2025年大學(xué)《核物理》專業(yè)題庫——核物理學(xué)對(duì)綠色發(fā)展的貢獻(xiàn)考試時(shí)間：______分鐘總分：______分姓名：______一、選擇題（請(qǐng)將正確選項(xiàng)的字母填入括號(hào)內(nèi)，每小題3分，共30分）1.下列哪一項(xiàng)不是核物理學(xué)研究的核心內(nèi)容？A.原子核的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和基本性質(zhì)B.原子核的生成和演化過程C.化學(xué)元素在周期表中的排列規(guī)律D.原子核的相互作用與轉(zhuǎn)化方式2.在核反應(yīng)中，如果反應(yīng)產(chǎn)物的總質(zhì)量小于反應(yīng)物的總質(zhì)量，則該反應(yīng)一定會(huì)釋放能量，這主要基于什么原理？A.能量守恒定律B.動(dòng)量守恒定律C.質(zhì)量守恒定律D.質(zhì)能方程E=mc23.目前商業(yè)核電站普遍采用的核能利用方式是基于什么核反應(yīng)？A.放射性衰變B.核聚變C.核裂變D.核俘獲4.與核裂變相比，核聚變作為未來能源的潛在優(yōu)勢(shì)之一是？A.燃料來源廣泛且易獲取B.產(chǎn)生的放射性廢料半衰期較短C.發(fā)生條件相對(duì)容易實(shí)現(xiàn)D.理論上單位質(zhì)量燃料釋放的能量更高5.在核能發(fā)電過程中，核燃料首先發(fā)生反應(yīng)產(chǎn)生熱量，然后通過什么介質(zhì)將熱量傳遞出去？A.直接傳遞給渦輪機(jī)B.通過冷卻劑循環(huán)C.通過輻射傳遞D.通過光電效應(yīng)傳遞6.利用放射性同位素的放射性衰變規(guī)律進(jìn)行物質(zhì)成分分析或tracing的技術(shù)，屬于核物理在哪個(gè)領(lǐng)域的應(yīng)用？A.核醫(yī)學(xué)B.核能利用C.環(huán)境監(jiān)測(cè)D.材料工程7.在核反應(yīng)堆的安全設(shè)計(jì)中，設(shè)置控制棒的主要目的是什么？A.吸收中子，調(diào)節(jié)反應(yīng)堆功率B.產(chǎn)生中子，維持鏈?zhǔn)椒磻?yīng)C.引導(dǎo)中子，提高反應(yīng)效率D.冷卻反應(yīng)堆，防止過熱8.核廢料，特別是高放射性核廢料，對(duì)環(huán)境的主要潛在威脅在于？A.引發(fā)核事故B.放射性污染C.占用大量土地D.化學(xué)毒性9.下列哪項(xiàng)措施有助于減少核電站運(yùn)行過程中向環(huán)境排放的溫室氣體？A.增加燃煤鍋爐作為備用電源B.提高反應(yīng)堆的負(fù)荷因子C.使用化石燃料進(jìn)行冷卻D.減少核燃料的循環(huán)利用10.將放射性同位素用于探測(cè)土壤中的水分含量或污染物遷移路徑，這體現(xiàn)了核技術(shù)在哪個(gè)方面的貢獻(xiàn)？A.清潔能源生產(chǎn)B.資源高效利用C.環(huán)境保護(hù)與監(jiān)測(cè)D.醫(yī)療健康二、填空題（請(qǐng)將答案填入橫線處，每空3分，共30分）1.原子核由______和______組成，它們通過______相互作用緊密束縛在一起。2.核裂變過程中釋放的巨大能量主要來源于______的轉(zhuǎn)化。3.核能發(fā)電過程中的熱能最終轉(zhuǎn)化為電能，主要依靠______將熱能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，再由機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能。4.