2025年核工程專升本核物理專項(xiàng)訓(xùn)練試卷（含答案）考試時(shí)間：______分鐘總分：______分姓名：______一、選擇題（每小題2分，共20分。請(qǐng)將正確選項(xiàng)的字母填在題后的括號(hào)內(nèi)）1.原子核的半徑R主要依賴于（）。A.質(zhì)量數(shù)AB.原子序數(shù)ZC.核內(nèi)中子數(shù)ND.原子量2.某種放射性核素經(jīng)過(guò)4個(gè)半衰期后，其剩余的原子核數(shù)占原有原子核數(shù)的（）。A.1/4B.1/2C.3/4D.1/163.β-衰變過(guò)程中，原子核的質(zhì)量數(shù)A和原子序數(shù)Z的變化分別是（）。A.A不變，Z增加1B.A不變，Z減少1C.A增加1，Z不變D.A減少1，Z不變4.γ衰變主要是（）。A.原子核從較高能級(jí)躍遷到較低能級(jí)，釋放光子B.原子核釋放出β粒子C.原子核釋放出α粒子D.原子核發(fā)生質(zhì)子轉(zhuǎn)化5.根據(jù)核力性質(zhì)，以下說(shuō)法正確的是（）。A.核力是電磁力B.核力隨距離增大而迅速減小C.核力只存在于質(zhì)子之間D.核力比電磁力強(qiáng)，但短程6.在核反應(yīng)23?U+n→23?U→23?N→23?F+e?+ν?e中，ν?e代表的是（）。A.α粒子B.β+粒子C.β-粒子D.中微子7.對(duì)于核反應(yīng)Q=(m?+m?-m?-m?)c2，當(dāng)Q>0時(shí)，該反應(yīng)（）。A.能自發(fā)進(jìn)行B.不能自發(fā)進(jìn)行，需外界提供能量C.釋放能量D.吸收能量8.放射性活度A與原子核數(shù)N的關(guān)系是（）。A.A=NB.A=λNC.A=1/λND.A=Nλ9.在核反應(yīng)堆中，中子經(jīng)濟(jì)性通常用（）來(lái)衡量。A.中子通量B.熱功率C.燃料棒burnupD.中子增殖因子k10.輻射防護(hù)中，通常采用的時(shí)間防護(hù)措施是指（）。A.增加與輻射源的距離B.增加屏蔽材料厚度C.縮短在輻射環(huán)境中的停留時(shí)間D.穿戴個(gè)人防護(hù)用品二、填空題（每空2分，共20分。請(qǐng)將答案填在題中橫線上）1.原子核的質(zhì)子數(shù)Z稱為_(kāi)_______數(shù)，中子數(shù)N與質(zhì)子數(shù)Z之和A稱為_(kāi)_______數(shù)。2.放射性衰變遵循的統(tǒng)計(jì)規(guī)律是________定律，半衰期T?/?是描述放射性核素衰變快慢的物理量，其單位是________。3.α衰變過(guò)程中，原子核釋放出一個(gè)________粒子，該粒子由兩個(gè)質(zhì)子和兩個(gè)中子組成；β衰變過(guò)程中，原子核內(nèi)部的一個(gè)中子轉(zhuǎn)變?yōu)橐粋€(gè)質(zhì)子，同時(shí)釋放出一個(gè)________和一個(gè)電子反中微子。4.核力是短程力，其作用范圍大約在________?（埃）以內(nèi)，比電磁力強(qiáng)得多。5.1克鐳-226（半衰期約為1600年）每秒釋放的貝克勒爾（Bq）數(shù)約為_(kāi)_______。三、計(jì)算題（共40分）1.（10分）已知某放射性核素初始活度為A?=10?Bq，半衰期T?/?=5天。求：a.3天后該核素的活度是多少？b.經(jīng)過(guò)多少時(shí)間后，該核素的活度降為初始活度的1/100？2.（15分）在核反應(yīng)1?N+α→1?O+p中，已知α粒子的質(zhì)量為4.002603u，1?N的質(zhì)量為14.003074u，1?O的質(zhì)量為16.999131u，質(zhì)子的質(zhì)量為1.007825u。計(jì)算該核反應(yīng)釋放的能量（Q值），并指出該反應(yīng)是吸能反應(yīng)還是放能反應(yīng)？（提示：1u=931.5MeV/c2）3.（15分）一個(gè)放射源含有10?個(gè)衰變常數(shù)為0.693s?1的放射性原子核。求：a.該放射源在開(kāi)始時(shí)的放射性活度是多少？（單位：Bq）b.經(jīng)過(guò)10分鐘后，剩余多少個(gè)原子核？（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）4.（10分）若某放射治療需要使用活度為100Ci的??Co源，已知??Co的半衰期為5.27年。求：a.該??Co源的衰變常數(shù)λ是多少？