模擬器在海關(guān)輻射探測培訓(xùn)教學(xué)中的應(yīng)用

摘? 要 海關(guān)輻射探測技能培訓(xùn)是中國海關(guān)口岸核輻射監(jiān)測工作的重要組成部分，在助力海關(guān)關(guān)員輻射探測技能提升、加強口岸放射性物質(zhì)實際監(jiān)管、維護國門安全方面發(fā)揮著不可替代的作用。培訓(xùn)中需要使用放射源以直觀表現(xiàn)放射性物質(zhì)的各種特性，然而，放射性照射會對授課教師和學(xué)員產(chǎn)生一定程度的傷害，帶來教學(xué)風(fēng)險和放射源管理風(fēng)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(guān)輻射探測技能培訓(xùn)體系，闡述放射源在培訓(xùn)教學(xué)中的必要性，然后分析模擬器的原理及應(yīng)用，最后總結(jié)使用模擬器替代真實放射源的優(yōu)勢并得出結(jié)論。

關(guān)鍵詞 體驗式教學(xué);海關(guān)輻射探測技能培訓(xùn);放射源;模擬器;教學(xué)道具

中圖分類號：G724.4? ? 文獻標(biāo)識碼：B

文章編號：1671-489X（2020）16-0042-03

1 前言

體驗式教學(xué)是成人教育中重要的教學(xué)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(xué)注重真實性，在真實的環(huán)境中運用真實的手段掌握實際技能是體驗式教學(xué)的核心。海關(guān)輻射探測技能培訓(xùn)注重體驗式教學(xué)，培訓(xùn)教學(xué)集理論知識與實操演練于一體，將放射源運用于教學(xué)中，以直觀表現(xiàn)放射性物質(zhì)的各種特性，增強學(xué)員體驗感，幫助學(xué)員掌握輻射探測技能。然而，放射性照射會對授課教師和學(xué)員產(chǎn)生一定程度的傷害，帶來教學(xué)風(fēng)險和放射源管理風(fēng)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(guān)輻射探測技能培訓(xùn)簡介

海關(guān)輻射探測技能培訓(xùn)是中國海關(guān)口岸核輻射監(jiān)測工作的重要組成部分，在助力海關(guān)關(guān)員輻射探測技能提升、加強口岸放射性物質(zhì)實際監(jiān)管、維護國門安全方面發(fā)揮著不可替代的作用。海關(guān)輻射探測技能培訓(xùn)以幫助海關(guān)關(guān)員掌握海關(guān)輻射探測工作技能作為培訓(xùn)目標(biāo)，培訓(xùn)對象為全國海關(guān)從事核輻射監(jiān)測工作的一線關(guān)員。培訓(xùn)方案嚴(yán)格按照海關(guān)總署《海關(guān)核輻射監(jiān)測工作規(guī)程》相關(guān)要求科學(xué)制訂，海關(guān)關(guān)員在培訓(xùn)期間學(xué)習(xí)掌握海關(guān)輻射探測應(yīng)知應(yīng)會知識，完成學(xué)習(xí)任務(wù)后參加考核，考核通過后獲得由全國海關(guān)教育培訓(xùn)中心統(tǒng)一印發(fā)的崗位培訓(xùn)證書，即獲得海關(guān)輻射探測崗位資質(zhì)。

海關(guān)輻射探測技能培訓(xùn)建立了較為完善的培訓(xùn)課程體系，課程內(nèi)容涵蓋海關(guān)輻射探測工作概述、海關(guān)輻射理論知識、輻射法規(guī)政策、輻射探測設(shè)備原理及應(yīng)用、實操演練、案例分析等課程。

海關(guān)輻射探測技能培訓(xùn)采用課堂講授結(jié)合實操演練的方式開展培訓(xùn)，針對成年人學(xué)習(xí)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(huán)節(jié)，在理論知識學(xué)習(xí)之外加入實操演練環(huán)節(jié)，最終達到幫助海關(guān)關(guān)員理解輻射基礎(chǔ)知識、掌握輻射探測技能的目的，極大地提高了培訓(xùn)質(zhì)量。

3 放射源在培訓(xùn)教學(xué)中的應(yīng)用

放射源應(yīng)用于課堂演示環(huán)節(jié)，增強了課堂講授的互動性。在授課環(huán)節(jié)，教師將放射源和部分輻射探測設(shè)備等教學(xué)道具帶入課堂，課上帶源演示各類輻射探測設(shè)備的使用方法，充分調(diào)動學(xué)員參與的積極性，參訓(xùn)學(xué)員邊聽邊動手，提高參與度和學(xué)習(xí)熱情。

