辐射加工探索性实验课程设计

龚 频

（南京航空航天大学 核科学与工程系，南京 210016）

辐射加工探索性实验课程设计

龚 频

（南京航空航天大学 核科学与工程系，南京 210016）

近年来，高校越来越重视学生创新性实践能力的培养。本文针对高校核专业学生，开发了一套辐射加工方面的探索性实验课程。以辐照灭菌工艺中的产品“性能鉴定”为基础，设计了3个探索方向的实验内容，并给出探索性实验课程的实施步骤。辐射加工探索性实验课程有助于提升高校核专业学生的创新性实践能力。

辐射加工；探索； 实验；课程设计

近年来，国内高校的核专业发展较为迅速，同时，高校越来越重视学生实践能力，特别是创新性实践能力的培养。从培养核专业学生创新性实践能力的角度出发，有核专业的高校应为学生提供与生产实践紧密结合的有一定探索性的核相关的实验课程。辐射加工是民用非动力核技术利用的一个重要方面，也是核专业学生一个重要的就业方向。辐射加工是指利用钴-60放射源发出的γ射线或加速器产生的电子束对产品进行加工，以达到消毒灭菌或者材料改性的目的。目前，全世界范围内的辐射加工业务，均以产品的辐照灭菌为主。围绕产品的辐照灭菌工艺设计一套探索性实验课程，可以让核专业学生从探索中学习到辐射加工的相关知识和技术，同时，培养其创新性实践能力。

1　探索性实验课程的设计基础

辐照灭菌是一种特殊过程。根据质量管理体系要求，产品生产的特殊过程需要通过一定的实验手段进行验证。辐照灭菌过程的验证即“灭菌有效性确认”。产品的“灭菌有效性确认”一般包括“安装鉴定”（Installation Qualification）、“运行鉴定”（Operational Qualification）及“性能鉴定”（Performance Qualification）。其中“性能鉴定”（PQ）是辐照灭菌工艺的关键，而其结果又因产品而异。因此，可以将产品的“性能鉴定”（PQ）作为探索性实验课程的设计基础。

辐照灭菌的“性能鉴定”（PQ）通常包括“产品最大可接受剂量设定”“产品灭菌剂量设定”以及“产品剂量分布测定”3个部分。本文以辐射加工常用的钴-60γ辐照装置作为实验装置，将以上3个部分分别作为一个探索方向，具体实验内容如下。

2　探索方向的实验内容

2.1产品最大可接受剂量设定

该探索方向的目的为确定产品的最大可接受剂量（Maximum acceptable dose），即产品在保证功能性完好的前提下可接受的辐照剂量上限。实验过程分为以下几个步骤:选择产品，了解产品信息；获取产品样品；辐照产品；对辐照后产品进行老化实验；对实验结果进行评价，确定最大可接受剂量。

2.2产品灭菌剂量设定

该探索方向的目的为确定产品的灭菌剂量（Sterilization Dose），即令产品达到灭菌要求的最小辐照剂量。实验过程分为以下几个步骤:选择产品，了解产品信息；获取产品样品；辐照产品；对辐照后产品进行菌检实验；对实验结果进行评价，确定灭菌剂量。

2.3产品剂量分布测定

该探索方向的目的为确定产品的剂量分布（Dose Mapping），即在辐照容器内一定装载模式下产品所接受剂量的空间分布。实验过程分为以下几个步骤:选择产品，了解产品信息；获取产品样品；确定产品装载模式；布置剂量计；将产品装入辐照容器；辐照产品；测量剂量计得到剂量分布；找出剂量分布中最大最小剂量值及剂量点位置；计算常规监测点剂量和最大最小剂量的转换系数。

3　探索性实验课程的实施步骤

探索性实验课程的具体实施可以分为“学生分组”“方案制订”“实验操作”及“报告编制”4个步骤。学生分组:将需要做实验的学生按比例分成多个小组，每个小组产生一个组长，由组长负责内部分工。方案制订:各小组在“产品最大可接受剂量设定”“产品灭菌剂量设定”以及“产品剂量分布测定”中选择一个探索方向。方向选定后各小组选择感兴趣的产品，了解产品信息和灭菌工艺，制订出实验方案。实验操作:各小组根据制订好的方案进行具体的实验操作，获得实验数据。报告编制:各小组分析实验结果得出结论，并编制正式的实验报告。

由于每个学生小组选择不同的产品进行实验，完成一个探索方向只相当于完成该产品“性能鉴定”的一部分。对于能力比较强的学生，可以将多个探索方向组合起来，完成产品“性能鉴定”的多个部分或全部，这样可以提升探索的难度。

4　探索性实验课程指导教师的职责

在辐射加工探索性实验课程的实施过程中，只有所有过程应由学生主导，才能实现“探索”的目的，培养学生的主观能动性和创新性。但这并不意味着该实验课程不需要教师来指导，指导教师的职责主要是为学生提供咨询、协调实验条件以及评价实验结果。这些工作非常重要，应当由有经验的、有责任心的教师来负责。

5　结论及展望

本文以辐照灭菌工艺中的产品“性能鉴定”为基础设计了3个探索方向的实验内容，并给出探索性实验课程的实施步骤。然而辐照灭菌工艺还涉及很多其他方面，辐射加工也并非只有辐照灭菌。因此辐射加工相关的探索性实验课程还有待进一步开发。此类课程的开发不仅有助于提升核专业学生的创新性实践能力，也有助于提升辐射加工行业的影响力，值得广大教师和行业内的专业人士关注。

主要参考文献

［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.

［2］Technical committee ISO/TC 198. ISO 11137-2 Sterilization of health care products—Radiation—Part2： Establishing the sterilization dose ［S］.2013.

10.3969/j.issn.1673 - 0194.2015.04.0168

G642

A

1673-0194（2015）04-0233-01

2015-01-05