2025年大學《核物理》專業(yè)題庫——核技術在環(huán)境監(jiān)測中的作用考試時間：______分鐘總分：______分姓名：______一、選擇題（每小題2分，共20分。請將正確選項的字母填在題后的括號內）1.在利用放射性核素進行環(huán)境示蹤時，選擇示蹤劑的首要原則通常是（）。A.半衰期盡可能長B.輻射毒性盡可能低C.在環(huán)境介質中具有良好的遷移能力和穩(wěn)定性D.易于與待研究物質形成穩(wěn)定的復合物2.測量環(huán)境水體中低濃度放射性核素時，為了提高探測效率并減少本底干擾，通常采用的方法是（）。A.增加樣品采集量B.使用高靈敏度探測儀器，并進行長時間累計計數C.選擇半衰期更短的核素作為示蹤劑D.提高環(huán)境水體的放射性背景3.放射性核素衰變定律A=A?e^(-λt)中，λ代表的是（）。A.放射性活度B.衰變常數C.半衰期D.平均壽命4.在進行土壤樣品中天然放射性核素23?U的α能譜測量時，通常需要使用（）。A.高分辨率β譜儀B.閃煉計數器C.氣體proportional計數器D.硅半導體探測器5.輻射防護中，通常所說的“時間防護”是指（）。A.增加屏蔽材料厚度B.使用個人劑量計進行監(jiān)測C.縮短接受輻射的時間D.增加與輻射源的距離6.伽馬能譜分析中，能夠用來確定放射性核素種類及其含量的主要依據是（）。A.計數率B.能譜峰形C.射線能量和相對強度D.半衰期7.中子活化分析（NAA）特別適用于痕量元素分析，其主要優(yōu)勢在于（）。A.不需要分離樣品B.可同時測定多種元素C.對環(huán)境樣品干擾小D.探測限可以很低8.對于核設施周邊居民的外照射劑量監(jiān)測，通常采用的方法是（）。A.個人劑量監(jiān)測B.環(huán)境空氣采樣計數率測量C.土壤樣品放射性測量D.居民體內放射性核素測量9.放射性核素示蹤技術能夠幫助我們研究污染物在環(huán)境中的（）。A.來源B.遷移路徑C.轉化過程D.以上都是10.在評估核事故對環(huán)境的影響時，環(huán)境監(jiān)測的首要任務是（）。A.定期發(fā)布環(huán)境放射性水平通報B.迅速確定放射性物質釋放的種類、強度和范圍C.對受影響區(qū)域進行長期生態(tài)監(jiān)測D.開展受污染區(qū)域的去污工作二、填空題（每空2分，共20分。請將答案填在題中的橫線上）1.放射性核素的衰變方式主要包括α衰變、β衰變和γ衰變。2.吸收劑量D是指單位質量的受照物質吸收的電離輻射的平均能量，其國際單位制單位是戈瑞（Gy），專用單位是拉德（rad）。3.輻射防護的三個基本原則是防護最優(yōu)化、劑量限值和隨機效應的避免。4.測量環(huán)境樣品中放射性核素的活度，常用的方法包括直接測量法（如計數法）和間接測量法（如化學分離-測量法）。5.根據國際放射防護委員會（ICRP）的建議，人體內每個器官或組織受到的電離輻射劑量當量（或有效劑量當量）不應超過規(guī)定的限值。三、簡答題（每小題5分，共20分）1.簡述利用放射性核素示蹤技術研究地下水流向的基本原理。2.簡述進行環(huán)境樣品（如水樣）放射性測量前，為什么要進行樣品預處理？可能包括哪些步驟？3.簡述外照射劑量估算的基本思路和所需的主要參數。4.簡述伽馬能譜分析中，能夠用于定量的主要信息是什么？四、計算題（每小題10分，共20分）1.某放射性核素的半衰期為5天。如果初始活度為1×10?Bq，計算經過10天后，該核素的剩余活度是多少？2.假設某地區(qū)環(huán)境空氣中的氡氣（?2Rn）平均活度為100Bq/m3。一個人每天在這種環(huán)境下停留8小時，氡氣及其子體的平均有效劑量當量率約為1.5μSv/(Bq·m3·h)。