山東海事職業(yè)學院《核科學概論》2023-2024學年第一學期期末試卷

自覺遵守考場紀律如考試作弊此答卷無效密自覺遵守考場紀律如考試作弊此答卷無效密封線第1頁，共3頁山東海事職業(yè)學院《核科學概論》

2023-2024學年第一學期期末試卷院(系)_______班級_______學號_______姓名_______題號一二三四總分得分批閱人一、單選題（本大題共30個小題，每小題1分，共30分．在每小題給出的四個選項中，只有一項是符合題目要求的．）1、在核科學實驗中，數(shù)據(jù)處理和誤差分析是重要環(huán)節(jié)。假設(shè)一組實驗數(shù)據(jù)存在系統(tǒng)誤差和隨機誤差，已知誤差的來源和大小。通過何種方法可以有效地減小誤差對實驗結(jié)果的影響？（）A.多次測量取平均值B.采用更精確的測量儀器C.改進實驗方法D.以上方法綜合使用2、在核反應(yīng)堆中，控制棒的作用至關(guān)重要。關(guān)于控制棒對反應(yīng)堆反應(yīng)性的控制原理，以下說法錯誤的是：（）A.控制棒通常由具有強吸收中子能力的材料制成，如硼、鎘等B.插入控制棒可以吸收中子，從而降低反應(yīng)堆的反應(yīng)性，使鏈式反應(yīng)減緩或停止C.控制棒插入越深，吸收的中子越多，反應(yīng)堆的功率下降越快D.控制棒的移動速度對反應(yīng)堆的反應(yīng)性沒有影響，只與插入深度有關(guān)3、在核醫(yī)學成像技術(shù)中，正電子發(fā)射斷層掃描（PET）具有獨特的優(yōu)勢。假設(shè)一個患者接受了PET檢查，已知注入的放射性藥物和掃描時間。通過圖像分析，可以獲得哪些關(guān)于患者身體的信息？（）A.器官的形態(tài)B.組織的代謝情況C.血液流動速度D.神經(jīng)活動4、核科學中的輻射劑量學研究輻射對物質(zhì)和生物體的影響。已知某種輻射在組織中的線能量轉(zhuǎn)移系數(shù)為0.05keV/μm，吸收劑量為2Gy。計算該輻射在組織中產(chǎn)生的平均LET（線性能量傳遞）值約為多少keV/μm？（）A.0.1B.0.2C.0.3D.0.45、核技術(shù)在工業(yè)無損檢測中有著廣泛的應(yīng)用。例如，利用X射線或γ射線對金屬部件進行探傷。已知一種金屬部件內(nèi)部存在微小裂紋，以下哪種射線的穿透力更強，更適合檢測較厚部件的內(nèi)部缺陷？（）A.X射線B.低能γ射線C.高能γ射線D.以上穿透力相同6、核技術(shù)在工業(yè)領(lǐng)域有廣泛的應(yīng)用，如無損檢測、輻射加工等。在無損檢測中，利用γ射線檢測金屬部件內(nèi)部的缺陷，其依據(jù)是（）A.γ射線的穿透能力和不同物質(zhì)對γ射線的吸收差異B.γ射線的電離作用C.γ射線的熒光效應(yīng)D.γ射線的化學效應(yīng)7、對于核反應(yīng)堆的安全殼設(shè)計，需要考慮多種事故工況。假設(shè)某核反應(yīng)堆發(fā)生大破口失水事故，安全殼內(nèi)壓力迅速升高。已知安全殼的設(shè)計壓力為0.5MPa，初始壓力為0.1MPa，事故后壓力在10秒內(nèi)達到0.4MPa。計算壓力的平均上升速率。A.0.03MPa/sB.0.04MPa/sC.0.05MPa/sD.0.06MPa/s8、在核安全文化中，人員的培訓和意識培養(yǎng)至關(guān)重要。工作人員對核安全法規(guī)和操作規(guī)程的熟悉程度直接影響核設(shè)施的安全運行。假設(shè)一名新員工沒有接受充分的培訓就參與核相關(guān)工作，可能會：（）A.違反安全規(guī)定B.無法應(yīng)對突發(fā)情況C.操作失誤D.以上都有可能9、在核反應(yīng)堆中，控制棒的作用至關(guān)重要。已知某壓水堆在運行過程中，需要通過控制棒來調(diào)節(jié)反應(yīng)性?？刂瓢敉ǔＳ删哂袕娢罩凶幽芰Φ牟牧现瞥?，如硼或鎘。當控制棒完全插入堆芯時，能夠顯著降低中子通量，從而實現(xiàn)停堆。假設(shè)該反應(yīng)堆的初始功率為1000MW，在控制棒逐步插入的過程中，反應(yīng)堆功率逐漸下降。如果控制棒插入一半時，反應(yīng)堆功率下降到800MW，那么當控制棒全部插入時，反應(yīng)堆功率大約會降低到多少？