為了和平利用核能，國際社會(huì)制定了《______》，旨在規(guī)范核材料的生產(chǎn)和交易，防止核擴(kuò)散。5.利用中子射線照射樣品，根據(jù)樣品對(duì)中子的吸收或散射特性來分析其組成或結(jié)構(gòu)的技術(shù)稱為______。6.核廢料的安全處置是一個(gè)長(zhǎng)期挑戰(zhàn)，目前主流的深地質(zhì)處置方法是將核廢料封裝后埋藏在地下______米以下的穩(wěn)定地質(zhì)構(gòu)造中。7.放射性同位素示蹤技術(shù)可以在環(huán)境科學(xué)、農(nóng)業(yè)、醫(yī)學(xué)等多個(gè)領(lǐng)域發(fā)揮重要作用，其基本原理是利用放射性同位素作為______，通過探測(cè)其衰變來追蹤物質(zhì)的運(yùn)動(dòng)軌跡。8.實(shí)現(xiàn)“碳達(dá)峰”和“碳中和”目標(biāo)，要求大幅減少溫室氣體排放，核能作為一種______的能源，可以在一定程度上滿足電力需求，助力實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)。9.核聚變反應(yīng)需要極高的溫度和壓力條件才能發(fā)生，因此常被稱為______。10.除了發(fā)電，核技術(shù)還在______（請(qǐng)?zhí)钜粋€(gè)具體應(yīng)用領(lǐng)域，如：環(huán)境保護(hù)、資源勘探、工業(yè)檢測(cè)等）方面發(fā)揮著不可或缺的作用。三、簡(jiǎn)答題（請(qǐng)簡(jiǎn)要回答下列問題，每題10分，共40分）1.簡(jiǎn)述核裂變反應(yīng)與核聚變反應(yīng)的區(qū)別。2.核電站運(yùn)行過程中可能存在哪些主要的核安全問題？并簡(jiǎn)述其中一項(xiàng)安全措施。3.簡(jiǎn)述放射性同位素在環(huán)境監(jiān)測(cè)中可以發(fā)揮哪些具體作用。4.從環(huán)境保護(hù)的角度，比較核能與其他主要能源（如化石能源、可再生能源）的優(yōu)缺點(diǎn)。四、論述題（請(qǐng)就下列問題展開論述，不少于600字，15分）結(jié)合核物理學(xué)的基本原理，論述核能在推動(dòng)全球綠色發(fā)展和應(yīng)對(duì)氣候變化方面所具有的潛力和面臨的挑戰(zhàn)，并探討如何才能更安全、更有效地利用核能以促進(jìn)可持續(xù)發(fā)展。試卷答案一、選擇題1.C2.D3.C4.D5.B6.C7.A8.B9.B10.C二、填空題1.質(zhì)子中子核力2.質(zhì)量虧損3.汽輪機(jī)4.核不擴(kuò)散條約5.中子活化分析6.數(shù)百7.示蹤劑8.清潔（或低碳）9.熱核反應(yīng)10.環(huán)境保護(hù)（或資源勘探、工業(yè)檢測(cè)等，符合題意即可）三、簡(jiǎn)答題1.核裂變是重核（如鈾-235、钚-239）吸收中子后分裂成兩個(gè)或多個(gè)較輕的核，同時(shí)釋放出中子和巨大的能量。核聚變是兩個(gè)或多個(gè)輕核（如氫的同位素氘、氚）在極高溫高壓條件下結(jié)合成一個(gè)較重的核（如氦），同時(shí)釋放出巨大的能量。關(guān)鍵區(qū)別在于反應(yīng)的反應(yīng)物（重核vs輕核）和反應(yīng)條件（中子轟擊vs極端溫度壓力）。2.核安全問題主要包括：核事故風(fēng)險(xiǎn)（如堆芯熔毀）、核材料被盜或流失（導(dǎo)致核擴(kuò)散或恐怖主義）、核廢料安全處置困難、核設(shè)施輻射防護(hù)不足等。