核技术应用题库完整

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核 技 术 应 用 题 库
第一章 核技术及应用概述
1、什么是核技术?
答:核技术是以核物理、核武器物理、辐射物理、放射化学、辐射化学和辐射与物质相
互作用为基础,以加速器、反应堆、核武器装置、核辐射探测器和核电子学为支撑而发展起
来的综合性现代技术学科。

2、广义地说,核技术分为哪六大类?
答:广义地说,核技术可分为六大类:核能利用与核武器、核分析技术、放射性示踪技
术,辐射照射技术、核检测技术、核成像技术。

3、核能利用与核武器主要利用的什么原理,其主要应用有哪些?
答:主要是利用核裂变和核聚变反应释放出能量的原理,开发出能源或动力装置和核武
器,主要应用有: 核电站、核潜艇、原子弹、氢弹和中子弹。

4、什么是核分析技术,其特点是什么?
答:在痕量元素的含量和分布的分析研究中,利用核探测技术、粒子加速技术和核物理
实验方法的一大类分析测试技术,统称为核分析技术。特点:1.灵敏度高。比如,可达百万
分之一,即10-6,或记为1ppm;甚至可达十亿分之一,即10-9,或记为1ppb。个别的灵敏
度可能更高。2.准确。3.快速。4.不破坏样品。5.样品用量极少。比如,可以少到微克数量
级。

5、什么示放射性示踪技术,有哪几种示踪方式?
答:应用放射性同位素对普通原子或分子加以标记,利用高灵敏,无干扰的放射性测量
技术研究被标记物所显示的性质和运动规律,揭示用其他方法不能分辨的在联系,此技术称
放射性同位素示踪技术。
有三种示踪方式:1)用示踪原子标记待研究的物质,追踪其化学变化或在有机体的运动
规律。2)将示踪原子与待研究物质完全混合。3)将示踪原子加入待研究对象中,然后跟踪。

6、研究植物的光合作用过程是利用的核技术的哪个方面?
答:放射性示踪。

7、什么是核检测技术,其特点是什么?
答:核检测技术: 是以核辐射与物质相互作用原理为基础而产生的辐射测量方法和仪
器。
特点:1)非接触式测量;2)环境因素影响甚无;3)无破坏性:4)易于实现多个参数
同时检测和自动化测量。

8、辐射照射技术的定义是什么,辐射交联的聚乙烯有什么优点?
答:辐射照射技术:是利用射线与物质的相互作用,将物质置于辐射场中,使物质的性
质发生有利改变的技术。
辐射交联的聚乙烯有什么优点:热收缩、耐热、机械强度大为提高、耐有机溶剂、不易
被溶解、电绝缘性能很好,且不怕潮湿。

9、写出以下核技术应用中所涉及的英文缩写的中文含义:
XCT NMR-CT PECT SPECT CST
答: X射线断层扫描(XCT)、核磁共振显像仪(NMR-CT)、正电子发射显像仪 (PECT),
同位素单光子发射显像仪 (SPECT)和康普顿散射显像仪 (CST)。

10、什么是当今产值最大、发展最快的核辐射设备?
答:核医学是当今产值最大、发展最快的核辐射设备。

第二章 核技术基础知识
1、何谓核素和同位素?
答:具有确定质子数和中子数的原子核称做核素。质子数相同而中子数不同的核素互为
同位素。

2、什么是结合能,什么是比结合能?
答:结合能是质子和中子结合构成原子核时所释放的能量。

3、已知M(1H)=1.007825u, M(n)=1.008665u, M(14N)=14.003074u,14N的比结合能是多
少Mev?
答:7.476Mev

4、已知M(1H)=1.007825u, M(n)=1.008665u, M(2H)=2.014102u,求氚核的结合能和比
结合能是多少Mev?
答:结合能是:2.224 Mev;比结合能是:1.112Mev。
5、γ衰变的特点?
答:(1)从原子核中发射出光子;(2)常常在 a 或 β 衰变后核子从激发态退激时发
生;(3)产生的射线能量不连续;(4)可以通过测量光子能量来鉴定核素种类类别。

6、何谓半衰期?
答:一定量的某种放射性原子核衰变至原来的一半所需要的时间。

7、应用14C进行考古,已知自然界中为14C/12C 1.0×10-12,某生物化石中为14C/12C 3.5
×10-15,求其死亡时间?

答:t=1ln0NN;=1/22LnT;t=46758年。

8、什么是韧致辐射?
答:高速带电粒子通过原子核附近时,受到原子核库仑电场的作用而急剧减速,一部分
能量以光子的形式辐射出来,这种辐射称为韧致辐射。

9、什么是康普顿-吴有训效应?
答:当光子γ与物质原子中的一个电子发生弹性相撞时,将部分能量传给电子,电子获
得能量后脱离原子而运动,该电子称康普顿-吴有训电子,而使物质电离。光子本身能量减
少又改变了运动方向。当光子的能量为0.5--1.0MeV时,该效应比较明。

10、放射性活度的定义及它的表达式?
答:放射性核素在单位时间(dt)发生核衰变的数目(dN);表达式:A=dN/dt

11、电离辐射的来源有哪些?
答:1)放射性物质 (人造 天然);2)加速器;3)反应堆;4)宇宙射线;5)地球环境。

第三章 核能利用与核武器
1、什么是原子核的比结合能?
答:原子核的比结合能:原子核的比结合能是该原子核中每个核子的平均结合能ε,也
就是该原子核的总结合能B( Z, A )被质量数A除,即ε= B( Z, A ) /A

