模拟器在海关辐射探测培训教学中的应用

摘  要 海关辐射探测技能培训是中国海关口岸核辐射监测工作的重要组成部分，在助力海关关员辐射探测技能提升、加强口岸放射性物质实际监管、维护国门安全方面发挥着不可替代的作用。培训中需要使用放射源以直觀表现放射性物质的各种特性，然而，放射性照射会对授课教师和学员产生一定程度的伤害，带来教学风险和放射源管理风险。如何利用其他手段替代辐射源是一个值得研究的问题。首先介绍海关辐射探测技能培训体系，阐述放射源在培训教学中的必要性，然后分析模拟器的原理及应用，最后总结使用模拟器替代真实放射源的优势并得出结论。

关键词 体验式教学;海关辐射探测技能培训;放射源;模拟器;教学道具

中图分类号：G724.4    文献标识码：B

文章编号：1671-489X（2020）16-0042-03

1 前言

体验式教学是成人教育中重要的教学手段，是理解知识、掌握技能最直接最有效的途径。体验式教学注重真实性，在真实的环境中运用真实的手段掌握实际技能是体验式教学的核心。海关辐射探测技能培训注重体验式教学，培训教学集理论知识与实操演练于一体，将放射源运用于教学中，以直观表现放射性物质的各种特性，增强学员体验感，帮助学员掌握辐射探测技能。然而，放射性照射会对授课教师和学员产生一定程度的伤害，带来教学风险和放射源管理风险，如何利用其他手段替代辐射源是一个值得研究的问题。

2 海关辐射探测技能培训简介

海关辐射探测技能培训是中国海关口岸核辐射监测工作的重要组成部分，在助力海关关员辐射探测技能提升、加强口岸放射性物质实际监管、维护国门安全方面发挥着不可替代的作用。海关辐射探测技能培训以帮助海关关员掌握海关辐射探测工作技能作为培训目标，培训对象为全国海关从事核辐射监测工作的一线关员。培训方案严格按照海关总署《海关核辐射监测工作规程》相关要求科学制订，海关关员在培训期间学习掌握海关辐射探测应知应会知识，完成学习任务后参加考核，考核通过后获得由全国海关教育培训中心统一印发的岗位培训证书，即获得海关辐射探测岗位资质。

海关辐射探测技能培训建立了较为完善的培训课程体系，课程内容涵盖海关辐射探测工作概述、海关辐射理论知识、辐射法规政策、辐射探测设备原理及应用、实操演练、案例分析等课程。

海关辐射探测技能培训采用课堂讲授结合实操演练的方式开展培训，针对成年人学习的特点，以最直接最有效的方式，在课堂讲授中加入课堂演示的环节，在理论知识学习之外加入实操演练环节，最终达到帮助海关关员理解辐射基础知识、掌握辐射探测技能的目的，极大地提高了培训质量。

3 放射源在培训教学中的应用

放射源应用于课堂演示环节，增强了课堂讲授的互动性。在授课环节，教师将放射源和部分辐射探测设备等教学道具带入课堂，课上带源演示各类辐射探测设备的使用方法，充分调动学员参与的积极性，参训学员边听边动手，提高参与度和学习热情。

放射源应用于实操演练环节，增强了体验式教学的真实性。学员在课堂上学到的知识技能都可以在实操演练环节亲自体验，所有教学场地以及配备的所有门户式辐射探测设备、手持式辐射探测设备、旅检X光机、教学车辆、教学道具完全对学员开放。教师在实操演练中起到指导示范的作用，组织学员在模拟真实的环境中练习辐射探测技能。

以海关货运现场辐射探测实操演练为例，授课教师首先向学员演示完整的海关货运现场辐射探测工作流程，按照辐射监测、复查确认、定位识别、后续处置的顺序进行演示;随后学员进行练习，授课教师在集装箱货车中藏匿放射源，学员依据海关货运现场辐射探测工作流程进行实操演练，完成辐射监测、复查确认、定位识别、后续处置等工作。