（）A.500MWB.300MWC.200MWD.100MW10、核科學中的核數(shù)據(jù)包括核反應(yīng)截面、衰變常數(shù)、能譜等，這些數(shù)據(jù)對于核工程設(shè)計和研究具有重要意義。核數(shù)據(jù)的獲取通常通過實驗測量和理論計算。在進行核工程計算時，如果使用不準確的核數(shù)據(jù)，可能會導致：（）A.設(shè)計結(jié)果偏保守B.設(shè)計結(jié)果不安全C.計算效率降低D.以上都有可能11、核技術(shù)在航天領(lǐng)域也有重要應(yīng)用。假設(shè)我們使用放射性同位素熱電發(fā)生器（RTG）為航天器提供能源，那么RTG的工作原理是什么？如何選擇合適的放射性同位素燃料？RTG在太空環(huán)境中的可靠性和安全性如何保障？其在未來深空探測任務(wù)中的發(fā)展趨勢怎樣？（）A.基于熱電轉(zhuǎn)換，考慮能量密度，進行嚴格測試，具有廣闊前景B.依靠輻射發(fā)電，依據(jù)使用時長，加強防護措施，面臨諸多挑戰(zhàn)C.憑借熱能利用，按照功率需求，優(yōu)化設(shè)備結(jié)構(gòu)，有待進一步研究D.以上均不正確12、核技術(shù)在環(huán)境保護中也能發(fā)揮作用，例如用于污染土壤的修復(fù)。某地區(qū)的土壤受到放射性核素的污染，需要采用物理或化學方法進行處理。一種方法是利用植物對放射性核素的吸收和積累，將其從土壤中移除；另一種方法是通過化學試劑將放射性核素固定在土壤中，降低其遷移性。如果考慮長期效果和環(huán)境影響，哪種方法更為合適？（）A.植物修復(fù)B.化學固定C.兩種方法結(jié)合D.取決于具體的核素種類和污染程度13、核技術(shù)在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域有廣泛應(yīng)用，如輻射育種。某農(nóng)作物種子經(jīng)過一定劑量的γ射線輻照后，基因突變率提高了5%。若初始基因突變率為0.1%，計算輻照后的基因突變率。A.0.5%B.0.6%C.0.7%D.0.8%14、核科學中的輻射防護標準是保障人員和環(huán)境安全的依據(jù)。關(guān)于輻射防護標準的制定和執(zhí)行，以下說法錯誤的是：（）A.輻射防護標準根據(jù)科學研究成果和實踐經(jīng)驗制定，考慮了輻射的危害和防護的可行性B.標準規(guī)定了不同情況下的輻射劑量限值和防護措施要求C.輻射防護標準一旦制定就不會修改，永遠適用于各種情況D.所有涉及輻射的活動都必須嚴格遵守輻射防護標準15、核科學中的輻射劑量學研究輻射對人體和生物體的影響。關(guān)于輻射劑量的概念和單位，以下說法不正確的是：（）A.吸收劑量表示單位質(zhì)量物質(zhì)吸收的輻射能量，單位是戈瑞（Gy）B.當量劑量考慮了不同類型輻射的生物效應(yīng)差異，單位是希沃特（Sv）C.有效劑量是對人體受到的不同部位和不同類型輻射的綜合度量D.輻射劑量的大小與輻射的類型、能量、照射時間和照射部位無關(guān)16、核技術(shù)在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域也有應(yīng)用，如輻射育種、食品輻照保鮮等。輻射育種的原理是利用輻射誘發(fā)植物種子的基因突變，從而獲得優(yōu)良的品種。在輻射育種過程中，需要控制輻射劑量，其原因是（）A.劑量過高會導致種子死亡，過低則無法產(chǎn)生變異B.劑量與變異的類型和頻率無關(guān)C.高劑量輻射總是能產(chǎn)生更好的變異效果D.低劑量輻射更有利于獲得優(yōu)良品種17、在核輻射防護中，使用鉛、混凝土等材料來構(gòu)建屏蔽體。某輻射源發(fā)出的γ射線能量為3MeV，要使γ射線的強度衰減到原來的1/1000，需要多厚的混凝土屏蔽層（混凝土對該能量γ射線的線性減弱系數(shù)為0.1cm^(-1)）？（）A.30cmB.60cmC.90cmD.120cm18、在核醫(yī)學中，放射性同位素被廣泛用于診斷和治療疾病。例如，碘-131常用于治療甲狀腺疾病。已知碘-131的半衰期為8天，初始活度為100毫居里。經(jīng)過32天后，其剩余活度大約是多少？