2025年大學(xué)《核物理》專業(yè)題庫——核物理學(xué)對生態(tài)平衡的影響考試時(shí)間：______分鐘總分：______分姓名：______一、選擇題（請將正確選項(xiàng)的字母填在題后括號內(nèi)。每小題2分，共20分）1.下列哪種放射性衰變方式主要導(dǎo)致原子核釋放能量，而不改變原子序數(shù)？A.α衰變B.β?衰變C.β?衰變D.γ衰變2.放射性同位素的半衰期主要取決于其：A.化學(xué)狀態(tài)B.環(huán)境溫度C.原子核內(nèi)部結(jié)構(gòu)D.生物體代謝速率3.當(dāng)放射性核素進(jìn)入生物體后，其濃度超過環(huán)境介質(zhì)濃度的現(xiàn)象稱為：A.生物富集B.生物放大C.生物累積D.生物轉(zhuǎn)化4.放射性核素在生態(tài)系統(tǒng)中的遷移轉(zhuǎn)化過程主要受哪些因素影響？（選擇兩個(gè)正確選項(xiàng)）A.核素的物理半衰期B.環(huán)境介質(zhì)的理化性質(zhì)（如pH、溫度、氧化還原電位）C.生物體的種類和大小D.核素的化學(xué)形態(tài)5.切爾諾貝利核事故中，放射性物質(zhì)主要通過哪種途徑對遠(yuǎn)距離生態(tài)系統(tǒng)造成顯著影響？A.水體遷移B.土壤滲透C.大氣擴(kuò)散D.食物鏈傳遞6.I-131是一種常用的放射性示蹤劑，其在生態(tài)系統(tǒng)研究中的應(yīng)用主要利用了其：A.較長的半衰期便于長期追蹤B.易于在生物體內(nèi)富集的特性C.發(fā)射γ射線便于檢測D.化學(xué)性質(zhì)與穩(wěn)定碘相似7.核能發(fā)電過程中，對生態(tài)環(huán)境影響最小的主要環(huán)節(jié)是：A.核燃料開采與運(yùn)輸B.核反應(yīng)堆運(yùn)行產(chǎn)生的熱排放C.核電站的退役與核廢料處置D.核反應(yīng)堆的運(yùn)行壽期管理8.輻射防護(hù)中，“時(shí)間防護(hù)”原則指的是：A.增加屏蔽材料厚度B.遠(yuǎn)離輻射源C.縮短接觸輻射源的時(shí)間D.使用個(gè)人劑量計(jì)監(jiān)測輻射9.評估某放射性核素對生態(tài)系統(tǒng)潛在風(fēng)險(xiǎn)的初步步驟通常包括：A.確定核素的生物利用度B.估算核素在環(huán)境中的遷移通量C.預(yù)測核素在關(guān)鍵生物體內(nèi)的濃度D.以上所有步驟10.放射性核廢料長期安全處置的主要挑戰(zhàn)在于：A.廢料的放射性水平過高B.需要極長的時(shí)期保持隔離和監(jiān)測C.處置設(shè)施建設(shè)成本巨大D.公眾對核廢料處置的接受度低二、填空題（請將答案填寫在橫線上。每空2分，共20分）1.放射性核素通過______、______和______等途徑進(jìn)入生態(tài)系統(tǒng)。2.生物富集是指生物體從環(huán)境中攝取某種物質(zhì)，其體內(nèi)濃度______環(huán)境濃度的過程。3.生物放大是指放射性核素在食物鏈中逐級傳遞，其濃度在______中不斷增高的現(xiàn)象。4.輻射防護(hù)的三個(gè)基本原則是______、______和______。5.放射性污染的修復(fù)措施主要包括______、______和______。三、名詞解釋（請簡要解釋下列名詞的含義。每小題3分，共15分）1.半衰期2.有效半衰期3.生物放大因子4.輻射劑量5.核安全文化四、簡答題（請簡要回答下列問題。每小題5分，共20分）1.簡述放射性核素在土壤和水體中的主要遷移轉(zhuǎn)化途徑。