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頁云南經(jīng)貿(mào)外事職業(yè)學(xué)院《核技術(shù)應(yīng)用發(fā)展與創(chuàng)新》

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25個小題，每小題1分，共25分．在每小題給出的四個選項(xiàng)中，只有一項(xiàng)是符合題目要求的．）1、核科學(xué)中的輻射成像技術(shù)在醫(yī)學(xué)、工業(yè)等領(lǐng)域有重要應(yīng)用。正電子發(fā)射斷層掃描（PET）是一種核醫(yī)學(xué)成像技術(shù)，其原理基于正電子與電子的湮滅產(chǎn)生一對γ光子。以下關(guān)于PET成像的特點(diǎn)，哪一項(xiàng)是正確的？（）A.空間分辨率高B.對軟組織的分辨能力強(qiáng)C.成像速度快D.輻射劑量低2、核反應(yīng)堆的熱工水力分析是確保反應(yīng)堆安全運(yùn)行的重要環(huán)節(jié)。關(guān)于冷卻劑在堆芯內(nèi)的流動和傳熱，以下哪項(xiàng)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(nèi)的復(fù)雜幾何結(jié)構(gòu)和流動阻力會導(dǎo)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(yīng)堆的輸出功率，但也會增加傳熱風(fēng)險(xiǎn)D.冷卻劑在堆芯內(nèi)的流動始終是層流狀態(tài)，不會出現(xiàn)湍流3、在核輻射防護(hù)中，屏蔽材料的選擇非常重要。某實(shí)驗(yàn)室需要對一個強(qiáng)γ射線源進(jìn)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(jià)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(nèi)實(shí)現(xiàn)最佳的屏蔽效果，同時考慮成本因素，應(yīng)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(tǒng)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(jīng)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(yīng)堆的安全系統(tǒng)對于防止核事故至關(guān)重要。在壓水堆中，設(shè)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(dāng)發(fā)生一回路管道破裂的事故時，以下哪個安全屏障首先發(fā)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(fā)揮作用6、核技術(shù)在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用包括輻射育種、食品輻照保鮮等。輻射育種通過誘發(fā)植物基因突變來選育優(yōu)良品種。在輻射育種過程中，選擇合適的輻射劑量至關(guān)重要。如果輻射劑量過低，可能會：（）A.無法產(chǎn)生變異B.產(chǎn)生過多有害變異C.變異效果不明顯D.導(dǎo)致植株死亡7、核科學(xué)中的核數(shù)據(jù)測量和評估對于核工程和核研究具有重要意義。關(guān)于核數(shù)據(jù)的獲取和應(yīng)用，以下說法錯誤的是：（）A.通過實(shí)驗(yàn)測量、理論計(jì)算和評估等方法獲取核數(shù)據(jù)B.核數(shù)據(jù)包括核反應(yīng)截面、能譜、放射性衰變數(shù)據(jù)等C.不準(zhǔn)確的核數(shù)據(jù)對核反應(yīng)堆的設(shè)計(jì)和運(yùn)行影響不大D.核數(shù)據(jù)的共享和交流有助于提高核科學(xué)研究的水平8、在核反應(yīng)堆熱工水力學(xué)分析中，冷卻劑的流動和傳熱特性是關(guān)鍵因素?？紤]一個沸水堆，其燃料元件產(chǎn)生大量的熱量，需要由冷卻劑及時帶走。冷卻劑在流經(jīng)堆芯時會發(fā)生沸騰相變，從而提高傳熱效率。假設(shè)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(jì)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(hù)中，個人劑量監(jiān)測是保障工作人員安全的重要措施。常見的個人劑量監(jiān)測設(shè)備有熱釋光劑量計(jì)、膠片劑量計(jì)等。熱釋光劑量計(jì)的工作原理是基于：（）A.輻射使晶體發(fā)光B.輻射使晶體變色C.輻射使晶體產(chǎn)生熱D.輻射使晶體存儲能量10、在核反應(yīng)堆的啟動過程中，需要逐步提升反應(yīng)性，使反應(yīng)堆達(dá)到臨界狀態(tài)。已知初始時刻反應(yīng)堆的次臨界度為-0.003，通過緩慢加入易裂變材料，反應(yīng)性逐漸增加。當(dāng)反應(yīng)性增加到多少時，反應(yīng)堆能夠達(dá)到臨界？（）A.0B.0.001C.0.002D.0.00311、核科學(xué)中的核反應(yīng)理論是研究原子核反應(yīng)的規(guī)律和機(jī)制。對于核反應(yīng)的類型和特點(diǎn)，以下描述不正確的是：（）A.裂變反應(yīng)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(yīng)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(fā)核反應(yīng)可以通過中子、質(zhì)子等粒子轟擊原子核來實(shí)現(xiàn)D.