（）A.6.25毫居里B.12.5毫居里C.25毫居里D.50毫居里19、核輻射對生物體的效應(yīng)與輻射類型和劑量有關(guān)。假設(shè)一個生物體同時受到低劑量的α射線和高劑量的γ射線照射，已知兩種射線的劑量和生物體的細胞結(jié)構(gòu)。哪種射線對生物體造成的損傷更嚴重？（）A.α射線B.γ射線C.兩者相同D.取決于生物體的種類20、核反應(yīng)堆是核能利用的關(guān)鍵設(shè)備，按照冷卻劑和慢化劑的不同可以分為多種類型。壓水堆是目前應(yīng)用較為廣泛的一種核反應(yīng)堆，其特點包括使用輕水作為冷卻劑和慢化劑。那么，與其他類型的反應(yīng)堆相比，壓水堆的優(yōu)點之一是：（）A.安全性較高B.燃料利用率高C.建設(shè)成本低D.功率密度大21、核技術(shù)在工業(yè)探傷中的應(yīng)用需要遵循嚴格的安全規(guī)范。假設(shè)在一次探傷作業(yè)中，發(fā)現(xiàn)輻射劑量超過了規(guī)定限值，已知探傷設(shè)備的參數(shù)和作業(yè)環(huán)境?？赡艿脑蚴鞘裁矗浚ǎ〢.設(shè)備故障B.操作不當C.防護措施失效D.以上都有可能22、核科學中的核反應(yīng)截面是描述核反應(yīng)發(fā)生概率的重要參數(shù)。對于給定的核反應(yīng)，反應(yīng)截面的大小與哪些因素有關(guān)？（）A.入射粒子的能量B.靶核的性質(zhì)C.反應(yīng)產(chǎn)物的狀態(tài)D.以上都是23、核輻射劑量學是研究輻射劑量的測量和評估的學科。某工作人員在核設(shè)施中工作了一段時間，佩戴了個人劑量計來監(jiān)測所接受的輻射劑量。個人劑量計可以測量累積劑量和劑量率。已知該工作人員在一個月內(nèi)的累積劑量為5mSv，平均每周工作40小時。如果工作場所的輻射場是均勻的，那么平均每周的劑量率大約是多少？（）A.0.25mSv/hB.0.5mSv/hC.0.75mSv/hD.1mSv/h24、在核醫(yī)學治療中，放射性粒子植入是一種局部治療方法。已知腫瘤的位置和大小，若要確定放射性粒子的植入位置和數(shù)量，還需要考慮以下哪個因素？（）A.腫瘤周圍的正常組織耐受劑量B.放射性粒子的半衰期C.植入手術(shù)的難度和風險D.以上都是25、核反應(yīng)堆安全是核科學與技術(shù)中的關(guān)鍵問題。某沸水堆在運行過程中，出現(xiàn)了冷卻劑流量下降的故障。如果不及時采取措施，堆芯溫度將迅速上升。已知初始時刻堆芯功率為1000MW，冷卻劑流量下降了50%，假設(shè)其他條件不變，在短時間內(nèi)堆芯功率會上升到多少？（假設(shè)堆芯功率與冷卻劑流量成正比）（）A.1500MWB.2000MWC.2500MWD.3000MW26、核技術(shù)在食品輻照保鮮和殺菌方面有一定的應(yīng)用。假設(shè)一批食品需要進行輻照處理，以下關(guān)于食品輻照的描述，哪一項是不準確的？（）A.適當劑量的輻照可以殺滅食品中的微生物，延長保質(zhì)期B.食品輻照不會導致食品產(chǎn)生放射性殘留，對人體健康無害C.輻照處理后的食品在營養(yǎng)成分和口感上會發(fā)生明顯的改變D.食品輻照需要遵循嚴格的劑量標準和操作規(guī)程，確保安全27、核反應(yīng)堆的燃料管理策略對于反應(yīng)堆的運行經(jīng)濟性和安全性有重要影響。某壓水堆采用分批換料策略，每次更換1/3的燃料組件。若反應(yīng)堆初始裝載的燃料富集度為3%，經(jīng)過一個循環(huán)后，剩余燃料的富集度約為多少？（）A.1%B.1.5%C.2%D.2.5%28、在核反應(yīng)堆安全系統(tǒng)中，緊急停堆系統(tǒng)起著至關(guān)重要的作用。關(guān)于緊急停堆系統(tǒng)的功能，以下哪項描述是不正確的？（）A.當反應(yīng)堆運行參數(shù)超過安全限值時，能夠迅速插入控制棒，終止鏈式反應(yīng)B.緊急停堆系統(tǒng)可以在發(fā)生嚴重事故時，自動啟動并將反應(yīng)堆帶入安全狀態(tài)C.緊急停堆系統(tǒng)的響應(yīng)時間越短越好，但也需要考慮系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性D.