为了更加贴近实战，在演练操作环节引入红蓝抗性模式，学员分红蓝两队分别扮演藏匿放射源的走私分子和海关查验关员，红蓝两队实施对抗演练，轮换进行。在对抗中使学员熟悉海关货运现场辐射探测工作流程，摸索出辐射探测工作查验风险点，最终达到准确把握辐射探测查验重点的目的。

可以看出，在实操演练环节，参训学员使用与监管现场同样的辐射探测设备进行实操演练，为了保证辐射探测设备能够产生报警响应，使演练能够顺利进行，在教学中必须使用放射源。另外，辐射现象是一种无法直接通过视觉观测的物理现象，辐射现象反映在空间和时间上的表现具备一定的特征，只有借助放射源和辐射探测设备，通过实验的方式阐释辐射现象，才能够使学员更直观地了解辐射原理知识，掌握辐射探测技能。放射源作为必不可少的教学道具，在海关辐射探测技能培训中具有非常重要的作用。

4 模拟器的原理

模拟器是通过模拟的方式实现被模拟器物功能性状的一种设备，对辐射现象进行模拟，首先需要清楚辐射探测设备对辐射现象的探测原理。辐射探测设备主要包含电离辐射探测器、数据处理模块、显示模块、操作界面、电池等。其中，电离辐射探测器一般需采用ZnS、闪烁体、NaI、高纯锗、He-3等材料，这些材料能够对α、β、γ、中子等电离辐射物理信号作出响应，将物理信号转换为电信号，即将辐射粒子个数转化为电子脉冲计数，将电离辐射能量转化为电平能量;数据处理模块对电子脉冲和电平能量进行分析计算，换算出辐射粒子个数、电离辐射剂量率等数据;显示模块将这些辐射数据显示出来，如cps（每秒计数率）、μSv/h（微西弗每小时）等;操作界面用于对设备进行操作设置;电池为设备供电。在所有组件中，电离辐射探测器和数据处理模块是辐射探测设备的关键。

理解了辐射探测设备的探测原理，就可以有针对性地开发模拟器。模拟器的开发可以采用两种技术路线。

第一种技术路线：直接模拟电离辐射这种物理信号。采用其他方式产生电离辐射，如阴极射线、加速器等装置，这样就可以在不使用放射性材料的情况下产生电离辐射。但这种方法在本质上还是没有完全替代“辐射”，使用的技术仍然是对生物体有一定损害的电离辐射。

第二种技术路线：采用其他模拟信号代替电离辐射信号，配合相应的探测器，将模拟信号转换为电信号，再经数据处理后显示出来。

显然，第二种技术路线是对“电离辐射信号转化为电信号”这一过程进行模拟，模拟的全过程不接触电离辐射，更为安全，在培训中的应用价值更大。

采用第二种技术路线，可以对现有的辐射探测设备进行改造，选取合适的模拟信号和相应的探测器，替代原有的放射源和电离辐射探测器。电离辐射是一种看不见摸不到的物理现象，只有通过探测器才能感知，在本质上，电离辐射属于能量场，与其性质最为相似、对人体无害且易于模拟的是射频电磁场，因此可以改造现有的辐射探测设备，用射频电磁场发生器及接收器替代放射源和电离辐射探测器。

在海关辐射探测技能培训中使用的模拟器可以采用这种方案，选用某种型号的辐射探测设备作为主机，使用特殊研发的射频电磁场接收器作为探测器，使用射频电磁场发生器作为放射源，通过调校发射器和接收器的参数，使其近似满足电离辐射在能量分布、粒子散射、屏蔽衰减上的特性，达到模拟放射源特性的效果。

5 模擬器在培训教学中的应用

模拟器应用于海关辐射探测技能培训，可以在课堂讲授、实操演练、案例交流等环节使用。

在辐射理论知识的课堂讲授环节，为了使学员理解辐射剂量与时间、距离、屏蔽的关系，可以使用模拟器进行课堂演示。学员通过实验的方式，理解“吸收的辐射剂量与外照射时间成正比”，掌握“吸收的辐射剂量与放射源距离的平方成反比”，了解“高密度的材料对电离辐射有一定的屏蔽效果”。这些知识在一线海关关员核辐射监测工作中是至关重要的，起到提高关员个人辐射防护意识的作用。然而，在传统的授课中，这些知识只能通过教师讲述、数据图表、视频图片等方式传授给学员，现在借助模拟器，学员可以亲自感受“辐射”，在保证安全的情况下增强了体验感。

