2025年大學(xué)《核物理》專業(yè)題庫(kù)——核物理學(xué)在環(huán)境修繕中的應(yīng)用考試時(shí)間：______分鐘總分：______分姓名：______一、選擇題（每題2分，共20分）1.下列哪種射線穿透能力最強(qiáng)？A.α射線B.β射線C.γ射線2.放射性同位素衰變半衰期是指：A.放射性核素的一半發(fā)生衰變所需的時(shí)間B.放射性核素全部發(fā)生衰變所需的時(shí)間C.放射性核素的活度衰減到一半所需的時(shí)間3.下列哪種探測(cè)器適用于測(cè)量中子輻射？A.閃爍探測(cè)器B.蓋革-米勒計(jì)數(shù)器C.中子活化探測(cè)器4.標(biāo)識(shí)一種放射性核素的主要參數(shù)是：A.半衰期B.放射性活度C.質(zhì)量數(shù)和原子序數(shù)5.輻射防護(hù)中，通常采用的時(shí)間防護(hù)措施是：A.增加與輻射源的距離B.使用屏蔽材料C.縮短接觸輻射源的時(shí)間6.在環(huán)境監(jiān)測(cè)中，使用放射性同位素示蹤技術(shù)的目的是：A.直接測(cè)量環(huán)境污染物濃度B.追蹤環(huán)境污染物遷移路徑C.產(chǎn)生熱量用于加熱環(huán)境7.輻射固化技術(shù)利用放射性輻照使樹脂發(fā)生交聯(lián)，常用于：A.水處理B.固體廢物處理C.土壤修復(fù)8.正電子發(fā)射斷層掃描（PET）主要利用哪種核反應(yīng)？A.α衰變B.β衰變C.正電子發(fā)射9.核輻射對(duì)環(huán)境的潛在危害主要是：A.產(chǎn)生熱量導(dǎo)致環(huán)境污染B.引起生物體遺傳變異C.導(dǎo)致土壤酸化10.在核事故應(yīng)急處理中，首要任務(wù)是：A.疏散人員B.進(jìn)行環(huán)境監(jiān)測(cè)C.處理放射性廢物二、填空題（每空1分，共15分）1.原子核是由______和______組成的。2.放射性衰變的三種主要類型是______、______和______。3.輻射劑量是指______。4.放射性同位素在環(huán)境監(jiān)測(cè)中可用于______和______。5.核成像技術(shù)主要包括______、______和______。6.輻射防護(hù)的基本原則是______、______和______。7.放射性廢物處理的主要目標(biāo)是______和______。三、簡(jiǎn)答題（每題5分，共25分）1.簡(jiǎn)述核輻射與物質(zhì)的相互作用方式。2.簡(jiǎn)述放射性同位素示蹤技術(shù)的原理及其在環(huán)境監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用。3.簡(jiǎn)述輻射固化技術(shù)的原理及其在環(huán)境修繕中的應(yīng)用。4.簡(jiǎn)述核成像技術(shù)在環(huán)境監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用。5.簡(jiǎn)述輻射防護(hù)的基本措施及其原理。四、計(jì)算題（每題10分，共20分）1.某放射性核素的半衰期為10天，初始活度為1000Ci，求經(jīng)過(guò)30天后該核素的活度是多少？2.假設(shè)某環(huán)境監(jiān)測(cè)點(diǎn)接受到的γ射線劑量率為0.1μGy/h，求該點(diǎn)1小時(shí)內(nèi)的吸收劑量是多少？（假設(shè)該點(diǎn)只受到γ射線照射）五、論述題（15分）論述核物理學(xué)在環(huán)境修復(fù)中的應(yīng)用前景及面臨的挑戰(zhàn)。試卷答案一、選擇題1.C2.A3.C4.C5.C6.B7.B8.C9.B10.A二、填空題1.質(zhì)子；中子2.α衰變；β衰變；γ衰變3.單位質(zhì)量受照物質(zhì)吸收的電離輻射能量4.追蹤污染物；測(cè)定污染物濃度5.正電子發(fā)射斷層掃描（PET）；單光子發(fā)射計(jì)算機(jī)斷層掃描（SPECT）；X射線計(jì)算機(jī)斷層掃描（CT）6.時(shí)間防護(hù)；距離防護(hù)；屏蔽防護(hù)7.隔離；處置三、簡(jiǎn)答題1.解析思路：核輻射與物質(zhì)的相互作用主要包括三種方式：電離作用、激發(fā)作用和輻射俘獲。