2025年大學《核物理》專業(yè)題庫——核輻射對環(huán)境的影響與防護考試時間：______分鐘總分：______分姓名：______一、選擇題（每小題2分，共20分。請將正確選項字母填在題后括號內(nèi)）1.下列哪種核輻射具有最高的電離能力但穿透能力最弱？A.α射線B.β射線C.γ射線D.中子射線2.根據(jù)國際放射防護委員會（ICRP）的推薦，確定公眾輻射暴露劑量當量限值的主要目的是為了？A.防止確定性效應的發(fā)生B.將隨機性效應（如癌癥風險）的發(fā)生率限制在可接受的水平C.確保所有個體在任何情況下都不會感到不適D.完全消除所有放射性物質3.放射性核素從核設施排放口釋放后，進入大氣層并通過大氣環(huán)流擴散到遠距離地區(qū)，主要依靠哪種物理過程？A.水平方向的湍流擴散B.重力沉降C.地下滲透D.生物富集4.“時間防護”原則在核輻射防護中的含義是？A.增加與輻射源的距離B.增加屏蔽材料C.縮短接受輻射暴露的時間D.使用個人劑量計進行監(jiān)測5.在核燃料循環(huán)過程中，哪個環(huán)節(jié)通常會產(chǎn)生高放放射性廢物？A.核燃料開采B.核反應堆中核裂變C.蒸汽發(fā)生器運行D.核廢料深埋處理6.生物放大作用是指？A.放射性物質在生物體內(nèi)部積累的過程B.放射性物質通過食物鏈在生物體之間傳遞并逐漸富集的現(xiàn)象C.放射性物質在環(huán)境水體中濃度升高的過程D.放射性物質在土壤中擴散的過程7.以下哪種情況屬于電離輻射的確定性效應？A.暴露于足夠高的輻射劑量后可能發(fā)生的癌癥B.暴露于足夠高的輻射劑量后可能出現(xiàn)的白內(nèi)障C.暴露于低劑量輻射后患癌的幾率緩慢增加D.輻射誘發(fā)遺傳突變的可能性8.用于測量個人接受電離輻射劑量的儀器通常稱為？A.環(huán)境監(jiān)測儀B.生物劑量計C.個人劑量計D.放射源9.天然放射性核素鈾-238在其衰變過程中最終會衰變成？A.鈾-234B.钚-239C.鉛-206D.鈾-23510.核能的和平利用包括哪些方面？（多選，請將正確選項字母填在題后括號內(nèi)）A.核發(fā)電B.核醫(yī)學診斷與治療C.核武器制造D.工業(yè)輻照加工二、填空題（每空2分，共20分。請將答案填在題后橫線上）11.放射性核素衰變過程中，原子核釋放出α粒子，α粒子是由______、______和______組成的。12.輻射防護的“三原則”是______、______和______。13.吸收劑量D表示單位質量受照物質吸收的電離輻射能量，其國際單位制單位是______。14.劑量當量H用于評估電離輻射對人體的隨機性效應，其國際單位制單位是______，常用單位是______。15.有效劑量E是考慮了不同組織器官輻射敏感性的綜合輻射劑量指標，其國際單位制單位是______。三、簡答題（每題5分，共15分）16.簡述核輻射對人類健康可能造成的隨機性效應和確定性效應，并說明兩者在性質上的主要區(qū)別。17.簡述放射性核素從排放源進入環(huán)境水體后可能經(jīng)歷的遷移轉化過程。18.簡述個人劑量監(jiān)測在輻射防護工作中的主要作用。四、計算題（共10分）19.某研究者在距離一個點狀放射源1米處進行了10分鐘的操作，期間接受了5.0毫希沃特（mSv）的輻射劑量。請計算該放射源的強度（活度）（單位：貝可勒爾，Bq）。假設輻射在各個方向上均勻擴散，并忽略距離對強度的衰減。計算過程中可使用公式：D=S×(1/r2)×t，其中D為吸收劑量（Sv），S為比功率（W/m3），r為距離（m），t為時間（s）。（提示：1mSv=1mJ/kg，需要先求出比功率S）五、論述題（共15分）20.結合具體實例，論述核能利用過程中潛在的環(huán)境風險以及采取的主要防護措施和監(jiān)測手段。試卷答案一、選擇題1.A2.B3.A4.C5.B6.B7.B8.C9.C10.A,B,D二、填空題11.2個質子，2個中子，電子12.時間防護，距離防護，屏蔽防護13.焦耳每千克(J/kg)或戈瑞(Gy)14.希沃特(Sv),毫希沃特(mSv)15.希沃特(Sv)三、簡答題16.隨機性效應：指輻射誘發(fā)某種病變（通常指癌癥）的概率隨劑量增加而增加，但不存在確定的劑量閾值，即任何劑量的輻射都可能引起隨機性效應，只是概率不同。