核技术应用题库

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内在联系，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内的运动规律。

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：7.476Mev4、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=1λln0NN；λ=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)内发生核衰变的数目(dN)；表达式：A=dN/dt11、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 ) ／A2、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”的设备内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，在蒸汽发生器内产生蒸汽，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(σ=0.09b)反应,分析其中的16O,但样品中含有19F,亦可通过19F(n, α)16N(σ=0.057b)生成16N,同时知道19F还可以通过19F(n, p)19O(σ=0.02b)生成19O。

实验中照射样品300s,冷却10s，测16N （T1/2=7.4s）1754 KeV 的γ射线（分支比为0.24，内转换系数为0.57）60s，得16N 峰面积记数为1985，再测量19O （T1/2=30s）1356 KeV的γ射线（分支比为0.54，内转换系数为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198519F→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。

第五章离子束分析（1）1、离子束分析方法的优缺点？答：优点：灵敏度高、分析时间短、不破坏样品、分析范围广和取样量少等优点，因此特别适用于痕量元素的分析；缺点：设备复杂、成本较高。

2、RBS分析中有三个基本点，分别是什么？答（1）运动学因子—质量分析；（2）背散射微分截面—含量分析；（3）能损因子—深度分析。

3、常选用2-3Mev的He做RBS的原因？答：1)此E范围内，不会有核共振；2)散射截面遵循卢瑟福公式；3)探测器对4He+的能量分辨好；4)4He+离子的数据比较齐全，便于数据分析；5)计算化合物样品中能损的布拉格法则，在这能区也适用；6)对大多数小型加速器，很容易提供4He离子束，且能量多数在2Mev左右。

4、背散射分析对轻（轻，重）元素基体样品中的重（轻，重）元素杂质有较高的分析灵敏度。

5、在玻璃碳基体上，用真空喷镀法镀上一层10nm厚的Au（M=197）元素，以4MeV的 粒子入射，假设在入射和出射路径上的能损均为10KeV，在散射角为170度方向放置一探测器，那么在道宽为1.6KeV的多道谱仪中背散射谱中Au峰的宽度是多少?答：k=0.9225E1=E0×k=4×0.9225=3.69MevE2=(4-0.01)×0.9225-0.01=3.6708 Mev△E= E1-E2=3.69Mev-3.6708 Mev=19.2Kev所以Au峰的宽度是：19.2/1.6≈12道第五章离子束分析(2)1、离子束分析方法的优缺点？答：（1）同步辐射激发（2）放射性同位素激发（3）光子激发（4）电子激发（5）离子激发。