學校________________班級____________姓名____________考場____________準考證號學校________________班級____________姓名____________考場____________準考證號…………密…………封…………線…………內…………不…………要…………答…………題…………第1頁，共3頁云南經貿外事職業學院《核技術應用發展與創新》

2023-2024學年第二學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、核科學中的輻射成像技術在醫學、工業等領域有重要應用。正電子發射斷層掃描（PET）是一種核醫學成像技術，其原理基于正電子與電子的湮滅產生一對γ光子。以下關于PET成像的特點，哪一項是正確的？（）A.空間分辨率高B.對軟組織的分辨能力強C.成像速度快D.輻射劑量低2、核反應堆的熱工水力分析是確保反應堆安全運行的重要環節。關于冷卻劑在堆芯內的流動和傳熱，以下哪項說法是錯誤的？（）A.冷卻劑的流速和流量分布會影響堆芯的傳熱性能和溫度分布B.堆芯內的復雜幾何結構和流動阻力會導致冷卻劑的流動不均勻C.提高冷卻劑的溫度可以增加反應堆的輸出功率，但也會增加傳熱風險D.冷卻劑在堆芯內的流動始終是層流狀態，不會出現湍流3、在核輻射防護中，屏蔽材料的選擇非常重要。某實驗室需要對一個強γ射線源進行屏蔽，考慮使用鉛、混凝土或鐵作為屏蔽材料。鉛具有較高的密度和對γ射線的衰減能力，但價格昂貴；混凝土成本較低，但屏蔽效果相對較差；鐵的屏蔽性能介于兩者之間。如果要求在有限的空間內實現最佳的屏蔽效果，同時考慮成本因素，應該選擇哪種材料？（）A.鉛B.混凝土C.鐵D.組合使用以上材料4、核電廠的廢物處理系統包括放射性液體廢物處理、氣體廢物處理和固體廢物處理等。對于放射性固體廢物，通常的處理方法是（）A.壓縮后直接填埋B.經過固化處理后深埋C.焚燒后排放到大氣中D.回收利用5、核反應堆的安全系統對于防止核事故至關重要。在壓水堆中，設置了多重安全屏障，包括燃料包殼、一回路壓力邊界、安全殼等。當發生一回路管道破裂的事故時，以下哪個安全屏障首先發揮作用？（）A.燃料包殼B.一回路壓力邊界C.安全殼D.以上同時發揮作用6、核技術在農業領域的應用包括輻射育種、食品輻照保鮮等。輻射育種通過誘發植物基因突變來選育優良品種。在輻射育種過程中，選擇合適的輻射劑量至關重要。如果輻射劑量過低，可能會：（）A.無法產生變異B.產生過多有害變異C.變異效果不明顯D.導致植株死亡7、核科學中的核數據測量和評估對于核工程和核研究具有重要意義。關于核數據的獲取和應用，以下說法錯誤的是：（）A.通過實驗測量、理論計算和評估等方法獲取核數據B.核數據包括核反應截面、能譜、放射性衰變數據等C.不準確的核數據對核反應堆的設計和運行影響不大D.核數據的共享和交流有助于提高核科學研究的水平8、在核反應堆熱工水力學分析中，冷卻劑的流動和傳熱特性是關鍵因素。考慮一個沸水堆，其燃料元件產生大量的熱量，需要由冷卻劑及時帶走。冷卻劑在流經堆芯時會發生沸騰相變，從而提高傳熱效率。假設冷卻劑入口溫度為200℃，出口溫度為280℃，流量為1000kg/s，比熱容為4200J/(kg·℃)。計算冷卻劑帶走的熱量功率約為多少兆瓦？（）A.320B.360C.400D.4409、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。常見的個人劑量監測設備有熱釋光劑量計、膠片劑量計等。熱釋光劑量計的工作原理是基于：（）A.輻射使晶體發光B.輻射使晶體變色C.輻射使晶體產生熱D.輻射使晶體存儲能量10、在核反應堆的啟動過程中，需要逐步提升反應性，使反應堆達到臨界狀態。已知初始時刻反應堆的次臨界度為-0.003，通過緩慢加入易裂變材料，反應性逐漸增加。當反應性增加到多少時，反應堆能夠達到臨界？（）A.0B.0.001C.0.002D.0.00311、核科學中的核反應理論是研究原子核反應的規律和機制。