2025年大学《核物理》专业题库—— 核物理学在气象预测中的应用.docxVIP

2025年大学《核物理》专业题库——核物理学在气象预测中的应用

考试时间：______分钟总分：______分姓名：______

一、选择题（每小题2分，共20分。请将正确选项的字母填在题后的括号内。）

1.在利用放射性同位素氚（H-3）作为大气示踪剂研究水汽输送路径时，其主要优势在于？（）

A.半衰期极长，便于长期监测

B.易于在大气中产生，成本极低

C.能在水中形成稳定化合物，不易损失

D.辐射强度高，探测灵敏度高

2.核辐射探测器在测量大气中放射性氡气（Rn-222）浓度时，主要利用的是氡气的？（）

A.化学性质

B.放射性衰变产生的α粒子

C.吸收太阳辐射的能力

D.与大气其他成分的化学反应

3.放射性同位素碘-129（I-129）具有相对较长的半衰期（1570万年），它在大气化学循环和臭氧层破坏研究中主要作为？（）

A.短期示踪剂，研究大气湍流

B.长期示踪剂，研究大气环流和化学输送时间尺度

C.辐射源，用于加热大气

D.反射镜，用于聚焦太阳辐射

4.在利用辐射平衡原理研究气候变化时，核物理知识主要体现在对哪些辐射过程的精确测量和理解？（）

A.只有太阳直接辐射

B.只有地面辐射

C.包括太阳短波辐射和地球长波辐射

D.包括大气散射辐射和非电离辐射

5.半导体探测器（如硅探测器）在气象辐射测量中受到青睐，主要是因为其？（）

A.制造成本低廉

B.对γ射线和X射线的探测效率极高

C.可在极低温下稳定工作

D.体积小，重量轻，适用于高空平台

6.利用碳-14（C-14）测年法研究古气候变化，其基本原理是？（）

A.测量火山喷发物中的放射性核素

B.测量冰川冰芯中不同同位素（如O-18,H-2）的比例变化

C.利用大气中C-14的浓度变化推断过去大气成分

D.通过测量古代生物遗骸中C-14的剩余量，计算其形成年代

7.核四极矩共振（NQR）技术在气象领域的一个潜在应用是？（）

A.探测大气中的水汽含量

B.分析大气气溶胶的成分

C.研究大气中的甲烷（CH4）和重水（D2O）等分子

D.测量大气的电离层强度

8.在大气污染扩散模型中，加入放射性示踪剂信息的主要目的是？（）

A.直接测量污染物毒性

B.精确确定污染物的扩散路径和速度

C.降低模型的计算复杂度

D.提供污染物转化率的实验数据

9.以下哪种核物理效应不是激光雷达（Lidar）技术（可用于大气成分和结构探测）的基本原理？（）

A.散射

B.吸收

C.核衰变

D.光谱吸收线

10.对于需要长期、连续监测的气象参数（如大气湿度），核技术相比传统光学或热学方法的主要优势可能在于？（）

A.直接测量云滴大小

B.无需能量输入，被动探测

C.能在极低温或强辐射环境下稳定工作

D.提供高空间分辨率图像

二、填空题（每空2分，共20分。请将答案填在横线上。）

1.放射性同位素示踪技术利用了放射性核素的________和________特性来研究物质在系统中的迁移和转化过程。

2.核辐射探测器根据探测的射线种类不同，可分为用于探测α射线的________探测器、用于探测β射线的________探测器和用于探测γ射线的________探测器等。

3.大气中的辐射平衡是指在一个时间尺度内，输入到大气系统的________总量与输出的大气系统________总量之差。

4.氯-36（Cl-36）由于其半衰期较长（约300万年）且最终衰变产生具有特征γ射线的氩-36（Ar-36），常被用作研究________和________的示踪剂。

5.利用盖革-米勒计数器测量大气中的天然放射性本底时，通常需要测量________和________的贡献，以区分宇宙射线和地表放射性物质的贡献。

6.核技术在云物理研究中的应用，例如通过测量云中微滴的________含量，可以间接推断云的微物理过程。

三、简答题（每题5分，共15分。）

1.简述利用放射性示踪剂研究大气水汽输送路径的基本原理。

2.简要说明核辐射探测器（如盖革计数器）的基本工作原理及其在大气探测中可能的应用场景。

3.提出至少三种利用核物理原理或技术可以研究的大气环境问