考慮因素，經濟發達地區優先建設6、核聚變反應中的等離子體約束時間是一個關鍵參數。關于等離子體約束時間的影響因素，以下哪項說法是錯誤的？（）A.磁場的強度和分布對等離子體約束時間有重要影響，強磁場可以延長約束時間B.等離子體的溫度和密度會影響其自身的穩定性，從而影響約束時間C.裝置的幾何形狀和尺寸對等離子體約束時間沒有直接關系，只影響裝置的建設成本D.雜質的存在會降低等離子體的能量，縮短約束時間，因此需要對等離子體進行凈化7、在核反應堆物理中，中子的行為和反應是核心研究內容之一。假設我們有一個熱中子反應堆，堆芯內充滿了核燃料和慢化劑。熱中子的平均能量約為0.025eV，其在與原子核發生散射時，會損失能量并被慢化。已知某種核燃料的微觀截面與中子能量相關，當中子能量降低時，微觀截面增大。如果一個熱中子與該核燃料原子核發生散射碰撞，其能量從0.025eV降低到0.01eV，那么它再次發生反應的概率會如何變化？（）A.增大B.減小C.不變D.先增大后減小8、核科學中的核素遷移研究對于評估核污染的擴散和環境影響具有重要意義。核素在土壤、水體等介質中的遷移受到多種因素的影響，如核素的化學性質、介質的物理化學特性等。假設一種核素在酸性水體中的遷移速度比在中性水體中快，可能的原因是：（）A.核素溶解度增加B.形成了易遷移的化合物C.介質對核素的吸附減少D.以上都有可能9、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10、核科學中的核素衰變規律遵循一定的數學模型。假設一種放射性核素的半衰期為10天，以下關于其衰變過程的描述，哪一項是不準確的？（）A.經過20天，該核素的剩余量為初始量的四分之一B.衰變過程中，放射性活度隨時間呈指數下降C.無論初始量多少，經過一個半衰期，剩余量都減少一半D.只要知道初始活度和經過的時間，就可以精確計算出任何時刻的剩余活度，不受其他因素影響11、核技術在工業生產中的在線檢測方面有應用，如利用射線檢測管道內的流體流動情況。這種在線檢測方法的優點包括非接觸測量、實時性好等。但同時也存在一些限制，例如：（）A.對復雜流態測量不準確B.輻射安全問題C.設備成本高D.以上都是12、在核安全法規和標準制定中，需要綜合考慮技術可行性和公眾接受度。假設一個新的核設施建設項目，已知其潛在的風險和可能的社會影響。制定相關法規和標準時，應該著重考慮哪些方面？（）A.設施的安全性B.經濟成本C.公眾的知情權D.以上都要考慮13、在核輻射防護標準中，劑量限值是重要的指標。假設一個職業輻射工作人員，以下關于劑量限值的理解，哪一項是不正確的？（）A.劑量限值是為了防止確定性效應和隨機性效應的發生而設定的B.只要在劑量限值以內，輻射照射就不會對健康造成任何損害C.不同類型的輻射，其劑量限值可能不同D.劑量限值應根據科學研究和實踐經驗不斷修訂和完善14、核反應堆的安全殼是防止放射性物質泄漏的最后一道屏障。某安全殼的設計壓力為0.5MPa，內直徑為50m，若安全殼的壁厚為1m，材料的許用應力為200MPa，計算安全殼所能承受的最大內壓：（）A.0.6MPaB.0.7MPaC.0.8MPaD.0.9MPa15、在核科學實驗中，數據處理和誤差分析是重要環節。假設一組實驗數據存在系統誤差和隨機誤差，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實驗結果的影響？（）A.多次測量取平均值B.采用更精確的測量儀器C.改進實驗方法D.以上方法綜合使用16、在核輻射防護中，個人劑量監測是保障工作人員安全的重要措施。假設一位核設施工作人員佩戴了個人劑量計，以下關于劑量計使用和解讀的描述，哪一項是不正確的？（）A.個人劑量計可以實時顯示接受到的輻射劑量B.定期將劑量計送檢，讀取和分析累積劑量C.根據劑量監測結果，評估工作人員的受照情況，并采取相應防護措施D.不同類型的個人劑量計適用于不同的輻射場和能量范圍17、在核輻射劑量學中，準確測量輻射劑量對于評估輻射危害和防護措施的有效性至關重要。已知一種輻射場的類型和能量分布，若要選擇合適的劑量計，還需要考慮以下哪個因素？（）A.劑量計的測量范圍B.劑量計的響應時間C.劑量計的使用環境D.以上都是18、核輻射探測技術在核科學領域中具有重要地位。假設我們要對一個核設施周圍的環境進行輻射監測，使用了多種探測器（如蓋革計數器、閃爍探測器）。那么，蓋革計數器的工作原理是什么？閃爍探測器在探測不同類型輻射（如α、β、γ射線）時的性能特點有哪些？如何根據監測需求選擇合適的探測器和測量方法？同時，在數據處理和誤差分析方面需要注意哪些問題？（）A.基于氣體電離，閃爍探測器對γ射線靈敏，綜合考慮輻射類型和強度，注意統計漲落B.依靠光電轉換，蓋革計數器對α射線有效，依據測量精度要求，避免系統誤差C.利用電子倍增，閃爍探測器分辨率高，根據場地條件和預算，減小偶然誤差D.以上均不正確19、核醫學是核科學技術在醫學領域的應用。關于核醫學中的放射性同位素診斷和治療，以下說法不正確的是：（）A.