模擬器在海關輻射探測培訓教學中的應用

摘? 要 海關輻射探測技能培訓是中國海關口岸核輻射監測工作的重要組成部分，在助力海關關員輻射探測技能提升、加強口岸放射性物質實際監管、維護國門安全方面發揮著不可替代的作用。培訓中需要使用放射源以直觀表現放射性物質的各種特性，然而，放射性照射會對授課教師和學員產生一定程度的傷害，帶來教學風險和放射源管理風險。如何利用其他手段替代輻射源是一個值得研究的問題。首先介紹海關輻射探測技能培訓體系，闡述放射源在培訓教學中的必要性，然后分析模擬器的原理及應用，最后總結使用模擬器替代真實放射源的優勢并得出結論。

關鍵詞 體驗式教學;海關輻射探測技能培訓;放射源;模擬器;教學道具

中圖分類號：G724.4? ? 文獻標識碼：B

文章編號：1671-489X（2020）16-0042-03

1 前言

體驗式教學是成人教育中重要的教學手段，是理解知識、掌握技能最直接最有效的途徑。體驗式教學注重真實性，在真實的環境中運用真實的手段掌握實際技能是體驗式教學的核心。海關輻射探測技能培訓注重體驗式教學，培訓教學集理論知識與實操演練于一體，將放射源運用于教學中，以直觀表現放射性物質的各種特性，增強學員體驗感，幫助學員掌握輻射探測技能。然而，放射性照射會對授課教師和學員產生一定程度的傷害，帶來教學風險和放射源管理風險，如何利用其他手段替代輻射源是一個值得研究的問題。

2 海關輻射探測技能培訓簡介

海關輻射探測技能培訓是中國海關口岸核輻射監測工作的重要組成部分，在助力海關關員輻射探測技能提升、加強口岸放射性物質實際監管、維護國門安全方面發揮著不可替代的作用。海關輻射探測技能培訓以幫助海關關員掌握海關輻射探測工作技能作為培訓目標，培訓對象為全國海關從事核輻射監測工作的一線關員。培訓方案嚴格按照海關總署《海關核輻射監測工作規程》相關要求科學制訂，海關關員在培訓期間學習掌握海關輻射探測應知應會知識，完成學習任務后參加考核，考核通過后獲得由全國海關教育培訓中心統一印發的崗位培訓證書，即獲得海關輻射探測崗位資質。

海關輻射探測技能培訓建立了較為完善的培訓課程體系，課程內容涵蓋海關輻射探測工作概述、海關輻射理論知識、輻射法規政策、輻射探測設備原理及應用、實操演練、案例分析等課程。

海關輻射探測技能培訓采用課堂講授結合實操演練的方式開展培訓，針對成年人學習的特點，以最直接最有效的方式，在課堂講授中加入課堂演示的環節，在理論知識學習之外加入實操演練環節，最終達到幫助海關關員理解輻射基礎知識、掌握輻射探測技能的目的，極大地提高了培訓質量。

3 放射源在培訓教學中的應用

放射源應用于課堂演示環節，增強了課堂講授的互動性。在授課環節，教師將放射源和部分輻射探測設備等教學道具帶入課堂，課上帶源演示各類輻射探測設備的使用方法，充分調動學員參與的積極性，參訓學員邊聽邊動手，提高參與度和學習熱情。

放射源應用于實操演練環節，增強了體驗式教學的真實性。學員在課堂上學到的知識技能都可以在實操演練環節親自體驗，所有教學場地以及配備的所有門戶式輻射探測設備、手持式輻射探測設備、旅檢X光機、教學車輛、教學道具完全對學員開放。教師在實操演練中起到指導示范的作用，組織學員在模擬真實的環境中練習輻射探測技能。

以海關貨運現場輻射探測實操演練為例，授課教師首先向學員演示完整的海關貨運現場輻射探測工作流程，按照輻射監測、復查確認、定位識別、后續處置的順序進行演示;隨后學員進行練習，授課教師在集裝箱貨車中藏匿放射源，學員依據海關貨運現場輻射探測工作流程進行實操演練，完成輻射監測、復查確認、定位識別、后續處置等工作。