對于核反應的類型和特點，以下描述不正確的是：（）A.裂變反應是重原子核分裂為兩個或多個較輕原子核的過程，同時釋放出大量能量B.聚變反應是輕原子核聚合為較重原子核的過程，需要極高的溫度和壓力條件C.誘發核反應可以通過中子、質子等粒子轟擊原子核來實現D.所有的核反應都是自發進行的，不需要外界提供能量12、在核材料科學中，研究材料在輻射環境下的性能變化至關重要。假設一種金屬材料被用于核反應堆內部結構，長期受到中子輻照。已知中子注量和材料的初始性能，經過一段時間的輻照后，材料的力學性能可能會發生怎樣的改變？（）A.強度增加，韌性降低B.強度降低，韌性增加C.強度和韌性都增加D.強度和韌性都降低13、在核輻射監測中，環境樣品的分析是評估輻射水平的重要手段。假設對一個區域的土壤樣品進行放射性分析，以下關于樣品采集和分析方法的選擇，哪一項是不正確的？（）A.按照一定的網格分布采集土壤樣品，確保代表性B.可以使用γ譜儀測量土壤中的放射性核素種類和活度C.分析結果只需要關注主要的放射性核素，次要的可以忽略D.對采集的樣品要進行妥善的保存和處理，防止交叉污染14、對于核輻射的防護，了解各種射線的特性至關重要。α射線、β射線和γ射線具有不同的穿透能力和電離能力。已知一種放射性物質同時發射這三種射線，在距離放射源相同的位置，分別放置一張紙、一塊鋁板和一塊鉛板。下列哪種射線能被紙擋住，卻能穿透鋁板和鉛板：（）A.α射線B.β射線C.γ射線D.以上都不對15、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16、核聚變反應的實現需要極高的溫度和密度條件。對于一種正在研究的核聚變實驗裝置，已知其加熱方式和約束手段，若要進一步提高等離子體的參數，還需要攻克以下哪個技術難題？（）A.能量的高效注入B.雜質的控制C.等離子體的穩定性控制D.以上都是17、對于核反應堆的安全殼設計，需要考慮多種事故工況。假設某核反應堆發生大破口失水事故，安全殼內壓力迅速升高。已知安全殼的設計壓力為0.5MPa，初始壓力為0.1MPa，事故后壓力在10秒內達到0.4MPa。計算壓力的平均上升速率。A.0.03MPa/sB.0.04MPa/sC.0.05MPa/sD.0.06MPa/s18、在核醫學治療中，放射性藥物的靶向性至關重要。某放射性藥物旨在針對腫瘤細胞進行治療，需要通過特定的載體將放射性核素輸送到腫瘤部位。如果載體的特異性不強，可能會導致放射性藥物在正常組織中分布，引起副作用。為了提高藥物的靶向性，需要對載體進行哪些改進？（）A.優化分子結構B.增加識別基團C.改善藥代動力學性質D.以上都是19、核安全是核能利用的首要問題，包括反應堆的安全設計、運行管理和應急響應等方面。在核反應堆的安全系統中，緊急停堆系統的作用是在異常情況下迅速停止反應堆的運行。那么，觸發緊急停堆的條件通常包括：（）A.功率異常升高B.冷卻劑溫度過高C.壓力超過限值D.以上都是20、在核反應堆的控制系統中，需要精確地調節反應堆的功率輸出。假設一個研究用的小型反應堆，其控制系統采用了數字化技術。那么數字化控制系統的優勢是什么？如何實現對反應堆反應性的精確控制？在應對突發情況時，控制系統的應急響應機制是怎樣的？怎樣評估控制系統的可靠性和穩定性？（）A.精度高、響應快，基于反饋調節，具備自動保護，通過測試和模擬驗證B.操作簡單、成本低，依靠前饋控制，有手動干預，依據運行數據評估C.功能強大、擴展性好，運用智能算法，設置緊急停機，根據故障概率判斷D.以上均不正確21、核反應堆的啟動過程需要嚴格控制。某反應堆在啟動時，逐步提升功率，監測中子通量的變化。已知初始中子通量為10^8n/(cm2·s)，經過10分鐘后，中子通量增加到10^10n/(cm2·s)。計算中子通量的平均增長率。A.10%/minB.20%/minC.30%/minD.40%/min22、核技術在工業領域有廣泛的應用，如無損檢測、輻照加工等。關于核技術在工業中的應用及優勢，以下說法錯誤的是：（）A.