核电厂辐射防护基础课后习题

第一章基本概念1.何为碳单位，碳单位的符号和质量。答：以一个C12原子质量的十二分之一作为原子质量单位，记为u，这个原子质量单位称为碳单位，kgkgu27261066056.112/1099267.11。2.何为原子序数和原子质量数，用何符号表示？答：原子核中质子的数目称为原子序数，用符号Z表示；原子核中质子数和中子数之和称为原子质量数，也称质量数，用符号A表示。3.用XAZ表示原子（核）时，A、X和Z各表示什么意义？答：A是原子质量数，X是元素符号，Z是质子数或则是原子序数。4.用上题的符号时，中子的数目如何确定？答：中子数ZAN。5.当原子核发射一个粒子时，从原子核中发射出哪些核子？各为多少？答：6.当原子核发射一个粒子时，放射性原子的A和Z如何变化？答：A会增加1，Z不变。7.当原子核发射一个粒子时，放射性原子的A和Z是否会发生变化？答：不会发生改变。8.什么是核素和核子？同位素的天然丰度的定义。答：通常把具有相同质子数Z、中子数N的一类原子（核）称为一种核素，即核素是指任一种元素的任一种同位素，也就是说原子核构成（核内中子数和质子数）完全相同的物质就是一种核素。对于天然存在的元素，一种核素在它所属的天然元素中所占的原子百分数称为该核素的天然丰度。9.什么是质量亏损？原子核的结合能如何表示？什么是原子核的平均结合能？答：组成原子核的Z个质子和A-Z个种子的质量之和与该原子核的质量之差称为原子核的质量亏损。原子核的结合能除以该原子的质量数A所得的商，称为平均结合能，以表示。10.一个原子质量单位的物质所相应的静止质量能为多少？答：931.5MeV。11.在放射性衰变中，的意义是什么？答：的物理意义为单位时间内、一个核素衰变的概率。12.样品当前的放射性活度1450Bq，若半衰期为25min，试问在1h前样品的放射性活度是多少？（7656Bq）解：15006025/693.02/1T136001062.404-7650/1450/)(1062.44seetAA13.试述放射性物质的衰变规律？说明半衰期的物理意义？衰变常数和半衰期之间的关系？答：一定数量的某种放射性核素并不是在某一时刻突然全部衰变完，而是随时间的增加而逐渐地减少。当原子核数目）（tN衰变到初始值0N一半时所需要的时间称为半衰期，记作2/1T,它与衰变常数的关系为：/693.0/2ln2/1T14.什么是放射性活度？试述放射性活度的衰变规律？放射性活度的SI单位和专门的名称是什么，放射性活度SI的单位的定义。放射性活度和放射性核素数目的关系。答：一定量放射性核素衰变成子核的速度，称为放射性活度。衰变规律为随时间的增加而逐渐地减少。SI的单位为1s，专门的名称是“Bq”，它的定义为1Bq=1核衰变/秒。放射性活度和放射性核素数目的关系为：）（）（tNtA。15.设t=0时某放射性核素的原子核数目为10000，其半衰期为2/1T,试将合适的数据填入下表，并根据所填数据作图（横坐标为半衰期，纵坐标为剩余的原子核数目）t02/1T22/1T32/1T42/1T52/1TN（t）1000050002500125062531316.b124S的放射性衰变常数为17-1033.1s，问这种核素衰减到其初始值的0.1%需要多少年；这个时间间隔相当于多少个半衰期？17.某时刻o60C样品的原子核数目为410个，问该时刻该样品的活度？已知o60C的半衰期为5.26a。答：sT82/110659.136002436526.5/693.019-1018.4s15-1018.4sNA18.为什么射线的能谱是连续的？答:在衰变过程中,伴随着每一个电子有一个轻的中性粒子(“中微子”)一起被发射出来,使中微子和电子的能量之和为常数,故连续β谱.19.说明核反应的分类。答：按入射粒子的种类：中子核反应、荷电粒子核反应、光核反应按入射粒子的能量：低能核反应、中能核反应、高能核反应。