為了更加貼近實戰，在演練操作環節引入紅藍抗性模式，學員分紅藍兩隊分別扮演藏匿放射源的走私分子和海關查驗關員，紅藍兩隊實施對抗演練，輪換進行。在對抗中使學員熟悉海關貨運現場輻射探測工作流程，摸索出輻射探測工作查驗風險點，最終達到準確把握輻射探測查驗重點的目的。

可以看出，在實操演練環節，參訓學員使用與監管現場同樣的輻射探測設備進行實操演練，為了保證輻射探測設備能夠產生報警響應，使演練能夠順利進行，在教學中必須使用放射源。另外，輻射現象是一種無法直接通過視覺觀測的物理現象，輻射現象反映在空間和時間上的表現具備一定的特征，只有借助放射源和輻射探測設備，通過實驗的方式闡釋輻射現象，才能夠使學員更直觀地了解輻射原理知識，掌握輻射探測技能。放射源作為必不可少的教學道具，在海關輻射探測技能培訓中具有非常重要的作用。

4 模擬器的原理

模擬器是通過模擬的方式實現被模擬器物功能性狀的一種設備，對輻射現象進行模擬，首先需要清楚輻射探測設備對輻射現象的探測原理。輻射探測設備主要包含電離輻射探測器、數據處理模塊、顯示模塊、操作界面、電池等。其中，電離輻射探測器一般需采用ZnS、閃爍體、NaI、高純鍺、He-3等材料，這些材料能夠對α、β、γ、中子等電離輻射物理信號作出響應，將物理信號轉換為電信號，即將輻射粒子個數轉化為電子脈沖計數，將電離輻射能量轉化為電平能量;數據處理模塊對電子脈沖和電平能量進行分析計算，換算出輻射粒子個數、電離輻射劑量率等數據;顯示模塊將這些輻射數據顯示出來，如cps（每秒計數率）、μSv/h（微西弗每小時）等;操作界面用于對設備進行操作設置;電池為設備供電。在所有組件中，電離輻射探測器和數據處理模塊是輻射探測設備的關鍵。

理解了輻射探測設備的探測原理，就可以有針對性地開發模擬器。模擬器的開發可以采用兩種技術路線。

第一種技術路線：直接模擬電離輻射這種物理信號。采用其他方式產生電離輻射，如陰極射線、加速器等裝置，這樣就可以在不使用放射性材料的情況下產生電離輻射。但這種方法在本質上還是沒有完全替代“輻射”，使用的技術仍然是對生物體有一定損害的電離輻射。

第二種技術路線：采用其他模擬信號代替電離輻射信號，配合相應的探測器，將模擬信號轉換為電信號，再經數據處理后顯示出來。

顯然，第二種技術路線是對“電離輻射信號轉化為電信號”這一過程進行模擬，模擬的全過程不接觸電離輻射，更為安全，在培訓中的應用價值更大。

采用第二種技術路線，可以對現有的輻射探測設備進行改造，選取合適的模擬信號和相應的探測器，替代原有的放射源和電離輻射探測器。電離輻射是一種看不見摸不到的物理現象，只有通過探測器才能感知，在本質上，電離輻射屬于能量場，與其性質最為相似、對人體無害且易于模擬的是射頻電磁場，因此可以改造現有的輻射探測設備，用射頻電磁場發生器及接收器替代放射源和電離輻射探測器。

在海關輻射探測技能培訓中使用的模擬器可以采用這種方案，選用某種型號的輻射探測設備作為主機，使用特殊研發的射頻電磁場接收器作為探測器，使用射頻電磁場發生器作為放射源，通過調校發射器和接收器的參數，使其近似滿足電離輻射在能量分布、粒子散射、屏蔽衰減上的特性，達到模擬放射源特性的效果。

5 模擬器在培訓教學中的應用

模擬器應用于海關輻射探測技能培訓，可以在課堂講授、實操演練、案例交流等環節使用。

在輻射理論知識的課堂講授環節，為了使學員理解輻射劑量與時間、距離、屏蔽的關系，可以使用模擬器進行課堂演示。學員通過實驗的方式，理解“吸收的輻射劑量與外照射時間成正比”，掌握“吸收的輻射劑量與放射源距離的平方成反比”，了解“高密度的材料對電離輻射有一定的屏蔽效果”。這些知識在一線海關關員核輻射監測工作中是至關重要的，起到提高關員個人輻射防護意識的作用。然而，在傳統的授課中，這些知識只能通過教師講述、數據圖表、視頻圖片等方式傳授給學員，現在借助模擬器，學員可以親自感受“輻射”，在保證安全的情況下增強了體驗感。

