2025年大學(xué)核工程與核技術(shù)（核技術(shù)應(yīng)用）期末試題

（考試時(shí)間：90分鐘滿分100分）班級(jí)______姓名______第I卷（選擇題共30分）（總共10題，每題3分，每題只有一個(gè)選項(xiàng)符合題意，請(qǐng)將正確選項(xiàng)填入括號(hào)內(nèi)）1.以下哪種核技術(shù)在醫(yī)學(xué)成像領(lǐng)域應(yīng)用最為廣泛？（）A.放射性核素顯像B.中子活化分析C.核反應(yīng)堆技術(shù)D.加速器技術(shù)2.核反應(yīng)堆中控制反應(yīng)速率的關(guān)鍵部件是（）。A.堆芯B.冷卻劑C.控制棒D.反射層3.放射性物質(zhì)的半衰期是指（）。A.放射性強(qiáng)度減弱一半所需的時(shí)間B.放射性物質(zhì)完全衰變所需的時(shí)間C.放射性物質(zhì)開(kāi)始衰變的時(shí)間D.放射性物質(zhì)達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)的時(shí)間4.核技術(shù)在工業(yè)探傷中主要利用了射線的（）特性。A.穿透性B.放射性C.熒光效應(yīng)D.電離效應(yīng)5.下列核素中，哪種常用于放射性示蹤研究？（）A.碳-12B.氫-1C.碘-131D.鐵-566.核輻射防護(hù)的基本原則不包括（）。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.完全消除輻射7.加速器產(chǎn)生的高能粒子束可用于（）。A.治療癌癥B.發(fā)電C.制造核武器D.探測(cè)地下資源8.核技術(shù)在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用不包括（）。A.輻射育種B.食品保鮮C.土壤改良D.基因編輯9.放射性物質(zhì)的比活度是指（）。A.單位質(zhì)量放射性物質(zhì)的放射性活度B.單位體積放射性物質(zhì)的放射性活度C.放射性物質(zhì)的總活度D.放射性物質(zhì)的衰變常數(shù)10.以下關(guān)于核反應(yīng)堆安全殼的作用，說(shuō)法錯(cuò)誤的是（）。A.防止放射性物質(zhì)泄漏B.承受反應(yīng)堆的壓力C.加速核反應(yīng)進(jìn)行D.抵御外部災(zāi)害對(duì)反應(yīng)堆的破壞第II卷（非選擇題共70分）二、填空題（每題2分，共10分）1.核反應(yīng)堆的主要組成部分包括堆芯、______、控制棒驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)、蒸汽發(fā)生器等。2.放射性衰變的三種主要方式是α衰變、β衰變和______。3.核技術(shù)在環(huán)境監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用包括監(jiān)測(cè)大氣中的______、水中的放射性物質(zhì)等。4.核醫(yī)學(xué)成像設(shè)備如SPECT（單光子發(fā)射計(jì)算機(jī)斷層顯像）是利用______原理進(jìn)行成像的。5.加速器的主要組成部分有離子源、加速管、______等。三、簡(jiǎn)答題（每題10分，共30分）1.簡(jiǎn)述核反應(yīng)堆的工作原理。2.說(shuō)明放射性示蹤技術(shù)的原理及在生物醫(yī)學(xué)研究中的應(yīng)用。3.核技術(shù)在工業(yè)中的應(yīng)用有哪些？請(qǐng)舉例說(shuō)明。四、材料分析題（每題15分，共15分）材料：在某核技術(shù)應(yīng)用項(xiàng)目中，使用的放射性源為鈷-60，其半衰期為5.27年。該項(xiàng)目工作人員在操作過(guò)程中，由于防護(hù)不當(dāng)，導(dǎo)致部分工作人員受到一定劑量的輻射照射。經(jīng)過(guò)專業(yè)檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)某工作人員體內(nèi)的放射性物質(zhì)含量在照射后一段時(shí)間內(nèi)呈指數(shù)衰減規(guī)律變化。