安全措施示例：設(shè)置多重安全屏障（如燃料芯塊、包殼、壓力容器、安全殼）以防止放射性物質(zhì)泄漏；采用先進(jìn)的反應(yīng)堆設(shè)計(jì)，提高固有安全性和自動(dòng)停堆能力；建立完善的應(yīng)急響應(yīng)體系，應(yīng)對(duì)可能發(fā)生的意外事件。3.放射性同位素在環(huán)境監(jiān)測(cè)中的作用包括：利用示蹤劑追蹤污染物（如重金屬、有機(jī)污染物）在水體、土壤中的遷移路徑和擴(kuò)散范圍；利用放射性示蹤技術(shù)監(jiān)測(cè)大氣污染物擴(kuò)散；測(cè)定土壤水分含量；監(jiān)測(cè)環(huán)境放射性水平變化；評(píng)估環(huán)境修復(fù)效果等。4.核能優(yōu)點(diǎn)：核燃料能量密度高，少量核燃料可產(chǎn)生大量電能，且運(yùn)行過程中不直接排放二氧化碳等溫室氣體，對(duì)氣候變化影響小。核能缺點(diǎn)：核事故風(fēng)險(xiǎn)（盡管概率低但后果嚴(yán)重），核廢料長(zhǎng)期安全處置存在挑戰(zhàn)，核擴(kuò)散風(fēng)險(xiǎn)，建設(shè)核電站投資巨大、周期長(zhǎng)。與其他能源相比，核能是低碳能源，但面臨安全、廢料和成本等獨(dú)特挑戰(zhàn)。綠色發(fā)展需要綜合評(píng)估各種能源的利弊，實(shí)現(xiàn)多元化、安全、可持續(xù)的能源結(jié)構(gòu)，核能可作為其中重要組成部分。四、論述題核能的潛力在于其極高的能量密度和低碳特性。核裂變技術(shù)已成熟，能夠提供穩(wěn)定可靠的基荷電力，不依賴天氣等外部條件，其運(yùn)行過程中的溫室氣體排放幾乎為零。按照質(zhì)量計(jì)算，核燃料釋放的能量遠(yuǎn)超化石燃料，有助于減少對(duì)化石能源的依賴，從而降低溫室氣體排放，助力實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰、碳中和目標(biāo)。核聚變作為終極能源，理論上燃料來源（氘、氚）廣泛易得，產(chǎn)生的放射性廢料半衰期短，且反應(yīng)過程本身不產(chǎn)生長(zhǎng)壽命放射性核素，具有巨大的潛力，若能實(shí)現(xiàn)商業(yè)化，將為人類提供近乎無限的清潔能源。核技術(shù)在綠色發(fā)展中的另一貢獻(xiàn)是其在環(huán)境保護(hù)和資源勘探中的應(yīng)用。放射性同位素可用于監(jiān)測(cè)污染物、勘探資源、進(jìn)行工業(yè)無損檢測(cè)等，提升環(huán)境治理和資源利用效率。然而，核能的應(yīng)用也面臨嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。核安全是核心關(guān)切，歷史上發(fā)生的核事故（如切爾諾貝利、福島）對(duì)環(huán)境和公眾信心造成了嚴(yán)重打擊，如何確保所有核設(shè)施的安全運(yùn)行，特別是防止小概率事故的發(fā)生及其后果，是核能發(fā)展的永恒主題。核廢料處理是另一大難題，高放射性核廢料需要長(zhǎng)期、深地質(zhì)處置，技術(shù)復(fù)雜且需確保萬無一失，目前尚無被廣泛接受的成熟方案。核擴(kuò)散風(fēng)險(xiǎn)也不容忽視，核技術(shù)、核材料和核知識(shí)的擴(kuò)散可能被濫用，威脅國際安全。此外，核電站建設(shè)成本高昂，投資回報(bào)周期長(zhǎng)，且選址困難，涉及復(fù)雜的公眾接受和社會(huì)許可問題。為了更有效、更安全地利用核能促進(jìn)綠色發(fā)展，需要多方面努力：持續(xù)投入研發(fā)，提升核裂變堆的安全性和經(jīng)濟(jì)性，開發(fā)更先進(jìn)的反應(yīng)堆類型（如小