2025年大学《核物理》专业题库—— 核材料在服装设计中的应用.docxVIP

2025年大学《核物理》专业题库—— 核材料在服装设计中的应用.docx

  1. 1、有哪些信誉好的足球投注网站(book118)网站文档一经付费(服务费),不意味着购买了该文档的版权,仅供个人/单位学习、研究之用,不得用于商业用途,未经授权,严禁复制、发行、汇编、翻译或者网络传播等,侵权必究。。
  2. 2、本站所有内容均由合作方或网友上传,本站不对文档的完整性、权威性及其观点立场正确性做任何保证或承诺!文档内容仅供研究参考,付费前请自行鉴别。如您付费,意味着您自己接受本站规则且自行承担风险,本站不退款、不进行额外附加服务;查看《如何避免下载的几个坑》。如果您已付费下载过本站文档,您可以点击 这里二次下载
  3. 3、如文档侵犯商业秘密、侵犯著作权、侵犯人身权等,请点击“版权申诉”(推荐),也可以打举报电话:400-050-0827(电话支持时间:9:00-18:30)。
  4. 4、该文档为VIP文档,如果想要下载,成为VIP会员后,下载免费。
  5. 5、成为VIP后,下载本文档将扣除1次下载权益。下载后,不支持退款、换文档。如有疑问请联系我们
  6. 6、成为VIP后,您将拥有八大权益,权益包括:VIP文档下载权益、阅读免打扰、文档格式转换、高级专利检索、专属身份标志、高级客服、多端互通、版权登记。
  7. 7、VIP文档为合作方或网友上传,每下载1次, 网站将根据用户上传文档的质量评分、类型等,对文档贡献者给予高额补贴、流量扶持。如果你也想贡献VIP文档。上传文档
查看更多

2025年大学《核物理》专业题库——核材料在服装设计中的应用

考试时间:______分钟总分:______分姓名:______

一、

简述原子核的组成及其主要粒子特性。说明放射性衰变的本质过程,并列举三种常见的放射性衰变方式,简述其特点。

二、

解释什么是放射性活度,并给出其国际单位制单位。一个含有1克镭-226(半衰期约为1600年)的样品,其放射性活度大约是多少居里(Ci)?请列出计算过程。

三、

放射性同位素可用于追踪研究。简述利用放射性示踪法研究染料在纺织纤维上染过程的原理。说明在此过程中可能需要考虑哪些核物理因素?

四、

核辐射对物质具有多种效应。请分别说明α射线、β射线和γ射线与物质相互作用的主要方式,并比较它们穿透能力的差异。

五、

简述辐射防护的“时间、距离、屏蔽”三大原则。为什么在处理强放射性源时,保持距离是极其重要的防护措施?

六、

辐照处理是利用辐射能改变材料性能的一种技术。请说明高能辐射(如γ射线或高能电子束)如何影响聚合物的分子结构,并举例说明这种辐照处理在改善纺织纤维性能(如耐热性、抗老化性、交联度等)方面的应用。

七、

某些稀土元素掺杂的玻璃或陶瓷材料具有发光特性,俗称夜光材料。从核物理角度,解释这些材料能够发光的原理(提示:可能涉及放射性同位素衰变或非放射性但与能级跃迁相关的过程)。设想一种利用此类核材料发光特性的服装设计应用,并简述其工作原理及潜在优势。

八、

核安全是核技术应用中必须高度重视的问题。在服装生产或使用过程中涉及核材料(例如,使用放射性发光涂料或经过辐照处理的面料)时,可能存在哪些潜在的健康风险和环境风险?请列举至少三种,并提出相应的预防或管理措施。

九、

随着科技发展,人们对服装的功能性要求越来越高。虽然目前放射性材料在主流服装设计中的应用非常有限,但基于核物理知识,你认为未来是否有可能开发出具有特殊核物理功能的新型服装材料或设计?若有可能,请畅想一种具体的服装及其功能,并简要说明其可能涉及核物理原理及面临的挑战。

试卷答案

一、

原子核由质子和中子组成。质子带正电荷,质量约为1.67×10^-27千克;中子不带电荷,质量与质子非常接近。原子核半径大约与核子数(质子数加中子数)的立方根成正比。

放射性衰变的本质是原子核不稳定,自发地放射出粒子或电磁辐射,转变成另一种核的过程。常见的放射性衰变方式有:

1.α衰变:原子核放射出一个α粒子(即氦核,含2个质子和2个中子),导致新核的质子数减少2,中子数减少2,原子序数减小1。α粒子电离能力强,但穿透能力弱。

2.β衰变:原子核内一个中子转变为一个质子,同时放射出一个β粒子(电子或正电子)和一个反中微子(或中微子)。β衰变使质子数增加1(β?衰变)或减少1(β?衰变,伴随电子俘获),原子序数相应改变1。β粒子电离能力弱于α粒子,但穿透能力强于α粒子。

3.γ衰变:处于激发态的原子核向较低能级跃迁时放射出高能光子(γ射线)。γ射线不带电,电离能力最弱,但穿透能力最强。

二、

放射性活度是指放射性核素在单位时间内发生放射性衰变的次数。其国际单位制单位为贝可勒尔(Bq),1Bq=1次衰变/秒。镭-226的半衰期T?约为1600年,需转换为秒:T?=1600年×365.25天/年×24小时/天×3600秒/小时≈5.077×1011秒。

活度A与衰变常数λ关系为A=λN,其中N为核数。衰变常数λ=ln(2)/T?≈1.37×10?11s?1。

N=A/λ=1克/(226克/摩尔×6.022×1023个/摩尔)≈3.82×1021个。

活度A=λN≈(1.37×10?11s?1)×(3.82×1021个)≈5.24×101?Bq。

换算为居里(Ci),1Ci=3.7×101?Bq。

活度≈(5.24×101?Bq)/(3.7×101?Bq/Ci)≈1.41Ci。

三、

利用放射性示踪法研究染料上染过程原理:将少量放射性同位素标记的染料分子与未标记的普通染料混合,施加于纺织纤维上。通过测量纤维上放射性同位素的含量随时间的变化,可以追踪染料分子的迁移路径、吸附/解吸行为、在纤维内部扩散的过程以及最终的分布情况。

需要考虑的核物理因素:标记同位素的放射性强度(确保足够检测)、半衰期(需适中,既不能太快也不能太慢)、衰变方式及产生的辐射类型(便于探测)、标记染料与未标记染料的化学物理性质是否相似(保证示踪效果)、辐射探测仪器的灵敏度及探测效率等。

四、

α射线、β射线、γ射线与物质相互作用方式及穿透能力比较:

1.相互作用方式:

*α射线:主要通过电离作用与物质相互作用。每个α粒子具有较大的电荷(+2

您可能关注的文档

文档评论(0)

12 + 关注
实名认证
文档贡献者

共享知识

1亿VIP精品文档

相关文档