無損檢測利用射線穿透物體的能力，檢測物體內部的缺陷，不破壞被檢測物體B.輻照加工可以用于食品保鮮、材料改性等，能夠提高產品的質量和性能C.核技術在工業應用中不會產生任何輻射污染和安全隱患D.與傳統技術相比，核技術在某些工業領域具有高效、精準、節能等優勢23、在核醫學診斷中，放射性藥物的選擇和使用需要嚴格遵循相關規定。關于放射性藥物的質量控制，以下哪項是不準確的？（）A.放射性藥物的放射性純度、化學純度和比活度等參數需要進行嚴格檢測B.藥物的穩定性、無菌性和無熱原性也是質量控制的重要方面C.放射性藥物的質量控制只需要在生產環節進行，使用過程中不需要再次檢測D.質量控制的目的是確保放射性藥物的安全性和有效性，避免對患者造成不良影響24、在核科學研究中，蒙特卡羅方法是一種常用的模擬計算方法。關于蒙特卡羅方法在核科學中的應用，以下哪項說法是不正確的？（）A.可以用于模擬粒子在物質中的輸運過程，計算輻射劑量分布B.能夠對核反應堆的物理過程進行模擬，優化反應堆設計C.蒙特卡羅方法計算結果準確可靠，但計算效率較低，不適合大規模計算D.在核醫學成像、輻射防護等領域都有廣泛的應用25、對于核反應堆的控制，控制棒的作用至關重要。已知反應堆的功率變化需求和反應性變化情況，若要通過控制棒的動作實現精確控制，還需要考慮以下哪個因素？（）A.控制棒的材料特性B.控制棒的插入速度C.堆芯的功率分布D.以上都是二、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反應堆物理實驗是驗證理論和獲取關鍵數據的重要手段。請詳細論述核反應堆物理實驗的類型和目的，如臨界實驗、反應性測量實驗、中子能譜測量實驗等。分析實驗設計的原則和方法，以及實驗數據的處理和誤差分析。解釋如何通過實驗研究推動核反應堆物理理論的發展和應用。2、（本題5分）核科學與技術中的核材料研究具有重要意義。請詳細論述核材料的性能和特點，如燃料材料的耐輻照性能、結構材料的高溫強度等。分析核材料的制備和加工技術，以及如何評估核材料的使用壽命和可靠性。解釋如何開展核材料的研發工作，以滿足先進核反應堆的發展需求。3、（本題5分）核輻射在核科學與技術中是一個重要的概念。請深入論述核輻射的種類，如α射線、β射線、γ射線等的特性和產生機制。分析核輻射與物質相互作用的過程和效應，包括電離作用、散射作用等。解釋如何測量和評估核輻射的強度和劑量，以及輻射防護的基本原則和措施。4、（本題5分）詳細分析核科學與技術中的核反應堆控制與保護系統，包括控制棒的作用和控制策略、保護系統的功能和觸發條件。解釋控制與保護系統如何維持反應堆的穩定運行和防止事故。分析控制與保護系統的可靠性設計和驗證，舉例說明在反應堆運行中的實際操作和響應。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，其反應堆壓力容器的材料為錳-鉬-鎳低合金鋼，彈性模量為200GPa，泊松比為0.3，承受內壓為10MPa。計算壓力容器的徑向應變和周向應變。2、（本題5分）一個快中子反應堆，燃料為鈾-238和钚-239的混合物，钚-239的含量為25%。堆芯內快中子的平均能量為1.2MeV，鈾-238的微觀俘獲截面為2.5×10^-24cm2，钚-239的微觀裂變截面為3.0×10^-24cm2。已知堆芯內快中子的通量密度為6.0×10^14n/(cm2·s)，計算燃料的宏觀俘獲截面和裂變率。3、（本題5分）一個熱中子反應堆，燃料為鈾-235，其富集度為2.8%。堆芯內中子的平均能量為0.025eV，鈾-235的微觀裂變截面為580×10^-24cm2。已知堆芯內熱中子的通量密度為8.0×10^12n/(cm2·s)，求燃料的宏觀裂變截面。若堆芯內燃料的體積為40m3，計算燃料的裂變率。4、（本題5分）一個研究用的加速器驅動次臨界系統，加速器提供的質子束流強度為1mA，質子能量為1GeV。靶材料為鉛，每次質子與靶核作用產生的中子數為20個。計算中子源的強度。5、（本題5分）一個快中子反應堆，燃