（單位：年?1）b.初始時(shí)刻（t=0）該放射源的原子核數(shù)N?是多少？（結(jié)果用科學(xué)計(jì)數(shù)法表示，單位：個(gè)）四、簡(jiǎn)答題（共20分）1.（10分）簡(jiǎn)述原子核的殼模型主要解釋了哪些實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象？并說(shuō)明核子的殼層結(jié)構(gòu)。2.（10分）簡(jiǎn)述輻射防護(hù)的“時(shí)間防護(hù)”原則及其在核設(shè)施中的具體應(yīng)用實(shí)例。試卷答案一、選擇題1.A2.A3.A4.A5.D6.D7.C8.B9.D10.C二、填空題1.原子序，質(zhì)量2.指數(shù)，秒（或年、天等，根據(jù)上下文確定）3.α，中微子4.1.2-1.5（或近似值）5.3.7×101?（或37TBq）三、計(jì)算題1.（10分）a.解：根據(jù)放射性衰變公式A=A?e^(-λt)，先求衰變常數(shù)λ=ln(2)/T?/?=ln(2)/5天≈0.1386天?1。t=3天時(shí)，A=10?Bq*e^(-0.1386*3)≈10?*e^(-0.4158)≈10?*0.659≈6.59×10?Bq。答：3天后活度約為6.59×10?Bq。b.解：要求A=A?/100，代入公式A=A?e^(-λt)得e^(-λt)=1/100。-λt=ln(1/100)=-ln(100)=-2.303*2=-4.606。t=4.606/λ=4.606/(ln(2)/5)≈4.606/0.1386≈33.3天。答：經(jīng)過(guò)約33.3天后活度降為初始活度的1/100。2.（15分）解：Q=(m?+m?-m?-m?)c2Q=(4.002603u+14.003074u-16.999131u-1.007825u)*931.5MeV/uQ=(18.005677u-18.006956u)*931.5MeV/uQ=(-0.001279u)*931.5MeV/uQ≈-1.190MeV答：該核反應(yīng)釋放的能量（Q值）約為-1.19MeV。由于Q<0，該反應(yīng)是吸能反應(yīng)。3.（15分）解：a.活度A=λN。λ=0.693s?1/ln(2)≈0.693/0.693=1s?1。A=1s?1*10?個(gè)=10?s?1=10?Bq。答：放射源初始放射性活度為10?Bq。b.解：根據(jù)N=N?e^(-λt)，N?=10?個(gè)，λ=0.693s?1/60s/min=0.01155min?1。t=10min=600s。N=10?*e^(-0.01155*600)=10?*e^(-6.93)≈10?*1.08×10?3=1.08×10?個(gè)。答：經(jīng)過(guò)10分鐘后，剩余約1.1×10?個(gè)原子核。4.（10分）a.解：衰變常數(shù)λ=ln(2)/T?/?=0.693/5.27年≈0.1317年?1。答：衰變常數(shù)λ約為0.1317年?1。b.解：A=λN?。N?=A/λ=100Ci/0.1317年?1。1Ci=3.7×101?Bq=3.7×101?s?1。N?=(100*3.7×101?s?1)/(0.1317年?1)=(3.7×1012s?1)/(0.1317s?1/年)≈2.81×1013年?1。將年轉(zhuǎn)換為秒：1年≈3.1536×10?s。N?≈(2.81×1013年?1)/(3.1536×10?s/年)≈8.91×10?個(gè)。答：初始時(shí)刻該放射源的原子核數(shù)N?約為8.9×10?個(gè)。四、簡(jiǎn)答題1.（10分）答：原子核殼模型主要解釋了：a.原子核的“幻數(shù)”（如2,8,20,28,50,82,126）穩(wěn)定性現(xiàn)象。當(dāng)質(zhì)子或中子數(shù)為幻數(shù)時(shí)，原子核填滿了殼層，系統(tǒng)能量最低，最穩(wěn)定。b.原子核的奇偶性效應(yīng)。質(zhì)子數(shù)和中子數(shù)都為偶數(shù)的原子核（偶偶核）通常更穩(wěn)定，而奇偶核或奇奇核穩(wěn)定性依次降低。核子的殼層結(jié)構(gòu)類似于原子中的電子殼層，核子（質(zhì)子和中子）occupying分立的能級(jí)或殼層，每層能容納一定數(shù)量的核子（2,8,20,...）。核子之間的相互作用導(dǎo)致能級(jí)存在。2.（10分）答：輻射防護(hù)的“時(shí)間防護(hù)”原則是指縮短在輻射源附近或輻射場(chǎng)中暴露的時(shí)間。輻射劑