Скачать презентацию СОДЕРЖАНИЕ ЛЕКЦИИ 1 История открытия электромагнитных полей ЭМП
ЭМП-23112010.ppt
- Количество слайдов: 111
СОДЕРЖАНИЕ ЛЕКЦИИ: 1. История открытия электромагнитных полей (ЭМП) 2. Физические свойства ЭМП 3. Источники электромагнитного излучения (ЭМИ) 3. 1. Природные (естественные) источники ЭМИ 3. 2. Техногенные (антропогенные) источники ЭМП 4. Электромагнитное загрязнение биосферы 4. 1. Влияние ЭМП на здоровье человека 4. 2. Биологическое действие электромагнитных полей 5. Нормирование ЭПМ 6. Электростатические поля (ЭСП) 7. Радиационное излучение, загрязнение и защита биосферы 7. 1. Механизм излучений 7. 2. Действие радиации на человека 7. 3. Оценка и нормирование радиоактивного излучения 7. 4. Защита от радиоактивного излучения 8. Безопасность лазерного излучения 8. 1. Физиологические эффекты при воздействии лазерного излучения на человека. 8. 2. Технико гигиеническая оценка лазерных изделий в России 8. 3 Классы опасности лазерного излучения по СНи. П 5804 91 9. ПК как источник ЭМП 10. Медицинская помощь при заболеваниях, вызванных воздействием ЭМП 11. Независимая гигиеническая и экологическая экспертиза электромагнитной обстановки 12. Прикладная методика оценки биологического действия ЭМП 13. Защита от воздействия электромагнитных излучений 13. 1. Защита от действия ЭМИ РЧ и СВЧ на промышленных объектах 13. 2 Индивидуальные средства защиты
До начала XIXв. электричество и магнетизм считались явлениями, не связанными друг с другом, и рассматривались в разных разделах физики. В 1819 г. датский физик Г. Х. Эрстед обнаружил, что проводник, по которому течёт электрический ток, вызывает отклонение стрелки магнитного компаса, из чего следовало, что электрические и магнитные явления взаимосвязаны. Французский физик и математик А. Ампер в 1824 г. дал математическое описание взаимодействия проводника тока с магнитным полем. В 1831 г. английский физик М. Фарадей экспериментально обнаружил явление электромагнитной индукции и дал его математическое описание. Назад
В 1864 г. Дж. Максвелл создаёт теорию электромагнитного поля, согласно которой электрическое и магнитное поля существуют как взаимосвязанные составляющие единого целого — электромагнитного поля. Эта теория с единой точки зрения объясняла результаты всех предшествующих исследований в области электродинамики, и, кроме того, из неё вытекало, что любые изменения электромагнитного поля должны порождать электромагнитные волны, распространяющиеся в диэлектрической среде (в т. ч. в пустоте) со скоростью света. Максвелл высказывал предположение, что свет является одним из проявлений электромагнитных волн. При жизни Максвелла учение об электромагнитных волнах оставалось «чистой» теорией, не имевшей никаких экспериментальных подтверждений. В 1887 г. немецкий физик Г. Герц поставил эксперимент, полностью подтвердивший теоретические выводы Максвелла. Его экспериментальная установка состояла из находящихся на некотором расстоянии друг от друга передатчика и приёмника электромагнитных волн, и фактически представляла собой исторически первую систему радиосвязи, хотя сам Герц не видел никакого практического применения своего открытия, и рассматривал его исключительно как экспериментальное подтверждение теории Максвелла.
Электромагнитное поле — это совокупность электрических и магнитных полей, которые могут переходить друг в друга. Математически этот процесс описывается в электродинамике посредством системы уравнений Максвелла. Процесс эволюции возмущений электромагнитных полей называются электромагнитными волнами, распространяющимися в пространстве со скоростью света. В зависимости от длины волны электромагнитное излучение подразделяется : радиоизлучение свет (в том числе инфракрасный и ультрафиолет) Назад гамма излучение рентгеновское излучение
Электрическое поле создается зарядами. Магнитное поле создается при движении электрических зарядов по проводнику. Электромагнитное поле это особая форма материи, посредством которой осуществляется воздействие между электрическими заряженными частицами. Физические причины существования ЭМП связаны с тем, что изменяющееся во времени электрическое поле напряженностью E, В/м, порождает магнитное поле напряженностью Н, А/м, а изменяющееся магнитное поле — вихревое электрическое поле. Обе компоненты, Е и Н, непрерывно изменяясь, возбуждают одна другую. Рис. 2. 1 Две компоненты ЭМП (дальняя зона излучения)
Векторы Е и H бегущей ЭМВ в зоне распространения всегда взаимно перпендикулярны. При распространении в проводящей среде напряженности электрического и магнитного полей связаны соотношением: (2. 1) ω- частота электромагнитных колебаний; μ- магнитная проницаемость вещества экрана; γ- удельная проводимость вещества экрана; k- коэффициент затухания; R- расстояние от входной плоскости экрана до рассматриваемой точки. Электромагнитные поля неподвижных или равномерно движущихся заряженных частиц неразрывно связано с этими частицами. При ускоренном движении заряженных частиц ЭМП «отрывается» от них и существует независимо в форме электромагнитных волн (не исчезая с устранением источника).
Механизм ЭМП Электромагнитные поля окружают нас постоянно. Однако человек различает только видимый свет, который занимает лишь узкую полоску спектра ЭМВ — электромагнитных волн. Рис. 2. 2 Электромагнитный спектр Глаз человека не различает ЭМП, длина волны которых больше или меньше длины световой волны, поэтому мы не видим излучений промышленного оборудования, радаров, радиоантенн, линий электропередач и др. Все эти устройства, использующие электрическую энергию, излучают так называемые антропогенные ЭМП, которые вместе с естественными полями Земли и Космоса создают сложную и изменчивую электромагнитную обстановку.
