2025年大學(xué)《核物理》專業(yè)題庫(kù)——核技術(shù)在林業(yè)資源管理中的應(yīng)用考試時(shí)間：______分鐘總分：______分姓名：______一、選擇題（請(qǐng)將正確選項(xiàng)的字母填在括號(hào)內(nèi)）1.在利用放射性同位素3H標(biāo)記水研究樹冠層蒸騰作用時(shí)，主要利用了3H衰變的哪種特性？(A)α衰變(B)β衰變(C)γ衰變(D)電離輻射2.進(jìn)行林木種子輻射誘變育種時(shí)，選擇合適的吸收劑量是為了達(dá)到什么目的？(A)完全殺死種子(B)促進(jìn)所有基因突變(C)引發(fā)有利突變并控制有害突變(D)延長(zhǎng)種子壽命3.中子活化分析技術(shù)用于森林土壤養(yǎng)分檢測(cè)時(shí)，其基本原理是？(A)測(cè)量土壤中放射性同位素的自然衰變率(B)利用中子與土壤元素發(fā)生核反應(yīng)，測(cè)量產(chǎn)生的放射性產(chǎn)物(C)通過(guò)γ能譜分析土壤的化學(xué)成分(D)直接測(cè)量土壤的放射性污染水平4.在森林害蟲防治中應(yīng)用的輻射不育技術(shù)（SIT）主要利用了γ射線的哪種效應(yīng)？(A)化學(xué)腐蝕效應(yīng)(B)誘變效應(yīng)(C)生物殺傷效應(yīng)(D)放射自顯影效應(yīng)5.放射性示蹤技術(shù)應(yīng)用于研究樹木根系對(duì)土壤磷素的吸收時(shí)，通常選用哪種放射性核素？(A)3H(B)1?C(C)32P(D)3?S二、填空題6.核技術(shù)在林業(yè)資源管理中，利用放射性同位素的______原理，追蹤物質(zhì)在生態(tài)系統(tǒng)中的遷移轉(zhuǎn)化。7.輻射加工改變木材性能的主要途徑是利用高能輻射引起的______和______反應(yīng)。8.輻射防護(hù)的基本原則是______、______和______。9.利用中子照射土壤樣品后，通過(guò)測(cè)量特定核素產(chǎn)生的______輻射強(qiáng)度，可以推斷土壤中元素的種類和含量，這稱為中子活化分析。10.核技術(shù)在監(jiān)測(cè)森林火災(zāi)中，可能利用放射性示蹤劑研究______的擴(kuò)散規(guī)律，或利用熱輻射成像設(shè)備探測(cè)______。三、名詞解釋11.核衰變12.示蹤原子13.輻射誘變14.半衰期15.劑量當(dāng)量四、簡(jiǎn)答題16.簡(jiǎn)述放射性同位素示蹤法在研究森林生態(tài)系統(tǒng)中水分循環(huán)中的應(yīng)用原理及主要步驟。17.比較輻射加工技術(shù)在林木良種快速繁殖和害蟲輻射不育應(yīng)用中的基本原理和主要區(qū)別。18.簡(jiǎn)述中子活化分析技術(shù)測(cè)定森林土壤中鉀元素含量的基本原理。19.闡述核技術(shù)在林業(yè)資源管理中應(yīng)用所面臨的主要安全挑戰(zhàn)及其應(yīng)對(duì)措施。五、論述題20.論述核技術(shù)（重點(diǎn)圍繞放射性同位素示蹤和輻射加工）在應(yīng)對(duì)現(xiàn)代林業(yè)資源管理挑戰(zhàn)（如氣候變化影響、生物多樣性保護(hù)、可持續(xù)經(jīng)營(yíng)等）中的潛在作用和應(yīng)用前景。21.結(jié)合具體實(shí)例，論述如何將核物理的基本原理（如放射性、核反應(yīng)、輻射劑量等）應(yīng)用于解決一個(gè)具體的林業(yè)實(shí)際問(wèn)題（如病蟲害監(jiān)測(cè)與防治、森林資源評(píng)估、環(huán)境污染監(jiān)測(cè)等）。試卷答案一、選擇題1.B2.C3.B4.C5.C二、填空題6.示蹤7.化學(xué)；物理8.污染控制；時(shí)間防護(hù)；距離防護(hù)9.γ射線10.火災(zāi)煙霧；熱異常區(qū)域三、名詞解釋11.核衰變：原子核自發(fā)地放射出粒子或電磁輻射，轉(zhuǎn)變?yōu)榱硪环N原子核的過(guò)程。12.示蹤原子：用具有放射性的同位素原子代替其化學(xué)性質(zhì)相同的穩(wěn)定同位素原子，加入到研究對(duì)象中，通過(guò)追蹤其放射性來(lái)研究物質(zhì)運(yùn)動(dòng)、變化過(guò)程或化學(xué)、生物作用的原子。13.輻射誘變：利用人工輻射（如X射線、γ射線、中子等）誘導(dǎo)生物體（如植物種子、組織培養(yǎng)物）產(chǎn)生遺傳變異，以期獲得優(yōu)良變異株的過(guò)程。14.