放射物理与防护习题与答案第一章核物理基础(物质的结构、核转变)第一节学习目标及学习指导一、学习目标(一)掌握内容1．放射性核素衰变的类型。
2．原子核的衰变规律。
(二)熟悉内容熟悉原子结构、原子核结构。
(三)了解内容衰变平衡。
二、学习指导1．从初期理论的实验基础入手展开对原子结构的介绍，通过玻尔的原子模型引入玻尔假设、氢原子的玻尔理论，得出轨道半径、能量与量子数n的关系。
核外电子结构、原子能级、原子核外壳层电子的结合能，原子核的结构、原子核的结合能。
2．核素有两大类，即放射性核素和稳定性核素。
放射性核素又分为天然放射性和人工放射性核素。
放射性核素发生衰变过程中遵守电荷、质量、能量、动量和核子数守恒定律。
3．原子核的衰变规律可用衰变常数、半衰期、平均寿命、放射性活度来衡量。
有些放射性核素可以发生递次衰变。
第二节习题集一、A1型题：每道试题由1个以叙述式单句出现的题干和4～5个供选择的备选答案构成，请你从备选答案中选择1个最佳答案。
1．关于物质结构的叙述，错误的是 A．物质由原子组成 B．核外电子具有不同壳层 C．一般每层上的电子数最多是2n2个 D．核外的带负电荷的电子出现的几率称为“电子云”E．最外层电子数最多不超过10个2．关于原子核外结构的叙述，错误的是 A．原子均由原子核及核外电子组成 B．电子沿一定轨道绕核旋转 C．核外电子具有不同壳层 D．K层电子轨道半径最小E．K层最多容纳8个电子3．关于原子能级的相关叙述，错误的是 A．电子在各个轨道上具有的能量是连续的B．原子能级，以电子伏特表示 C．结合力与原子序数有关 D．移走轨道电子所需的最小能量为结合能 E．原子处于能量最低状态时叫基态4．下列说法错误的是 A．原子能级是指电子与核结合成原子时，能量的减少值 B．结合能表示将电子从原子中移走所需的最小能量 C．原子能级是结合能的负值 D．原子中结合能最大的电子，能级最低 E．原子能级和结合能数值相等5．轨道半径最小的壳层是 A．K层 B．L层 C．M层 D．N层 E．O层6．最多可容纳8个电子的壳层是 A．K层 B．L层 C．M层 D．N层 E．O层7．电子伏特(eV)与焦耳(J)的关系是 A．1eV=1.6×10-19J B．1J=1.6×10-19eV C．1eV=1J D．1eV=1.6×1019J E．以上都不对8．原子能级与结合能的关系是 A．原子能级是结合能的负值 B．二者绝对值相等C．二者符号相反 D．以上都对 E．以上都不对9．描述绕原子核运动的电子所处的状态的量子数有 A．主量子数n B．角量子数LC．磁量子数mL D．自旋量子数msE．以上都可以10．原子中壳层电子吸收足够的能量脱离原子核的束缚变为自由电子的过程称为 A．基态 B．激发 C．跃迁 D．特征光子 E．电离11．可以用来描述放射性核素衰变快慢的物理量是 A．衰变常数 B．半衰期 C．平均寿命 D．放射性活度 E．以上都是12．一放射性核素经过3个半衰期的时间后放射性核素数为原来的 A．1／2 B．1／3 C．1／4 D．1／8 E．1／1613．放射系母体为A，子体为B，其核素数目分别为NA (t)、NB(t)，放射性活度为AA(t)、A B (t)，达到放射平衡后 A．NA(t)=NB(t) B．AA(t)=AB(t) C．NA(t)、NB(t)不随时间变化 D．NA (t)、NB(t)的比例不随时间变化 E．以上都不对14．放射性活度的国际单位是 A．居里 B．秒-1 C．戈瑞 D．伦琴 E．贝可勒尔15．下列公式中错误的是 A．Te=T+Tb B．λτ1= C．T tNN)21(= D．λ2ln=TE ．t e A A λ-=01 6．关于放射性核素衰变的说法错误的是 A ．放射性核素分为天然放射性核素和人工放射性核素 B ．人工核素主要由反应堆和加速器制备 C ．放射性核素衰变过程遵守电荷、质量、能量、动量和核子数守恒定律 D ．放射性衰变是放射性核素本身的特性 E ．放射性核素所放出的射线种类都是单一的17．原子核数因衰变减少一半所需的时间是 A ．平均寿命 B ．衰变常数 C ．放射性活度 D ．半价层 E ．半衰期18．贝可勒尔(Bq)与居里(Ci)的关系是 A ．