2.分析核能利用對生態(tài)環(huán)境可能產(chǎn)生的正面和負(fù)面影響。3.說明輻射防護(hù)中“距離防護(hù)”和“屏蔽防護(hù)”的原理。4.解釋什么是放射性核素示蹤技術(shù)，并列舉其在生態(tài)研究中的一個(gè)具體應(yīng)用實(shí)例。五、論述題（請就下列問題進(jìn)行較為全面的論述。每題10分，共20分）1.以一個(gè)具體的核事故案例（如福島核事故）為例，分析放射性物質(zhì)對海洋生態(tài)系統(tǒng)可能造成的長期影響及其潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)。2.針對核廢料處置面臨的挑戰(zhàn)，探討可能的解決方案，并分析其利弊。試卷答案一、選擇題1.D2.C3.C4.ABCD5.C6.D7.B8.C9.D10.B二、填空題1.氣溶膠沉降、水體擴(kuò)散、生物攝入2.高于3.頂級消費(fèi)者4.源項(xiàng)控制、時(shí)間防護(hù)、距離防護(hù)（或屏蔽防護(hù)）5.植物修復(fù)、微生物修復(fù)、物理化學(xué)修復(fù)三、名詞解釋1.半衰期：指放射性核素的原子核數(shù)量減少到原始數(shù)量一半所需要的時(shí)間。2.有效半衰期：指放射性核素在生物體內(nèi)由于衰變和排泄共同作用，其體內(nèi)放射性減少到原始數(shù)量一半所需要的時(shí)間。3.生物放大因子：指食物鏈中頂級消費(fèi)者體內(nèi)某種放射性核素的濃度與初級生產(chǎn)者體內(nèi)該核素濃度之比。4.輻射劑量：指生物體組織或器官吸收的電離輻射能量。5.核安全文化：指個(gè)人和組織的態(tài)度、信仰、價(jià)值觀以及行為規(guī)范，這些共同促進(jìn)了安全目標(biāo)的有效達(dá)成。四、簡答題1.放射性核素在土壤中的遷移轉(zhuǎn)化主要受土壤類型（顆粒大小、孔隙度、有機(jī)質(zhì)含量）、核素自身化學(xué)性質(zhì)（溶解度、吸附性）以及環(huán)境條件（pH、氧化還原電位）影響。遷移途徑包括物理遷移（隨水流移動(dòng)）、化學(xué)遷移（吸附解吸、離子交換）和生物遷移（植物吸收、微生物轉(zhuǎn)化）。在水體中，遷移主要受水流速度、水體混合、核素在水相和固相/底泥之間的分配以及生物吸收等因素控制。2.核能利用的正面影響：提供清潔、高效的能源，減少對化石燃料的依賴，從而降低溫室氣體排放和空氣污染，有助于緩解氣候變化對生態(tài)平衡的負(fù)面影響。核能發(fā)電不排放運(yùn)行過程中的二氧化碳。負(fù)面影響：核事故風(fēng)險(xiǎn)，可能對局部生態(tài)系統(tǒng)造成嚴(yán)重且持久的破壞；核廢料長期安全處置問題，若處置不當(dāng)可能造成環(huán)境污染；核燃料循環(huán)過程中的核擴(kuò)散風(fēng)險(xiǎn)；核設(shè)施運(yùn)行可能產(chǎn)生熱污染。3.距離防護(hù)原理：根據(jù)平方反比定律，電離輻射的強(qiáng)度與距離輻射源的距離的平方成反比。增加與輻射源的距離可以顯著降低受到的輻射劑量。屏蔽防護(hù)原理：利用具有特定物理特性的材料（如鉛、混凝土、水、生物組織）吸收或減弱輻射，從而降低輻射對人員或環(huán)境的照射劑量。不同類型的輻射需要不同類型的屏蔽材料，例如，吸收γ射線和X射線通常使用高原子序數(shù)的重元素材料（如鉛、混凝土），吸收中子射線則使用輕元素材料（如水、石蠟、硼）。4.