聚變堆材料輻照檢驗師招聘筆試考試試卷和答案一、填空題（每題1分，共10分）1.聚變堆的主要燃料是（氘）和（氚）。答案：氘、氚2.常見的輻照損傷類型有（點缺陷）等。答案：點缺陷3.材料的（熱導(dǎo)率）對其在聚變堆中的熱性能有重要影響。答案：熱導(dǎo)率4.中子輻照會使材料的（力學(xué)性能）發(fā)生變化。答案：力學(xué)性能5.用于輻照檢驗的常用射線源有（鈷-60）等。答案：鈷-606.材料的（晶粒度）會影響其抗輻照性能。答案：晶粒度7.輻照檢驗中常用的無損檢測方法有（超聲檢測）。答案：超聲檢測8.聚變堆第一壁材料需具備良好的（抗高溫）性能。答案：抗高溫9.（劑量率）是衡量輻照強度的一個重要參數(shù)。答案：劑量率10.材料在輻照下產(chǎn)生的腫脹現(xiàn)象與（空位聚集）有關(guān)。答案：空位聚集二、單項選擇題（每題2分，共20分）1.以下哪種材料不是聚變堆常用結(jié)構(gòu)材料（）A.不銹鋼B.鎢合金C.鋁合金D.銅合金答案：C2.輻照檢驗中，檢測材料內(nèi)部微小缺陷最有效的方法是（）A.磁粉檢測B.射線檢測C.滲透檢測D.目視檢測答案：B3.聚變堆運行時產(chǎn)生的主要輻射粒子是（）A.電子B.質(zhì)子C.中子D.光子答案：C4.材料在輻照下硬度通常會（）A.降低B.不變C.升高D.先降低后升高答案：C5.用于測量材料輻照劑量的儀器是（）A.光譜儀B.劑量儀C.質(zhì)譜儀D.熱分析儀答案：B6.下列元素中，哪種在聚變堆材料中會引起嚴重的輻照脆化（）A.碳B.硅C.磷D.硫答案：C7.聚變堆材料的抗輻照性能主要取決于（）A.材料密度B.材料晶體結(jié)構(gòu)C.材料顏色D.材料價格答案：B8.輻照檢驗的主要目的不包括（）A.評估材料性能變化B.檢測材料缺陷C.提高材料強度D.確定材料壽命答案：C9.熱中子的能量范圍是（）A.0.025eV左右B.1keV左右C.1MeV左右D.10MeV左右答案：A10.以下哪種現(xiàn)象不屬于輻照引起的材料性能變化（）A.老化B.腐蝕加速C.超導(dǎo)性增強D.腫脹答案：C三、多項選擇題（每題2分，共20分）1.聚變堆材料面臨的極端環(huán)境條件包括（）A.高溫B.高壓C.強輻射D.強磁場答案：ABCD2.輻照檢驗的常用技術(shù)手段有（）A.金相分析B.拉伸試驗C.電子能譜分析D.硬度測試答案：ABCD3.以下哪些材料可作為聚變堆的面向等離子體材料（）A.鎢B.鉬C.鈹D.碳-碳復(fù)合材料答案：ACD4.材料在輻照過程中可能產(chǎn)生的變化有（）A.微觀結(jié)構(gòu)改變B.化學(xué)成分變化C.物理性能改變D.化學(xué)性能改變答案：ABCD5.影響材料抗輻照性能的因素有（）A.材料成分B.材料加工工藝C.輻照條件D.材料初始狀態(tài)答案：ABCD6.聚變堆材料的性能要求包括（）A.良好的熱穩(wěn)定性B.高的抗腐蝕性C.低的活化性D.高強度答案：ABCD7.輻照損傷對材料的影響體現(xiàn)在（）A.力學(xué)性能下降B.熱性能改變C.電學(xué)性能改變D.光學(xué)性能改變答案：ABCD8.常用的中子源有（）A.反應(yīng)堆中子源B.加速器中子源C.放射性同位素中子源D.激光中子源答案：ABC9.無損檢測方法在輻照檢驗中的應(yīng)用有（）A.檢測材料內(nèi)部缺陷B.監(jiān)測材料性能變化C.評估材料完整性D.確定材料成分答案：ABC10.材料在輻照下發(fā)生腫脹的影響因素有（）A.輻照劑量B.溫度C.材料晶體結(jié)構(gòu)D.材料應(yīng)力狀態(tài)答案：ABCD四、判斷題（每題2分，共20分）1.所有材料在輻照下都會發(fā)生相同程度的性能變化。（×）2.熱中子對材料的輻照損傷比快中子更嚴重。（×）3.