1Bq=1Ci B ．1Bq=3.7×1010CiC ．1Bq=3．7×109CiD ．1 Ci===3．7×109BqE ．1Ci===3．7×1010Bq19．在电子俘获过程中，可能出现外层电子填补内层电子空位，而产生 A ．特征X 线B ．俄歇电子C ．轫致X 线D ．γ光子E ．A+B1．氢原子光谱的谱线系可用一个通式表达为 A ．⎪⎭⎫ ⎝⎛+=2211n KR H ν B ．⎪⎭⎫ ⎝⎛-=2211K n R H ν C ．⎪⎭⎫ ⎝⎛-=221n K R H ν D ．⎪⎭⎫ ⎝⎛-=221n K R H ν E ．⎪⎭⎫ ⎝⎛-=2211n KR H ν 2．在原子中，电子带负电荷，原子核带正电荷，原子核对电子的吸引力称为结合力，距核愈近的电子结合力愈大，移动该电子所需要的能量愈大。
反之，亦然。
移走原子中某轨道电子所需要的最小能量就叫做这个电子在原子中的 A ．电离能 B ．激发能C ．能级D ．动能E ．结合能3．一种核自发的变成另一种核，其质量数不变，而原子序数在元素周期表中向前或向后移一个位置，这是 A ．α衰变 B ．γ衰变 C ．β+衰变 D ．β-衰变 E ．β衰变4．原子核由激发态回到基态时，把全部能量交给核外电子，使其脱离原子的束缚而成为自由电子，这一过程称为 A ．电子俘获 B ．光电效应 C ．轫致辐射 D ．俄歇电子 E ．内转换5．无论是电子俘获还是内转换过程，由于原子的内壳层缺少电子而出现空位，外层电子将会填充这个空位，因此这两个过程都将伴随着发射 A ．特征X 线 B ．俄歇电子C ．轫致X 线D ．γ光子 F ．A+B6．如果母核俘获一个K 层电子而变为原子序数减压的核，这个过程叫K 俘获。
如果母核俘获L 层电子，叫做 A ．K 电子俘获 B ．L 电子俘获 C ．M 电子俘获 D ．N 电子俘获 E ．O 电子俘获7．处于激发态的原子核有两种释放能量的方式 A ．发射γ射线 B ．内转换 C ．光电效应 D ．电子俘获 E ．A+Bl ．电子的能量是 A ．动能 B ．势能 C ．零 D ．正值 E ．动能和势能之和2．原子核对电子的吸引力是 A ．基态 B ．跃迁 C ．激发能 D ．电离能E ．结合力特3．表征原子的能量状态的称为A ．轨道半径 B ．结合能 C ．电离能 D ．激发能 E ．原子能级4．移走原子中某壳层轨道电子所需要的最小能量是 A ．高能级 B ．激发能 C ．电离能D ．结合能 E ．跃迁5．原子处于最低能量状态叫 A ．激发态 B ．第一激发态 C ．第二激发态 D ．跃迁 E ．基态6．K 层最多可容纳的电子数为 A ．18 B ．10 C ．8D ．1 E ．27．同一原子中，电子结合能最大的壳 A ．L 壳层 B ．N 壳层 C ．M 壳层 D ．O 壳层 E ．K 壳层四、1．决定原子能级的主要因素是2．决定轨道量子数的是3．决定电子的自旋状态的是4．决定同一电子壳层中电子具有的能量及运动形式的是5．原子系统的量子态分为许多层，每层都有许多量子态，可以容纳许多电子，所以称为A ．主量子数 B ．角量子数 C ．磁量子数 D ．自旋量子数 E ．电子壳层【参考答案】一、A1型题1．E 2．E 3．A 4．E 5．A 6．B 7．A 8．D9．E lO ．E11．E 12．D 13．D 14．E 15．A 16．E 17．E 18．E 19．E 二、A2型题1．E 2．E 3．E 4．E 5．E 6．A 7．E 三、A3型／A4型题 1．E 2．E 3．E4．D 5．E 6．E 7．E 四、B1型题 1．A 2．C 3．D 4．B 5．E 第二章 1．发现X 射线的物理学家是 A ．贝克勒尔 B ．居里夫人 C ．戈瑞 D ．拉德 E ．伦琴2．德国物理学家伦琴发现X 射线的时间是 A ．1901年11月8日 B ．1895年12月8日 C ．1898年8月11日 D ．1896年11月8日 E ．1895年11月8日3．产生X 射线的必备条件是 A ．电子源 B ．高速电子流 C ．阳极靶面 D ．以上都是 E ．以上都不是4．关于X 线产生条件的叙述，错误的是 A ．电子源 B ．高速电子流 C ．