一旦緊急停堆系統(tǒng)啟動，反應(yīng)堆就無法再次啟動，必須進行大規(guī)模的維修和檢查29、核電廠的蒸汽發(fā)生器是將反應(yīng)堆產(chǎn)生的熱量傳遞給二回路的關(guān)鍵設(shè)備。某蒸汽發(fā)生器的傳熱面積為5000m2，一次側(cè)流體的平均溫度為320°C，二次側(cè)流體的平均溫度為280°C，總傳熱系數(shù)為3000W/(m2·K)。計算熱交換功率：（）A.2×10^7WB.2×10^8WC.2×10^9WD.2×10^10W30、核輻射探測是核科學研究和應(yīng)用中的重要手段。關(guān)于閃爍探測器，以下哪項描述是不準確的？（）A.閃爍探測器由閃爍體、光電倍增管和相應(yīng)的電子學線路組成B.閃爍體在受到輻射照射時會發(fā)出熒光，熒光被光電倍增管轉(zhuǎn)換為電信號C.閃爍探測器對γ射線的探測效率高，能量分辨率好，常用于高能物理實驗D.閃爍探測器的響應(yīng)速度快，但對于低能輻射的探測靈敏度較低二、論述題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）深入論述核科學中的量子色動力學在高能核物理中的應(yīng)用。介紹量子色動力學的基本概念和理論框架，分析強相互作用在高能核-核碰撞中的表現(xiàn)和特征。探討夸克-膠子等離子體的產(chǎn)生和探測，以及通過高能核物理實驗對量子色動力學的驗證和發(fā)展。2、（本題5分）核廢料的處理和處置是核科學與技術(shù)面臨的重要挑戰(zhàn)之一。請深入論述核廢料的分類、特性和危害，包括高放廢料、中放廢料和低放廢料。分析目前主要的核廢料處理和處置技術(shù)，如固化、深埋、嬗變等，并探討如何確保核廢料在長期儲存和處置過程中的安全性，減少對環(huán)境和人類健康的潛在威脅。3、（本題5分）全面論述核聚變的原理和實現(xiàn)條件，比較核聚變與核裂變在能源利用方面的優(yōu)缺點。探討當前核聚變研究的主要技術(shù)路線（如磁約束核聚變、慣性約束核聚變），分析其面臨的技術(shù)難題以及可能的解決方案，并展望核聚變作為未來能源的前景。4、（本題5分）詳細論述核科學技術(shù)在材料輻照效應(yīng)模擬實驗中的方法和技術(shù)，包括離子加速器輻照實驗、反應(yīng)堆輻照實驗等。分析實驗結(jié)果的分析和解讀，探討如何通過模擬實驗為材料在核環(huán)境中的應(yīng)用提供可靠的數(shù)據(jù)支持。5、（本題5分）詳細論述核輻射探測的方法和儀器，包括氣體探測器、閃爍探測器、半導體探測器等。分析不同探測器的工作原理、性能特點和適用范圍，探討如何提高輻射探測的靈敏度和精度，以滿足不同應(yīng)用場景的需求。三、簡答題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）闡述核技術(shù)在航天領(lǐng)域的應(yīng)用，如衛(wèi)星電源（如放射性同位素熱電發(fā)生器）、輻射防護、太空探測中的粒子探測等。分析核技術(shù)在航天環(huán)境中的特殊性和挑戰(zhàn)，以及如何保障其安全可靠運行。2、（本題5分）核技術(shù)在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用，如輻射育種、食品輻照保鮮等。請深入論述這些應(yīng)用的原理和技術(shù)，分析其對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和食品安全的影響。探討在農(nóng)業(yè)核技術(shù)應(yīng)用中如何確保輻射使用的安全性和有效性，以及如何規(guī)范和管理相關(guān)的操作流程。3、（本題5分）核燃料循環(huán)是核能發(fā)展的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。請全面闡述核燃料循環(huán)的主要步驟，包括鈾礦開采、鈾濃縮、燃料元件制造、反應(yīng)堆使用、乏燃料處理等。分析每個步驟中的技術(shù)挑戰(zhàn)和環(huán)境影響。探討如何提高核燃料的利用率，減少核廢料的