半衰期：放射性核素衰減到其初始數(shù)量一半所需要的時(shí)間。15.劑量當(dāng)量：用于評(píng)估電離輻射對(duì)生物組織損傷效應(yīng)的物理量，它考慮了不同類型和能量的輻射對(duì)生物組織的不同效應(yīng)。四、簡(jiǎn)答題16.解析思路：首先說(shuō)明示蹤原理（追蹤放射性物質(zhì)）。然后闡述水分循環(huán)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)（蒸騰、根系吸收、土壤水分運(yùn)動(dòng)等）。接著說(shuō)明如何利用3H標(biāo)記水，通過(guò)測(cè)量不同部位（如葉片、枝干、根系、土壤）的放射性強(qiáng)度變化，追蹤水分的吸收、運(yùn)輸和消耗過(guò)程。最后點(diǎn)明這是研究蒸騰效率、水分利用等的重要方法。17.解析思路：分別闡述兩個(gè)應(yīng)用的基本原理。輻射誘變育種原理：高能輻射打破DNA結(jié)構(gòu)，引發(fā)基因突變或染色體畸變，從中篩選出具有優(yōu)良性狀（如高產(chǎn)、抗病、速生等）的突變體。害蟲輻射不育原理：特定劑量的輻射使害蟲生殖細(xì)胞（精子或卵子）發(fā)生遺傳性損傷，導(dǎo)致其后代不育，從而達(dá)到控制甚至消滅害蟲種群的目的（SIT）。主要區(qū)別在于目的不同（一個(gè)追求優(yōu)良變異，一個(gè)追求生殖抑制），作用對(duì)象（植物體或害蟲生殖細(xì)胞）和預(yù)期效果也不同。18.解析思路：說(shuō)明中子活化分析的基本原理是核反應(yīng)。中子（通常是熱中子）與土壤樣品中的特定元素（如鉀K）發(fā)生俘獲反應(yīng)，生成該元素的放射性同位素（如??K）。這個(gè)放射性同位素隨后會(huì)衰變，放射出特征能量的γ射線。通過(guò)探測(cè)這些γ射線，并進(jìn)行能譜分析，可以確定放射性同位素（即目標(biāo)元素鉀）的含量。因此，測(cè)量特定γ射線的強(qiáng)度即可推算出土壤中鉀元素的含量。19.解析思路：主要安全挑戰(zhàn)來(lái)自核輻射的潛在危害，包括外照射（來(lái)自放射性源或射線）、內(nèi)照射（放射性核素進(jìn)入生物體）以及放射性污染。應(yīng)對(duì)措施主要包括：嚴(yán)格遵守操作規(guī)程，盡量減少接觸時(shí)間和距離（時(shí)間防護(hù)、距離防護(hù)）；使用屏蔽材料（如鉛、混凝土）阻擋輻射（屏蔽防護(hù)）；對(duì)工作場(chǎng)所進(jìn)行通風(fēng)處理；穿戴個(gè)人防護(hù)用品（如鉛衣、手套、口罩）；對(duì)放射性廢物進(jìn)行安全處理和處置；定期進(jìn)行劑量監(jiān)測(cè)和個(gè)人健康檢查；加強(qiáng)人員安全培訓(xùn)和意識(shí)教育，確保事故應(yīng)急處理能力。五、論述題20.解析思路：首先概述核技術(shù)在林業(yè)中的應(yīng)用領(lǐng)域，重點(diǎn)突出示蹤和輻射加工。然后分別論述其在應(yīng)對(duì)挑戰(zhàn)中的作用。例如，氣候變化影響下，可利用示蹤技術(shù)研究樹木水分和養(yǎng)分利用策略；生物多樣性保護(hù)中，可利用輻射技術(shù)進(jìn)行種質(zhì)資源保存和創(chuàng)新或進(jìn)行生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估；可持續(xù)經(jīng)營(yíng)中，示蹤可優(yōu)化施肥灌溉，輻射加工可提高木材利用率或替代有害化學(xué)品。最后總結(jié)核技術(shù)作為一種獨(dú)特、有時(shí)效性、能提供微觀層面信息的工具，在精準(zhǔn)林業(yè)、適應(yīng)性管理和資源可持續(xù)利用方面具有不可替代的價(jià)值和廣闊前景。21.解析思路：選擇一個(gè)具體問(wèn)題，如利用放射性同位素1?C研究CO?在森林生態(tài)系統(tǒng)中的碳循環(huán)。首先闡述1?C的特性和示蹤原理。然后設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)思路：向森林冠層施放1?CO?，隨后在不同時(shí)間、不同層次（葉片、枝干、土壤）采集樣品。通過(guò)測(cè)量樣品中的放射性活度，可以追蹤1?C的吸收、同化、轉(zhuǎn)運(yùn)和分解過(guò)程。分析放射性活度的時(shí)空分布數(shù)據(jù)，可以量化光合作用效率、碳在生態(tài)系統(tǒng)的分配格局、土壤呼吸