所有的核反應(yīng)都是自發(fā)進(jìn)行的，不需要外界提供能量12、在核材料科學(xué)中，研究材料在輻射環(huán)境下的性能變化至關(guān)重要。假設(shè)一種金屬材料被用于核反應(yīng)堆內(nèi)部結(jié)構(gòu)，長期受到中子輻照。已知中子注量和材料的初始性能，經(jīng)過一段時間的輻照后，材料的力學(xué)性能可能會發(fā)生怎樣的改變？（）A.強(qiáng)度增加，韌性降低B.強(qiáng)度降低，韌性增加C.強(qiáng)度和韌性都增加D.強(qiáng)度和韌性都降低13、在核輻射監(jiān)測中，環(huán)境樣品的分析是評估輻射水平的重要手段。假設(shè)對一個區(qū)域的土壤樣品進(jìn)行放射性分析，以下關(guān)于樣品采集和分析方法的選擇，哪一項(xiàng)是不正確的？（）A.按照一定的網(wǎng)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(jié)果只需要關(guān)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(jìn)行妥善的保存和處理，防止交叉污染14、對于核輻射的防護(hù)，了解各種射線的特性至關(guān)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(zhì)同時發(fā)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(shù)在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域有廣泛的應(yīng)用。關(guān)于輻射誘變育種，以下哪項(xiàng)說法是不正確的？（）A.輻射誘變育種利用射線照射農(nóng)作物種子或植株，誘發(fā)基因突變，創(chuàng)造新的遺傳變異B.經(jīng)過輻射誘變處理的種子或植株，其后代可能會出現(xiàn)優(yōu)良的性狀，如高產(chǎn)、抗病等C.輻射誘變育種具有隨機(jī)性和不確定性，需要進(jìn)行大量的篩選和培育工作D.輻射誘變育種會產(chǎn)生嚴(yán)重的環(huán)境污染和生態(tài)破壞，因此應(yīng)謹(jǐn)慎使用16、核聚變反應(yīng)的實(shí)現(xiàn)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(shí)驗(yàn)裝置，已知其加熱方式和約束手段，若要進(jìn)一步提高等離子體的參數(shù)，還需要攻克以下哪個技術(shù)難題？（）A.能量的高效注入B.雜質(zhì)的控制C.等離子體的穩(wěn)定性控制D.以上都是17、對于核反應(yīng)堆的安全殼設(shè)計(jì)，需要考慮多種事故工況。假設(shè)某核反應(yīng)堆發(fā)生大破口失水事故，安全殼內(nèi)壓力迅速升高。已知安全殼的設(shè)計(jì)壓力為0.5MPa，初始壓力為0.1MPa，事故后壓力在10秒內(nèi)達(dá)到0.4MPa。計(jì)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(yī)學(xué)治療中，放射性藥物的靶向性至關(guān)重要。某放射性藥物旨在針對腫瘤細(xì)胞進(jìn)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(qiáng)，可能會導(dǎo)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(jìn)行哪些改進(jìn)？（）A.優(yōu)化分子結(jié)構(gòu)B.增加識別基團(tuán)C.改善藥代動力學(xué)性質(zhì)D.以上都是19、核安全是核能利用的首要問題，包括反應(yīng)堆的安全設(shè)計(jì)、運(yùn)行管理和應(yīng)急響應(yīng)等方面。在核反應(yīng)堆的安全系統(tǒng)中，緊急停堆系統(tǒng)的作用是在異常情況下迅速停止反應(yīng)堆的運(yùn)行。那么，觸發(fā)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(yīng)堆的控制系統(tǒng)中，需要精確地調(diào)節(jié)反應(yīng)堆的功率輸出。假設(shè)一個研究用的小型反應(yīng)堆，其控制系統(tǒng)采用了數(shù)字化技術(shù)。那么數(shù)字化控制系統(tǒng)的優(yōu)勢是什么？如何實(shí)現(xiàn)對反應(yīng)堆反應(yīng)性的精確控制？在應(yīng)對突發(fā)情況時，控制系統(tǒng)的應(yīng)急響應(yīng)機(jī)制是怎樣的？怎樣評估控制系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性？（）A.精度高、響應(yīng)快，基于反饋調(diào)節(jié)，具備自動保護(hù)，通過測試和模擬驗(yàn)證B.操作簡單、成本低，依靠前饋控制，有手動干預(yù)，依據(jù)運(yùn)行數(shù)據(jù)評估C.功能強(qiáng)大、擴(kuò)展性好，運(yùn)用智能算法，設(shè)置緊急停機(jī)，根據(jù)故障概率判斷D.以上均不正確21、核反應(yīng)堆的啟動過程需要嚴(yán)格控制。某反應(yīng)堆在啟動時，逐步提升功率，監(jiān)測中子通量的變化。已知初始中子通量為10^8n/(cm2·s)，經(jīng)過10分鐘后，中子通量增加到10^10n/(cm2·s)。計(jì)算中子通量的平均增長率。A.10%/minB.20%/minC.30%/minD.40%/min22、核技術(shù)在工業(yè)領(lǐng)域有廣泛的應(yīng)用，如無損檢測、輻照加工等。關(guān)于核技術(shù)在工業(yè)中的應(yīng)用及優(yōu)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(nèi)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(chǎn)品的質(zhì)量和性能C.