Особенностью ЭМП является его деление на «ближнюю» и «дальнюю» зоны. На практике в «ближней» зоне — зоне индукции на расстоянии от источника r < X ЭМП можно считать квазистати ческим. Здесь оно быстро убывает с расстоянием, обратно пропорционально r 2 или r 3. Поле в зоне индукции служит для формирования электромагнитной волны. «Дальняя» зона (r > ЗА. ) — зона сформировавшейся электромагнитной волны, в которой интен сивность поля убывает обратно пропорционально расстоянию до источника r 1. Граница «ближней» и «дальней» зоны представлена на рисунке (2. 3). Рис. 2. 3 Ближняя (1) и дальняя (2) зоны ЭМП для разных частот
Согласно теории ЭМП, «ближняя» (зона индукции) находится на расстоянии : (2. 2) где — длина волны; с — скорость распространения волны (для вакуума или воздуха — скорость света); f— частота электромагнитных колебаний. «Дальняя» зона, или зона распространения (зона излучения), находится на расстоянии: (2. 3)
Электромагнитные поля характеризуются длиной волны λ. Источник, генерирующий излучение, т. е. создающий электромагнитные колебания, характеризуется частотой f. Таблица 2. 1 Международная классификация электромагнитных волн Частоты Крайне низкие, КНЧ Сверхнизкие, СНЧ Инфракрасные, ИНЧ Очень низкие, ОНЧ Низкие частоты, НЧ Средние, СЧ Высокие частоты, ВЧ Очень высокие, ОВЧ Ультравысокие, УВЧ Сверхвысокие, СВЧ Крайне высокие, КВЧ Гипервысокие, ГВЧ Диапазон 3 -30 Гц 30 -300 Гц 0, 3 -3 к. Гц 3 -30 к. Гц 30 -300 к. Гц 0, 3 -3 МГц 3 -30 МГц 30 -300 МГц 0, 3 -3 ГГц 3 -30 ГГц 30 -300 ГГц 300 -3000 ГГц Длины волн Декамегаметровые Мегаметровые Гектокилометровые М ириаметровые Километровые Гектометровые Декаметровые Метровые Дециметровые Сантиметровые Миллиметровые Децимиллиметровые Диапазон 100 -10 Мм 10 -1 Мм 1000 -100 км 100 -10 км 10 -1 км 1 -0, 1 км 100 -10 м 10 -1 м 1 -0, 1 м 10 -1 см 10— 1 мм 1— 0, 1 мм
Назад
Природные (естественные) источники ЭМП делят на две группы: Первая — поле Земли: постоянное (основное) магнитное поле (55, 7 — 33, 4 А/м, причем напряженность геомагнитного поля убывает от магнитных полюсов к магнитному экватору). Процессы в магнитосфере вызывают колебания геомагнитного поля в широком диапазоне частот : от 10 5 до 102 Гц, амплитуда может достигать сотых долей ампер на метр. Вторая — радиоволны, генерируемые космическими источниками (Солнце, галактики и др. ). В силу относительно низкого уровня излучения космических радиоисточников и нерегулярного характера воздействия их суммарный эффект поражения земных биообъектов незначителен. Назад
Первая — источники, генерирующие крайне низкие и сверхнизкие частоты от 0 Гц до 3 к. Гц. Вторая — источники, генерирующие от 3 к. Гц до 300 ГГц, включая микроволны (СВЧ излучение) в диапазоне от 300 МГц до 300 ГГц. Назад
Основные источники электромагнитных излучений : Электротранспорт (трамваи, троллейбусы, поезда, …. . ) Линии электропередач (высоковольтные, …. . ) Электропроводка Бытовые электроприборы Теле и радиостанции (транслирующие антенны) Спутниковая и сотовая связь Радары Персональные компьютеры
Таблица 3. 1 Некоторые техногенные источники ЭМП (ЭМИ) Источники излучения Радиотехнические объекты Радиопередающие станции Радиолокационные и радионавигационные станции Телевизионные станции Плазменные установки Термические установки Высоковольтные линии электропередач Рентгеновские установки Лазеры Мазеры Технологические установки Ядерные реакторы Источники ЭМП специального назначения (наземные, водные, подводные, воздушные), применяемые в радиоэлектронном противодействии Диапазоны частот излучения, волны 30 к. Гц-30 МГц 30 к. Гц-300 МГц СВЧ-диапазон (300 МГц-300 ГГц) 30 МГц-3 ГГц Видимый, ИК-, УФ-диапазоны Видимый, ИК-диапазон Промышленные частоты, статическое электричество Жесткий УФ, рентгеновский диапазон, видимое свечение Оптический диапазон СВЧ-диапазон ВЧ, СВЧ, ИК, УФ, видимый, рентгеновский диапазоны Излучения рентгеновское и , γ , ИК, видимое и т. п. Радиоволны, оптический диапазон, акустические волны (комбинированность действия)
Источники ЭМП частот 0 3 КГц Таблица 3. 2 Параметры ЭМП ЛЭП Источник Е, В/м Н, А/м ЛЭП 6 35 к. В 10 500 0, 1 2 ЛЭП 110 к. В 100 3000 0, 1 20 ЛЭП 330 к. В 1000 5000 10 100 ОРУ* подстанции 500 к. В 1000 50000 10 100 Кабель электропитания подъезда жилого дома ≤ 300 В ≤ 20 мк. Тл * Открытое распределительное устройство
Назад
С развитием электроэнергетики, радио и телевизионной техники, средств связи, электронной офисной техники, специального промышленного оборудования появилось большое количество искусственных источников электромагнитных полей (ЭМП), что обусловило интенсивное «электромагнитное загрязнение» среды обитания человека. Биологические эффекты электромагнитных воздействий на человека зависят от : • частоты • продолжительности и интенсивности облучения • площади облучаемой поверхности • общего состояния здоровья человека Наиболее чувствительны больные организмы, в частности, страдающие аллергическими заболеваниями или имеющие склонность к образованию опухолей. Очень опасно облучение в период эмбрионогенеза и в детском возрасте.
Длительное воздействие ЭМП на организм человека вызывает нарушение функционального состояния: нервной и сердечно сосудистой систем, что выражается в повышенной утомляемости, снижении качества выполняемой работы, сильных болях в области сердца, изменении кровяного давления и пульса. Наиболее характерными при воздействии радиоволн всех диапазонов являются отклонения от нормального состояния центральной нервной и сердечно сосудистой систем человека. К субъективным ощущениям относятся: частая головная боль, сонливость или бессонница, вялость, слабость, утомляемость, рассеянность, головокружение и др. Иногда проявляется мутагенное воздействие и временная стерилизация при облучении с интенсивностями выше теплового порога.
Широкие исследования электромагнитных полей были начаты в СССР в 60 е годы. Был накоплен большой клинический материал о неблагоприятном действии магнитных и электромагнитных полей, было предложено ввести новое нозологическое заболевание “Радиоволновая болезнь” или “Хроническое поражение микроволнами”. В дальнейшем, было установлено, что, во первых, нервная система человека, особенно высшая нервная деятельность, чувствительна к ЭМП, и, во вторых, что ЭМП обладает информационным действием при воздействии на человека в интенсивностях ниже пороговой величины теплового эффекта. Результаты этих работ были использованы при разработке нормативных документов в России. В результате нормативы в России были установлены очень жесткими и отличались от американских и европейских в несколько тысяч раз (например, в России ПДУ для профессионалов 0, 01 м. Вт/см 2; в США 10 м. Вт/см 2). Назад
Экспериментальные данные как отечественных, так и зарубежных исследователей свидетельствуют о высокой биологической активности ЭМП во всех частотных диапазонах. При относительно высоких уровнях облучающего ЭМП современная теория признает тепловой механизм воздействия. При относительно низком уровне ЭМП (к примеру, для радиочастот выше 300 МГц это менее 1 м. Вт/см 2) принято говорить о нетепловом или информационном характере воздействия на организм. Механизмы действия ЭМП в этом случае еще мало изучены. Назад
Многочисленные исследования в области биологического действия ЭМП позволят определить наиболее чувствительные системы организма человека: • нервная • иммунная • эндокринная • половая Эти системы организма являются критическими. Биологический эффект ЭМП в условиях длительного многолетнего воздействия накапливается, в результате возможно развитие отдаленных последствий, включая дегенеративные процессы центральной нервной системы, рак крови (лейкозы), опухоли мозга, гормональные заболевания. Особо опасны ЭМП могут быть для детей, беременных (эмбрион), людей с заболеваниями центральной нервной, гормональной, сердечно сосудистой системы, аллергиков, людей с ослабленным иммунитетом.
• Большое число исследований, выполненных в России, и сделанные монографические обобщения, дают основание отнести нервную систему к одной из наиболее чувствительных систем в организме человека к воздействию ЭМП. На уровне нервной клетки, структурных образований по передачи нервных импульсов (синапсе), на уровне изолированных нервных структур возникают существенные отклонения при воздействии ЭМП малой интенсивности. Влияние на нервную систему
Назад
Применение новых технологических процессов и радиоэлектронных систем и устройств, излучающих электромагнитную энергию в окружающую среду, создает и ряд трудностей, связанных с отрицательным воздействием ЭМИ на организм человека. Установлено, что этот вид энергии воздействует на весь организм, вызывая его перегрев под влиянием переменного поля, а также отрицательно действует и на отдельные системы организма. Данные об интенсивности облучения человека на некоторых рабочих местах приведены в таблице.