在辐射探测技能学习的实操演练环节，为了使学员掌握海关核辐射监测工作流程，必须动手操作海关监管设备，启动辐射探测设备，处理设备报警，定位识别放射性物质，这些具体的操作必须依靠设备对放射性物质的响应来完成。然而，在传统的教学中，不得不使用真实的放射源来完成这些工作，日积月累的放射性照射对授课教师和学员都是一种潜在的伤害。放射源管理以及放射性从业人员职业病防治相关法律法规中有相关条款规定了应尽量避免非必要性的放射性照射实践活动，使用模拟器可以很好地避免授课教师和学员在教学中接触辐射。

在工作经验共享的案例交流环节，为了使各海关单位的学员充分交流分享工作经验，提高辐射探测工作技能，经常会在交流中演示案例处置的具体操作，需要放射源和辐射探测设备作为道具。然而，在传统的演示中，大剂量的放射性物质不可能引入课堂，学员对口岸常见的成吨的大宗货物所产生的高剂量辐射缺乏认识。使用模拟器就可以很好地模拟口岸真实的高剂量辐射环境，便于关员分享案例的处置方法。

6 使用模拟器的优势

模拟器的应用降低了海关辐射探测技能培训的安全风险  放射源是海关辐射探测技能培训中不可或缺的重要教学道具，然而，放射源的使用会使授课教师和学员暴露在放射性照射之下，从而引发教学风险和放射源安全管理风险。使用模拟器能够很好地解决这一矛盾，因此，使用模拟器替代放射源成为培训教学的最佳方案。

模拟器的应用扩展了海关辐射探测技能培训的实施范围  按照法律规定，放射源的使用和运输需受到严格管理，生态环境部门对放射源的使用进行监管，公安部门对放射源的运输转移进行备案管理。使用放射源时需向属地生态环境部门申请，经批准后方可使用。转移放射源时，需向起运地和目的地的公安部门备案，并使用放射性物质专用车辆运输。由此可见，携带放射源赴海关口岸现场组织培训难度极大，需要层层审批，且潜在的安全风险巨大，使用模拟器就可以很好地解决这个问题。

模拟器的应用使海关口岸现场核辐射监测模拟演练更加贴近实际  根据《国际卫生条例（2005）》及海关总署相关文件的规定，全国海关各口岸需定期开展核生化有害因子监测排查模拟演练。在演练时需要使用放射性物质触发海关监管设备报警，进而进入处置流程。按照法律规定，放射源的使用受到严格管控，各海关在开展核辐射监测模拟演练时几乎不可能获得真实的放射源，由于无法获取放射源，使得在演练中辐射探测设备不能提供报警响应，演练中“演”的成分多，“练”的成分少，演练效果不理想。将模拟器应用于模拟演练，既能使设备产生报警响应，进而增强演练的真实性，又能保证演练人员的安全。海关借助模拟演练的机会提高一线关员放射性物质实际监管技能，以练促训，达到理想的演练效果。

7 结语

综上所述，模拟器可以替代真实的放射源在海关辐射探测技能培训教学中使用，有助于降低教学风险，消除安全隐患。模拟器的使用可以推动海关辐射探测技能培训教学工作的改革与创新。此外，由于模拟器的使用和运输不受限制，因此，模拟器可为现场海关开展模拟演练提供技术支持。在具有一定危险性的体验式活动中，使用模拟器已经成为一种趋势，模拟器在海关监管工作中还有很多潜在的用途有待开发。

*项目来源：中国海关管理干部学院校级合作科研重点项目“放射源模拟器在海关辐射探测技能培训中的应用”（项目编号：2019011）。

作者：赵斌，中国海关管理干部学院，讲师，研究方向为教育培训、海关管理、海关监管技术等（066000）。