輻射加工探索性實驗課程設計

龔 頻

（南京航空航天大學 核科學與工程系，南京 210016）

輻射加工探索性實驗課程設計

龔 頻

（南京航空航天大學 核科學與工程系，南京 210016）

近年來，高校越來越重視學生創新性實踐能力的培養。本文針對高校核專業學生，開發了一套輻射加工方面的探索性實驗課程。以輻照滅菌工藝中的產品“性能鑒定”為基礎，設計了3個探索方向的實驗內容，并給出探索性實驗課程的實施步驟。輻射加工探索性實驗課程有助于提升高校核專業學生的創新性實踐能力。

輻射加工；探索； 實驗；課程設計

近年來，國內高校的核專業發展較為迅速，同時，高校越來越重視學生實踐能力，特別是創新性實踐能力的培養。從培養核專業學生創新性實踐能力的角度出發，有核專業的高校應為學生提供與生產實踐緊密結合的有一定探索性的核相關的實驗課程。輻射加工是民用非動力核技術利用的一個重要方面，也是核專業學生一個重要的就業方向。輻射加工是指利用鈷-60放射源發出的γ射線或加速器產生的電子束對產品進行加工，以達到消毒滅菌或者材料改性的目的。目前，全世界范圍內的輻射加工業務，均以產品的輻照滅菌為主。圍繞產品的輻照滅菌工藝設計一套探索性實驗課程，可以讓核專業學生從探索中學習到輻射加工的相關知識和技術，同時，培養其創新性實踐能力。

1　探索性實驗課程的設計基礎

輻照滅菌是一種特殊過程。根據質量管理體系要求，產品生產的特殊過程需要通過一定的實驗手段進行驗證。輻照滅菌過程的驗證即“滅菌有效性確認”。產品的“滅菌有效性確認”一般包括“安裝鑒定”（Installation Qualification）、“運行鑒定”（Operational Qualification）及“性能鑒定”（Performance Qualification）。其中“性能鑒定”（PQ）是輻照滅菌工藝的關鍵，而其結果又因產品而異。因此，可以將產品的“性能鑒定”（PQ）作為探索性實驗課程的設計基礎。

輻照滅菌的“性能鑒定”（PQ）通常包括“產品最大可接受劑量設定”“產品滅菌劑量設定”以及“產品劑量分布測定”3個部分。本文以輻射加工常用的鈷-60γ輻照裝置作為實驗裝置，將以上3個部分分別作為一個探索方向，具體實驗內容如下。

2　探索方向的實驗內容

2.1產品最大可接受劑量設定

該探索方向的目的為確定產品的最大可接受劑量（Maximum acceptable dose），即產品在保證功能性完好的前提下可接受的輻照劑量上限。實驗過程分為以下幾個步驟:選擇產品，了解產品信息；獲取產品樣品；輻照產品；對輻照后產品進行老化實驗；對實驗結果進行評價，確定最大可接受劑量。

2.2產品滅菌劑量設定

該探索方向的目的為確定產品的滅菌劑量（Sterilization Dose），即令產品達到滅菌要求的最小輻照劑量。實驗過程分為以下幾個步驟:選擇產品，了解產品信息；獲取產品樣品；輻照產品；對輻照后產品進行菌檢實驗；對實驗結果進行評價，確定滅菌劑量。

2.3產品劑量分布測定

該探索方向的目的為確定產品的劑量分布（Dose Mapping），即在輻照容器內一定裝載模式下產品所接受劑量的空間分布。實驗過程分為以下幾個步驟:選擇產品，了解產品信息；獲取產品樣品；確定產品裝載模式；布置劑量計；將產品裝入輻照容器；輻照產品；測量劑量計得到劑量分布；找出劑量分布中最大最小劑量值及劑量點位置；計算常規監測點劑量和最大最小劑量的轉換系數。

3　探索性實驗課程的實施步驟

探索性實驗課程的具體實施可以分為“學生分組”“方案制訂”“實驗操作”及“報告編制”4個步驟。學生分組:將需要做實驗的學生按比例分成多個小組，每個小組產生一個組長，由組長負責內部分工。方案制訂:各小組在“產品最大可接受劑量設定”“產品滅菌劑量設定”以及“產品劑量分布測定”中選擇一個探索方向。方向選定后各小組選擇感興趣的產品，了解產品信息和滅菌工藝，制訂出實驗方案。實驗操作:各小組根據制訂好的方案進行具體的實驗操作，獲得實驗數據。報告編制:各小組分析實驗結果得出結論，并編制正式的實驗報告。

由于每個學生小組選擇不同的產品進行實驗，完成一個探索方向只相當于完成該產品“性能鑒定”的一部分。對于能力比較強的學生，可以將多個探索方向組合起來，完成產品“性能鑒定”的多個部分或全部，這樣可以提升探索的難度。

4　探索性實驗課程指導教師的職責

在輻射加工探索性實驗課程的實施過程中，只有所有過程應由學生主導，才能實現“探索”的目的，培養學生的主觀能動性和創新性。但這并不意味著該實驗課程不需要教師來指導，指導教師的職責主要是為學生提供咨詢、協調實驗條件以及評價實驗結果。這些工作非常重要，應當由有經驗的、有責任心的教師來負責。

5　結論及展望

本文以輻照滅菌工藝中的產品“性能鑒定”為基礎設計了3個探索方向的實驗內容，并給出探索性實驗課程的實施步驟。然而輻照滅菌工藝還涉及很多其他方面，輻射加工也并非只有輻照滅菌。因此輻射加工相關的探索性實驗課程還有待進一步開發。此類課程的開發不僅有助于提升核專業學生的創新性實踐能力，也有助于提升輻射加工行業的影響力，值得廣大教師和行業內的專業人士關注。

主要參考文獻

［1］Technical committee ISO/TC 198. ISO 11137-1 Sterilization of health care products—Radiation—Part1： Requirements for development，validation and routine control of a sterilization process for medical devices［S］.2006.

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10.3969/j.issn.1673 - 0194.2015.04.0168

G642

A

1673-0194（2015）04-0233-01

2015-01-05