確定性效應：指輻射引起的生物效應的嚴重程度隨劑量增加而加重，存在一個確定的劑量閾值，低于該閾值時一般不發(fā)生，高于該閾值時效應的嚴重程度會顯著增加，甚至可能致命。區(qū)別：是否存在劑量閾值，效應的性質是概率性還是確定性。17.放射性核素從排放源（如核設施煙囪或排污口）釋放后，首先可能通過大氣擴散遷移。部分核素或其衰變子體可以通過干沉降或濕沉降（雨水沖刷）進入土壤和水體。進入水體后，放射性核素會經(jīng)歷物理過程（如懸浮物吸附、沉降）和生物過程（如被水生生物吸收、生物富集、生物放大），并在水生生態(tài)系統(tǒng)中遷移轉化，最終可能通過食物鏈傳遞。18.個人劑量監(jiān)測的主要作用包括：①評價人員受照劑量，判斷其是否在安全限值內(nèi)；②早期發(fā)現(xiàn)超劑量照射，及時采取補救措施；③驗證防護措施有效性，為優(yōu)化防護方案提供依據(jù)；④監(jiān)督人員遵守安全規(guī)程，提高其輻射防護意識；⑤為職業(yè)健康管理和退役評估提供數(shù)據(jù)。四、計算題19.解：首先，將已知量統(tǒng)一單位：吸收劑量D=5.0mSv=5.0mJ/kg=5.0×10?3J/kg時間t=10分鐘=10×60s=600s距離r=1m根據(jù)公式D=S×(1/r2)×t，求比功率S：S=D/[(1/r2)×t]=D×r2/tS=(5.0×10?3J/kg)×(1m)2/600sS=5.0×10?3J/kg×1/600sS=8.33×10??W/kg現(xiàn)在需要將比功率S轉換為活度A（單位：Bq）。比功率S的定義是單位時間單位面積或體積發(fā)出的功率，對于點源，與距離的平方成反比?；疃華的定義是放射性核素每秒鐘發(fā)生核衰變的次數(shù)。點源周圍的比功率與距離的平方成反比，即S∝1/r2，而活度A∝1/r3（因為A=S×r2）。因此，A=S×r3。A=(8.33×10??W/kg)×(1m)3A=8.33×10??W/m3將功率單位W轉換為貝可勒爾Bq（1W=1J/s=1s?1），質量單位kg從分母移到分子（因為比功率S的單位是J/(kg·s)）：A=8.33×10??s?1/m3A=8.33×10??Bq/m3由于題目要求單位是Bq，且未指明具體體積，通常默認指單位體積的活度。若需表示總強度，需指明特定體積。按題目要求，結果為：A=8.33×10??Bq/m3（或近似為8.3×10??Bq/m3）五、論述題20.核能利用過程中存在的主要環(huán)境風險包括：①核設施事故釋放：核反應堆事故（如切爾諾貝利、福島）或核燃料運輸、處理過程中發(fā)生事故，可能導致大量放射性物質進入環(huán)境，造成短期和長期的嚴重污染，影響大范圍生態(tài)和人類健康。②正常運行排放：核電站等設施在正常運行時，會向環(huán)境排放少量放射性物質（如氚、氪-85等氣體，以及碘-131等）。雖然排放量受嚴格控制，但長期累積可能對局部環(huán)境造成影響，特別是對水體和沉積物的污染。③放射性廢物處置：核燃料乏燃料和放射性廢液含有高放射性核素，若處置不當，可能泄漏到環(huán)境中，持續(xù)污染長時間。高放廢物深埋是主流方案，但仍面臨長期安全性和公眾接受度的挑戰(zhàn)。④核材料非法擴散：核武器材料或放射性同位素被非法獲取和擴散，可能被用于制造“臟彈”或核武器，造成非戰(zhàn)斗人員傷亡和環(huán)境污染。為應對這些風險，采取了以下主要防護措施和監(jiān)測手段：防護措施：①技術防護：采用先進的反應堆設計、多重安全系統(tǒng)、可靠的核燃料和廢物處理技術，最大限度地減少放射性物質的外泄。例如，使用厚重的屏蔽材料（混凝土、鉛等）包圍核反應堆芯和關鍵設備。②管理防護：制定嚴格的操作規(guī)程和安全標準，進行人員培訓和授權管理，確保所有活動在受控狀態(tài)下進行。實施場所隔離、周界防護等措施。③個體防護：為工作人員配備個人劑量計、防護服、口罩、手套等，限制其接觸放射源的時間和距離，并定期進行健康檢查。監(jiān)測手段：①環(huán)境監(jiān)測：定期對核設施周邊的空氣、水體、土壤、食品等環(huán)境介質進行放射性水平監(jiān)測