聚變材料輻照測(cè)試工程師招聘筆試考試試卷和答案一、填空題（每題1分，共10分）1.核聚變的主要燃料是（氘）和（氚）。2.常用的中子源有（同位素中子源）、（加速器中子源）和（反應(yīng)堆中子源）。3.材料的輻照損傷主要包括（點(diǎn)缺陷）、（位錯(cuò)環(huán)）等。4.國(guó)際熱核聚變實(shí)驗(yàn)堆計(jì)劃英文縮寫(xiě)是（ITER）。5.衡量材料抗輻照腫脹性能的重要指標(biāo)是（腫脹率）。6.（活化分析）是通過(guò)測(cè)量材料經(jīng)中子輻照后產(chǎn)生的放射性來(lái)分析元素含量。7.輻照測(cè)試環(huán)境中的溫度控制常用（熱電偶）進(jìn)行測(cè)量。8.材料在輻照下的力學(xué)性能變化包括強(qiáng)度（升高）和韌性（降低）等。9.（劑量率）是指單位時(shí)間內(nèi)接受的輻射劑量。10.聚變堆第一壁材料需具備良好的（中子增殖性能）。二、單項(xiàng)選擇題（每題2分，共20分）1.下列哪種粒子在核聚變反應(yīng)中釋放能量最多？（）A.質(zhì)子B.中子C.電子D.光子答案：B2.以下哪種材料不是常用的聚變堆結(jié)構(gòu)材料？（）A.不銹鋼B.鎢C.銅D.混凝土答案：D3.輻照引起材料性能變化的主要原因是（）A.溫度升高B.原子位移C.化學(xué)腐蝕D.表面氧化答案：B4.中子與材料相互作用的主要方式是（）A.彈性散射B.非彈性散射C.俘獲D.以上都是答案：D5.測(cè)量材料輻照后硬度變化通常用（）A.布氏硬度計(jì)B.洛氏硬度計(jì)C.維氏硬度計(jì)D.邵氏硬度計(jì)答案：C6.聚變堆中產(chǎn)生的主要放射性物質(zhì)是（）A.碳-14B.氚C.鐳D.钚答案：B7.材料在高通量中子輻照下，最容易發(fā)生的現(xiàn)象是（）A.密度增加B.體積收縮C.腫脹D.無(wú)變化答案：C8.下列哪種設(shè)備不能用于材料輻照測(cè)試？（）A.電子加速器B.中子發(fā)生器C.熱成像儀D.反應(yīng)堆答案：C9.輻照測(cè)試中，用來(lái)屏蔽中子的材料是（）A.鉛B.硼C.鐵D.鋁答案：B10.材料的輻照穩(wěn)定性通常與（）有關(guān)。A.晶體結(jié)構(gòu)B.化學(xué)成分C.加工工藝D.以上都是答案：D三、多項(xiàng)選擇題（每題2分，共20分）1.核聚變反應(yīng)的優(yōu)點(diǎn)包括（）A.原料豐富B.清潔無(wú)污染C.能量密度高D.安全性好答案：ABCD2.材料在輻照過(guò)程中可能出現(xiàn)的性能變化有（）A.電導(dǎo)率變化B.熱導(dǎo)率變化C.光學(xué)性能變化D.磁性能變化答案：ABCD3.常用的輻照測(cè)試方法有（）A.中子輻照B.離子輻照C.電子輻照D.光子輻照答案：ABC4.聚變堆第一壁材料需要滿足的性能要求有（）A.高熔點(diǎn)B.低活化C.良好的熱導(dǎo)率D.高強(qiáng)度答案：ABCD5.輻照引起材料微觀結(jié)構(gòu)變化的形式有（）A.形成空位團(tuán)B.位錯(cuò)增殖C.晶界遷移D.相轉(zhuǎn)變答案：ABCD6.測(cè)量材料輻照損傷的手段有（）A.透射電子顯微鏡B.掃描電子顯微鏡C.原子力顯微鏡D.拉曼光譜答案：ABC7.影響材料輻照腫脹的因素有（）A.輻照劑量B.輻照溫度C.材料成分D.材料微觀結(jié)構(gòu)答案：ABCD8.以下哪些屬于放射性防護(hù)的基本原則（）A.實(shí)踐的正當(dāng)性B.防護(hù)的最優(yōu)化C.個(gè)人劑量限值D.距離防護(hù)答案：ABC9.材料在輻照后進(jìn)行力學(xué)性能測(cè)試，包括（）A.拉伸試驗(yàn)B.壓縮試驗(yàn)C.彎曲試驗(yàn)D.沖擊試驗(yàn)答案：ABCD10.聚變堆中與材料相互作用的粒子種類有（）A.中子B.質(zhì)子C.氦離子D.電子答案：ABC四、判斷題（每題2分，共20分）1.核聚變反應(yīng)需要極高的溫度和壓力。（√）2.材料在低劑量輻照下不會(huì)發(fā)生性能變化。（×）3.鎢是一種理想的聚變堆面向等離子體材料。（√）4.輻照測(cè)試只能在反應(yīng)堆中進(jìn)行。