核电厂辐射防护基础课后习题

核电厂辐射防护基础课后习题
第一章基本概念
1.何为碳单位，碳单位的符号和质量。

答：以一个C原子质量的十二分之一作为原子质量单位，记为u，这个原子质量单位称为碳单位，1u 1.99267 10 2612kg/12 1.66056 10 27kg。

2.何为原子序数和原子质量数，用何符号表示？
答：原子核中质子的数目称为原子序数，用符号Z表示；原子核中质子数和中子数之和称为原子质量数，也称质量数，用符号A表示。

3.用ZX表示原子（核）时，A、X和Z各表示什么意义？
答：A是原子质量数，X是元素符号，Z是质子数或则是原子序数。

4.用上题的符号时，中子的数目如何确定？
答：中子数N A Z。

5.当原子核发射一个 粒子时，从原子核中发射出哪些核子？各为多少？
答：
6.当原子核发射一个 粒子时，放射性原子的A和Z如何变化？
答：A会增加1，Z不变。

7.当原子核发射一个 粒子时，放射性原子的A和Z是否会发生变化？
答：不会发生改变。

8.什么是核素和核子？同位素的天然丰度的定义。

答：通常把具有相同质子数Z、中子数N的一类原子（核）称为一种核素，即核素是指任一种元素的任一种同位素，也就是说原子核构成（核内中子数和质子数）完全相同的物质就是一种核素。

对于天然存在的元素，一种核素在它所属的天然元素中所占的原子百分数称为该核素的天然丰度。

A
9.什么是质量亏损？原子核的结合能如何表示？什么是原子核的平均结合能？
答：组成原子核的Z个质子和A-Z个种子的质量之和与该原子核的质量之差称为原子核的质量亏损。

原子核的结合能除以该原子的质量数A所得的商，称为平均结合能，以 表示。

10.一个原子质量单位的物质所相应的静止质量能为多少？
答：931.5MeV。

11.在放射性衰变中， 的意义是什么？
答： 的物理意义为单位时间内、一个核素衰变的概率。

12.样品当前的放射性活度1450Bq，若半衰期为25min，试问在1h前样品的放射性活度是多少？（7656Bq）
解：T1/2 0.693/ 25 60 1500
4.62 10-4
A0 A(t)/e 1450/e 4.62 10 4 3600 7650s 1
13.试述放射性物质的衰变规律？说明半衰期的物理意义？衰变常数和半衰期之间的关系？答：一定数量的某种放射性核素并不是在某一时刻突然全部衰变完，而是随时间的增加而逐渐地减少。

当原子核数目N（t）衰变到初始值N0一半时所需要的时间称为半衰期，记作T1/2,它与衰变常数 的关系为：T1/2 ln2/ 0.693/
14.什么是放射性活度？试述放射性活度的衰变规律？放射性活度的SI单位和专门的名称是什么，放射性活度SI的单位的定义。

放射性活度和放射性核素数目的关系。

答：一定量放射性核素衰变成子核的速度，称为放射性活度。

衰变规律为随时间的增加而逐渐地减少。

SI的单位为s，专门的名称是“Bq”，它的定义为1Bq=1核衰变/秒。

放射性活度1
N（t）和放射性核素数目的关系为：A（t）。

15.设t=0时某放射性核素的原子核数目为10000，其半衰期为T1/2,试将合适的数据填入下表，并根据所填数据作图（横坐标为半衰期，纵坐标为剩余的原子核数目）
16.124Sb的放射性衰变常数为1.33 10-7s 1，问这种核素衰减到其初始值的0.1%需要多少年；这个时间间隔相当于多少个半衰期？
17.某时刻Co样品的原子核数目为10个，问该时刻该样品的活度？已知Co的半衰期为5.26a。

答：T1/2 0.693/ 5.26 365 24 3600 1.659 10s
4.18 10s A N 4.18 10s
18.为什么 射线的能谱是连续的？
答:在衰变过程中,伴随着每一个电子有一个轻的中性粒子(“中微子”)一起被发射出来,使中微子和电子的能量之和为常数,故连续β谱.
19.说明核反应的分类。

答：按入射粒子的种类：中子核反应、荷电粒子核反应、光核反应
按入射粒子的能量：低能核反应、中能核反应、高能核反应。

-9 1-5 1860460
第二章辐射和辐射量
1.什么是电离？什么是电离辐射？试举几种电离辐射的例子?
答：电离是指原子失去或有时得到电子而带电的过程；电离辐射是由能通过初级过程或次级过程引起电离的电磁波辐射与粒子辐射组成的，或者是两者混合组成的；如γ射线、X射线、β粒子、α粒子等。