Таблица 5. 1 Интенсивность ЭМИ на рабочих местах Производственный процесс Основные источники излучения Интенсив ность облучения персонала, мк. Вт/см 2 Регулировка, настройка и испытание комплекса РЛС в выпускных цехах заводов и ремонтных мастерских Антенные системы 1000 Регулировка, настройка и испытание комплекса РЛС в условиях полигона Антенные системы 500 Регулировка, настройка и испытание отдельных СВЧ узлов, блоков и приборов Катодные выводы магнетрона, волноводо коаксиальные переходы и др. 1000 Научно исследовательские работы Антенные устройства, генераторные блоки, СВЧ приборы и др. Эксплуатация РЛС на аэродромах гражданской авиации Антенные системы Эксплуатация СВЧ аппаратов в некоторых областях народного хозяйства, в том числе физиотерапевтические кабинеты Антенные системы, генераторные блоки, излучатели и др. Контрольно измерительные Генераторные блоки, антенные < 1000 1 2000 5 50 (сложные ЭМП)
Нормативной базой в Российской Федерации являются санитарные нормы и правила (СНи. П), а также предельно допустимые уровни (ПДУ) для некоторых источников ЭМП. Нормируют ЭМИ в соответствии с нормативными документами и справочными данными. В таблице приведены допустимые значения Е и Н энергетической нагрузки ЭМП на рабочих местах и в местах возможного нахождения персонала. Указанные значения не должны превышаться в течение рабочего дня в зависимости от природы полей.
Таблица 5. 2 Предельно допустимые уровни напряженности и ЭН — энергетической нагрузки ЭМП* Частоты, МГц Е, В/м, ≤ 6*10 2 3 3 30 30 50 50 300 6 10 2 1, 5 30 50 50 20 10 5 Н, А/м, ≤ 5 0, 3 300 — 3*105 Нормативна я энергетичес кая нагрузка, (мк. Вт*ч)/см 2 Дополнения Допускается превышение уровней в два раза при воздействии не долее 0, 5 рабочего дня 2000 Облучение от вращающихся и сканирующих антенн с частотой 1 Гц и скважностью не менее 50 2000 Кроме случаев облучения от вращающихся и сканирующих антенн Последовательное или одновременное облучение в непрерывном или прерывистом режимах
Электромагнитное поле радиочастот Электрическая напряженность на рабочих местах не должна превышать 20 В/м в диапазоне частот 100 к. Гц— 30 МГц и при f = 30 300 МГц; магнитная Н ≤ 5 А/м при f= 0, 1 1, 5 МГц. В диа пазоне СВЧ 300 МГц— 300 ГГц допустимая ППМ при облуче нии в течение всего рабочего дня составляет 10 мк. Вт/см 2, 2 ч — 100 мк. Вт/см 2, 15 — 20 мин — 1000 мк. Вт/см 2 (при обязательном использовании защитных очков). В остальное рабочее время интенсивность облучения не должна превышать 10 мк. Вт/см 2. В случае непрерывного облучения от вращающихся и сканирующих антенн ПДУ облучения 100 мк. Вт/см 2 при 8 ч воздействия и 1000 мк. Вт/см 2 при облучении до 2 ч/сут. Для лиц, профессионально не связанных с облучением, и для населения в целом ППМ не должен превышать 1 мк. Вт/см 2.
Электрические поля промышленной частоты (50 Гц) ПДУ напряженности электрического поля в жилых помещениях составляет 500 В/м. ПДУ электрических полей, излучаемых воздушными ЛЭП напряжением 300 к. В и выше: • внутри жилых зданий — 500 В/м; • на территории жилой застройки — 1 к. В/м; • в ненаселенной местности — 15 к. В/м. Для защиты населения вдоль ЛЭП устанавливаются СЗЗ, в пределах которых запрещается строить жилые и общественные здания, склады нефтепродуктов, ремонтировать механизмы и машины. Размеры зоны ограничений застройки и СЗЗ выбирают по методикам, представленным в СН 2971 84 и 2963 84, или по таблицам. В соответствии с Сан. Пи. Н 2. 2. 1/2. 1. 1. 1200 03 для вновь проектируемых ЛЭП при Е ≥ 1 к. В/м, зданий и сооружений допускаются следующие границы СЗЗ: • 20 м — при 330 к. В; • 30 м — при 500 к. В; • 40 м — при 750 к. В; • 55 м — при 1150 к. В.
Таблица 5. 3 Граница санитарной зоны вдоль ЛЭП Напряжен ие, к. В Расстояние от проекции на землю крайних фаз проводов, м 220 25 1150 300 (55) 750 250 (40) 110 20 500 150 (30) 35 15 330 75 (20) До 20 10 Примечание. Расстояние в скобках допускаются для сельской местности. Таблица 5. 4 Санитарно защитные зоны радио и телестанций Объекты Частоты, МГц СЗЗ, м ДВ радиостанции 0, 03 0, 3 1000 СВ радиостанции 0, 3 3 200 1000 КВ радиостанции 3 30 50 700 30 1000 25 800 ТВ и УКВ радиостанции
Общая протяженность российских ЛЭП напряжением 6 — 1150 к. В превышает 4, 5 млн. км. Провода ЛЭП излучают энергию в окружающее пространство. Напряженность полей под линией зависит от напряжения ЛЭП (электрическое поле), нагрузки (магнитное поле), высоты подвески, расстояния между проводами, растительного покрова и рельефа местности под линией (электромагнитная энергия в значительной мере поглощается почвой). Однако замеры в местах прохождения ЛЭП 500 к. В по территории населенных пунктов показывают, что население во многих случаях облучается повышенными уровнями поля. При Е >1 к. В/м должны быть приняты меры по исключению воздействия на человека ощутимых электрических разрядов и токов стекания в случаях касания изолированных от земли объектов — машин и механизмов.
Магнитное поле промышленной частоты ПДУ напряженности магнитного поля для условий выполнения работ под напряжением установлены на уровне 3, 2 к. А/м при воздействии на тело работающего и 5, 2 к. А/м — при воздействии на кисти рук. Международные рекомендации IRPA/INIRC содержат более жесткие нормы: 400 А/м для производственных воздействий и 80 А/м — для населения. По действующим европейским нормам ENV 50166 (1995) допустимые значения напряженности разделены на три категории.
Назад
Статическое электричество — продукт образования, сохранения и разделения свободных электрических зарядов на поверхностях и в объемах диэлектрических и полупроводниковых веществ и материалов или на изолированных проводниках. Экспериментально установлено, что положительные заряды скапливаются на поверхности того из двух соприкасающихся (трущихся) веществ, диэлектрическая проницаемость которого больше. Если соприкасающиеся вещества имеют одинаковую диэлектрическую проницаемость, то электрические заряды не возникают. Электростатическое поле характеризуется напряженностью, определяемой отношением силы, действующей в поле на точечный электрический заряд, к величине этого заряда. Единица измерения напряженности ЭСП — 1 В/м.
Внешние признаки статического электричества могут проявляться в виде :
Разряды статического электричества наиболее опасны в горючем газе (или паре) и пожаро взрывоопасных пылях. Статическое электрическое поле существенно влияет на живые организмы. Земля заряжена отрицательно относительно свободного пространства. Аэрозольные же частицы и молекулы газа атмосферы, как правило, положительны. У земной поверхности напряженность электрического поля составляет 100— 130 В/м. При статической электризации напряжение относительно Земли достигает десятков, а иногда и сотен тысяч вольт. Сила тока при статической электризации составляет 10 7— 10 3 А.