計算該人因吸入氡氣產生的年平均有效劑量當量大約是多少？（假設呼吸率按標準值計算）五、論述題（每小題10分，共20分）1.論述核技術在監(jiān)測核設施退役后環(huán)境放射性釋放方面的作用和意義。2.結合具體實例，論述核技術在評估放射性污染對生物體影響方面的應用潛力。試卷答案一、選擇題1.C2.B3.B4.D5.C6.C7.B8.B9.D10.B二、填空題1.衰變常數2.輻射防護3.23?U4.1?C5.10?三、簡答題1.解析思路：利用示蹤劑（如氚水、示蹤礦物粉末）標記水流路徑上的特定物質，通過測量下游或不同位置示蹤劑的濃度變化或分布，結合水流模型，推斷地下水的實際流向、流速和路徑。2.解析思路：環(huán)境樣品中的放射性核素往往濃度很低，且伴有復雜基體和干擾物質，直接測量會產生很大誤差或無法測量。預處理旨在富集目標核素、去除干擾物質、減小樣品體積，從而提高測量的準確性和可行性。常見步驟包括：樣品采集、風干/灰化、溶解、沉淀、離子交換、萃取等。3.解析思路：外照射劑量估算基于劑量率與照射時間成正比的關系?；舅悸肥牵菏紫却_定受照者與輻射源的距離，根據輻射源強度和距離衰減規(guī)律（如點源遵循平方反比定律）計算距離處的劑量率；然后確定受照部位（如軀干、四肢）的照射面積和照射角度；最后將劑量率乘以照射時間，得到該部位的總吸收劑量。所需主要參數包括：輻射源的種類、活度或強度、輻射特性（能量、角度分布）、受照者與源的距離、受照部位的大小和角度、照射持續(xù)時間。4.解析思路：伽馬能譜分析中，不同放射性核素發(fā)射的γ射線能量是特征性的，且其強度與核素活度相關。因此，通過測量探測器接收到的γ射線能量（由譜儀的道址對應）和對應的計數，可以得到能譜。譜圖中的峰位置直接對應γ射線的能量，峰的相對計數（強度）與源中該核素的含量（活度）成正比。因此，峰的位置和相對強度是進行核素定性和定量分析的主要依據。四、計算題1.解析思路：利用衰變公式A=A?e^(-λt)或A=A?(1/2)^(t/T?)。首先計算衰變常數λ=ln(2)/T?=ln(2)/5天≈0.1386/天。然后用公式計算：A=1×10?*e^(-0.1386*10)≈1×10?*e^(-1.386)≈1×10?*0.25≈2.5×10?Bq?；蛘逜=1×10?*(1/2)^(10/5)=1×10?*(1/2)^2=1×10?*0.25=2.5×10?Bq。答案：2.5×10?Bq2.解析思路：年平均有效劑量當量=平均劑量當量率×接觸時間。平均劑量當量率=平均活度×劑量轉換因子。已知平均活度為100Bq/m3，劑量轉換因子為1.5μSv/(Bq·m3·h)，接觸時間為每天8小時×365天/年=2920小時/年。計算平均劑量當量率=100Bq/m3×1.5μSv/(Bq·m3·h)=150μSv/(m3·h)。然后計算年平均有效劑量當量=150μSv/(m3·h)×2920h/年≈438000μSv/年=438mSv/年。答案：438mSv/年五、論述題1.解析思路：核設施退役后，可能存在大量含放射性廢料、被污染的構筑物和設備。核技術（如輻射成像、活化分析、直接測量）可用于：精確定位和評估放射性污染源及污染范圍；確保退役活動（如切割、拆除）過程中放射性釋放受控；對退役后的環(huán)境（土壤、水體、空氣）進行長期、可靠的監(jiān)測，以驗證其是否符合釋放標準；為最終的場地管理和處置提供科學依據。其意義在于保障公眾和從業(yè)人員的安全，確保環(huán)境得到有效修復和保護，并為相關法規(guī)的執(zhí)行提供技術支撐。2.解析思路：核技術可用于直接測量生物體內或組織中的放射性核素含量，從而評估外部照射或攝入放射性物質后內劑量。例如，使用蓋革計數器或液體閃爍計數器測量生物樣本（毛發(fā)、