放射性同位素如锝-99m可用于器官顯像，幫助醫生診斷疾病B.碘-131常用于治療甲狀腺疾病，通過輻射破壞病變組織C.放射性同位素治療具有高度的靶向性，不會對正常組織造成損傷D.在進行核醫學檢查和治療時，患者所接受的輻射劑量是嚴格控制在安全范圍內的20、核技術在農業領域有廣泛的應用。關于輻射誘變育種，以下哪項說法是不正確的？（）A.輻射誘變育種利用射線照射農作物種子或植株，誘發基因突變，創造新的遺傳變異B.經過輻射誘變處理的種子或植株，其后代可能會出現優良的性狀，如高產、抗病等C.輻射誘變育種具有隨機性和不確定性，需要進行大量的篩選和培育工作D.輻射誘變育種會產生嚴重的環境污染和生態破壞，因此應謹慎使用21、核輻射防護是保障人員安全的重要措施。關于外照射防護的方法，以下哪項是不正確的？（）A.增加與輻射源的距離，可以顯著降低受照劑量，遵循距離平方反比定律B.縮短受照時間，減少在輻射場中的停留，可以有效減少輻射危害C.在輻射源和人員之間設置屏蔽物，如鉛板、混凝土等，可以阻擋輻射D.外照射防護主要依靠穿戴防護服，防護服的防護效果與材料厚度成正比22、在核科學實驗中，數據處理和分析是得出科學結論的關鍵步驟。關于核實驗數據處理的方法和原則，以下說法錯誤的是：（）A.對實驗數據進行篩選和校準，去除異常值和誤差較大的數據B.運用統計學方法對數據進行分析，評估數據的可靠性和不確定性C.可以根據預期的結果對數據進行適當的修改和調整，以符合理論模型D.數據處理和分析的結果應能夠重復和驗證，具有科學性和客觀性23、在核醫學影像診斷中，正電子發射斷層掃描（PET）是一種先進的技術。它利用放射性同位素標記的化合物在體內的分布來獲取生理和病理信息。與傳統的X射線成像相比，PET的主要優勢在于：（）A.分辨率更高B.能反映功能代謝C.輻射劑量小D.檢查時間短24、核輻射的類型包括α射線、β射線和γ射線等。α射線由氦原子核組成，β射線是電子流，γ射線是高能電磁波。在這三種射線中，穿透能力最強的是（）A.α射線B.β射線C.γ射線D.三者穿透能力相同25、在核技術用于食品保鮮和消毒時，需要嚴格控制輻射劑量。假設我們使用電子束對食品進行處理，那么電子束保鮮消毒的原理是什么？如何確保輻射處理后的食品在營養成分和安全性方面符合標準？不同食品對電子束輻射的耐受性有何差異？（）A.破壞微生物結構，進行檢測分析，因食品種類而異，遵循相關法規B.改變分子鍵合，加強質量監控，差異較大需研究，符合衛生要求C.抑制酶的活性，依據標準操作，差別較小可忽略，保障食品安全D.以上均不正確二、簡答題（本大題共4個小題，共20分)1、（本題5分）核科學與技術中的核燃料循環后端處理技術對于核廢物的管理和資源回收具有重要意義。請詳細論述后端處理技術如乏燃料后處理、放射性廢物固化和處置等的原理和方法。分析這些技術的發展現狀和面臨的挑戰，如高放廢物的長期處置、放射性核素的分離和回收等。解釋如何通過技術創新和政策支持來推動后端處理技術的發展，實現核燃料循環的可持續發展。2、（本題5分）核技術在食品安全檢測中的應用有助于保障公眾健康。詳細闡述核技術在食品中農藥殘留、獸藥殘留、重金屬檢測等方面的原理和方法，如放射性免疫分析、中子活化分析等。分析核技術在食品安全檢測中的靈敏度、特異性和準確性，以及如何與其他檢測技術相結合提高檢測效果。討論核技術在食品安全監管中的應用策略和法規要求，并結合實際的食品安全檢測案例說明核技術的重要性和應用價值。3、（本題5分）核反應堆的事故分析和應急響應是保障核安全的重要環節。請詳細論述可能導致核反應堆事故的原因和機制，如反應性失控、冷卻劑喪失、堆芯熔化等。分析事故情況下的放射性物質釋放途徑和后果，探討核應急響應的策略和措施，包括應急計劃制定、人員疏散、輻射監測等，同時強調公眾溝通和信息透明在核應急中的重要性。4、（本題5分）闡述核反應堆的事故分析方法和主要的事故類型，如失水事故、反應性引入事故等。分析事故發生的原因、發展過程和可能的后果，以及如何通過預防措施、應急響應和安全文化建設來降低事故風險。三、計算題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）某核反應堆的控制棒由硼-10制成，控制棒的直徑為2cm，長度為200cm。硼-10的微觀吸收截面為3800barn。當控制棒全部插入堆芯時，計算控制棒對中子的吸收速率，已知堆芯內中子通量為1×101?n/(cm2·s)。2、（本題5分）一個核反應堆的反射層由石墨組成，厚度為50cm。熱中子在石墨中的擴散系數為0.8cm，宏觀吸收截面為0.003cm^-1。計算熱中子在反射層中的擴散長度和逃脫共振幾率。3、（本題5分）一個研究用的核反應堆，堆芯體積為0.5m3，平均中子通量為5×10^12n/(cm2·s)。燃料為鈾-235，其裂變截面為580barn。計算堆芯內每秒發生的裂變反應數以及燃料的消耗率。4、（本題5分）某核反應堆的堆芯冷卻劑系統中，管道的直徑為50cm，流速為5m/s，冷卻劑的密度為1000kg/m3。計算管道內冷卻劑的質量流量，并分析管道的壓