Явление статической электризации наблюдается в следующих основных случаях: ü в потоке и при разбрызгивании жидкостей ü в струе газа или пара ü при соприкосновении и последующем разделении двух твердых разнородных тел (контактная электризация)
Опасность возникновения статического электричества проявляется в возможности образования электрической искры (пожарная опасность) и вредном действии его на организм человека, причем не только при непосредственном контакте с зарядом, но и за счет электрического поля вокруг заряженных поверхностей. У людей, работающих в зоне электростатического поля, проявляются раздражительность, головная боль, нарушение сна, снижение аппетита. Легкие «уколы» и «пощипывания» при работе с сильно наэлектризованными материалами негативно влияют на психику рабочих, а в определенных ситуациях могут вызвать шоковое состояние. При постоянном прохождении через тело человека малых токов электризации возможны неблагоприятные физиологические изменения в организме, приводящие к профзаболеваниям. Вследствие этого введен ПДУ напряженности электростатических полей : 60 к. В/м в течение 1 ч. При Е < 20 к. В/м время пребывания в электростатических полях не регламентируется.
Основная величина, характеризующая способность материалов проводить ток, а также определяющая их способность к электризации — удельное электрическое сопротивление р, Ом • м. Все вещества и материалы подразделяют на диэлектрические (р > 108 Ом • м), антистатические (р = 105. . . 108 Ом • м) и электропроводящие (р < 105 Ом • м). Значения объемного (рк) и поверхностного (ps) удельного электросопротивления должны указываться в технологическом регламенте, а также в исходных данных при проектировании любого технологического процесса. Для практических целей необходимо брать их максимальные значения или определять экспериментально для каждого конкретного продукта.
Меры защиты от статического электричества направлены на предупреждение возникновения и накопления зарядов статического электричества, создание условий рассеивания зарядов и устранение опасности их вредного воздействия.
Назад
Среди опасностей, угрожающих человеку, особо необходимо выделить ионизирующую радиацию. Главными источниками ионизирующих излучений и радиоактивного загрязнения (заражения) являются предприятия ядерного топливного цикла: • атомные станции (реакторы, хранилища отработанного ядерного топлива, хранилища отходов); • предприятия по изготовлению ядерного топлива (урановые рудники и гидрометаллургические заводы, предприятия по обогащению урана и изготовлению тепловыделяющих элементов (ТВЭЛ); • предприятия по переработке и захоронению радиоактивных отходов (радиохимические заводы, хранилища отходов); • исследовательские ядерные реакторы, • военные объекты. Необходима оптимизация топливного цикла ЯЭУ ядерных энергетических установок, способов переработки облученного топлива и обращения с полученными при этом радиоактивными отходами.
Атомы, имеющие ядра с одинаковым числом протонов, но различающиеся по числу нейтронов, относят к разновидностям одного и того же химического элемента и называют изотопами. Ядра всех изотопов образуют группу нуклидов. Большинство нуклидов нестабильны, все время превращаются в другие нуклиды. Самопроизвольный распад нуклидов является радиоактивным, а такие нуклиды называют радионуклидами. Ионизирующее излучение разделяют на корпускулярное (альфа , бета , нейтронное) и фотонное (рентгеновское, гамма ). Испускание ядром двух протонов и двух нейтронов — α излучение, испускание электронов (позитронов) — β излучение, испускание квантов энергии перевозбужденными нестабильными нуклидами — γ излучение. Иными словами, ос частицы — ядра гелия, их энергия 3 — 9 Мэ. В (1 э. В = 1, 6 * 10 19 Дж), пробег такой частицы в воздухе 8 — 9 см, а в мягких биологических тканях — десятки микрометров; Р излучение возникает при радиоактивном распаде. Его энергия 0, 0005 — 3, 5 Мэ. В; ионизирующая способность β частиц ниже, а проникающая — выше, чем α частиц; максимальный пробег в воздухе — 1, 8 м, в тканях — 2, 5 см; γ лучи — результат высокочастотного электромагнитного излучения, возникающего в процессе ядерного распада, — обладают большой проникающей способностью и малым ионизирующим действием; их энергия 0, 01 — 3 Мэ. В. Указанные излучения, таким образом, характеризуются ионизирующей и проникающей способностями. Эти свойства и определяют их воздействие на биологические объекты. Назад
Таблица 7. 1 Основные свойства α , β и γ излучений естественных радиоактивных веществ Способность Излучение Природа Заряд α Ион Не+ + β Электрон γ Электромагнит Нейтраль ное излучение ионизирую проникающая Очень Низкая: слой воды 0, 1 высокая мм, толщина листа бумаги Высокая: слой алюминия 0, 5 мм Низкая Очень высокая: слой свинца в несколько сантиметров
Биологическое действие ионизирующего излучения заключается в том, что поглощенная энергия расходуется на разрыв химических связей и разрушение клеток живой ткани. Облучение кожи в зависимости от величины дозы вызывает ожоги разной степени, а также перерождение кровеносных сосудов, возникновение хронических язв и раковых опухолей со смертельным исходом через 6 — 30 лет. Смертельная доза у излучения 600 + 100 Р. Так называемая «смерть под лучом» наступает при дозе около 200 к. Р. Доказано, что облучение может иметь генетические последствия, вызывать мутации. При дозах внешнего облучения не более 25 бэр никаких изменений в организмах и тканях человека не наблюдается. При внутреннем облучении опасны все виды излучения, так как они действуют непрерывно и практически на все органы. Назад
Некоторые эффекты внешнего воздействия ионизирующих излучений на человека Условия облучения Доза (накопленная) или мощность дозы Эффект Однократное острое, пролонгированное, дробное, хроническое — все виды Любая, ≠ 0 Увеличение риска отдален ных последствий и генетических нарушений Хроническое в течение ряда лет >0, 1 Зв (10 бэр)/год Снижение неспецифической резистентности организма >0, 5 3 в (50 бэр)/год Специфические проявления лучевого воздействия, снижение иммунореактивности, катаракта (при дозах > 30 бэр) > 1, 0 Зв (100 бэр) Острая лучевая болезнь разной степени тяжести Острое однократное >4, 5 3 в (450 бэр) Пролонгированное, 1— 2 мес, на щитовидную железу > 10, 0 Зв (1000 бэр) Острая лучевая болезнь со смертельным исходом для 50 % облученных Гипофункция щитовидной железы, возрастание до 1 % риска развития опухолей (аденом и раковых)
Внутреннее облучение, вызванное источниками, входящими в состав организма или попавшими в него с воздухом, водой или пищей, во много раз опаснее, чем внешнее, при тех же количествах радионуклидов по следующим причинам: 1. Время облучения увеличивается и совпадает со временем пребывания радиоактивного вещества в организме; такие вещества, как 226 Ra или 239 Pu, из организма практически не выводятся, и облучение длится всю жизнь. 2. Доза облучения резко возрастает из за бесконечно малого расстояния до ионизируемой ткани. 3. Отсутствует защитное действие кожного покрова; α частицы из полностью безопасных при внешнем облучении становятся наиболее опасными. 4. Нельзя использовать методы защиты, разработанные для внешнего облучения. При внешнем облучении α и β частицы из за малой проникающей способности вызывают в основном поражения кожи, γ излучение может вызвать гибель организма при отсутствии внешних изменений кожных покровов.