（×）5.材料的輻照硬化一定會(huì)導(dǎo)致其脆性增加。（×）6.中子輻照不會(huì)改變材料的化學(xué)成分。（×）7.劑量率越高，材料的輻照損傷越嚴(yán)重。（√）8.屏蔽材料的厚度對(duì)屏蔽效果沒(méi)有影響。（×）9.材料輻照后其物理性能變化是不可恢復(fù)的。（×）10.聚變堆運(yùn)行過(guò)程中產(chǎn)生的放射性物質(zhì)半衰期都很長(zhǎng)。（×）五、簡(jiǎn)答題（每題5分，共20分）1.簡(jiǎn)述核聚變反應(yīng)的基本原理。答案：核聚變是指兩個(gè)輕原子核，如氘和氚，在極高溫度和壓力下，克服彼此間的庫(kù)侖斥力靠近并合并成一個(gè)較重的原子核的過(guò)程。在這個(gè)過(guò)程中，質(zhì)量虧損轉(zhuǎn)化為能量釋放，依據(jù)愛(ài)因斯坦質(zhì)能公式E=mc2，釋放出巨大能量。這種能量釋放是太陽(yáng)等恒星發(fā)光發(fā)熱的能量來(lái)源，也是人類未來(lái)清潔能源的重要研究方向。2.說(shuō)明材料在輻照下產(chǎn)生腫脹的原因。答案：材料在輻照下，中子等粒子與材料原子相互作用，使原子發(fā)生位移，形成大量空位和間隙原子。這些點(diǎn)缺陷在一定條件下聚集形成空位團(tuán)和位錯(cuò)環(huán)等缺陷結(jié)構(gòu)。隨著輻照劑量增加，缺陷結(jié)構(gòu)不斷發(fā)展，導(dǎo)致材料內(nèi)部體積增加，宏觀上表現(xiàn)為腫脹。腫脹程度與輻照劑量、溫度、材料本身特性等因素密切相關(guān)。3.列舉三種常用的輻照損傷微觀結(jié)構(gòu)分析方法及其原理。答案：-透射電子顯微鏡（TEM）：利用電子束穿透薄樣品，電子與樣品原子相互作用產(chǎn)生散射，通過(guò)分析散射電子成像來(lái)觀察材料微觀結(jié)構(gòu)，可分辨納米尺度缺陷。-掃描電子顯微鏡（SEM）：用電子束掃描樣品表面，激發(fā)二次電子等信號(hào)，通過(guò)檢測(cè)信號(hào)成像，能觀察材料表面微觀形貌和較大尺寸缺陷。-原子力顯微鏡（AFM）：通過(guò)檢測(cè)微懸臂與樣品表面之間的相互作用力來(lái)成像，可獲得高分辨率的表面形貌信息，能觀察到原子尺度表面起伏。4.簡(jiǎn)述放射性防護(hù)的主要措施。答案：放射性防護(hù)主要有以下措施：-時(shí)間防護(hù)：盡量減少在輻射環(huán)境中的停留時(shí)間，以降低接受的輻射劑量。-距離防護(hù)：增大與輻射源的距離，輻射劑量與距離平方成反比，可有效減少劑量。-屏蔽防護(hù)：使用能吸收或減弱輻射的材料，如鉛、硼等，屏蔽輻射源發(fā)出的射線。-個(gè)人防護(hù)：穿戴防護(hù)服、佩戴防護(hù)手套和口罩等，防止放射性物質(zhì)進(jìn)入人體。同時(shí)嚴(yán)格遵守操作規(guī)程，定期進(jìn)行劑量監(jiān)測(cè)。六、討論題（每題5分，共10分）1.討論聚變堆材料研發(fā)面臨的挑戰(zhàn)及應(yīng)對(duì)策略。答案：挑戰(zhàn)：聚變堆環(huán)境極端，材料要承受高通量中子輻照、高溫、高壓及強(qiáng)等離子體轟擊等，會(huì)導(dǎo)致材料性能嚴(yán)重退化，如腫脹、脆化等；材料的低活化要求與高性能需求難以平衡；研發(fā)周期長(zhǎng)、成本高。應(yīng)對(duì)策略：開(kāi)展多學(xué)科交叉研究，深入理解材料輻照損傷機(jī)制；加大新型材料研發(fā)投入，如納米結(jié)構(gòu)材料等；建立國(guó)際合作，共享資源和數(shù)據(jù)，加速研發(fā)進(jìn)程；利用計(jì)算機(jī)模擬技術(shù)輔助材料設(shè)計(jì)，減少實(shí)驗(yàn)次數(shù)，降低成本。2.闡述在進(jìn)行材料輻照測(cè)試時(shí)，如何確保測(cè)試結(jié)果的準(zhǔn)確性和可靠性。答案：要確保準(zhǔn)確性和可靠性，首先要精確控制測(cè)試條件，如輻照劑量率、溫度、氣氛等，采用高精度儀器測(cè)量并實(shí)時(shí)監(jiān)控。選擇均