放射性核素示蹤技術(shù)是指利用具有放射性標(biāo)記的核素（示蹤劑）模擬其在環(huán)境或生物體內(nèi)的行為，通過探測其放射性來研究物質(zhì)的遷移轉(zhuǎn)化、代謝途徑、反應(yīng)動(dòng)力學(xué)等過程的一種方法。應(yīng)用實(shí)例：利用放射性同位素1?C標(biāo)記有機(jī)污染物，研究其在土壤和水體中的遷移路徑和降解過程。五、論述題1.福島核事故中，放射性物質(zhì)（如Cs-137,I-131,Sr-90等）通過大氣擴(kuò)散迅速蔓延至廣闊的海洋區(qū)域。對海洋生態(tài)系統(tǒng)的長期影響可能包括：通過食物鏈富集，導(dǎo)致海洋生物體內(nèi)放射性水平升高，影響生物體健康、繁殖能力和免疫功能；放射性物質(zhì)沉積于海底沉積物，長期持續(xù)影響底棲生物群落結(jié)構(gòu)和功能；放射性物質(zhì)隨洋流擴(kuò)散，對遠(yuǎn)距離甚至全球海洋生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)生潛在影響。潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)涉及生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能的下降（如漁業(yè)資源受損）、生物多樣性的減少、以及通過食物鏈傳遞可能對人類健康的長期累積影響。評估這些影響需要長期、系統(tǒng)的環(huán)境監(jiān)測和生態(tài)學(xué)研究。2.核廢料處置的挑戰(zhàn)與解決方案：*挑戰(zhàn)：核廢料具有高放射性、長壽命，需要極長時(shí)間（數(shù)萬至數(shù)十萬年以上）保持安全隔離；缺乏公眾普遍接受的處置地點(diǎn)；處置設(shè)施建設(shè)和維護(hù)成本高昂；地質(zhì)條件選擇復(fù)雜且具有不確定性；國際核不擴(kuò)散核查問題。*解決方案：*深層地質(zhì)處置：將高放射性廢料深埋于地下數(shù)百米深處穩(wěn)定的地質(zhì)構(gòu)造中，利用天然屏障（巖石、土壤）和人工屏障（包裝容器）進(jìn)行長期隔離。優(yōu)點(diǎn)是符合放射性廢料長期特性的邏輯，可實(shí)現(xiàn)近地表的相對安全利用。缺點(diǎn)是選址困難、公眾接受度低、技術(shù)復(fù)雜、投資巨大、處置后仍需長期監(jiān)測和管理。*大氣層核試驗(yàn)（已禁用）：將核廢料作為燃料在空中引爆，利用核爆炸產(chǎn)生的巨大能量將其轉(zhuǎn)化為中子俘獲材料或散逸到大氣中。優(yōu)點(diǎn)是可快速處理大量廢料。缺點(diǎn)是嚴(yán)重污染大氣層，產(chǎn)生長期放射性沉降物，危害全球環(huán)境和人類健康，違反《部分禁止核試驗(yàn)條約》。*水下處置：將核廢料沉入深?；蚝５壮练e物中。優(yōu)點(diǎn)是可能規(guī)避陸地選址的政治阻力。缺點(diǎn)是長期環(huán)境影響（如洋流擴(kuò)散、與海底生物相互作用）尚不明確，可能存在環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)。*封閉式核燃料循環(huán)與先進(jìn)堆技術(shù)：通過更高效的核燃料利用技術(shù)和先進(jìn)反應(yīng)堆（如快堆、熔鹽堆），減少高放射性廢料的產(chǎn)生量，或?qū)⑵滢D(zhuǎn)化為長壽命核素并加速其衰變，或?qū)崿F(xiàn)核廢料的“固有安全”處置。優(yōu)點(diǎn)是減少廢料量，或改變廢