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頁寧夏工商職業技術學院《核分析技術》

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、在核輻射劑量學中，當量劑量是一個重要的概念。已知某輻射場中，γ射線的吸收劑量為2Gy，輻射權重因子為1。中子的吸收劑量為1Gy，輻射權重因子為5。計算該輻射場的當量劑量。A.2SvB.5SvC.7SvD.10Sv2、核科學與材料科學的交叉領域有著重要的研究價值。假設我們研究核輻射對材料性能的影響，比如金屬材料在輻射環境下的力學性能變化。那么輻射會導致金屬材料產生哪些微觀結構變化？這些微觀結構變化如何影響材料的強度、韌性和疲勞壽命？怎樣通過材料的選擇和處理來提高其抗輻射性能？（）A.產生缺陷和位錯，降低力學性能，選用特殊合金，進行表面處理B.改變晶體結構，增強材料硬度，使用復合材料，優化加工工藝C.促進相變發生，增加材料脆性，采用新型材料，加強質量檢測D.以上均不正確3、核廢物的處理和處置是核科學中的重要問題。假設我們面臨一批放射性水平不同的核廢物，包括低放廢物、中放廢物和高放廢物。那么不同放射性水平的廢物分別適合采用哪些處理方法（如壓縮、固化、深埋）？核廢物處置庫的選址需要考慮哪些因素（如地質條件、水文條件、人口密度）？如何確保核廢物在長期儲存過程中的安全性和可追溯性？（）A.低放壓縮，中放固化，高放深埋，綜合考慮多因素，建立監測和管理體系B.低放固化，中放深埋，高放特殊處理，注重地質穩定性，采用先進追蹤技術C.低放深埋，中放壓縮，高放封存，分析水文特征，加強監管和應急響應D.以上均不正確4、在核醫學成像技術中，正電子發射斷層掃描（PET）是一種先進的方法。PET成像的基礎是（）A.正電子與電子的湮滅產生的γ光子B.放射性核素在體內的化學變化C.人體組織對放射性核素的吸收D.放射性核素的自發衰變5、核反應堆的啟動過程需要嚴格控制。假設一個新的反應堆首次啟動，已知堆芯的初始狀態和啟動程序。在啟動過程中，如果中子通量增長過快，可能會導致什么問題？（）A.反應性失控B.燃料元件損壞C.系統壓力過高D.以上都有可能6、核技術在農業領域有廣泛應用，如輻射育種。某農作物種子經過一定劑量的γ射線輻照后，基因突變率提高了5%。若初始基因突變率為0.1%，計算輻照后的基因突變率。A.0.5%B.0.6%C.0.7%D.0.8%7、在核醫學成像技術中，正電子發射斷層掃描（PET）具有較高的分辨率。某PET掃描儀對一個直徑為1cm的病灶進行成像，其空間分辨率為5mm。計算能夠分辨的最小病灶直徑。A.2.5mmB.5mmC.7.5mmD.10mm8、核反應堆的安全殼是防止放射性物質泄漏的重要屏障。關于安全殼的功能和設計要求，以下哪項是不正確的？（）A.安全殼能夠承受內部壓力和溫度的變化，以及外部自然災害的影響B.安全殼具有良好的密封性，能夠阻止放射性物質向環境泄漏C.安全殼內部通常設置有噴淋系統、通風系統等，用于降低事故情況下的放射性水平D.安全殼的設計只需要考慮正常運行工況，不需要考慮嚴重事故的情況9、核科學中的核素遷移研究對于環境評估具有重要意義。假設我們研究放射性核素在土壤和地下水中的遷移行為，那么影響核素遷移的因素有哪些（如土壤類型、水流速度）？如何建立數學模型來描述核素的遷移過程？怎樣通過實驗來驗證模型的準確性？（）A.多種因素作用，運用物理化學原理，開展模擬實驗，不斷修正模型B.主要是化學作用，參考相關文獻，進行實地監測，確保模型可靠C.常見物理過程，依據經驗公式，組織實驗室測試，提高模型精度D.以上均不正確10、在核電廠的運行管理中，人員培訓和安全文化建設至關重要。安全文化建設的主要目的是（）A.提高員工的工作效率B.增強員工的安全意識C.降低運營成本D.提升企業的形象11、在核醫學應用中，放射性同位素被廣泛用于診斷和治療疾病。假設一種放射性同位素標記的藥物被注入患者體內，用于腫瘤的診斷。該同位素的半衰期為6小時，初始活度為100mCi。經過18小時后，其剩余活度大約是多少？（）A.12.5mCiB.25mCiC.50mCiD.75mCi12、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13、核反應堆是核能利用的關鍵設備，按照冷卻劑和慢化劑的不同可以分為多種類型。壓水堆是目前應用較為廣泛的一種核反應堆，其特點包括使用輕水作為冷卻劑和慢化劑。那么，與其他類型的反應堆相比，壓水堆的優點之一是：（）A.安全性較高B.燃料利用率高C.建設成本低D.功率密度大14、在核反應堆的熱工設計中，需要考慮燃料元件的熱傳導和冷卻劑的對流換熱。