電離作用是指核輻射將原子或分子中的電子從原子軌道中撞擊出來(lái)，形成離子對(duì)；激發(fā)作用是指核輻射將原子或分子中的電子激發(fā)到更高的能級(jí)，但電子仍留在原子或分子中；輻射俘獲是指核輻射被原子核或原子中的電子吸收，導(dǎo)致原子核或原子發(fā)生轉(zhuǎn)變。2.解析思路：放射性同位素示蹤技術(shù)的原理是利用放射性核素作為示蹤劑，將其引入環(huán)境系統(tǒng)中，通過(guò)探測(cè)其放射性來(lái)追蹤物質(zhì)的遷移路徑和變化過(guò)程。在環(huán)境監(jiān)測(cè)中，可以利用放射性同位素示蹤技術(shù)追蹤污染物的遷移路徑、測(cè)定污染物的濃度、研究污染物的轉(zhuǎn)化和降解過(guò)程等。3.解析思路：輻射固化技術(shù)的原理是利用放射性輻照引發(fā)樹脂預(yù)聚體或低聚物的聚合反應(yīng)，使樹脂分子之間形成交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)，從而將松散的粉末、液體或凝膠狀物質(zhì)固化成堅(jiān)硬的固體。輻射固化技術(shù)具有固化速度快、能耗低、無(wú)溶劑污染、產(chǎn)品性能優(yōu)異等優(yōu)點(diǎn)，在環(huán)境修繕中可用于固化放射性廢物、處理廢樹脂、修復(fù)土壤等。4.解析思路：核成像技術(shù)可以利用放射性核素在體內(nèi)的分布和代謝信息，生成人體內(nèi)部器官和組織的圖像，從而用于疾病診斷和環(huán)境監(jiān)測(cè)。在環(huán)境監(jiān)測(cè)中，核成像技術(shù)可用于檢測(cè)地下儲(chǔ)罐泄漏、評(píng)估土壤污染范圍、監(jiān)測(cè)核設(shè)施周圍環(huán)境等。5.解析思路：輻射防護(hù)的基本措施包括時(shí)間防護(hù)、距離防護(hù)和屏蔽防護(hù)。時(shí)間防護(hù)是指減少接觸輻射源的時(shí)間，以降低接受的輻射劑量；距離防護(hù)是指增加與輻射源的距離，由于輻射強(qiáng)度與距離的平方成反比，因此增加距離可以顯著降低輻射強(qiáng)度；屏蔽防護(hù)是指利用屏蔽材料阻擋輻射，降低照射到人體或其他物體的輻射劑量。四、計(jì)算題1.解析思路：利用放射性衰變公式$N(t)=N_0e^{-\lambdat}$，其中$N(t)$為經(jīng)過(guò)時(shí)間$t$后的放射性核素?cái)?shù)量，$N_0$為初始放射性核素?cái)?shù)量，$\lambda$為衰變常數(shù)，$t$為時(shí)間。由于活度$A$與放射性核素?cái)?shù)量$N$成正比，因此可以使用活度公式$A(t)=A_0e^{-\lambdat}$，其中$A(t)$為經(jīng)過(guò)時(shí)間$t$后的放射性核素活度，$A_0$為初始放射性核素活度。首先需要計(jì)算衰變常數(shù)$\lambda$，由于半衰期$T_{1/2}$與衰變常數(shù)$\lambda$的關(guān)系為$\lambda=\frac{\ln2}{T_{1/2}}$，因此$\lambda=\frac{\ln2}{10\text{天}}$。然后將$\lambda$、$A_0$和$t$代入活度公式，即可計(jì)算出經(jīng)過(guò)30天后該核素的活度。答案：250Ci2.解析思路：吸收劑量$D$與劑量率$D'$的關(guān)系為$D=D'\timest$，其中$t$為照射時(shí)間。由于吸收劑量是指單位質(zhì)量受照物質(zhì)吸收的電離輻射能量，因此需要將劑量率從微戈瑞每小時(shí)轉(zhuǎn)換為戈瑞，即$0.1\mu\text{Gy/h}=0.1\times10^{-6}\text{Gy/h}$。然后將劑量率和照射時(shí)間1小時(shí)代入公式，即可計(jì)算出吸收劑量。答案：0.1μGy五、論述題解析思路：核物理學(xué)在環(huán)境修復(fù)中的應(yīng)用前景廣闊，主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：1）利用放射性同位素示蹤技術(shù)追蹤污染物遷移路徑，為污染治理提供科學(xué)依據(jù)；2）利用輻射技術(shù)進(jìn)行污染物降解和轉(zhuǎn)化，如輻射消毒、輻射固化等；3）利用核成像技術(shù)進(jìn)行污染源檢