2.吸收剂量、当量剂量和有效剂量的定义、SI单位和专门名称。

答：吸收剂量（D），它是d 除以dm所得的商。

SI单位为“J kg，”专称“戈瑞”。

当量剂量（HT,R），它是DT,R（辐射R在组织或器官T中产生的平均吸收剂量）和wR（辐射权重因数）的乘积。

SI单位为“J kg”，专称“希沃特”。

有效剂量（E)，它是人体所有组织或器官加权后的当量剂量之和。

SI单位为“J kg专称“希沃特”。

3.照射量的定义、SI单位和专用的单位。

SI单位和专用单位的换算关系。

答：照射量X是dQ除以dm的商，SI单位为“C kg 1111，”，专用单位是R（伦琴）”；1R 2.58 10 4C kg 1
4. 射线与物质作用的主要过程。

窄束 射线在物质中的衰减规律。

什么是质量厚度？答： 射线物质作用时经过两步过程：第一，与物质发生作用（光电效应、康普顿效应、电子对效应）产生次级电子;第二，在电离效应的作用下，次级电子使物质原子电离。

窄束 射线在物质中的遵循指数衰减规律，即I(x) I0e x。

m ，xm x，称为质量厚度。

5.总线衰变系数、线能量转移系数和线能量吸收系数的物理意义及其之间的关系。

答：总线衰减系数：单位路程上的 射线与物质发生相互作用的总概率。

线能量转移系数：表示 射线在物质中穿行单位长度距离时，由于相互作用，其能量转移给电子的份额。

线能量吸收系数：表示 射线在物质中穿行单位长度距离时，其能量真正被物质吸收的份额。

6.中子与物质相互作用的主要过程。

答：散射和吸收
7. 射线与物质相互作用的主要过程。

答： 射线是有电子或则正电子组成的粒子流，它们与物质的相互作用的主要过程为使原子电离和激发及轫致辐射，此外还有弹性散射和湮灭辐射。

第三章辐射防护基础
1.人类受到照射的天然辐射主要成分是什么？
答：宇宙辐射、陆地上的 辐射源和人体内的放射性。

2.按照辐射效应的发生率与剂量之间的关系，辐射对人体的危害分为几类。

答：随机性效应和确定性效应。

3.随机性效应和确定性效应的特点和后果。

答：随机性效应的特点：一旦这种效应发生，其后果的严重程度说不上与所受剂量大小有什么关系；后果是可能改变躯体的细胞，不断克隆，最终致癌，并且遗传给后代。

定性效应的特点：其发生的概率与人体器官组织所受的剂量大小有关系；后果是一个组织或器官中有足够多的细胞被杀死或不能繁殖和发挥正常功能，则器官丧失其功能。

4.内、外照射防护的基本原则。

答：外照射：首先尽可能地降低辐射源的活度；在辐射源的活度不能再降低的情况下，采用下述方法的一种或几种方法的联合使用来达到外照射防护的目的：缩短受照时间；增大与辐射源的距离；在人与辐射源之间增加屏蔽体。

管理限值只用于稳定场合，如放射性流出物排放的管管理限值
8.什么是参考水平，有哪几种？
答：参考水平是决定采取某种行动的水平，它不是一个限值，其用途是当一个测量的量的数值超过或者预计超过制定参考水平时，提示应该采取某种行动。

分记录水平，调查水平，干预水平
9.辐射场辐射水平确定的情况下，确定放射性工作人员在辐射场内受照的因素是什么？答：照射时间;离开辐射源的距离;屏蔽的程度。

10.使用贯穿辐射强度与距离平方成反比的规律时，要受到什么样的几何条件限制？
答：只适用于源和探测器件的尺寸小于它们之间的距离的情况，并且这个距离是在空气或真空中测量的。

11.在辐射场内如何控制工作时间和选择距辐射源的距离？
答：根据HLTL HA TA,HL/HA RA/RL来控制工作时间和选择距离。

12.为什么在处理宽束 射线时要采用积累因子？ 22
答：因为在宽束 射线情况下，光子经多次散射后仍有可能穿过物质，然后达到所考察的空间位置上。

因此在所考察的位置上，不仅有未经相互作用的入射光子，而且还有多次散射后的光子，为了考虑康普顿多次散射的影响，故引进积累因子，用以对窄束减弱规律加以修正。

13.试求3.7 10Bq的Na放射源在距其10m处的照射量率？
解：X A /r 3.7 10 3.532 10
-3 210 181024/102 1.30684 10 9C kg 1 s 114.已知空气中某点处照射量为6.45 10C/kg,求该点处空气的吸收剂量？
15.试述描述 射线和中子衰弱的几个参数。