第二章辐射和辐射量1.什么是电离？什么是电离辐射？试举几种电离辐射的例子?答：电离是指原子失去或有时得到电子而带电的过程；电离辐射是由能通过初级过程或次级过程引起电离的电磁波辐射与粒子辐射组成的，或者是两者混合组成的；如γ射线、X射线、β粒子、α粒子等。2.吸收剂量、当量剂量和有效剂量的定义、SI单位和专门名称。答：吸收剂量（D），它是d除以dm所得的商。SI单位为“1kgJ”，专称“戈瑞”。当量剂量（RTH,），它是RTD,（辐射R在组织或器官T中产生的平均吸收剂量）和Rw（辐射权重因数）的乘积。SI单位为“1kgJ”，专称“希沃特”。有效剂量（E)，它是人体所有组织或器官加权后的当量剂量之和。SI单位为“1kgJ”，专称“希沃特”。3.照射量的定义、SI单位和专用的单位。SI单位和专用单位的换算关系。答：照射量X是dQ除以dm的商，SI单位为“1kgC”，专用单位是R（伦琴）；141058.21kgCR4.射线与物质作用的主要过程。窄束射线在物质中的衰减规律。什么是质量厚度？答：射线物质作用时经过两步过程：第一，与物质发生作用（光电效应、康普顿效应、电子对效应）产生次级电子;第二，在电离效应的作用下，次级电子使物质原子电离。窄束射线在物质中的遵循指数衰减规律，即xeIxI0)(。m，xmx，称为质量厚度。5.总线衰变系数、线能量转移系数和线能量吸收系数的物理意义及其之间的关系。答：总线衰减系数：单位路程上的射线与物质发生相互作用的总概率。线能量转移系数：表示射线在物质中穿行单位长度距离时，由于相互作用，其能量转移给电子的份额。线能量吸收系数：表示射线在物质中穿行单位长度距离时，其能量真正被物质吸收的份额。6.中子与物质相互作用的主要过程。答：散射和吸收7.射线与物质相互作用的主要过程。答：射线是有电子或则正电子组成的粒子流，它们与物质的相互作用的主要过程为使原子电离和激发及轫致辐射，此外还有弹性散射和湮灭辐射。第三章辐射防护基础1.人类受到照射的天然辐射主要成分是什么？答：宇宙辐射、陆地上的辐射源和人体内的放射性。2.按照辐射效应的发生率与剂量之间的关系，辐射对人体的危害分为几类。答：随机性效应和确定性效应。3.随机性效应和确定性效应的特点和后果。答：随机性效应的特点：一旦这种效应发生，其后果的严重程度说不上与所受剂量大小有什么关系；后果是可能改变躯体的细胞，不断克隆，最终致癌，并且遗传给后代。定性效应的特点：其发生的概率与人体器官组织所受的剂量大小有关系；后果是一个组织或器官中有足够多的细胞被杀死或不能繁殖和发挥正常功能，则器官丧失其功能。4.内、外照射防护的基本原则。答：外照射：首先尽可能地降低辐射源的活度；在辐射源的活度不能再降低的情况下，采用下述方法的一种或几种方法的联合使用来达到外照射防护的目的：缩短受照时间；增大与辐射源的距离；在人与辐射源之间增加屏蔽体。内照射：尽量减少放射性物质进入体内的机会。5.辐射防护关心的问题和目的。答：关心的问题：既要保护个人和他们后代以及全体人类，又要不过分限制那些可能产生辐射照射的必要活动。目的：防止有害的确定性效应的发生，并将随机性效应的发生率降低到可合格达到的尽可能低的水平，从而在取得效益的同时保证人类免受辐射之害。6.试述放射性工作人员和公众的剂量限值。7.何为管理限值？如何使用管理限值？答：管理限值是由主观向当局或单位管理部门根据辐射防护最优化原则制定的限值。管理限值只用于稳定场合，如放射性流出物排放的管管理限值8.什么是参考水平，有哪几种？答：参考水平是决定采取某种行动的水平，它不是一个限值，其用途是当一个测量的量的数值超过或者预计超过制定参考水平时，提示应该采取某种行动。分记录水平，调查水平，干预水平9.辐射场辐射水平确定的情况下，确定放射性工作人员在辐射场内受照的因素是什么？