2、裂变反应堆又哪几部分组成?
答:反应堆由堆芯、冷却系统、慢化系统、反射层、控制与保护系统、屏蔽系统、辐射
监测系统等组成。

3、试述反应堆的分类?
答:
 按能谱分有:由热能中子和快速中子引起裂变的热堆和快堆;
 按冷却剂分有:轻水堆,即普通水堆(又分为压水堆和沸水堆)、重水堆、气冷堆
和钠冷堆。
 按用途分有:(1)研究试验堆:是用来研究中子特性,利用中子对物理学、生物学、
辐照防护学以及材料学等方面进行研究;(2)生产堆,主要是生产新的易裂变的材料铀-233、
钚-239;(3)动力堆,利用核裂变所产生的热能广泛用于舰船的推进动力和核能发电。

4、说明核电站工作原理?
答:核电厂用的燃料是铀。用铀制成的核燃料在“反应堆”的设备发生裂变而产生大量
热能,再用处于高压力下的水把热能带出,在蒸汽发生器产生蒸汽,蒸汽推动汽轮机带着发
电机一起旋转,电就源源不断地产生出来,并通过电网送到四面八方。

5、什么是有效增值系数或再生系数,什么是临界状态?
答:是此代裂变产生的中子总数与前一代裂变产生的中子总数的比值。用K表示,K=1
时为临界状态。

第四章(1) 活化分析技术
1、什么是核分析,分哪几类?
答:核分析:利用核辐射粒子与物质的原子或原子核相互作用,采用核物理实验技术获
得可观测信息,分析研究物质材料成分和结构的方法。
分类:1)活化分析——中子活化分析;带电粒子活化分析。
2)离子束分析——卢瑟福背散射分析;沟道技术分析;核反应分析 粒子诱发
x荧光分析。
3)核效应分析——穆斯堡尔效应分析;正电子淹灭技术;扰动角关联;核磁共
振。
4)超灵敏质谱分析。

2、中子探测的主要方法有哪些?
答:1)核反应法:产生带电粒子,对物质产生电离;
2)核反冲法:中子与核弹性碰撞,反冲核能量耗于电离;
3)核裂变法:裂变碎片能量耗于电离,产生脉冲;
4)激活探测法:中子照射物质,使其部分变为放射性元素。

3、什么是(n,γ)中子活化分析,分哪几步?
答:用中子照射稳定核素,稳定核素吸收中子变成放射性核素,发射γ射线,测量γ射
线的能量和强度可以得知原来稳定核素的元素名称和含量。
步骤: 1)样品 2)辐照 3)放射性测量 4)结果评价

4、中子活化的中子源主要有哪几类?
答:主要有:同位素中子源;加速器中子源;反应堆中子源。

5、有一样品,用14MeV快中子做活化分析,通过16O(n,p)16N(=0.09b)反应,分析其中的
16O,但样品中含有19F,亦可通过19F(n, )16N(=0.057b)生成16N,同时知道19
F还可以通过

19F(n, p)19O(=0.02b)生成19O。实验中照射样品300s,冷却10s,测16
N (T1/2=7.4s)1754 KeV

的射线(分支比为0.24,转换系数为0.57)60s,得16N 峰面积记数为1985,再测量19O
(T1/2=30s)1356 KeV的射线(分支比为0.54,转换系数为0.78)60s,得峰面积记数为
1054。现已知中子通量密度为5109中子/cm2*s,探测器效率为0.3,19F丰度100%,16O丰度
99.7%。请计算样品中16O含量为多少克?
解:16O→16N和19F→16N的16N的总计数1985
19F→19O的19O的计数1054
由19O计数求得19F含量,从而求出19F对16N计数的贡献,从16N计数1985中减去
19F对16N计数的贡献,则是由16O生成的16N的计数,从而可以求出16O的含量,

由公式
带入相关的数据可求出WF=5.678×10-4克;
则由5.678×10-4克19F生成的16O计数;

N=
带入数据得N=982;
1985-982=1003 ; 则16O含量WO带入相关数据得出为:
WO=3.1×10-4克。

6、中子活化分析中的初级干扰反应如何排除?
答:样品的元素分离;用纯热中子,增大(n,γ)反应;由反应阈能改变中子能量;通
过另外的核反应,测定干扰元素含量。

第四章(2) 带电粒子活化分析
1、什么叫CPAA?
答:具有一定能量的带电粒子于物质中的原子核发生核反应时,如果反应的剩余核是放
射性核素,则测量这放射性核素的半衰期和活度,就可以确定样品中被分析元素的种类和含
量。这种元素分析方法称为带电粒子活化分析(记为CPAA)。

2、怎么解决不同元素经照射后生成相同放射性核素,发射的γ射线能量相同(β+衰
变核素)的干扰?
答:根据半衰期,增加辐照后的冷照时间t.

3、带电粒子活化分析中,用反应分析11B(p,n)11C元素时,存在着干扰反应14N(p,n)11C,
怎么消除这个干扰?
答:需根据阈能,改变入射粒子的能量来消除。

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