已知照射后第1年，該工作人員體內(nèi)放射性物質(zhì)含量為初始含量的80%。問(wèn)題：1.請(qǐng)建立該工作人員體內(nèi)放射性物質(zhì)含量隨時(shí)間變化的數(shù)學(xué)模型。2.計(jì)算照射后第3年該工作人員體內(nèi)放射性物質(zhì)含量為初始含量的百分之多少？（結(jié)果保留一位小數(shù)）五、論述題（15分）隨著核技術(shù)的不斷發(fā)展，其在各個(gè)領(lǐng)域的應(yīng)用越來(lái)越廣泛，但同時(shí)也帶來(lái)了一些潛在的風(fēng)險(xiǎn)。請(qǐng)論述核技術(shù)應(yīng)用中的風(fēng)險(xiǎn)與應(yīng)對(duì)措施。答案：一、選擇題1.A2.C3.A4.A5.C6.D7.A8.D9.A10.C二、填空題1.冷卻系統(tǒng)2.γ衰變3.放射性顆粒物4.放射性核素發(fā)射的γ光子5.偏轉(zhuǎn)磁鐵三、簡(jiǎn)答題1.核反應(yīng)堆利用核燃料（如鈾-235等）在中子的轟擊下發(fā)生裂變反應(yīng)，釋放出大量能量。裂變產(chǎn)生的中子又會(huì)繼續(xù)引發(fā)其他核燃料的裂變，形成鏈?zhǔn)椒磻?yīng)。通過(guò)控制棒控制中子數(shù)量，從而控制反應(yīng)速率。冷卻劑帶走反應(yīng)產(chǎn)生的熱量，使反應(yīng)堆保持穩(wěn)定運(yùn)行，并將熱量傳遞給蒸汽發(fā)生器，產(chǎn)生蒸汽推動(dòng)汽輪機(jī)發(fā)電。2.放射性示蹤技術(shù)原理：利用放射性核素及其化合物與被研究物質(zhì)具有相同的化學(xué)性質(zhì)，將放射性核素引入被研究體系中，通過(guò)探測(cè)放射性來(lái)追蹤被研究物質(zhì)的運(yùn)動(dòng)、變化規(guī)律。在生物醫(yī)學(xué)研究中的應(yīng)用：如研究藥物在體內(nèi)的代謝過(guò)程，通過(guò)標(biāo)記藥物中的放射性核素，觀察藥物在體內(nèi)的吸收、分布、代謝和排泄情況；研究生物大分子的合成、轉(zhuǎn)運(yùn)等過(guò)程。3.核技術(shù)在工業(yè)中的應(yīng)用：無(wú)損檢測(cè)，利用射線穿透物體，檢測(cè)內(nèi)部缺陷，如檢測(cè)金屬材料內(nèi)部的裂紋等；厚度測(cè)量，通過(guò)射線穿過(guò)材料后的強(qiáng)度變化測(cè)量材料厚度；密度測(cè)量，利用射線與物質(zhì)相互作用來(lái)測(cè)量物質(zhì)密度；輻射加工，利用射線對(duì)材料進(jìn)行改性，如提高塑料的強(qiáng)度、改善橡膠的性能等。四、材料分析題1.設(shè)初始放射性物質(zhì)含量為\(N_0\)，經(jīng)過(guò)\(t\)年后的含量為\(N(t)\)，根據(jù)指數(shù)衰減規(guī)律\(N(t)=N_0e^{-\lambdat}\)。已知半衰期\(T=5.27\)年，可得\(\lambda=\frac{\ln2}{T}=\frac{\ln2}{5.27}\)。又已知\(t=1\)年時(shí)，\(N(1)=0.8N_0\)，代入\(N(t)=N_0e^{-\lambdat}\)可得\(0.8N_0=N_0e^{-\lambda}\)，解出\(\lambda\)，進(jìn)而得到\(N(t)=N_0e^{-\frac{\ln2}{5.27}t}\)。2.當(dāng)\(t=3\)年時(shí)，\(N(3)=N_0e^{-\frac{\ln2}{5.27}\times3}\)，計(jì)算可得\(N(3)\approx0.64N_0\)，即照射后第3年該工作人員體內(nèi)放射性物質(zhì)含量約為初始含量的64.0%。五、論述題核技術(shù)應(yīng)用中的風(fēng)險(xiǎn)：輻射危害，可能導(dǎo)致人員受到輻射損傷，引發(fā)各種疾病甚至死亡；環(huán)境污染，放射性物質(zhì)泄漏可能污染土壤、水源、空氣等環(huán)境；核事故風(fēng)險(xiǎn)，如反應(yīng)堆失控等可能造成大規(guī)模放射性物質(zhì)釋放