如果燃料元件的熱導率降低，為了保證反應堆的安全運行，應該（）A.提高冷卻劑的流速B.降低反應堆的功率C.增加燃料元件的數量D.改變冷卻劑的種類15、核科學與技術的發展需要高素質的專業人才。在培養核科學與技術專業的學生時，除了傳授專業知識，還需要注重培養以下哪個方面的能力？（）A.創新思維和實踐能力B.團隊協作和溝通能力C.安全意識和倫理道德D.以上都是16、在核輻射防護中，需要了解輻射劑量的概念和計算方法。假設一個工作人員在核設施中工作，受到了多種輻射源的照射。那么輻射劑量的單位有哪些（如希沃特、戈瑞）？如何準確測量和評估工作人員所接受的輻射劑量？為了將輻射劑量控制在安全范圍內，需要采取哪些防護措施（如時間防護、距離防護、屏蔽防護）？（）A.單位明確，使用專業儀器測量，綜合多種防護手段，定期體檢B.計算復雜，依靠經驗估算，側重單一防護方法，加強培訓C.概念清晰，通過模擬計算劑量，注重屏蔽防護，做好記錄D.以上均不正確17、核反應堆的熱中子能譜對反應性有一定影響。已知某反應堆的熱中子平均能量為0.025eV，中子通量密度為10^14n/(cm2·s)。計算熱中子的能量密度。A.4×10^-8J/cm3B.8×10^-8J/cm3C.1.6×10^-7J/cm3D.3.2×10^-7J/cm318、在核反應堆的控制中，反應性的控制是關鍵。反應性可以通過控制棒的插入和抽出、改變燃料濃度等方式來調節。如果要迅速降低反應堆的反應性，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19、在研究核反應的過程中，質能方程E=mc2具有重要的意義。已知一個核反應中，質量虧損了0.1克，計算釋放的能量約為：（）A.9×10^11JB.9×10^12JC.9×10^13JD.9×10^14J20、在核聚變反應堆中，等離子體的穩定性是一個關鍵問題。假設等離子體受到某種外部干擾，導致其形狀發生變化。已知等離子體的物理參數和約束磁場的分布，如果要恢復等離子體的穩定狀態，需要采取什么措施？（）A.調整磁場強度B.注入新的燃料C.排出部分等離子體D.停止加熱二、簡答題（本大題共3個小題，共15分)1、（本題5分）核科學與技術中的核反應堆控制與保護系統是確保反應堆安全穩定運行的重要組成部分。請詳細論述控制與保護系統的功能和組成部分，如反應性控制裝置、功率調節系統、安全保護信號監測等。分析控制與保護系統的工作原理和設計要求，以及如何應對各種異常和事故工況。解釋如何通過先進的控制技術和智能化手段提高控制與保護系統的性能和可靠性。2、（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。3、（本題5分）全面論述核科學與技術中的核技術在環境保護中的應用，如放射性示蹤技術在水污染監測中的應用、電子束輻照處理廢氣等。分析這些技術的原理和優勢，以及在解決環境問題中的效果。解釋核技術在環境保護應用中的潛在風險和控制措施，舉例說明在土壤污染修復中的應用。三、計算題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）一個核反應堆的控制棒由硼-10制成，硼-10的熱中子吸收截面為3800×10^-24cm2?？刂瓢舻闹睆綖?cm，長度為150cm，熱中子通量為2.5×10^13n/(cm2·s)，計算控制棒每秒吸收的熱中子數和吸收的功率。若要使反應堆的反應性降低0.005，需要插入多少根這樣的控制棒？2、（本題5分）在一個核輻射探測實驗中，使用蓋革計數器測量放射性粒子的計數率。已知探測器的探測效率為20%，在一定時間內測量到的計數為5000。計算實際的放射性粒子發射率，并分析影響探測效率的因素以及如何提高測量的準確性。3、（本題5分）在一個壓水堆中，一回路冷卻劑的入口溫度為280℃，出口溫度為325℃，壓力為15MPa。冷卻劑為水，比熱容為4.2kJ/(kg·℃)，流量為12000kg/s。計算冷卻劑在堆芯內吸收的熱量和一回路的熱功率。若堆芯的熱功率為3000MW，求冷卻劑的循環倍率。4、（本題5分）在一個核反應堆的安全分析中，假設發生了冷卻劑喪失事故。反應堆的熱功率為2000MW，在事故發生后的10s內，冷卻劑完全流失。計算堆芯在沒有冷卻劑的情況下溫度上升的速率，假設堆芯的熱容量為1000J/(kg·K)，燃料的密度為10g/cm3。同時，分析可能導致的堆芯損壞情況和放射性物質釋放的風險。5、（本題5分）某核電廠的安全殼設計，要求能夠承受內部壓力為0.5MPa的事故工況。安全殼為球形，內徑為40m，材料的許用應力為200MPa。計算安全殼的壁厚，并分析安全殼在核電廠事故中的作用和防護要求。四、論述題（本大題共2個