2025年大学《核物理》专业题库—— 核裂变技术在重元素合成中的应用.docxVIP

2025年大学《核物理》专业题库——核裂变技术在重元素合成中的应用

考试时间：______分钟总分：______分姓名：______

一、选择题（每小题2分，共20分。下列每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。）

1.关于重原子核的裂变，下列说法正确的是？

A.裂变过程中原子核的质子数保持不变

B.裂变过程中原子核的中子数保持不变

C.裂变产物是两种或多种中等质量的原子核

D.裂变过程会释放出电子

2.重水堆中使用重水（D?O）作为慢化剂的主要原因是？

A.重水价格低廉

B.重水的密度大

C.重水对中子的慢化效果好，且对中子的吸收截面小

D.重水易于获取

3.在核裂变的链式反应中，下列哪个因素是维持反应持续进行的关键？

A.裂变中子数大于吸收中子数

B.裂变中子数小于吸收中子数

C.裂变中子数等于吸收中子数

D.中子能量越高，链式反应越容易进行

4.核裂变反应堆中，控制棒的主要作用是？

A.吸收中子，调节反应堆的功率

B.产生中子，维持链式反应

C.加速中子，提高中子能量

D.冷却反应堆，防止过热

5.关于核裂变能量的释放，下列说法正确的是？

A.核裂变释放的能量主要来自于原子核的质子

B.核裂变释放的能量主要来自于原子核的中子

C.核裂变释放的能量来自于原子核质量亏损转化成的能量，遵循爱因斯坦的质能方程E=mc2

D.核裂变释放的能量以热能形式完全损失

6.重元素合成的主要途径之一是核裂变，下列哪个过程不属于核裂变？

A.U-235吸收中子后裂变生成Ba-141和Kr-92

B.Pu-239吸收中子后裂变生成Xe-140和Sr-94

C.He-4与Be-9发生核反应生成C-12

D.C-12吸收中子后裂变生成两个中等质量的原子核

7.在核反应堆中，为了防止中子泄漏，通常会在反应堆芯周围设置？

A.慢化剂

B.冷却剂

C.中子反射层（反射体）

D.控制棒

8.核裂变技术用于重元素合成的主要优势是？

A.成本低廉

B.过程简单

C.可以生产自然界中不存在的元素

D.产物纯度高

9.核裂变技术产生的核废料的主要危害是？

A.引发核爆炸

B.产生强辐射，对环境和人类健康造成长期危害

C.难以储存

D.成本高

10.为了解决核裂变技术产生的核废料问题，目前主要的研究方向包括？

A.开发新的核反应堆，减少核废料产生

B.开发核废料回收技术，提取有用物质

C.开发核废料深地质处置技术，长期安全储存

D.以上都是

二、填空题（每空2分，共20分。）

1.核裂变是指heavy原子核在吸收中子后分裂成两个或多个中等质量的原子核，并释放出中子和能量。

2.核裂变反应堆中常用的慢化剂有轻水、重水和石墨。

3.核裂变反应堆中常用的冷却剂有轻水、重水、液态金属钠等。

4.重水堆使用重水作为慢化剂是因为重水对中子的吸收截面小。

5.核裂变技术用于重元素合成的主要机制是核裂变过程中产生的中子可以引发其他重核的裂变或嬗变。

6.核裂变反应堆的安全保护系统通常包括安全壳、应急冷却系统、控制系统等。

7.核裂变产生的核废料主要是高放射性废料和中等放射性废料。

8.核裂变技术的应用领域主要包括核能发电、核武器、同位素生产等。

9.核裂变技术的安全性问题主要包括中子泄漏、核废料处理、事故风险等。

10.重元素合成是指通过核反应人工制造heavy元素的过程。

三、简答题（每小题5分，共20分。）

1.简述核裂变的链式反应过程。

2.简述核裂变反应堆的基本组成和工作原理。

3.简述核裂变技术在重元素合成中的应用原理。

4.简述核裂变技术的安全性问题及应对措施。

四、计算题（每小题10分，共20分。）

1.已知铀-235的原子量为236.0u，钡-141和氪-92的原子量分别为140.9u和92.9u，中子的质量为1.0u。计算核反应U-235+n→Ba-141+Kr-92+xn中的x值，并估算该核反应释放的能量（已知1u质量相当于931.5MeV的能量）。

2.某核反应堆的功率为1000MW，假设每个核裂变事件释放的能量为200MeV，中子利用率为80%。计