答：照射时间;离开辐射源的距离;屏蔽的程度。10.使用贯穿辐射强度与距离平方成反比的规律时，要受到什么样的几何条件限制？答：只适用于源和探测器件的尺寸小于它们之间的距离的情况，并且这个距离是在空气或真空中测量的。11.在辐射场内如何控制工作时间和选择距辐射源的距离？答：根据AALLTHTH,22//LAALRRHH来控制工作时间和选择距离。12.为什么在处理宽束射线时要采用积累因子？答：因为在宽束射线情况下，光子经多次散射后仍有可能穿过物质，然后达到所考察的空间位置上。因此在所考察的位置上，不仅有未经相互作用的入射光子，而且还有多次散射后的光子，为了考虑康普顿多次散射的影响，故引进积累因子，用以对窄束减弱规律加以修正。13.试求10107.3Bq的a24N放射源在距其10m处的照射量率？解：1192181021030684.110/10532.3107.3/skgCrAX14.已知空气中某点处照射量为kg/1045.63-C,求该点处空气的吸收剂量？15.试述描述射线和中子衰弱的几个参数。答：射线：减弱倍数K、透射比、半减弱厚度2/1和十分之一减弱厚度10/1。中子：中子辐射透射系数、中子透射比、减弱倍数、十倍减弱厚度。16.确定屏蔽射线和中子的屏蔽厚度的简单计算方法17.使用公示表诉DAC和ALI的关系。18.如何使用照射量因子、照射量率常数和mf计算照射量、照射量率和任意物质的吸收剂量？答：照射量因子（xf）、照射量率常数（）和mf计算照射量（X）、照射量率（X）和任意物质的吸收剂量(mD);xfX、2/rAX、XfDmm。第四章核电厂辐射与防护1.试述核电厂堆芯的辐射源。答:反应堆本体、冷却剂系统、乏燃料的贮存和运输、废物处理系统。2.试述一回路放射性核素的来源及主要成分。答：来源分为两部分：①冷却剂本身的活化产物，冷却剂内原有杂志的活化产物，冷却回路管道和堆芯内设备表面腐蚀产物的活化产物②燃料包壳破损时由元件逸出的裂变产物，燃料包壳表面和其他结构材料表面杂质中铀的裂变产物。主要成分：N16、N17、O19、F18、C14、H33.试述降低工作人员受照的防护措施。答：分区与出入控制：场所分区、分区管理、源项控制、控制区出入管理屏蔽：堆本体屏蔽、主冷却回路的屏蔽、燃料运输屏蔽、辅助厂房屏蔽、可移式屏蔽通风：反应堆堆坑通风系统、安全壳换气通风系统、安全壳连续通风系统降低辐射源活度：4.试述反应堆厂房放射性分区的主要目的。答：为了防止无关人员进入辐射区和防止污染的扩散，便于辐射防护管理和职业照射控制，核电厂的厂房应分区。5.试述反应堆屏蔽的特点。答：（1）辐射源的情况比较复杂（2）屏蔽要求不同（3）屏蔽设计复杂（4）屏蔽材料选择因屏蔽的设备而异6.试述通风系统的功能和设计原则。答：功能：（1）防止污染空气的扩散，把工作场所空气中放射性物质浓度保持在可合理达到的尽可能低的水平（2）调整工作场所的温度适合于工作人员工作，降低设备的温度使之能正常工作原则：换气、控制空气流向、控制工作场所的气流模式、闭式循环、净化、监测与控制7.试述降低辐射源活度主要措施。答：（1）选择一次冷却系统的材料，尽量减少放射性腐蚀产物，特别是Co60的生成；（2）选择合理的运行条件以减少放射性腐蚀产物在设备和管道上的积淀；（3）对冷却剂进行过滤，将放射性腐蚀产物从一次冷却剂系统中分离出去；（4）对系统进行去污，把沉积下来的放射性腐蚀产物从系统中清除出去。8.试述降低公众受照的防护措施。答：（1）厂址选择：核电厂的厂址必须满足核安全和辐射防护方面的要求，保证在正常运行（包括预计运行事件）及事故情况下周围公众的个人有效剂量及集体有效剂量低于规定的限值（2）防止放射性物质释放的多重屏障设计：压水堆的多重屏障有燃料芯体、燃料包壳、一回路、安全壳（3）放射性流出物排放控制：为了使公众受照低于管理限值或设计目标值，需要控制放射性物质的排放量