阻碍电子流的靶面 D ．高速电子与靶物质相互作用的结果 E ．X 线管的靶面均由钼制成5．X 线管的靶面材料通常是 A ．铁 B ．钼 C ．金 D ．铜 E ．钨6．软组织摄影用X 线管阳极的靶面材料是A ．钨B ．铁 C ．金 D ．铝 E ．钼7．与连续X 射线的最短波长有关的是 A ．管电流 B ．照射时间 C ．电子电量D ．光子数量E ．管电压8．对于给定的靶原子，各线系的最低激发电压最大的是 A ．K 层 B ．L 层 C ．M 层 D ．N 层 E ．O 层9．连续X 线的最短波长为 A ．m kV U )(24.1min =λ B ．nm kV U )(4.12min =λ C ．m kV U μλ)(24.1min = D ．pm kV U )(24.1min =λ E ．nm kV U )(24.1min =λ 10．下列叙述错误的是 A ．管电压越高，产生的X 射线最短波长越短 B ．X 射线的最短波长对应于最大光子能量 C ．管电压越高，X 射线的产生效率越大 D ．阳极靶物质的原子序数越大，X 射线的产生效率越大 E ．管电流越高，X 射线的产生效率越大11．能量80keV 的电子入射到X 射线管的钨靶上产生的结果是 A ．连续X 射线的最大能量是80keV B ．特征X 射线的最大能量是80keV C ．产生的X 射线绝大部分是特征X 射线 D ．仅有1％的电子能量以热量的形式沉积在钨靶中 E ．以上都是12．关于特征X 线的叙述，正确的是 A ．X 线最短波长仅与管电压有关 B ．管电压升高特征射线的百分比减少 C ．X 射线谱是连续能量谱 D ．电压升高特征放射能量增加 E ．内层轨道电子发射出的X 线为特征放射13．X线发生效率的公式是 A．η=KZ／U B．η=KZ2U C．η=KZU2 D．η=K2ZU E．η=KZU14．影响连续X射线产生的因素是 A．靶物质 B．管电流 C．管电压 D．高压波形 E．以上都是15．下列叙述正确的是 A．连续X射线强度与靶物质的原子序数成反比 B．连续X射线强度与管电流成反比 C．连续X射线强度与管电压成正比 D．连续X射线强度与高压波形无关 E．以上都不对16．关于X线强度分布的叙述，正确的是 A．与靶面倾斜角度无关 B．阴极端X线强度弱 C．照射野内分布均匀 D．与靶面状况无关 E．X线管短轴方向两侧对称17．下列叙述错误的是 A．高速电子碰撞阳极靶面产生的X射线分布与阳极倾角有关B．近阳极端X射线强度弱，近阴极端X射线强度强 C．阳极倾角越小，阳极效应越明显 D．阳极倾角指垂直于X射线管长轴的平面与靶面的夹角 E．以上都不对18．关于X线物理效应的叙述，错误的是 A．穿透作用 B．电离作用 C．荧光作用 D．热作用 E．着色作用19．计算150kV的管电压产生的X射线的最短波长 A．0．012399nm B．0．020665nm C．0．016532nm D．0．024798nm E．0．008266nm1．关于连续X线光子能量的叙述，错误的是 A．X线是一束混合能谱 B．能量决定于电子的能量 C．能量决定于核电荷 D．能量决定于电子接近核的情况 E．能量大X线波长长2．X线束成为混合射线其原因为 A．固有滤过材料不同 B．靶物质的材料不同C．由于光电效应所致 D．由于康普顿效应所致 E．阴极产生的电子能量不同3．X射线在传播时，具有频率和波长，并有干涉、衍射等现象，突出表现的性质是 A．微粒性 B．波粒二象性 C．物理特性 D．生物效应特性 E．波动性4．X射线在与物质相互作用时，具有能量、质量和动量，突出表现的性质是 A．波动性 B．微粒性 C．波粒二象性 D．物理特性 E．生物效应特性5．在描述X线时，经常用到kV(kV)和keV两个单位，它们之间的区别与联系错误的是p是指峰值管电压的千伏值 C．keV A．kV是指X线管两极间管电压的千伏值 B．kVp表示单个电子或光子等基本粒子能量的千电子伏值 D．如果电子从100kV管电压的电场中，获得100keV的高速运动能量 E．如果电子从100kV管电压的电场中，撞击阳极靶物质发生能量转换时，产生的光子最大能量是100kV6．在放射工作中，应注意阳极效应的影响。