2025年大學(xué)《核物理》專(zhuān)業(yè)題庫(kù)——核物理學(xué)在地下水資源管理中的貢獻(xiàn)考試時(shí)間：______分鐘總分：______分姓名：______一、選擇題1.在利用土壤氡析出率探測(cè)地下水位的核方法中，影響氡析出率的主要環(huán)境因素不包括：A.土壤類(lèi)型與滲透性B.地下水位埋深C.土壤溫度D.大氣相對(duì)濕度2.根據(jù)放射性衰變定律，放射性核素的活度隨時(shí)間衰減。下列關(guān)于衰變常數(shù)（λ）和半衰期（T?）關(guān)系的描述，正確的是：A.衰變常數(shù)越大，半衰期越長(zhǎng)B.衰變常數(shù)越小，半衰期越長(zhǎng)C.衰變常數(shù)與半衰期無(wú)關(guān)D.衰變常數(shù)的單位是年，半衰期的單位是秒3.在進(jìn)行地下水氡濃度監(jiān)測(cè)以評(píng)價(jià)水位變化時(shí)，通常發(fā)現(xiàn)氡濃度峰值出現(xiàn)時(shí)間滯后于水位變化。造成這種現(xiàn)象的主要原因是：A.氡在土壤中擴(kuò)散緩慢B.地下水滲流過(guò)程中氡被吸附C.氡從地下水中析出到大氣中需要時(shí)間D.監(jiān)測(cè)儀器響應(yīng)滯后4.若要測(cè)定地下水的“古水”年齡，最常選用示蹤的放射性同位素是：A.氚-氚(3H)B.碳-14(1?C)C.氡-222(222Rn)D.銫-137(13?Cs)5.利用放射性同位素進(jìn)行地下水示蹤時(shí)，選擇示蹤劑的主要依據(jù)之一是：A.示蹤劑的半衰期必須非常長(zhǎng)B.示蹤劑在地下環(huán)境中的化學(xué)形態(tài)必須保持不變C.示蹤劑的放射性強(qiáng)度必須盡可能低D.示蹤劑的原子量必須與水中其他離子相近二、填空題1.利用蓋革-米勒計(jì)數(shù)器測(cè)量氡濃度時(shí)，通常需要配合使用______和______來(lái)減少本底計(jì)數(shù)和干擾。2.放射性氡氣（222Rn）主要通過(guò)其母體元素______的______衰變而產(chǎn)生。3.核技術(shù)在地下水管理中，除了用于探測(cè)水位和監(jiān)測(cè)動(dòng)態(tài)，還可以用于______和______。4.進(jìn)行氡析出率測(cè)量時(shí)，常用的方法有______法和______法。5.若地下水中含有天然放射性核素鈾（23?U）和釷（23?Th）及其衰變鏈產(chǎn)物，通過(guò)測(cè)量水中總α放射性或伽馬能譜，可以評(píng)估地下水的______水平。三、簡(jiǎn)答題1.簡(jiǎn)述利用土壤氡析出率探測(cè)地下水位的原理。2.簡(jiǎn)述影響地下水中氡濃度的主要因素。3.與其他地下水年齡測(cè)定方法（如氚法）相比，碳-14法測(cè)定地下水年齡的適用范圍有何局限性？四、計(jì)算題假設(shè)某地地下水位埋深為10米，土壤為砂壤土，溫度為25℃。通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量，在無(wú)地下水活動(dòng)影響下（參考值），土壤表面氡析出率為5Bq/m2/h。當(dāng)?shù)叵滤簧仙谅裆?米時(shí)，測(cè)量得到土壤表面氡析出率為30Bq/m2/h。請(qǐng)估算該處地下水位上升引起的氡析出率增加百分比。已知該土壤類(lèi)型在無(wú)水時(shí)的有效擴(kuò)散系數(shù)約為1.0×10??m2/s。五、論述題論述核技術(shù)（如氡測(cè)井、氡濃度監(jiān)測(cè)、放射性同位素示蹤等）在地下水污染調(diào)查與監(jiān)測(cè)中的主要應(yīng)用途徑及其優(yōu)勢(shì)。試卷答案一、選擇題1.D2.B3.C4.B5.B二、填空題1.氡室；抽氣泵（或抽氣裝置）2.鈾系；衰變3.水資源勘查；污染監(jiān)測(cè)4.穩(wěn)定氡法；活性氡法5.放射性三、簡(jiǎn)答題1.解析思路：探測(cè)地下水位變化會(huì)引起土壤中水分含量和氣體運(yùn)移路徑的改變，進(jìn)而影響土壤表面氡氣的析出。當(dāng)?shù)叵滤簧仙龝r(shí)，土壤中的水分增多，溶解的氡氣增加，同時(shí)水分?jǐn)U散能力增強(qiáng)，有助于氡氣從土壤深處向地表運(yùn)移，導(dǎo)致氡析出率升高。通過(guò)測(cè)量土壤表面的氡析出率，可以反推地下水位的埋深變化。2.解析思路：影響地下水中氡濃度的因素主要包括：①地下水本身的放射性背景（水中鈾、釷含量）；②地下水的補(bǔ)給來(lái)源和路徑（不同來(lái)源水的放射性成分不同）；③地下水流速和方向（影響水中氡的積累或流失）；④水-巖相互作用（鈾、釷在流動(dòng)過(guò)程中可能被吸附或釋放）；⑤水的溫度（影響氡的溶解度及擴(kuò)散）。3.解析思路：碳-14法主要適用于測(cè)定較老地下水（如年齡大于數(shù)千年）的年齡，因?yàn)樗蕾囉诖髿庵械奶?14通過(guò)光合作用進(jìn)入生物圈，再通過(guò)水循環(huán)進(jìn)入地下水。對(duì)于年齡較年輕的地下水（如幾十年到幾百年），水中碳-14的含量與大氣平衡或初始值差異較小，難以準(zhǔn)確測(cè)定。此外，地表水或土壤中碳-14的富集也可能對(duì)地下水測(cè)定造成干擾。四、計(jì)算題解析思路：首先計(jì)算水位上升前后的氡析出率增加值，然后用增加值除以初始值，再乘以100%得到百分比。需要利用菲克定律或相關(guān)經(jīng)驗(yàn)關(guān)系式估算水位變化對(duì)有效擴(kuò)散系數(shù)或土壤-水界面有效厚度的影響，進(jìn)而估算氡濃度變化。這里采用簡(jiǎn)化的比例關(guān)系估算。增加值=30-5=25Bq/m2/h增加百分比=(增加值/初始值)×100%=(25/5)×100%=500%五、論述題解析思路：論述應(yīng)包含核技術(shù)在污染調(diào)查與監(jiān)測(cè)中的具體應(yīng)用方法及其優(yōu)點(diǎn)。①氡測(cè)井：通過(guò)測(cè)井剖面了解地下水污染羽的垂向分布和水平展布，探測(cè)污染體的范圍和形態(tài)。優(yōu)點(diǎn)是連續(xù)、直觀、可獲取三維信息。②氡濃度監(jiān)測(cè)：通過(guò)定點(diǎn)或連續(xù)監(jiān)測(cè)氡濃度變化，可識(shí)別污染羽的遷移路徑和速度，并進(jìn)行動(dòng)態(tài)預(yù)警。優(yōu)點(diǎn)是方法相對(duì)簡(jiǎn)單、快速、靈敏。③放射性同位素示蹤：利用短半衰期示蹤劑（如氚）或長(zhǎng)半衰期核素（如銫-137）標(biāo)記污染物，追蹤其在地下水中的遷移軌跡和擴(kuò)