核技術(shù)在工業(yè)應(yīng)用中不會產(chǎn)生任何輻射污染和安全隱患D.與傳統(tǒng)技術(shù)相比，核技術(shù)在某些工業(yè)領(lǐng)域具有高效、精準(zhǔn)、節(jié)能等優(yōu)勢23、在核醫(yī)學(xué)診斷中，放射性藥物的選擇和使用需要嚴(yán)格遵循相關(guān)規(guī)定。關(guān)于放射性藥物的質(zhì)量控制，以下哪項(xiàng)是不準(zhǔn)確的？（）A.放射性藥物的放射性純度、化學(xué)純度和比活度等參數(shù)需要進(jìn)行嚴(yán)格檢測B.藥物的穩(wěn)定性、無菌性和無熱原性也是質(zhì)量控制的重要方面C.放射性藥物的質(zhì)量控制只需要在生產(chǎn)環(huán)節(jié)進(jìn)行，使用過程中不需要再次檢測D.質(zhì)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(xué)研究中，蒙特卡羅方法是一種常用的模擬計(jì)算方法。關(guān)于蒙特卡羅方法在核科學(xué)中的應(yīng)用，以下哪項(xiàng)說法是不正確的？（）A.可以用于模擬粒子在物質(zhì)中的輸運(yùn)過程，計(jì)算輻射劑量分布B.能夠?qū)朔磻?yīng)堆的物理過程進(jìn)行模擬，優(yōu)化反應(yīng)堆設(shè)計(jì)C.蒙特卡羅方法計(jì)算結(jié)果準(zhǔn)確可靠，但計(jì)算效率較低，不適合大規(guī)模計(jì)算D.在核醫(yī)學(xué)成像、輻射防護(hù)等領(lǐng)域都有廣泛的應(yīng)用25、對于核反應(yīng)堆的控制，控制棒的作用至關(guān)重要。已知反應(yīng)堆的功率變化需求和反應(yīng)性變化情況，若要通過控制棒的動作實(shí)現(xiàn)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(xué)與技術(shù)中的核反應(yīng)堆物理實(shí)驗(yàn)是驗(yàn)證理論和獲取關(guān)鍵數(shù)據(jù)的重要手段。請?jiān)敿?xì)論述核反應(yīng)堆物理實(shí)驗(yàn)的類型和目的，如臨界實(shí)驗(yàn)、反應(yīng)性測量實(shí)驗(yàn)、中子能譜測量實(shí)驗(yàn)等。分析實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的原則和方法，以及實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理和誤差分析。解釋如何通過實(shí)驗(yàn)研究推動核反應(yīng)堆物理理論的發(fā)展和應(yīng)用。2、（本題5分）核科學(xué)與技術(shù)中的核材料研究具有重要意義。請?jiān)敿?xì)論述核材料的性能和特點(diǎn)，如燃料材料的耐輻照性能、結(jié)構(gòu)材料的高溫強(qiáng)度等。分析核材料的制備和加工技術(shù)，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(fā)工作，以滿足先進(jìn)核反應(yīng)堆的發(fā)展需求。3、（本題5分）核輻射在核科學(xué)與技術(shù)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(chǎn)生機(jī)制。分析核輻射與物質(zhì)相互作用的過程和效應(yīng)，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(qiáng)度和劑量，以及輻射防護(hù)的基本原則和措施。4、（本題5分）詳細(xì)分析核科學(xué)與技術(shù)中的核反應(yīng)堆控制與保護(hù)系統(tǒng)，包括控制棒的作用和控制策略、保護(hù)系統(tǒng)的功能和觸發(fā)條件。解釋控制與保護(hù)系統(tǒng)如何維持反應(yīng)堆的穩(wěn)定運(yùn)行和防止事故。分析控制與保護(hù)系統(tǒng)的可靠性設(shè)計(jì)和驗(yàn)證，舉例說明在反應(yīng)堆運(yùn)行中的實(shí)際操作和響應(yīng)。三、計(jì)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(yīng)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(nèi)壓為10MPa。計(jì)算壓力容器的徑向應(yīng)變和周向應(yīng)變。2、（本題5分）一個快中子反應(yīng)堆，燃料為鈾-238和钚-239的混合物，钚-239的含量為25%。堆芯內(nèi)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(nèi)快中子的通量密度為6.0×10^14n/(cm2·s)，計(jì)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(yīng)堆，燃料為鈾-235，其富集度為2.8%。堆芯內(nèi)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(nèi)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(nèi)燃料的體積為40m3，計(jì)算燃料的裂變率。4、（本題5分）一個研究用的加速器驅(qū)動次臨界系統(tǒng)，加速器提供的質(zhì)子束流強(qiáng)度為1mA，質(zhì)子能量為1GeV。靶材料為鉛，每次質(zhì)子與靶核作用產(chǎn)生的中子數(shù)為20個。計(jì)算中子源的強(qiáng)度。5、（本題5分）一個快中子反應(yīng)堆，燃