2025年大学《核物理》专业题库—— 核裂变产生的放射性同位素.docxVIP

2025年大学《核物理》专业题库——核裂变产生的放射性同位素

考试时间：______分钟总分：______分姓名：______

一、选择题（每题3分，共15分。请将正确选项的字母填入括号内。）

1.在典型的核裂变过程中，产生的主要放射性同位素（裂变产物）主要分布在哪个质量数区间？

A.A≈1

B.A≈50

C.A≈80-160

D.A≈200-250

2.锂-6（2?Li）吸收一个热中子会发生裂变，其主要产物之一是氦-3（3He）。这个过程属于下列哪种类型的核反应？

A.次级裂变

B.光致裂变

C.中子诱发裂变

D.聚变反应

3.放射性同位素13?Cs通过哪种衰变方式最终转变为稳定的??Br？

A.α衰变

B.β?衰变

C.电子俘获（EC）

D.β?衰变

4.对于一种给定的放射性同位素，其衰变常数（λ）和半衰期（T?）的关系是？

A.λ=T?/ln(2)

B.λ=ln(2)/T?

C.λT?=1

D.λT?=ln(2)

5.在核反应堆的运行过程中，哪种裂变产物是重要的中子吸收剂，常用于控制棒材料？

A.Kr-85

B.Xe-135

C.I-131

D.Cs-137

二、填空题（每空3分，共18分。请将答案填入横线上。）

6.核裂变过程中释放的中子可能被裂变碎片俘获，通过一系列的_________俘获过程，裂变碎片最终可以转变为稳定的丰中子核素，并伴随产生中子。

7.放射性同位素衰变时，其母核数随时间呈指数衰减，描述这一过程的数学公式为N(t)=N?e^(-λt)，其中N?是_________，λ是_________。

8.放射性活度A(t)表示单位时间内发生放射性衰变的_________，常用单位是贝可勒尔（Bq），1Bq=1_________。

9.放射性衰变纲图是描述放射性核素_________的示意图，它清晰地展示了母核与子核之间的关系以及各种衰变模式。

10.长寿命的放射性裂变产物，如_________-90和_________-137，是核废料处理中的主要挑战。

11.在辐射防护中，针对α射线，通常需要采用_________屏蔽材料，而针对γ射线，则更倾向于使用密度较大的材料如_________或水。

三、名词解释（每题5分，共20分。请用简明扼要的语言解释下列名词。）

12.裂变碎片（FissionFragments）

13.衰变纲图（DecayScheme）

14.放射性活度（Radioactivity）

15.衰变链（DecayChain）

四、简答题（每题8分，共32分。请简要回答下列问题。）

16.简述核裂变过程中放射性同位素产生的两种主要途径。

17.解释什么是“次级裂变”，并举例说明一种典型的次级裂变反应。

18.为什么说Xe-135是核反应堆中非常重要的中子吸收剂？其影响有何特点？

19.简述放射性核废物的分类原则，并说明高放废物（HAF）的主要来源和特点。

五、计算题（共35分。请列出必要的公式、计算步骤和结果。）

20.（15分）已知某放射性同位素的半衰期为5天。假设初始时刻（t=0）该同位素的活度为10?Bq。请计算：

a.该同位素的衰变常数λ是多少？

b.经过10天后，该同位素的剩余活度是多少？

c.经过10天后，该同位素还有多少比例的原子核尚未发生衰变？

21.（20分）放射性同位素Co-60通过β?衰变转变为Ni-60，其半衰期T?=5.27年。假设在一个时刻，某样品中Co-60和Ni-60的原子核数之比为1:3（假设系统已达到secularequilibrium，即子体核的生成率等于其衰变率）。

a.请计算该时刻Co-60的半衰期T?_Co60和Ni-60的半衰期T?_Ni60。（提示：secularequilibrium条件下的母体半衰期与子体半衰期关系）

b.计算该时刻Co-60的衰变常数λ_Co60和Ni-60的衰变常数λ_Ni60。

c.计算该时刻Co-60和Ni-60的活度之比A_Co60/A_Ni60。

22.（10分）假设需要屏蔽一个放射性源，该源主要发射能量为1.0MeV的γ射线。如果要求在源后1米处