Назад
Для количественной оценки облучения населения и производственного персонала существуют следующие величины: активность радиоактивного вещества поглощенная доза эффективная ожидаемая доза эквивалентная доза эффективная ожидаемая доза коллективная эффективная доза
Все население подразделяют на две категории : 1 — персонал, непосредственно работающий с источниками излучения; 2 — население вне сферы производственной деятельности. Персонал в свою очередь делят на две группы: А — работающие с источниками излучения; Б — по условиям работы находящиеся в сфере их воздействия. Для каждой категории облучаемых лиц устанавливаются основные дозовые пределы, допустимые и контрольные уровни. Превышение допустимых и контрольных уровней является порогом ухудшения радиационной обстановки и сигналом к принятию соответствующих мер безопасности.
Таблица 7. 3. 1 Основные дозовые пределы Нормируемые величины Дозовые пределы, м. Зв/год Персонал*1 Эффективная доза Население 20 (< 50) м. Зв/год 1 (< 1) м. Зв/год В среднем за любые последовательные 5 лет Эквивалентная доза за год: для хрусталика глаза кожи*2 кисти и стопы 150 500 15 50 50 Таблица 7. 3. 2 Уровни индивидуального радиационного риска, соответствующие установленным пределам доз Категория лиц, подвергающихся облучению Персонал Уровень дозы Риск соматико стохастически х последствий в год, % Риск в год, % генетических последствий общий 6, 25 • 10 4 2 • 10 4 8, 25 • 10 4 Средняя доза при установленном пределе 0, 005 Зв Отдельные лица из населения Предел дозы 0, 05 Зв 6, 25 • 10 5 2 • 10 5 8, 25 • 10 5 Предел дозы 0, 005 Зв 6, 25 • 10 5 2 • 10 5 8, 25 • 10 5 Средняя доза при установленном пределе 0, 0005 Зв 6, 25 • 10 6 2 • 10 6 8, 25 • 10 6
При сочетании внешнего, внутреннего облучений и поступления нескольких радионуклидов в организм должно выполняться условие безопасности : (7. 3. 1) где Нэi — эквивалентная доза i го излучения на данный орган; ПДДj — предельно допустимая доза; Пj — поступление j го радионуклида; ПДП, — предельно допустимое годовое поступление радиоактивных веществ через органы дыхания и пищеварения.
Для оценки состояния окружающей среды и сферы жизнедеятельности человека (инженерных объектов) чаще используются: 1. Плотность радиоактивного загрязнения почвы (запас) по отдельным радионуклидам 137 Cs, 90 Sr и Pu (по сумме изотопов плутония); 2. Мощность 3. Эффективная экспозиционной (ожидаемая) дозы на эквивалентная расстоянии 1 м годовая доза от поверхности облучения почвы населения
Таблица 7. 3. 3 Критерии экологического состояния территорий Параметры Мощность экспозиционной дозы на уровне 1 м от поверхности почвы, мк. Р/ч Экологическое бедствие Чрезвычайная экологическая ситуация >400 200 400 137 Cs >40 15 40 90 Sr >3 1 3 Радиоактивное загрязнение, Ки/км 2: Pu (сумма изотопов) Эффективная доза облучения, м. Зв/год >0, 1 > 10 5 10 В таблице представлены критерии экологического состояния радиоактивно загрязненной территории, определенные исходя из вышеназванных параметров. Для обнаружения ионизирующих излучений, измерения их энергии и других свойств применяются дозиметрические приборы (рентгенометры, радиометры и дозиметры).
Назад
В производственном цикле защита осуществляется: расстоянием временем экранированием источника излучения и количеством (мощностью) источников «Защита расстоянием» основана на том, что интенсивность облучения уменьшается пропорционально квадрату расстояния между источником излучения и работающим. «Защита временем» заключается в уменьшении продолжительности контакта человека с источником излучения. «Защита экранированием» — укрытие источника излучения конструкционными материалами, хорошо поглощающими излучение: свинцом, железом, бетоном, алюминием, свинецсодержащим стеклом и др. «Защита количеством» заключается в уменьшении мощности источников до минимальных величин.
Безопасные ядерные ресурсосберегающие технологии Для широкого внедрения атомной энергетики необходимо решить две технических проблемы: разработать реактор с повышенной безопасностью и технологию удаления опасных высокоактивных отходов, отвечающую требованиям промышленной экологии. В качестве топлива в атомной станции может использоваться ряд элементов, основным из которых в настоящее время является уран. Используются три способа разработки урановых месторождений: подземный, открытый и наиболее современный — подземного выщелачивания. В качестве выщелачивающего реагента применяют растворы серной кислоты и карбонат бикарбонатных солей, насыщенных кислородом. На рис. показана схема ядерного топливного цикла, а на рис. — общая схема образования и обезвреживания радиоактивных отходов (РАО). Радиоактивные отходы бывают твердыми, жидкими и газообразными. По содержанию в них радионуклидов и уровню тепловыделения их подразделяют на низкоактивные (НАО), среднеактивные (САО) и высокоактивные (ВАО).
Рисунок 7. 4. 1 Схема ядерного топливного цикла
Рисунок 7. 4. 2 Общая схема обращения с радиоактивными отходами
Назад
Особое место среди источников ЭМИ (ЭМП) занимают лазерные установки. В промышленности применяют лазерные установки, работающие в диапазонах длин волн от ИК до рентгеновского (от 0, 2 до 1000 мкм с большой плотностью энергии). Лазерная технология, например, обработка материалов лазерным излучением, позволяет осуществлять сварку материалов, сверление, резку и т. д. Благодаря уникальным свойствам (точной направленности луча, когерентности, монохроматичности), эти устройства также широко используют, в частности, в физике, химии, биологии, практической медицине (хирургия, офтальмология).
Лазер — оптический квантовый генератор (ОКГ) ЭМИ оптического диапазона, преобразующий энергию разных видов в энергию лазерного луча. Плотность мощности излучения лазерных установок достигает 1011— 1014 Вт/см 2, а для испарения большинства материалов достаточно 109 Вт/см 2. Для сравнения: плотность солнечного излучения 0, 15 — 0, 25 Вт/см 2. Поэтому серьезную опасность представляет не только прямое, но и диффузионно отраженное лазерное излучение. Проявляются и сопутствующие факторы: ЭМП, высокое напряжение, аэрозоли от возгона веществ в зоне действия лазерного луча.
Непосредственное воздействие на человека оказывает лазерное излучение любой длины волны, однако в связи со спектральными особенностями поражаемых органов и существенно различными предельно допустимыми дозами облучения обычно различают воздействие на глаза и кожные покровы человека. Назад
Воздействие лазерного излучения на органы зрения Основной элемент зрительного аппарата человека — сетчатка глаза — может быть поражена лишь излучением видимого ( от 0. 4 мкм ) и ближнего ИК диапазонов ( до 1. 4 мкм ), что объясняется спектральными характеристиками человеческого глаза. При этом хрусталик и глазное яблоко, действуя как дополнительная фокусирующая оптика, существенно повышают концентрацию энергии на сетчатке, что, в свою очередь, на несколько порядков понижает максимально допустимый уровень ( МДУ ) облученности зрачка.
