重慶大學《核輻射探測實驗（Ⅱ）》2023-2024學年第二學期期末試卷

裝訂線裝訂線PAGE2第1頁，共3頁重慶大學《核輻射探測實驗（Ⅱ）》

2023-2024學年第二學期期末試卷院(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15個小題，每小題1分，共15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、在核反應堆的啟動過程中，需要逐步提升功率，同時監(jiān)測各種參數。以下哪種參數對于判斷反應堆是否正常啟動至關重要？（）A.中子通量B.燃料溫度C.冷卻劑壓力D.以上都是2、在核反應堆安全分析中，需要考慮各種可能的事故工況。某沸水堆在運行過程中，可能發(fā)生冷卻劑喪失事故（LOCA）。在這種情況下，反應堆堆芯可能會暴露在空氣中，導致溫度急劇升高。為了緩解這種事故的后果，通常會采取應急堆芯冷卻系統（ECCS）。假設在LOCA發(fā)生后，ECCS能夠在一定時間內投入運行，注入冷卻劑。如果注入的冷卻劑流量不足，堆芯溫度持續(xù)上升，可能會導致燃料元件的損壞甚至熔化。那么為了避免這種情況，ECCS的設計需要滿足哪些要求？（）A.足夠的冷卻劑流量和壓力B.快速響應和可靠啟動C.能夠適應高溫高壓環(huán)境D.以上都是3、核輻射測量中，常用的劑量單位有希沃特（Sv）和戈瑞（Gy）。對于吸收劑量和當量劑量，分別使用哪個單位進行度量？（）A.吸收劑量用Gy，當量劑量用SvB.吸收劑量用Sv，當量劑量用GyC.兩者都用GyD.兩者都用Sv4、核反應堆的安全系統對于防止核事故至關重要。在壓水堆中，設置了多重安全屏障，包括燃料包殼、一回路壓力邊界、安全殼等。當發(fā)生一回路管道破裂的事故時，以下哪個安全屏障首先發(fā)揮作用？（）A.燃料包殼B.一回路壓力邊界C.安全殼D.以上同時發(fā)揮作用5、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.植入手術的難度和風險D.以上都是6、核反應堆的熱中子能譜對反應性有一定影響。已知某反應堆的熱中子平均能量為0.025eV，中子通量密度為10^14n/(cm2·s)。計算熱中子的能量密度。A.4×10^-8J/cm3B.8×10^-8J/cm3C.1.6×10^-7J/cm3D.3.2×10^-7J/cm37、核技術在環(huán)境保護中的應用越來越受到關注。例如，利用放射性同位素示蹤技術監(jiān)測水體污染。已知污染物質的特性和同位素的選擇，若要準確追蹤污染物的遷移路徑，還需要考慮以下哪個因素？（）A.水體的流速和流向B.同位素的衰變常數C.監(jiān)測點的分布和數量D.以上都是8、核技術在農業(yè)領域也有應用，如輻射育種、食品輻照保鮮等。在食品輻照保鮮中，使用一定劑量的γ射線照射食品，以殺滅微生物和寄生蟲。假設需要對一批水果進行輻照處理，使其微生物含量降低到安全水平以下。已知初始微生物含量為10^(6)CFU/g，要求處理后微生物含量不超過100CFU/g。如果γ射線對微生物的殺滅效率為90%，那么至少需要多大劑量的輻照（以戈瑞為單位）？（）A.2B.4C.6D.89、核聚變是未來能源的潛在解決方案之一。假設正在研究一種新型的核聚變裝置，核聚變反應需要在極高的溫度和壓力下進行，以實現原子核的融合。目前，實現可控核聚變面臨諸多挑戰(zhàn)。以下關于核聚變的描述，哪一項是錯誤的？（）A.核聚變的燃料通常是氫的同位素，如氘和氚B.核聚變反應產生的能量巨大，且產物相對清潔C.目前核聚變技術已經能夠實現大規(guī)模商業(yè)應用D.實現可控核聚變需要解決等離子體的約束和穩(wěn)定等關鍵問題10、核技術在農業(yè)領域也有應用，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，過低則無法產生變異B.劑量與變異的類型和頻率無關C.高劑量輻射總是能產生更好的變異效果D.低劑量輻射更有利于獲得優(yōu)良品種11、對于核輻射的防護，了解各種射線的特性至關重要。α射線、β射線和γ射線具有不同的穿透能力和電離能力。已知一種放射性物質同時發(fā)射這三種射線，在距離放射源相同的位置，分別放置一張紙、一塊鋁板和一塊鉛板。下列哪種射線能被紙擋住，卻能穿透鋁板和鉛板：（）A.α射線B.β射線C.γ射線D.以上都不對12、核反應堆的啟動過程是一個復雜的操作，需要嚴格控制各種參數。已知反應堆的初始狀態(tài)和啟動程序，若要確保啟動過程的安全平穩(wěn)，還需要密切監(jiān)測以下哪個參數的變化？（）A.