在輻射探測技能學習的實操演練環節，為了使學員掌握海關核輻射監測工作流程，必須動手操作海關監管設備，啟動輻射探測設備，處理設備報警，定位識別放射性物質，這些具體的操作必須依靠設備對放射性物質的響應來完成。然而，在傳統的教學中，不得不使用真實的放射源來完成這些工作，日積月累的放射性照射對授課教師和學員都是一種潛在的傷害。放射源管理以及放射性從業人員職業病防治相關法律法規中有相關條款規定了應盡量避免非必要性的放射性照射實踐活動，使用模擬器可以很好地避免授課教師和學員在教學中接觸輻射。

在工作經驗共享的案例交流環節，為了使各海關單位的學員充分交流分享工作經驗，提高輻射探測工作技能，經常會在交流中演示案例處置的具體操作，需要放射源和輻射探測設備作為道具。然而，在傳統的演示中，大劑量的放射性物質不可能引入課堂，學員對口岸常見的成噸的大宗貨物所產生的高劑量輻射缺乏認識。使用模擬器就可以很好地模擬口岸真實的高劑量輻射環境，便于關員分享案例的處置方法。

6 使用模擬器的優勢

模擬器的應用降低了海關輻射探測技能培訓的安全風險? 放射源是海關輻射探測技能培訓中不可或缺的重要教學道具，然而，放射源的使用會使授課教師和學員暴露在放射性照射之下，從而引發教學風險和放射源安全管理風險。使用模擬器能夠很好地解決這一矛盾，因此，使用模擬器替代放射源成為培訓教學的最佳方案。

模擬器的應用擴展了海關輻射探測技能培訓的實施范圍? 按照法律規定，放射源的使用和運輸需受到嚴格管理，生態環境部門對放射源的使用進行監管，公安部門對放射源的運輸轉移進行備案管理。使用放射源時需向屬地生態環境部門申請，經批準后方可使用。轉移放射源時，需向起運地和目的地的公安部門備案，并使用放射性物質專用車輛運輸。由此可見，攜帶放射源赴海關口岸現場組織培訓難度極大，需要層層審批，且潛在的安全風險巨大，使用模擬器就可以很好地解決這個問題。

模擬器的應用使海關口岸現場核輻射監測模擬演練更加貼近實際? 根據《國際衛生條例（2005）》及海關總署相關文件的規定，全國海關各口岸需定期開展核生化有害因子監測排查模擬演練。在演練時需要使用放射性物質觸發海關監管設備報警，進而進入處置流程。按照法律規定，放射源的使用受到嚴格管控，各海關在開展核輻射監測模擬演練時幾乎不可能獲得真實的放射源，由于無法獲取放射源，使得在演練中輻射探測設備不能提供報警響應，演練中“演”的成分多，“練”的成分少，演練效果不理想。將模擬器應用于模擬演練，既能使設備產生報警響應，進而增強演練的真實性，又能保證演練人員的安全。海關借助模擬演練的機會提高一線關員放射性物質實際監管技能，以練促訓，達到理想的演練效果。

7 結語

綜上所述，模擬器可以替代真實的放射源在海關輻射探測技能培訓教學中使用，有助于降低教學風險，消除安全隱患。模擬器的使用可以推動海關輻射探測技能培訓教學工作的改革與創新。此外，由于模擬器的使用和運輸不受限制，因此，模擬器可為現場海關開展模擬演練提供技術支持。在具有一定危險性的體驗式活動中，使用模擬器已經成為一種趨勢，模擬器在海關監管工作中還有很多潛在的用途有待開發。

*項目來源：中國海關管理干部學院校級合作科研重點項目“放射源模擬器在海關輻射探測技能培訓中的應用”（項目編號：2019011）。

作者：趙斌，中國海關管理干部學院，講師，研究方向為教育培訓、海關管理、海關監管技術等（066000）。