МДУ прямого облучения сетчатки Кроме длины волны l, необходимо учитывать также длительность воздействия светового излучения. При очень коротких импульсах ( когда не успевают сработать механизмы теплопроводности в области сетчатки ) нормируют плотность энергии для видимого излучения ( 0. 4
МДУ лазерного облучения кожных покровов При принятии должных мер безопасности (защитные очки и др. ) повреждение зрительных органов человека обычно исключается. Однако остается возможность поражения кожных покровов (например, рук при обслуживании лазерной технологической установки). Что касается МДУ лазерного облучения для кожных покровов человека, то их значения, по рекомендации МЭК, отличаются от значений, рассмотренных ранее для глаз, лишь в области видимого и ближнего ИК излучения (l<1. 4 мкм). При этом облучение усредняют в пределах круглой апертуры Æ 1 мм для всех длин волн менее 0. 1 мм. Облучение в дальней ИК области (0. 1
В нашей стране на базе проведенных комплексных исследований и современных представлений о влиянии лазерного излучения на организм человека разработан и утвержден ряд нормативных документов, обеспечивающих безопасную эксплуатацию лазерных изделий. Эти документы устанавливают единую систему обеспечения лазерной безопасности. В такую систему входят: технические средства снижения опасных и вредных производственных факторов, организационные мероприятия, контроль условий труда на лазерных установках. В современной отечественной научно технической и нормативной литературе дано несколько вариантов классификации лазерных изделий. С позиции обеспечения лазерной безопасности их классифицируют по основным физико техническим параметрам и степени опасности генерируемого излучения. В зависимости от конструкции лазера и конкретных условий его эксплуатации обслуживающий его персонал может быть подвержен воздействию опасных и вредных производственных факторов, перечень которых приведен в ГОСТ 12. 1. 040 83. Уровни опасных и вредных производственных факторов на рабочем месте не должны превышать значений, установленных по электробезопасности, взрывоопасности, шуму, уровням ионизирующего излучения, концентрации токсических веществ и др. Назад
Степень воздействия лазерного излучения на оператора зависит от физико технических характеристик лазера — плотности, мощности (энергии излучения), длины волны, времени облучения, длительности и периодичности импульсов, площади облучаемой поверхности. Биологический эффект лазерного облучения зависит как от вида воздействия излучения на ткани организма (тепловое, фотохимическое), так и от биологических и физико химических особенностей самих тканей и органов. Наиболее опасно лазерное излучение с длиной волны: 380¸ 1400 нм — для сетчатки глаза, 180¸ 380 нм и свыше 1400 нм — для передних сред глаза, 180¸ 105 нм (т. е. во всем рассматриваемом диапазоне) — для кожи. Назад
В соответствии со СНи. П 5804 91 лазерные изделия по степени опасности генерируемого излучения подразделяют на 4 класса. При этом класс опасности лазерного изделия определяется классом опасности используемого в нем лазера. Классификацию лазеров с точки зрения безопасности проводит предприятие изготовитель путем сравнения выходных характеристик излучения с предельно допустимыми уровнями (ПДУ) при однократном воздействии. Определяя принадлежность лазерного изделия к тому или иному классу по степени опасности лазерного излучения, необходимо учитывать воздействие прямого или отраженного лазерного пучка на глаза и кожу человека и пространственные характеристики лазерного излучения (при этом различают коллимированное излучение, то есть заключенное в ограниченном телесном угле, и неколлимированное, то есть рассеянное или диффузно отраженное). Использование дополнительных оптических систем не входит в понятие "коллимация", а оговаривается отдельно.
Лазерные изделия с точки зрения техники безопасности классифицируют в основном по степени опасности генерируемого излучения. Установлены следующие 4 класса лазеров: 1 й : представляет опасность при облучении кожи или глаз человека коллимированным пучком. В то же время диффузно отраженное излучение лазеров этого класса безопасно как для кожи, так и для глаз; 2 й : к нему относят лазеры, выходное излучение которых представляет опасность при облучении кожи или глаз человека коллимированным пучком. В то же время диффузно отраженное излучение лазеров этого класса безопасно как для кожи, так и для глаз; 3 й : к нему относят лазерные устройства, работающие в видимой области спектра и выходное излучение которых представляет опасность при облучении как глаз (коллимированным и диффузно отраженным излучением на расстоянии менее 10 см от отражающей поверхности), так и кожи (только коллимированным пучком); 4 й : наиболее опасный — к нему относят лазерные устройства, даже диффузно отраженное излучение которых представляет опасность для глаз и кожи на расстоянии менее 10 см.
Источник Диапазон частот (первая гармоника) Монитор сетевой трансформатор блока питания 50 Гц статический преобразователь напряжения в импульсном блоке питания 20 100 к. Гц блок кадровой развертки и синхронизации 48 160 Гц блок строчной развертки и синхронизации 15 110 к. Гц Системный блок (процессор) 50 Гц 1000 МГц Устройства ввода/вывода информации 0 Гц, 50 Гц Источники бесперебойного питания 50 Гц, 20 100 к. Гц Назад
Субъективные жалобы Возможные причины резь в глазах визуальные эргономические параметры монитора, освещение на рабочем месте и в помещении головная боль аэроионный состав воздуха в рабочей зоне, режим работы повышенная нервозность электромагнитное поле, цветовая гамма помещения, режим работы повышенная утомляемость электромагнитное поле, режим работы выпадение волос электростатические поля, режим работы прыщи и покраснение кожи электростатические поле, аэроионный и пылевой состав воздуха в рабочей зоне боли в животе неправильная посадка, вызванная неправильным устройством рабочего места боль в запястьях и пальцах неправильная конфигурация рабочего места, в том числе высота стола не соответствует росту и высоте кресла; неудобная клавиатура; режим работы
Первая опасность, избежать которой при работе на компьютере просто невозможно это прежде всего электромагнитное излучение. Хотя сегодняшние персональные компьютеры действительно излучают меньше (чем, например микроволновая печь или холодильник), это, к сожалению, не исключает его вредного воздействия на организм человека. Таблица 9. 1 Диапазон значений электромагнитных полей, измеренных на рабочих местах пользователей ПК Наименование измеряемых параметров Диапазон частот 5 Гц 2 к. Гц 2 400 к. Гц Напряженность переменного электрического поля, (В/м) 1, 0 35, 0 0, 1 1, 1 Индукция переменного магнитного поля, (н. Тл) 6, 0 770, 0 1, 0 32, 0
В качестве технических стандартов безопасности мониторов широко известны шведские ТСО 92/95/98 и MPR II. Эти документы определяют требования к монитору персонального компьютера по параметрам, способным оказывать влияние на здоровье пользователя. Наиболее жесткие требования к монитору предъявляет ТСО 95. Он ограничивает параметры излучения монитора, потребления электроэнергии, визуальные параметры, так что делает монитор наиболее лояльным к здоровью пользователя. В части излучательных параметров ему соответствует и ТСО 92. Разработан стандарт Шведской конфедерацией профсоюзов. Стандарт MPR II менее жесткий –устанавливает предельные уровни электромагнитного поля примерно в 2, 5 раза выше. Разработан Институтом защиты от излучений (Швеция) и рядом организаций, в том числе крупнейших производителей мониторов. В части электромагнитных полей стандарту MPR II соответствует российские санитарные нормы Сан. Пи. Н 2. 2. 2. 542 96“Гигиенические требования к видео дисплейным терминалам, персональным электронно вычислительным машинам и организации работ”. Средства защиты пользователей от ЭМП В основном из средств защиты предлагаются защитные фильтры для экранов мониторов. Они используется для ограничения действия на пользователя вредных факторов со стороны экрана монитора, улучшает эргономические параметры экрана монитора и снижает излучение монитора в направлении пользователя
Назад
леваниях, вызванных тромагнитного поля е ранняя включая разработку наблюдение за ектромагнитного поля ческие профосмотры офисных работающих в офисе на здоровье, в том итное поле офисного статочность, шум, освещенности и т. п. ), х стрессов и
Назад
Независимая санитарно эпидемиологическая или экологическая экспертиза электромагнитной обстановки может потребоваться: 1. При возникновении конфликтной ситуации между владельцем объекта, являющегося источником ЭМП, и населением; 2. В судебном процессе о нанесении ущерба здоровью; 3. При необходимости доказательства безопасности продукции и услуг в соответствии с требованиями Федерального Закона "О техническом регулировании". В рамках проведения независимой санитарно эпидемиологической или экологической экспертизы электромагнитной обстановки специалисты испытательной лаборатории выполняют: экспертизу проектной и другой документации объекта источника ЭМП; инструментальный контроль интенсивности электромагнитного поля; анализ результатов измерений; подготовку экспертного заключения о соответствии или несоответствии электромагнитной обстановки требованиям действующих нормативных актов.