放射源應(yīng)用于實操演練環(huán)節(jié)，增強了體驗式教學(xué)的真實性。學(xué)員在課堂上學(xué)到的知識技能都可以在實操演練環(huán)節(jié)親自體驗，所有教學(xué)場地以及配備的所有門戶式輻射探測設(shè)備、手持式輻射探測設(shè)備、旅檢X光機、教學(xué)車輛、教學(xué)道具完全對學(xué)員開放。教師在實操演練中起到指導(dǎo)示范的作用，組織學(xué)員在模擬真實的環(huán)境中練習(xí)輻射探測技能。

以海關(guān)貨運現(xiàn)場輻射探測實操演練為例，授課教師首先向?qū)W員演示完整的海關(guān)貨運現(xiàn)場輻射探測工作流程，按照輻射監(jiān)測、復(fù)查確認(rèn)、定位識別、后續(xù)處置的順序進行演示;隨后學(xué)員進行練習(xí)，授課教師在集裝箱貨車中藏匿放射源，學(xué)員依據(jù)海關(guān)貨運現(xiàn)場輻射探測工作流程進行實操演練，完成輻射監(jiān)測、復(fù)查確認(rèn)、定位識別、后續(xù)處置等工作。

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

可以看出，在實操演練環(huán)節(jié)，參訓(xùn)學(xué)員使用與監(jiān)管現(xiàn)場同樣的輻射探測設(shè)備進行實操演練，為了保證輻射探測設(shè)備能夠產(chǎn)生報警響應(yīng)，使演練能夠順利進行，在教學(xué)中必須使用放射源。另外，輻射現(xiàn)象是一種無法直接通過視覺觀測的物理現(xiàn)象，輻射現(xiàn)象反映在空間和時間上的表現(xiàn)具備一定的特征，只有借助放射源和輻射探測設(shè)備，通過實驗的方式闡釋輻射現(xiàn)象，才能夠使學(xué)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(xué)道具，在海關(guān)輻射探測技能培訓(xùn)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(xiàn)被模擬器物功能性狀的一種設(shè)備，對輻射現(xiàn)象進行模擬，首先需要清楚輻射探測設(shè)備對輻射現(xiàn)象的探測原理。輻射探測設(shè)備主要包含電離輻射探測器、數(shù)據(jù)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?qū)Ζ?、β、γ、中子等電離輻射物理信號作出響應(yīng)，將物理信號轉(zhuǎn)換為電信號，即將輻射粒子個數(shù)轉(zhuǎn)化為電子脈沖計數(shù)，將電離輻射能量轉(zhuǎn)化為電平能量;數(shù)據(jù)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(shù)、電離輻射劑量率等數(shù)據(jù);顯示模塊將這些輻射數(shù)據(jù)顯示出來，如cps（每秒計數(shù)率）、μSv/h（微西弗每小時）等;操作界面用于對設(shè)備進行操作設(shè)置;電池為設(shè)備供電。在所有組件中，電離輻射探測器和數(shù)據(jù)處理模塊是輻射探測設(shè)備的關(guān)鍵。

理解了輻射探測設(shè)備的探測原理，就可以有針對性地開發(fā)模擬器。模擬器的開發(fā)可以采用兩種技術(shù)路線。

第一種技術(shù)路線：直接模擬電離輻射這種物理信號。采用其他方式產(chǎn)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(chǎn)生電離輻射。但這種方法在本質(zhì)上還是沒有完全替代“輻射”，使用的技術(shù)仍然是對生物體有一定損害的電離輻射。

第二種技術(shù)路線：采用其他模擬信號代替電離輻射信號，配合相應(yīng)的探測器，將模擬信號轉(zhuǎn)換為電信號，再經(jīng)數(shù)據(jù)處理后顯示出來。

顯然，第二種技術(shù)路線是對“電離輻射信號轉(zhuǎn)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(xùn)中的應(yīng)用價值更大。

采用第二種技術(shù)路線，可以對現(xiàn)有的輻射探測設(shè)備進行改造，選取合適的模擬信號和相應(yīng)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(xiàn)象，只有通過探測器才能感知，在本質(zhì)上，電離輻射屬于能量場，與其性質(zhì)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(xiàn)有的輻射探測設(shè)備，用射頻電磁場發(fā)生器及接收器替代放射源和電離輻射探測器。

在海關(guān)輻射探測技能培訓(xùn)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(shè)備作為主機，使用特殊研發(fā)的射頻電磁場接收器作為探測器，使用射頻電磁場發(fā)生器作為放射源，通過調(diào)校發(fā)射器和接收器的參數(shù)，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(xùn)教學(xué)中的應(yīng)用

