2025年大学《核物理》专业题库—— 核技术在材料科学中的应用.docxVIP

2025年大学《核物理》专业题库——核技术在材料科学中的应用

考试时间：______分钟总分：______分姓名：______

一、名词解释（每小题3分，共15分）

1.放射性衰变

2.中子俘获反应

3.伽马能谱分析

4.X射线荧光分析(XRF)

5.辐照剂量

二、填空题（每空1分，共20分）

1.放射性衰变的主要类型包括______、______和______。

2.α粒子、β粒子与物质相互作用的主要方式是______，而中子则主要通过______和______与物质发生作用。

3.在中子活化分析中，样品中稳定原子俘获中子后转变为______，该放射性同位素衰变时发射出的______能谱可用于定性分析和定量分析。

4.X射线荧光分析（XRF）是基于原子受激发后发射______的原理来进行分析的。根据激发方式不同，可分为______和______。

5.辐射加工中常用的辐照剂量单位有______和______，其中______是吸收剂量的国际单位制单位。

6.辐射交联是一种通过辐射诱导聚合物链之间形成______来改善材料______和______的方法。

7.利用放射性同位素源产生的γ射线穿透材料进行缺陷检测的方法称为______。

三、选择题（每小题2分，共20分。将正确选项的字母填在括号内）

1.以下哪种核衰变方式会改变原子序数？（）

A.α衰变B.β?衰变C.β?衰变D.γ衰变

2.中子俘获反应通常释放能量，这种反应在核反应堆中可用于生产______。（）

A.可裂变燃料B.易裂变燃料C.锕系元素D.镧系元素

3.与中子活化分析相比，X射线荧光分析的主要优点之一是______。（）

A.特征性强B.准确度高C.非侵入性D.对轻元素更敏感

4.在辐射加工中，使用高能电子束（如电子回旋加速器）相比于使用γ射线（如??Co源）的主要优势是______。（）

A.剂量率更高B.能量更易调节C.对材料穿透深度更大D.设备成本更低

5.以下哪种材料最适合用中子衍射来研究其晶体结构？（）

A.重元素化合物B.含氢材料C.高熔点金属D.上述皆非

6.放射性同位素??Cr的主要衰变方式是______。（）

A.α衰变B.β?衰变C.β?衰变D.电子俘获

7.辐照对聚合物的降解通常发生在______。（）

A.链节主链B.链端基团C.侧基D.以上皆可

8.在核反应方程23?U+n→23?Pu+X中，X代表的是______。（）

A.α粒子B.β?粒子C.中子D.γ射线

9.以下哪种技术主要利用了带电粒子（如电子）与物质相互作用产生的轫致辐射？（）

A.NAAB.XRFC.GEFD.EDS

10.使材料发生辐射损伤或改性的辐射能量通常需要达到______。（）

A.化学键能B.晶格能C.离子化能D.辐照源临界能量

四、简答题（每小题5分，共20分）

1.简述伽马能谱分析中，能够识别不同放射性同位素的主要依据是什么？

2.与化学分析方法相比，核分析技术（如活化分析、XRF）在元素分析方面有哪些独特的优势？

3.简述辐射交联和辐射降解对聚合物性能影响的区别。

4.简述中子与X射线在材料结构分析（如衍射）中的应用区别。

五、计算题（共15分）

1.某样品经中子长时间辐照后，其中某稳定元素M（质量数A）被转化为放射性同位素??M。测量发现，每克样品中每小时发射出3.7×10?个β?粒子。已知??M的半衰期T?/?=6.0天。请计算该样品中元素M的浓度（以每克样品中含有的摩尔数表示）。（8分）

2.假设对某材料进行辐射加工，需要给予其5.0kGy的吸收剂量。如果使用剂量率为2.0kGy/h的γ射线源进行辐照，需要辐照多长时间？（注：1kGy=1kJ/kg=1000J/kg）（7分）

六、论述题（10分）

结合具体实例，论述中子辐照处理在改善材料性能（例如耐腐蚀性、力学强度或功能特性）方面的应用潜力，并分析其面临的主要挑战。

试卷答案

一、名词解释

1.放射性衰变：不稳定的原子核自发地释放出射线（如α、β、γ射线）转变成另一种原子核的过程。

2.中子俘获反应：原子核俘获一个或多个中子后发生转变，可能伴随发射其他粒子或γ射线的过程。

3.伽马能谱分析：通过测