答： 射线：减弱倍数K、透射比 、半减弱厚度 1/2和十分之一减弱厚度 1/10。

中子：中子辐射透射系数、中子透射比、减弱倍数、十倍减弱厚度。

16.确定屏蔽 射线和中子的屏蔽厚度的简单计算方法
17.使用公示表诉DAC和ALI的关系。

18.如何使用照射量因子、照射量率常数和fm计算照射量、照射量率和任意物质的吸收剂量？
答：照射量因子（fx）、照射量率常数（ ）和fm计算照射量（X）、照射量率（X）和任2意物质的吸收剂量(Dm);X fx 、X A /r、Dm fm X。

第四章核电厂辐射与防护
1.试述核电厂堆芯的辐射源。

答:反应堆本体、冷却剂系统、乏燃料的贮存和运输、废物处理系统。

2.试述一回路放射性核素的来源及主要成分。

答：来源分为两部分：
①冷却剂本身的活化产物，冷却剂内原有杂志的活化产物，冷却回路管道和堆芯内设备表面腐蚀产物的活化产物
②燃料包壳破损时由元件逸出的裂变产物，燃料包壳表面和其他结构材料表面杂质中铀的裂变产物。

主要成分：16N、17N、19O、18F、14C、3H
3.试述降低工作人员受照的防护措施。

答：分区与出入控制：场所分区、分区管理、源项控制、控制区出入管理
屏蔽：堆本体屏蔽、主冷却回路的屏蔽、燃料运输屏蔽、辅助厂房屏蔽、可移式屏蔽通风：反应堆堆坑通风系统、安全壳换气通风系统、安全壳连续通风系统
降低辐射源活度：
4.试述反应堆厂房放射性分区的主要目的。

答：为了防止无关人员进入辐射区和防止污染的扩散，便于辐射防护管理和职业照射控制，核电厂的厂房应分区。

5.试述反应堆屏蔽的特点。

答：（1）辐射源的情况比较复杂（2）屏蔽要求不同（3）屏蔽设计复杂（4）屏蔽材料选择因屏蔽的设备而异
6.试述通风系统的功能和设计原则。

答：功能：（1）防止污染空气的扩散，把工作场所空气中放射性物质浓度保持在可合理达到的尽可能低的水平
（2）调整工作场所的温度适合于工作人员工作，降低设备的温度使之能正常工作原则：换气、控制空气流向、控制工作场所的气流模式、闭式循环、净化、监测与控制
7.试述降低辐射源活度主要措施。

答：（1）选择一次冷却系统的材料，尽量减少放射性腐蚀产物，特别是Co的生成；（2）选择合理的运行条件以减少放射性腐蚀产物在设备和管道上的积淀；60
（3）对冷却剂进行过滤，将放射性腐蚀产物从一次冷却剂系统中分离出去；
（4）对系统进行去污，把沉积下来的放射性腐蚀产物从系统中清除出去。

8.试述降低公众受照的防护措施。

答：（1）厂址选择：核电厂的厂址必须满足核安全和辐射防护方面的要求，保证在正常运行（包括预计运行事件）及事故情况下周围公众的个人有效剂量及集体有效剂量低于规定的限值
（2）防止放射性物质释放的多重屏障设计：压水堆的多重屏障有燃料芯体、燃料包壳、一回路、安全壳
（3）放射性流出物排放控制：为了使公众受照低于管理限值或设计目标值，需要控制放射性物质的排放量。

9.试述评价一个厂址是否适合建造核电厂时，必须考虑哪些对核安全和核辐射防护有影响的因素。

答：（1）影响核电厂的外部事件：洪水、地质构造缺陷、地震等
（2）影响放射性物质迁移的厂址特性和环境特性：大气弥散、地表水弥散、地下水弥散（3）人口分布及社会资源利用情况
10.何为防止放射性核素释放的多重屏障。

答：（1）燃料芯体：燃料本身可以把核裂变生成的大部分裂变产物保持在燃料芯体内部（2）燃料包壳：为了防止裂变产物外逸，防止燃料和冷却剂发生化学反应，燃料芯体通常放在作为包壳的管子内
（3）一回路：整个冷却剂系统，包括压力容器、泵、蒸汽发生器、稳压器及其连接管道等构成了一个能够承受一定压力的密闭系统。

