2025年大學《核物理》專業(yè)題庫——核能技術(shù)與環(huán)境保護的關(guān)系探究考試時間：______分鐘總分：______分姓名：______一、簡答題（請簡要回答下列問題，每題6分，共30分）1.簡述核能技術(shù)替代傳統(tǒng)化石能源在減少大氣污染物排放方面的主要優(yōu)勢。2.放射性核廢料對環(huán)境的主要潛在危害有哪些？請列舉兩種主要的核廢料類型及其特點。3.核能開發(fā)利用過程中，輻射防護的基本原則是什么？請至少列舉三項。4.簡述核能技術(shù)與環(huán)境保護之間存在的內(nèi)在矛盾或挑戰(zhàn)。5.為了在發(fā)展核能的同時更好地保護環(huán)境，可以從哪些技術(shù)或管理層面入手？二、論述題（請就下列問題展開論述，要求觀點明確，論據(jù)充分，邏輯清晰，字數(shù)不少于800字，共50分）結(jié)合具體的核能應用實例或核事故案例，深入分析核能技術(shù)在環(huán)境保護方面所扮演的雙重角色（即積極貢獻與潛在風險），并探討人類社會應如何尋求核能利用與環(huán)境保護之間的最佳平衡點，以實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展目標。試卷答案一、簡答題1.核能發(fā)電過程中不燃燒化石燃料，因此不直接排放二氧化硫、氮氧化物、煙塵等大氣污染物，顯著減少了酸雨和空氣污染的發(fā)生。核電站的單位能量輸出所消耗的燃料體積遠小于化石燃料電站，從而減少了燃料開采、運輸過程中的環(huán)境擾動和污染。此外，核電站運行不產(chǎn)生溫室氣體，有助于減緩全球氣候變化。2.放射性核廢料的主要潛在危害包括：放射性衰變產(chǎn)生的熱量可能導致廢料庫或處置設施過熱，引發(fā)環(huán)境泄漏風險；放射性核素可能通過土壤、水體遷移，污染環(huán)境，并通過食物鏈等途徑進入生物體，造成內(nèi)照射傷害；長期放射性存在對生態(tài)系統(tǒng)和人類健康構(gòu)成潛在威脅。主要的核廢料類型有：高放射性廢料（HLW），如核反應堆乏燃料，含有大量長壽命放射性核素，是處置的主要挑戰(zhàn)；中等放射性廢料（ILW）和低放射性廢料（LLW），如受到放射性污染的設備、防護服等，放射性水平相對較低，但產(chǎn)生量巨大。3.輻射防護的基本原則包括：第一原則（ALARA原則），即一切盡可能防護，在滿足輻射防護要求的前提下，將受照劑量盡可能降低至最低水平；第二原則，在無法避免照射的情況下，必須使用屏蔽防護、時間防護、距離防護等手段；第三原則，對放射性物質(zhì)實行嚴格的管理和監(jiān)督，防止其失控導致放射性污染或事故；第四原則，將放射性事故或事件對公眾造成的劑量后果限制在可接受的水平。4.核能技術(shù)與環(huán)境保護之間的內(nèi)在矛盾或挑戰(zhàn)主要體現(xiàn)在：核能開發(fā)利用本身伴隨著放射性污染風險，無論是核燃料循環(huán)中的放射性廢物產(chǎn)生，還是核事故的可能性及其后果，都對環(huán)境構(gòu)成潛在威脅，這與環(huán)境保護的初衷存在張力；核能設施的建設和運營可能對局部生態(tài)環(huán)境造成影響，如核電站冷卻水排放導致的熱污染，或核廢料處置場對土地和地下水的潛在影響；核安全防護措施本身也需要消耗資源和能源，并可能產(chǎn)生次生環(huán)境問題；公眾對核能安全的普遍擔憂和核能引發(fā)的倫理、政治問題，也構(gòu)成了環(huán)境保護議題的復雜性。5.