аний арно и ются нию или тной нию и ных щих поля иям енка ании дных
Пример зоны ограничения застройки вокруг базовой станции системы сотовой радиосвязи, установленной на отдельно стоящей радиобашне.
Основные объекты проведения независимой санитарноэпидемиологической и экологической экспертизы электромагнитной обстановки:
Назад
Назначение Методика предназначена для проведения объективных биологических испытаний средств защиты от негативного действия ЭМП и экспресс оценки потенциальной опасности действия ЭМП различных источников. Методика прошла апробацию, в том числе в ходе международных программ, в 2003 г. рекомендована к применению межведомственной экспертной комиссией под председательством член корреспондента РАН И. Б. Ушакова Биологический объект В качестве тестового биологического объекта для определения воздействия ЭМП выбран развивающийся (растущий) куриный эмбрион, который обладает большой чувствительностью к электромагнитному воздействию. Основным критерием, по которому оценивается опасность воздействующего ЭМП, является гибель эмбриона при выбранном уровне интенсивности и временном режиме. Количественным показателем методики является количество погибших эмбрионов в динамике до 13 суток и по окончании инкубации яиц (21 сутки). Статистический анализ опытной и контрольной групп при выборке в 56 яиц для каждой группы позволяет уверенно интерпретировать результаты проводимых тестов.
Приборы и оборудование В качестве основного оборудования методики используются две или три (в зависимости от задач тестирования) установки для инкубации ВГП 02 56, оборудование для контроля температурного режима и влажности, аппаратура для регистрации электромагнитных полей и овоскоп для определения жизнеспособности эмбриона в яйце в процессе развития с 3 по 13 сутки. Установка ВГП 02 56 Установка для инкубации ВГП 02 56 специально разработана для проведения исследований с воздействием электромагнитного поля и не содержит металлических деталей. Представляет собой инкубационный бокс с внутренним объемом 52 х52 х65 см с жидкостным термостатом (рис). Установка ВГП-02 -56
Обработка результатов Результаты дозиметрии ЭМП внутри инкубаторов представляются в виде таблицы, в которой для указанных точек внутри инкубатора записываются зафиксированные значения напряженности электрического поля или значения плотности потока энергии. Результаты биологического эксперимента подвергаются стандартной процедуре статистической обработки сравнения опытной и контрольной выборок. Окончательные результаты заносятся в таблицу, в которой для каждого инкубатора указывается: количество яиц, заложенных для инкубации; количество неоплодотворенных яиц; количество оплодотворенных яиц (яиц участвующих в тестировании); гибель эмбрионов на соответствующие дни развития; общее количество погибших эмбрионов и их процент к общему количеству; общее количество выживших эмбрионов и их процент к общему количеству. Методика использована при проведении работ по определению биологического действия ЭМП сотового телефона и источника ЭМП промышленной частоты 50 Гц.
Назад
Электромагнитное поле - один из самых биологически активных факторов, но оно не имеет вкуса и запаха. Поэтому его присутствие и степень опасности в период до развития заболевания можно определить только с помощью современных средств и методов измерения.
Общие рекомендации и меры защиты персонала Защита организма человека от действия электромагнитных излучений предполагает снижение их интенсивности до уровней, не превышающих предельно допустимые. Защита обеспечивается выбором конкретных методов и средств, учетом их экономических показателей, простотой и надежностью эксплуатации. Организация этой защиты подразумевает: оценку уровней интенсивности излучений на рабочих местах и их сопоставление с действующими нормативными документами; выбор необходимых мер и средств защиты, обеспечивающих степень защищенности в заданных условиях; организацию системы контроля над функционирующей защитой.
Организационные меры защиты направлены на обеспечение оптимальных вариантов расположения объектов, являющихся источниками излучения, и объектов, оказывающихся в зоне воздействия, организацию труда и отдыха персонала с целью снизить до минимума время пребывания в условиях воздействия, предупредить возможность попадания в зоны с интенсивностями, превышающими ПДУ, т. е. осуществить защиту «временем» . Инженерно технические меры защиты применяются в тех случаях, когда исчерпана эффективность организационных мер. Коллективная защита по сравнению с индивидуальной предпочтительней вследствие простоты обслуживания и проведения контроля над эффективностью защиты. Однако ее внедрение часто осложняется высокой стоимостью, сложностью защиты больших пространств. Индивидуальные средства защиты предназначены для предотвращения воздействия на организм человека ЭМИ с уровнями, превышающими предельно допустимые, когда применение иных средств невозможно или нецелесообразно.
Назад
Таблица 13. 1. 1 Структура мер защиты от действия электромагнитных излучений радиочастот и СВЧ Наименование мер защиты ОРГАНИЗАЦИОННЫЕ МЕРЫ ЗАЩИТЫ коллективная защита индивидуальная защита Лечебно – профилактические мероприятия применение средств наглядного предупреждения о наличии ЭМП вывешивание плакатов, памяток с перечнем основных мер предосторожности проведение лекций по безопасности труда при работе с источниками ЭМП и профилактике переоблучений от их воздействия снижение уровня воздействия сопутствующих производственных факторов проведение медицинского освидетельствования приеме на работу, периодические медицинские обследования и врачебные наблюдения за персоналом , объективная информация об уровне интенсивностей на рабочем месте и четкое представление об их возможном влиянии на состояние здоровья работающих проведение инструктажа по правилам техники безопасности при работе в условиях воздействия ЭМИ Мероприятия по защите «временем» разработка оптимального режима труда и отдыха коллектива с организацией рабочего времени с минимально возможным контактом по времени с ЭМИ нахождение в контакте с ЭМИ только по служебной необходимости с четкой регламентацией по времени и пространству совершаемых действий
Наименование мер защиты Коллективная защита Индивидуальная защита ИНЖЕНЕРНО ТЕХНИЧЕСКИЕ МЕРЫ ЗАЩИТЫ секторное блокирование направлений излучений экранирование отдельных рабочих мест радиоотражающими или радиопоглощающими материалами экранирован ие объемов облучения костюмы комбинезоны экранирование радиоиз лучающих источников радиоотражающие материалы, радио поглощающие материалы, строительные материалы лесонасаждения поглощающие нагрузки эквиваленты антенн поглотители мощности аттенюаторы индивидуальн ые средства локальной защиты радиозащитные халаты перчатки шлемы щитки очки и т. д.