聚變堆材料的抗輻照性能可以通過合金化來提高。（√）4.輻照檢驗只能在材料使用后進行。（×）5.材料的密度在輻照過程中不會發(fā)生變化。（×）6.射線檢測可以檢測材料表面和近表面的缺陷。（√）7.聚變堆第一壁材料不需要考慮熱疲勞性能。（×）8.材料在輻照下的力學(xué)性能變化是不可逆的。（√）9.劑量率越高，材料的輻照損傷越嚴重。（√）10.超聲檢測可以檢測材料內(nèi)部的微小裂紋。（√）五、簡答題（每題5分，共20分）1.簡述聚變堆材料輻照檢驗的主要內(nèi)容。答案：聚變堆材料輻照檢驗主要內(nèi)容包括：檢測材料在輻照前后的微觀結(jié)構(gòu)變化，如晶體結(jié)構(gòu)、缺陷形態(tài)等；分析材料的力學(xué)性能改變，像強度、韌性等；測定材料的物理性能，如熱導(dǎo)率、電導(dǎo)率等變化；評估材料的化學(xué)穩(wěn)定性，例如腐蝕速率變化；還要檢查材料是否出現(xiàn)腫脹、脆化等現(xiàn)象，通過這些檢驗全面了解材料在輻照環(huán)境下的性能表現(xiàn)。2.說明影響材料抗輻照性能的主要因素。答案：影響材料抗輻照性能的主要因素有：材料成分，不同元素對輻照的耐受性不同；晶體結(jié)構(gòu)，完整有序的結(jié)構(gòu)抗輻照能力可能更強；材料的加工工藝，如熱處理會改變材料內(nèi)部組織；輻照條件，劑量率、輻照時間等會影響損傷程度；材料的初始狀態(tài)，例如內(nèi)部應(yīng)力分布、缺陷情況等也會影響其在輻照下的表現(xiàn)。這些因素相互作用，共同決定材料的抗輻照性能。3.簡述常用的輻照檢驗無損檢測方法及其原理。答案：超聲檢測：利用超聲波在材料中傳播，遇到缺陷時部分超聲波反射回來，通過接收反射波來檢測缺陷位置和大小。射線檢測：利用射線穿透材料，由于缺陷和材料對射線吸收程度不同，在底片上形成不同影像來顯示缺陷。磁粉檢測：適用于鐵磁性材料，通過施加磁場使表面和近表面缺陷產(chǎn)生漏磁場，吸附磁粉顯示缺陷。滲透檢測：將滲透液涂覆在材料表面，滲入缺陷，去除多余滲透液后涂顯像劑，使缺陷中的滲透液吸附到顯像劑上顯示缺陷。4.舉例說明聚變堆材料在輻照下可能出現(xiàn)的性能變化對聚變堆運行的影響。答案：例如材料在輻照下力學(xué)性能下降，強度和韌性降低，可能導(dǎo)致結(jié)構(gòu)部件無法承受聚變堆運行時的壓力和應(yīng)力，引發(fā)安全隱患。熱導(dǎo)率降低會影響熱量傳遞，導(dǎo)致局部過熱，影響聚變堆的熱管理系統(tǒng)，降低能源轉(zhuǎn)換效率。材料發(fā)生腫脹會占據(jù)更多空間，可能破壞部件的原有尺寸和裝配關(guān)系，干擾聚變堆的正常運行，嚴重時甚至導(dǎo)致部件損壞，影響聚變堆的穩(wěn)定運行和使用壽命。六、討論題（每題5分，共10分）1.討論如何通過材料選擇和優(yōu)化來提高聚變堆材料的抗輻照性能。答案：在材料選擇方面，優(yōu)先選用固有抗輻照性能好的材料，如鎢及其合金，其具有高熔點、低濺射率等優(yōu)勢，能承受高溫和強輻射。鈹作為中子倍增材料，在合適的設(shè)計下也能較好適應(yīng)輻照環(huán)境。優(yōu)化方面，通過合金化添加特定元素，改善材料的晶體結(jié)構(gòu)和缺陷行為，提高抗輻照能力。還可采用納米結(jié)構(gòu)設(shè)計，利用納米晶界等微觀結(jié)構(gòu)捕獲輻照產(chǎn)生的缺陷。同時，改進材料的制備工藝，減少初始缺陷，提高材料純度等，都有助于提高聚變堆材料的抗輻照性能，保障聚變堆長期穩(wěn)定運行。2.談?wù)勀銓ξ磥砭圩兌巡牧陷椪諜z驗技術(shù)發(fā)展方向的看法。答案：未來聚變堆材料輻照檢驗技術(shù)有望朝著更精準、高效、原位的方向發(fā)展。更精準意味著能檢測到更小尺寸的缺陷和更細微的性能變化，如發(fā)