α表面污染检测、洗消训练是核应急医学救援培训演练的重要内容之一,但由于放射性物质对人员和环境具有潜在的危害,使用必须经过严格的审批,以致难以在培训演练中使用真实的放射源,导致缺少训练要素,难以达到人机结合训练的效果。应用模拟训练方法,在模拟环境下训练,能够解决存在的安全隐患问题,完善训练要素,对提高核应急医学救援队伍的培训演练效果具有重要意义。本研究针对核应急医学救援队伍实战化训练需求,通过α表面污染模拟及其检测技术的研究,研制安全可靠、可替代真实放射源的模拟源,研发相应的模拟检测设备,解决使用真实放射源存在的安全隐患问题,提高训练效果,从而提升核应急医学救援队伍仪器操作、α表面污染检测识别以及α表面污染洗消等能力。主要研究内容和结果如下:1.基于磁粉的α表面污染模拟方法研究。通过对α表面污染模拟训练需求和影响α表面污染模拟训练效果的主要因素分析,提出了应用磁场模拟辐射场,采用磁粉制备模拟源的α表面污染模拟方法。分析了影响磁粉模拟源性能的主要因素,确定了磁粉模拟源的制备方案和制备流程。制备的模拟源具有与α表面污染物相近的外观,可以产生稳定的磁场信号来模拟α表面污染辐射场,能够应用于α表面污染的检测模拟训练和洗消模拟训练。2.磁粉模拟α表面污染的检测技术研究。分析了磁场测量方法,采用各向异性磁阻传感器作为测量传感器。通过理论研究和实际测量的方法分别给出了磁粉模拟源和α表面污染测量值随测量距离和擦除比例的变换公式。测量结果表明,磁粉模拟源轴向磁感应强度与距离的立方成反比关系、与擦除比例呈线性关系;α表面污染在其辐射射线不超过探测器的测量范围时,其测量结果与测量距离呈线性关系。根据磁粉模拟源测量值变化规律和α表面污染测量值变换关系给出了模拟源测量值与α计数率的转换关系式。3.模拟检测设备硬件电路设计。采用HMC1021Z单轴磁阻传感器,设计了传感器阵列和置位/复位电路用于采集模拟信号,基于C8051F120单片机,设计了模拟开关切换电路、可编程放大滤波电路、调零电路和单片机控制电路;实现了磁场信号的检测、数据转换和显示、报警等功能。4.设计了模拟检测设备软件程序。以常用的Como170型便携式α表面污染检测仪为模拟对象,根据硬件电路控制需求和表面污染检测仪的操作方法、控制流程编写了控制软件程序,在实现对模拟信号检测和硬件电路控制的基础上,完全仿真了Como170的操作界面和操作流程。5.对模拟系统进行了测试。测试结果表明:模拟检测设备软硬件设计合理能够实现设计功能;应用模拟源和模拟检测设备能够实现对α表面污染的检测和洗消训练的模拟,模拟场测量结果与真实α表面污染测量结果规律相符。基于磁粉的α表面污染模拟方法及其检测技术的研究为α表面污染检测训练提供了一个新的方法,研制的模拟源在外观上接近真实的α表面污染物,提供的模拟信号稳定、受外部环境干扰小,能够应用于α表面污染的检测和洗消训练,模拟检测设备完全模拟了常用的Como170型表面污染检测仪的界面、操作流程与方法,模拟磁场信号变化规律能够在一定条件下完全模拟α表面污染信号变化规律,使模拟训练环境接近实源训练环境,该系统进一步完善后可用于核应急医学救援队伍的表面污染模拟检测及洗消训练,提升训练效果。