（4）安全壳：防止放射性物质进入环境。

第五章辐射监测
1.试述热释光剂量计测量剂量的基本原理。

答：当固体材料受到辐射照射时，禁带中的电子受激并进入导带，直到被陷阱捕获为止，如果陷阱深度很大，那么在常温下，电子将长久地看留在陷阱中。

只有当固体材料被加热到一定温度时，落在陷阱中的电子因得到能量才能从陷阱中逸出。

当逸出的电子返回禁带时，即发出本来蓝绿色的可见光，发光强度与陷阱中的电子数目有关，而电子数又取决于固体所受的剂量，因此，可用热释光强度来量度剂量的大小。

2.区域监测的主要内容。

答：工作场所 射线、 射线和中子外照射水平监测；
空气中气载放射性核素浓度监测和工作场所表面污染监测
3.工作场所表面污染监测的主要目的是什么？
答：防止污染扩散；
检查污染控制是否失效或是否违反操作规程；
把表面污染限制在一定的区域和一定的水平内，以防止污染的扩散和工作人员受到过量照
射；
为制定个人监测方案、空气污染监测方案以及操作规程提供资料
4.个人外照射监测的主要目的是什么？
答：（1）证实个人所受到的剂量符合剂量限值和审官要求；
（2）发现非预期的、可能产生高剂量的事件，以便能提供相应的运行和医学响应。

5.个人剂量监测的主要内容。

答：个人外照射监测、皮肤污染监测、体内污染监测
6.何谓在线监测和离线监测？
答：在线监测：在线监测系统是把探测器探头直接插入工艺流体中，如风管、管线等
离线监测：离线监测系统由管道、阀门、测量室、探测器探头和流体抽送装置（如泵和风机）等部件组成。

7.放射性流出物监测的目的是什么？
答：（1）检验核电厂的放射性流出物的排放是否符合国家标准、管理限值和运行限值（2）判断核电厂运行和放射性流出物和控制系统的工作状态是否正常
（3）迅速探测和确定任何非计划排放的性质和严重程度，必要时能触发警告和应急系统（4）为环境评价提供源，为评价对公众的危害提供信息，并据此确定应采取的防护措施或特殊环境调查。

8.放射性流出物监测的主要内容是什么？
答：（1）起载放射性流出监测
（2）液态放射性流出物监测
(3)烟囱排气放射性监测
（4）凝汽器抽气排气放射性监测
（5）贮槽废液排放放射性监测
9.试述放射性气体检测的主要对象。

答：气溶胶、碘、惰性气体、氚、C
10.核电厂正常运行情况下，环境监测的主要目的是什么？14
答：（1）检验环境介质是否符合环境标准和其他运行限值
（2）评价流出物控制排放效果，持续改进流出物排放方式
（3）估计环境中辐射和放射性物质对公众真实的照射和可能产生的照射，炎症环境评价模式
（4）评估运行引起的环境变化的长期趋势
11.环境监测可分为几部分？
答：环境监测包括运行前本底（现状）调查、正常运行监测和事故应急监测调查。

12.环境监测的主要放射性废物管理
1.试述废物处理原则。

答：首先，应该尽量减少废物的产生量和放射性活度
其次，对已经产生的废物必须严格地加以收集和控制，壁面放射性扩散
最后对已经收集的废物进行有效的处理
2.试述废物处理设备应具有的功能。

答：首先将各种废物进行收集，然后加以贮存，使短半衰期核素衰变以降低放射性水平；使用不同的方法处理不同性质的废物，使其体积减小；
对各种废物的放射性水平进行测量，能够重复利用的送入有关的系统再次使用，不能重复利用的予以排放
3.试述核电厂放射性废物按物理形态的分类和来源。

答：（1）按照物理形态分类：液态废物、气态废物、固态废物
（2）来源：核裂变产生的大量放射性物质，是核电厂放射性的主要来源；
中子俘获反应形成一定数量的超铀元素和结构材料的活化产物；一回路冷却剂本身及所含的某些杂质元素也会和中子作用产生放射性
4.液态放射性流出物的来源可分为几个类型及液态废物处理的主要方法。

答：来源可以分为三个类型：
（1）能够直接利用的一回路排水
（2）可能再利用的排水
（3）不能再利用的废液
处理方法：贮存衰变、蒸发、离子交换、过滤、脱气
5.气态放射性流出物的来源可分为几个类型。

答：含氢废液：含氢的放射性气体来自一回路水容器和一回路排水的储水箱等设备的排气和换气
含氧废气：在大气环境下启动的储存箱和一回路的排气系统
6.固态放射性流出物的来源可分为几个类型。

答：各种离子交换器的废树脂；
蒸发的浓缩液；
过滤器的失效滤芯；
其他带有放射性物质的废物
7.在何处对排放物进行测量？
答：在贮存箱上进行测量，在排放口进行测量。