為了在發(fā)展核能的同時更好地保護環(huán)境，可以從以下技術(shù)或管理層面入手：研發(fā)和推廣更安全的核能技術(shù)，如快堆、聚變堆等，以減少長壽命核廢料產(chǎn)生，提高核燃料利用率；發(fā)展先進的核廢料處理和處置技術(shù)，如核燃料后處理、高溫氣冷堆、深地質(zhì)處置庫等，確保廢料得到安全封存；加強核設施運行的環(huán)境管理和監(jiān)測，嚴格控制污染物排放（如熱排放、常規(guī)污染物），及時監(jiān)測環(huán)境放射性水平；建立健全嚴格的核安全法規(guī)體系和應急響應機制，最大限度地預防和減輕核事故的環(huán)境后果；提高核能利用的能效，優(yōu)化核能布局；加強公眾溝通和信息公開，促進對核能與環(huán)境保護關(guān)系的理性認識。二、論述題（以下為答案要點，無需完整復述，應根據(jù)此思路自行組織語言成文）核能技術(shù)在環(huán)境保護方面扮演著復雜的雙重角色。一方面，核能作為一種清潔能源，在減少溫室氣體排放、緩解氣候變化方面具有顯著優(yōu)勢。核能發(fā)電不依賴化石燃料燃燒，其單位電能產(chǎn)生的二氧化碳排放量遠低于煤炭、石油等傳統(tǒng)能源，是替代化石能源、實現(xiàn)“碳達峰”、“碳中和”目標的重要途徑。例如，大力發(fā)展核電可以有效減少電力行業(yè)對煤炭的依賴，從而大幅降低大氣污染物和溫室氣體的排放，改善空氣質(zhì)量，保護氣候環(huán)境。核能的高能量密度特性也意味著更小的土地占用和資源消耗，可以在一定程度上減少能源開發(fā)對自然生態(tài)系統(tǒng)的擾動。然而，核能技術(shù)的開發(fā)利用也伴隨著潛在的環(huán)境風險，構(gòu)成環(huán)境保護的挑戰(zhàn)。首先，核能設施（如核電站）在運行過程中會產(chǎn)生放射性廢料，特別是高放射性乏燃料。這些廢料含有大量長壽命放射性核素，若處置不當，可能對土壤、水體和空氣造成長期放射性污染，威脅生態(tài)安全和人類健康。核廢料的長期安全處置是全球性的技術(shù)難題和環(huán)保挑戰(zhàn)。其次，核能設施存在發(fā)生事故的可能性，如核電站的堆芯熔毀、輻射泄漏等。歷史上發(fā)生的切爾諾貝利和福島核事故，造成了嚴重的環(huán)境災難，對周邊地區(qū)生態(tài)系統(tǒng)造成了長期、廣泛的影響，甚至形成了放射性污染區(qū)域，對生物多樣性和人類居住安全構(gòu)成威脅。這些事故案例凸顯了核安全防護的極端重要性和潛在的環(huán)境破壞力。面對核能技術(shù)與環(huán)境保護之間的利弊交織，人類社會需要尋求兩者之間的最佳平衡點，以實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。這要求我們在發(fā)展核能時，必須將環(huán)境保護放在首位，堅持預防為主、防治結(jié)合的原則。技術(shù)上，應大力研發(fā)和推廣更先進、更安全的核能技術(shù)，如第四代核反應堆，以提高核燃料利用率，縮短長壽命廢料壽命，降低運行風險，并提高核廢料的固有安全性。同時，持續(xù)投入研發(fā)先進的核廢料處理和處置技術(shù)，如核燃料后處理循環(huán)、高溫氣冷堆、深地質(zhì)處置等，確保放射性廢料得到長期、可靠的封存，最大限度地減少其對環(huán)境的影響。管理上，必須建立健全并嚴格執(zhí)行嚴格的核安全法規(guī)標準體系，加強核設施的選址、設計、建造、運行、退役等全生命周期的環(huán)境管理和環(huán)境監(jiān)測，確保核設施安全運行，嚴格控制常規(guī)污染物排放和可能的放射性泄漏風險。同時，需要建立完善、高效的核事故應急響應體系，制定科學的應急預案，定期進行演練，以最大程度地減輕核事故發(fā)生時對環(huán)境的破壞和人員的影響。此外，要加強公眾參與和信息公開，促進對核能與環(huán)境保護關(guān)系的理性討論和科學認識，爭取社會對核能發(fā)展的