中子通量的增長速率B.冷卻劑的溫度梯度C.反應堆的壓力波動D.以上都是13、核科學中的核素識別技術對于放射性物質的檢測和分析非常重要。假設我們有一份未知的放射性樣品，需要通過測量其衰變特性來確定核素種類。已知測量的半衰期、衰變模式和射線能量，如果測量結果存在一定的誤差，對核素識別的準確性會產生怎樣的影響？（）A.可能導致錯誤的識別B.影響不大，可以忽略C.只會影響定量分析，不影響定性分析D.以上都不對14、核技術在農業(yè)領域也有應用，如輻射誘變育種。通過對農作物種子進行一定劑量的輻射照射，可以產生基因突變，從而選育出優(yōu)良品種。以下哪種輻射源常用于輻射誘變育種？（）A.X射線B.中子C.紫外線D.以上都常用15、核反應堆的退役是核設施生命周期的最后階段，需要進行去污、拆除等工作。退役過程中，需要評估放射性殘留水平，制定合理的退役方案。如果退役方案不合理，可能會導致：（）A.退役成本增加B.工作人員受照劑量超標C.放射性廢物產生量增加D.以上都有可能二、簡答題（本大題共4個小題，共20分)1、（本題5分）闡述核技術在航天領域的應用，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）核技術在航天領域有獨特的應用價值。請詳細闡述核技術在航天器能源供應（如放射性同位素電池）、推進系統（如核熱推進）和太空輻射防護中的原理和應用。分析核技術在航天應用中的技術難點和解決方案，以及相關的安全和監(jiān)管要求。探討核技術在未來深空探索中的潛力和發(fā)展趨勢，并通過航天任務中的核技術應用實例說明其優(yōu)勢和挑戰(zhàn)。3、（本題5分）詳細分析核科學與技術中的核電廠的放射性廢物最小化策略，包括廢物產生源頭的控制、處理工藝的優(yōu)化、再利用和回收等措施。解釋放射性廢物最小化對環(huán)境和經濟的意義。分析實現放射性廢物最小化的技術和管理挑戰(zhàn)，舉例說明在核電廠運行中的實踐成果。4、（本題5分）詳細解釋核科學中的核材料科學，包括核燃料材料（如鈾、钚、釷等）的性能和制備、結構材料（如鋯合金、不銹鋼等）在輻照環(huán)境下的行為、核材料的腐蝕和防護。討論核材料科學在核能發(fā)展中的關鍵作用和研究熱點。三、論述題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）全面論述核技術在地質勘探中的應用，如放射性測井、鈾礦勘探和地下水探測。分析核技術在地質結構分析、礦產資源評估和環(huán)境監(jiān)測中的原理和方法。探討如何提高勘探的精度和效率，以及在地質勘探中應用核技術的注意事項和環(huán)境保護措施。2、（本題5分）深入論述核反應堆的熱工水力分析，包括堆芯內冷卻劑的流動、傳熱和沸騰現象等。分析熱工水力特性對反應堆安全和性能的影響，探討如何通過優(yōu)化反應堆結構和運行參數來改善熱工水力條件。3、（本題5分）詳細闡述核反應堆冷卻劑的選擇原則和常見類型，如輕水、重水、氣體冷卻劑等。分析冷卻劑的熱物理性質、化學性質對反應堆傳熱、安全性能的影響。討論冷卻劑在反應堆回路中的流動特性、傳熱機制以及可能出現的問題，如冷卻劑流失事故等，并提出相應的應對措施。4、（本題5分）深入探討核技術在水質監(jiān)測中的應用。分析利用放射性同位素示蹤、中子活化分析、熒光光譜等核技術檢測水中污染物種類、濃度和來源的方法。論述核技術在水質監(jiān)測中的優(yōu)勢和局限性，以及如何提高水質監(jiān)測的準確性和時效性，保障水資源的安全和可持續(xù)利用。5、（本題5分）詳細論述核科學技術在放射性藥物研發(fā)中的創(chuàng)新與挑戰(zhàn)，包括新型放射性同位素的開發(fā)、藥物載體的設計和藥物代謝動力學研究。分析放射性藥物的臨床評價和審批流程，探討如何加快放射性藥物的研發(fā)和上市，為疾病的診斷和治療提供更多選擇。四、計算題（本大題共4個小題，共40分)1、（本題10分）一座重水堆核電站，反應堆熱功率為1500MW，重水慢化劑的溫度從60℃上升到80℃。重水的比熱為4.2kJ/(kg·K)，流量為10000kg/s，計算重水慢化劑吸收的熱量以及重水與燃料之間的傳熱功率。2、（本題10分）在一個核反應堆的熱工水力分析中，冷卻劑在燃料組件內的流動速度為5m/s，通道的當量直徑為10mm，冷卻劑的動力粘度為0.001Pa·s。計算雷諾數，判斷流動狀態(tài)是層流還是湍流。同時，分析流動狀態(tài)對傳熱和壓降的影響。3、（本題10分）某核電廠的核反應堆在啟動過程中，需要逐步提升功率。已知初始功率為1%額定功率，每小時提升的功率為5%額定功率。計