Радиопоглощающие материалы Защита, основанная на принципе радиопоглощения, применяется при создании аналогов свободного пространства при антенных нагрузках; при невозможности применения каких либо других защитных материалов вследствие возможного нарушения технологического процесса; при обкладывании мест стыков внутренней поверхности шкафов с генераторной и усилительной аппаратурой, генерирующей ЭМИ; при закладывании щелей между теми деталями волноведущих структур, которые не могут быть соединены сваркой или пайкой. Используемые радиопоглощающие материалы должны отвечать следующим требованиям: максимальное поглощение электромагнитных волн в широком частотном диапазоне, минимальное отражение, отсутствие вредных испарений, пожаробезопасность, небольшие габариты и вес. По максимальному поглощению и минимальному отражению лучшими качествами обладают материалы с ячеистой структурой, пирамидальной или шиповидной поверхностью. Радиопоглощающие материалы разделяются на материалы интерференционного типа, где гашение электромагнитных волн происходит за счет интерференции, и материалы, в которых электромагнитная энергия превращается в тепловую за счет наведения рассеянных токов, магнитогистерезисных или высокочастотных диэлектрических потерь. По электрическим и магнитным свойствам различают диэлектрические и магнитодиэлектрические материалы, по рабочему диапазону частот поглощения – узко и широкодиапазонные. Со стороны, не подлежащей облучению, радиопоглощающие материалы покрываются, как правило, радиоотражающими, в результате чего характеристики всей радиоэкранирующей конструкции во многом улучшаются.
Лесонасаждения Использование в качестве защиты лесонасаждений также основано на радиопоглощении. Защитный эффект лесонасаждений наиболее выражен, когда они находятся в непосредственной близости от защищаемого объекта. При этом учитывается только степень сквозного затухания. При большой протяженности объекта в глубину и густой защитной полосе из высоких деревьев необходимо учитывать дифракционное затухание. При нахождении источников СВЧ и РЧ внутри помещений защиту целесообразно проводить в местах проникновения электромагнитной энергии из экранизирующих кожухов, улучшать методы радиогерметизации стыков и сочленений, применять насадки с радиопоглощающей нагрузкой. При внешних источниках применяются различные защитные изделия из радиоотражающих материалов: металлизированные обои, металлизированные шторы, сетки на окнах и другие. Наибольшей эффективностью эти защитные средства обладают в СВЧ диапазоне, на более низких частотах их применение ограничено дифракцией.
Индивидуальные средства защиты могут конструироваться по принципу тотальной (комбинезоны в комплекте со шлемами, масками, бахилами, перчатками) либо локальной защиты (очки, фартуки, шлемы, капюшоны и д. р. ). Сам принцип использования СИЗ предусматривает их непродолжительное ношение, как правило, при аварийных ситуациях, испытаниях радиоизлучающих средств, выполнении ремонтных работ в зоне облучения при невозможности остановки аппаратуры, генерирующей ЭМИ. Поступаемые на снабжение СИЗ от ЭМИ далеки от совершенства и сами по себе нуждаются в дальнейшей разработке, в том числе поиске новых видов материалов для изготовления. Существующие СИЗ неудобны в эксплуатации (например, радиозащитный комбинезон весьма тяжел и неудобен, требует специального заземления). Назад
Защитные очки К индивидуальным средствам локальной защиты можно отнести шлем, маски, очки, которые применяются как отдельно, так и в комплексе с другими средствами индивидуальной защиты. Линзы очков изготавливают из специального стекла (например, покрытого двуокисью олова ТУ 166 63), вырезанные в виде эллипсоидов с размером полукруга 25 х17 мм и вставленные в оправу из пористой резины с вшитой в нее металлической сеткой. Для изготовления защитного стекла можно использовать различные материалы. Это зависит от степени их оптической прозрачности и защитных свойств для определенных частот ЭМИ. Защитные свойства очков оцениваются по степени затухания применённого стекла. В перспективе при разработке СИЗ от ЭМИ защита глаз, области лица должна быть тотальной по типу шлема со светопрозрачным участком на уровне глаз, но обладающим достаточным радиозащитным свойством в широком диапазоне частот, включая 1 2 ГГц.
Защитные маски изготавливаются из любого светопрозрачного материала с включением в него каких либо радиоотражающих структур: напыление металлом, пленки из окислов металлов, покрытие из металлизированных сеток. Форма и размер маски выбираются так, чтобы величина дифракционного затухания на уровне глаз была не менее затухания защитного материала. С целью обеспечения дыхания и теплообмена в защитной маске по ее периметру делают перфорационные отверстия, размер и частота которых должны соответствовать значениям, представленным на номограмме 2. Для повышения затухания ЭМИ перфорационным материалом внутреннюю поверхность отверстий по всей толщине маски покрывают радиозащитным материалом.
Защитные шлемы, фартуки, куртки, бахилы Чтобы обеспечить необходимую эффективность защиты, шлемы, фартуки, куртки, бахилы и другие элементы локальной защиты изготавливают с учетом всех требований сквозного, дифракционного затухания. В практической деятельности необходимо иметь в виду, что защитные свойства материалов от ЭМИ и изделий из них не одно и то же. Это связано с различными радиочастотными свойствами защитных изделий в целом, наличием мест стыков отдельных частей конструкций. Неизбежным является появление резонансных эффектов, свойственных различным неровностям на изделиях, размеры которых кратны длине волны действующего ЭМИ. Надо отметить, что если пренебречь данными эффектами, то сквозное затухание какого либо материала всегда больше его сквозного затухания в конструкции. Хотя большинство методов измерений рассчитано только на определение экранирующих свойств материалов, они пригодны и для изделий в целом.
Список литературы 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12. 13. 14. 15. Акимова Т. А, Кузьмин А. П, Хаскин В. В. Экология. Природа Человек Техника. М. : ЮНИТИ ДАНА, 2001. 343 с. Агаджанян Н. А. , Макарова И. И. Магнитное поле Земли и организм человека // Экология человека. 2005. N 9. С. 3 9. Карташев А. Г. Электромагнитная экология. Томск: ТГУ, 2000. 276 с. Алексеев А. Г. , Холодов Ю. А. Электромагнитная безопасность // Вестн. СПб. О РАЕН. 1997. N 1. С. 49 54. Гордиенко В. А. Физические поля и безопасность жизнедеятельности. М. : АСТ: Астрель: Профиздат, 2006. 316 с. Григорьев О. А. Электромагнитные поля и здоровье человека. Состояние проблемы // Энергия: Экон. , техн. , экол. 1999. N 5. С. 26 32. Григорьев Ю. Г. , Григорьев О. А. Магнитные поля промышленной частоты: реальна ли опасность? // Энергия: Экон. , техн. , экол. 1999. N 6. С. 46 50. Антипова С. Е. , Романов В. А. Методы прогнозирования электромагнитной обстановки на рабочих местах предприятий электроэнергетики и связи // Электродинамика и техника телекоммуникационных систем. 2001. N 1. С. 15 19. Алешенков М. С. , Родионов Б. Н. Взаимодействие физических полей и излучений с биологическими объектами и защита от их негативного воздействия. М. : МГУЛ, 1998. http: //www. tesla. ru/ Коробкин В. И. , Передельский Л. В. Экология: учебник для вузов 2005. 576 c. Ильенко А. И. , Криволуцкий Д. А. Радиоэкология. М. : Знание, 1985. 41 с. Безопасность жизнедеятельности /Под ред. Э. А. Арустамова. М: Дашков и К, 2000. 678 с. Келлер А. А. , Кувакин В. И. Медицинская экология СПб. : "Петроградский и К°", 1999. 256 с. Николайкин Н. И. , Николайкина Н. Е. , Мелехова О. П. Экология. 3 е изд. , стереотип. М. : Дрофа, 2004. 624 с.