模擬器應(yīng)用于海關(guān)輻射探測技能培訓(xùn)，可以在課堂講授、實操演練、案例交流等環(huán)節(jié)使用。

在輻射理論知識的課堂講授環(huán)節(jié)，為了使學(xué)員理解輻射劑量與時間、距離、屏蔽的關(guān)系，可以使用模擬器進行課堂演示。學(xué)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(guān)關(guān)員核輻射監(jiān)測工作中是至關(guān)重要的，起到提高關(guān)員個人輻射防護意識的作用。然而，在傳統(tǒng)的授課中，這些知識只能通過教師講述、數(shù)據(jù)圖表、視頻圖片等方式傳授給學(xué)員，現(xiàn)在借助模擬器，學(xué)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(xué)習(xí)的實操演練環(huán)節(jié)，為了使學(xué)員掌握海關(guān)核輻射監(jiān)測工作流程，必須動手操作海關(guān)監(jiān)管設(shè)備，啟動輻射探測設(shè)備，處理設(shè)備報警，定位識別放射性物質(zhì)，這些具體的操作必須依靠設(shè)備對放射性物質(zhì)的響應(yīng)來完成。然而，在傳統(tǒng)的教學(xué)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(xué)員都是一種潛在的傷害。放射源管理以及放射性從業(yè)人員職業(yè)病防治相關(guān)法律法規(guī)中有相關(guān)條款規(guī)定了應(yīng)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(xué)員在教學(xué)中接觸輻射。

在工作經(jīng)驗共享的案例交流環(huán)節(jié)，為了使各海關(guān)單位的學(xué)員充分交流分享工作經(jīng)驗，提高輻射探測工作技能，經(jīng)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(shè)備作為道具。然而，在傳統(tǒng)的演示中，大劑量的放射性物質(zhì)不可能引入課堂，學(xué)員對口岸常見的成噸的大宗貨物所產(chǎn)生的高劑量輻射缺乏認(rèn)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(huán)境，便于關(guān)員分享案例的處置方法。

6 使用模擬器的優(yōu)勢

模擬器的應(yīng)用降低了海關(guān)輻射探測技能培訓(xùn)的安全風(fēng)險? 放射源是海關(guān)輻射探測技能培訓(xùn)中不可或缺的重要教學(xué)道具，然而，放射源的使用會使授課教師和學(xué)員暴露在放射性照射之下，從而引發(fā)教學(xué)風(fēng)險和放射源安全管理風(fēng)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(xùn)教學(xué)的最佳方案。

模擬器的應(yīng)用擴展了海關(guān)輻射探測技能培訓(xùn)的實施范圍? 按照法律規(guī)定，放射源的使用和運輸需受到嚴(yán)格管理，生態(tài)環(huán)境部門對放射源的使用進行監(jiān)管，公安部門對放射源的運輸轉(zhuǎn)移進行備案管理。使用放射源時需向?qū)俚厣鷳B(tài)環(huán)境部門申請，經(jīng)批準(zhǔn)后方可使用。轉(zhuǎn)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(zhì)專用車輛運輸。由此可見，攜帶放射源赴海關(guān)口岸現(xiàn)場組織培訓(xùn)難度極大，需要層層審批，且潛在的安全風(fēng)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(yīng)用使海關(guān)口岸現(xiàn)場核輻射監(jiān)測模擬演練更加貼近實際? 根據(jù)《國際衛(wèi)生條例（2005）》及海關(guān)總署相關(guān)文件的規(guī)定，全國海關(guān)各口岸需定期開展核生化有害因子監(jiān)測排查模擬演練。在演練時需要使用放射性物質(zhì)觸發(fā)海關(guān)監(jiān)管設(shè)備報警，進而進入處置流程。按照法律規(guī)定，放射源的使用受到嚴(yán)格管控，各海關(guān)在開展核輻射監(jiān)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(shè)備不能提供報警響應(yīng)，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(yīng)用于模擬演練，既能使設(shè)備產(chǎn)生報警響應(yīng)，進而增強演練的真實性，又能保證演練人員的安全。海關(guān)借助模擬演練的機會提高一線關(guān)員放射性物質(zhì)實際監(jiān)管技能，以練促訓(xùn)，達到理想的演練效果。

7 結(jié)語

綜上所述，模擬器可以替代真實的放射源在海關(guān)輻射探測技能培訓(xùn)教學(xué)中使用，有助于降低教學(xué)風(fēng)險，消除安全隱患。模擬器的使用可以推動海關(guān)輻射探測技能培訓(xùn)教學(xué)工作的改革與創(chuàng)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(xiàn)場海關(guān)開展模擬演練提供技術(shù)支持。在具有一定危險性的體驗式活動中，使用模擬器已經(jīng)成為一種趨勢，模擬器在海關(guān)監(jiān)管工作中還有很多潛在的用途有待開發(fā)。

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

作者：趙斌，中國海關(guān)管理干部學(xué)院，講師，研究方向為教育培訓(xùn)、海關(guān)管理、海關(guān)監(jiān)管技術(shù)等（066000）。