Особенности теплового излучения человека
Доля теплового излучения в теплообмене человека с окружающей средой достигает 45%. Инфракрасное излучение различных участков поверхности тела определяется тремя факторами:
• особенностями васкуляризации (плотности снабжения органов и тканей сосудами) поверхностей тканей;
• уровнем метаболических процессов (обмена веществ)в них;
• различиями в теплопроводности (связанными с развитием жировой клетчатки).
При соблюдении стандартных условий, регистрируемая топография излучения характерна для данного человека. Изменения топографии излучения могут наблюдаться в следующих случаях:
| Нарушения | Механизм нарушения |
| Нарушение структурных соотношений сосудистой сети | Врожденные аномалии, сосудистые опухоли (например, различные гемангиомы) |
| Изменения тонуса сосудов | Нарушение вегетативной иннервации, рефлекторное изменение тонуса |
| Местные расстройства кровообращения | Травмы, тромбоз, склероз сосудов |
| Нарушение венозного кровотока | Застой, обратный ток крови при недостаточности клапанов вен |
| Локальные изменения теплопродукции | Воспалительные очаги, опухоли, ревматические артриты |
| Изменения теплопроводности тканей | Отек, уплотнение тканей, изменение содержания жира |
Вследствие сильной температурной зависимости мощности излучения (четвертая степень термодинамической температуры) даже небольшое повышение температуры поверхности может вызвать сильное изменение излучаемой мощности. Так, если температура поверхности тела человека измениться на 3 К, т. е. приблизительно на 1%, то мощность измениться на 4%. Такое изменение надежно фиксируется соответствующими приборами (тепловизорами, датчиками на жидких кристаллах и т. п.) У здоровых людей распределение температуры по различным точкам поверхности тела достаточно характерно. Различные процессы (воспаление, изменение кровообращения в венах, например, при охлаждении или нагревании, опухоль) могут изменять местную температуру. Таким образом, регистрация излучения разных участков поверхности тела человека и определение их температуры является надежным неинвазивным диагностическим методом.
|
|
|
Воздействие низких температур
Холод — лечебное средство. Под воздействием холода (лед, снег) происходит спазм мелких сосудов, понижается нервная возбудимость, замедляется кровоток, снижается проницаемость мелких сосудов, предотвращается возникновение отеков. Криоком-пресс (гр. kryos — холод, мороз, лед) уменьшает боль при ушибах мягких тканей, суставов, растяжениях связок и других травмах. С лечебной целью на кожу воздействуют процедурой криомассажа, которая осуществляется с использованием жидкого азота. Воздействие на кожу осуществляется при этом с помощью заполненного жидким азотом криодеструктора, на котором имеется тефлоновая насадка с температурой -50 — -60°С. Для криогенных методов создают специальную криогенную аппаратуру.
|
|
|
Защита от тепловых воздействий
Важным вопросом, связанным с работой человека в экстремальных температурных условиях, является организация защиты организма от тепловых воздействий. Защита от воздействия высоких температур — сложная задача, требующая комплексного решения. Кроме теплоизоляционных материалов для такой защиты используются металлизированные пленки, хорошо отражающие тепловое излучение, а в ряде случаев и принудительный обдув тела охлажденным воздухом. Эффективность использования металлизированных покрытий (например, мелинекса) демонстрирует следующий пример. Испытуемые выполняли работу в помещении с t = 50°С При этом интенсивность облучения составляла 1487 Вт/м2. У одетых в хлопчатобумажный комбинезон температура тела повышалась в среднем до 39°С, а при использовании одежды с покрытием из мелинекса — до 38°С. При этом применение одежды с покрытием увеличивало время переносимости данных условий на 50—70%.
|
|
|
Для защиты от радиационного нагрева космонавтов, выходивших на поверхность Луны, применялся специальный комбинезон, надеваемый на скафандр. Он состоял из нескольких слоев ткани с блестящей металлической поверхностью (до 14 слоев). Внутри скафандра располагались трубки, по которым циркулировала охлаждающая жидкость. При разработке конструкции скафандра пришлось учитывать, что теплопродукция различных частей организма неодинакова. Поэтому охлаждающие трубки в защитном костюме располагались так, чтобы 50% их приходилось на ноги, 23% — на руки, 19% — на туловище, 8% — на голову и шею. На рис. 12.6 показан защитный костюм космонавта.
Одежда, предназначенная для защиты от низких температур окружающей среды, должна обеспечивать адекватную вентиляцию, чтобы под одеждой не конденсировалась влага, создавать изолирующую прослойку неподвижного воздуха вокруг тела. Теплоизоляционные свойства одежды снижаются при ветре и при движении. Для защиты от переохлаждения применяют, в частности, одежду с локальным подогревом (на спине, пояснице, стопах, предплечьях, шее, лице) до 46—51°С и суммарной мощностью энергопитания 100 Вт. Электрообогреваемая одежда должна не нагревать поверхность тела человека, а лишь способствовать уменьшению теплопотерь и поддерживать нормальную температуру тела независимо от изменений температуры и скорости движения окружающего воздуха, а также интенсивности физической работы. Используют и комбинезоны с водяным подогревом, в которых по системе трубок движется нагретая жидкость, как в отдельных элементах защитного костюма космонавта.
|
|
|
Рис. 12.6. Скафандр космонавта:
1 — костюм с водяным охлаждением; 2 — внутренняя оболочка скафандра;
3 — вентилируемый костюм; 4 — герметизирующая дополнительная оболочка;
5 — герметизирующая основная оболочка; 6 — силовая оболочка; 7 — экранно-вакуумная тепловая изоляция
Радиационные воздействия
Ионизирующее излучение
Земля находится под постоянным воздействием потока быстрых частиц и квантов жесткого электромагнитного излучения, приходящих из космоса. Этот поток называют космическими лучами. Космические лучи приходят из глубин вселенной и от Солнца. Часть потока космических лучей достигает поверхности Земли, а часть поглощается атмосферой, порождая вторичное излучение и приводя к образованию различных радионуклидов. Взаимодействие космических лучей с веществом приводит к его ионизации.
Поток частиц или электромагнитных квантов, взаимодействие которых со средой приводит к ионизации ее атомов, называется ионизирующим излучением.
Ионизирующее излучение может иметь и земное происхождение. Например, возникать при радиоактивном распаде.
Радиоактивность
Явление радиоактивности было открыто в 1896 г. А. Беккерелем.
Радиоактивность — способность некоторых атомных ядер самопроизвольно (спонтанно) превращаться в другие ядра с испусканием частиц.
Существуют два вида радиоактивности:
• естественная, которая встречается у природных неустойчивых ядер;
• искусственная, которая встречается у радиоактивных ядер, образованных в результате различных ядерных реакций.
Оба вида радиоактивности имеют общие закономерности.
Дата добавления: 2019-01-14; просмотров: 847; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!