Лекция №7: Электромагнитные излучения. (ЭМИ)
1.Источники ЭМИ высоких, ультра- и сверхвысоких частот.
2.Характеристики ЭМИ.
3.Воздействие ЭМИ на организм.
4. Нормирование ЭМИ.
5. Защита от ЭМИ.
Источники ЭМИ высоких, ультра- и сверхвысоких частот.
| f (частота) |
| l (длина волны) |
| 50Гц |
| 60кГц |
| Низкие частоты |
| средние частоты |
| высокие частоты |
| 300МГц |
| Сверхвысокие частоты |
| дцм |
| см |
| мм |
| 300ГГц |
| ИКИ |
| Оптический диапазон |
| УФИ |
| Рентгеновское излучение |
| Гамма- излучение |
| Ионизирующее излучение |
Схема 1. Шкала частот
ЭМ излучениями пронизано все окружающее пространство. Человек является источником ЭМИ слабой интенсивности. В природе существуют естественные источники Электромагнитные излучения
Природные источники ЭМ полей:
1) атмосферное электричество;
2) радио излучение Солнца и галактик (реликтовое излучение, равномерно распространенное во Вселенной);
3) Электрическое и магнитное поля Земли (грозы - испускание низких ЭМИ).
Проблема вредного воздействия ЭМИ на человека возникла во 2 половине XX века в связи с возросшей ролью техногенных источников ЭМИ.
Техногенные источники ЭМИ:
1) на производстве:
- а) устройства для индукционной и диэлектрической обработки различных материалов (печи, плавильни); б) источники для ионизации газов, поддержания разряда при сварке, получения плазмы; в) устройства для сварки и прессования синтетических материалов; г) линии электропередач, особенно высоковольтные; д) распределительные устройства; е) измерительные устройства и т.д.;
|
|
|
2) в быту - проводка;
3) радиостанции, ТВ станции, блоки передатчиков, антенные системы и т.д.
Характеристики (параметры) ЭМИ.
1) f * l (const для ЭМИ) = С
для вакуума = с - скорость света, где f - частота, лямбда - длина волны;
2) для воздуха
| Е |
| Н |
| J [Вт/м2] |
| Cхема 2 |
| Схема 3 |
| Ru |
| I |
| II |
| III |
f * l @С
2)Количественные оценки: (до 300 МГц - (от пром-х частот))
В схеме 3 - I) - зона индукции (ЭМ поле еще не сформировалось, электрич. и магнитное поля действуют отдельно); II) - переходная между I и III зонами; III) - зона излучения (волновая зона - где ЭМ поле сформировано).
Радиус зоны индукции зависит от длины волны излучения:
Для токов промышленных частот размер II уходит на несколько десятков км. Начиная со сверхвысоких частот, зона индукции становится маленькой, волновая зона становится большой (человек оказывается в волновой зоне), и оценка идет по единой характеристике J. J = векторное произведение E на H; J - плотность потока энергии (ППЭ для нормативных документов).
Воздействие ЭМИ на человека.
Зависит от факторов:
|
|
|
1) частота колебаний (f);
2) значения напряженности эл. и магн. полей (до 300 МГц) и плотности потока энергии (СВч, ИКИ и тд) - речь о силе воздействия;
3) размеры облучаемой поверхности тела;
4) индивидуальные особенности организма;
5) комбинированные действия с другими факторами среды
Воздействие ЭМИ 2-х видов: 1) тепловое и 2) специфическое.
1) Тепловое воздействие (механизм) - в эл. поле молекулы и атомы поляризуются, а полярные молекулы (вода) ориентируются по направлению ЭМ поля; в электролитах возникают ионные токи => нагрев тканей. Электролиты составляют осн - й %-т от веса человека. Диэлектрики: сухожилия, хрящи, кости - возможен нагрев за счет поляризации. Чем больше напряженность поля, тем сильнее нагрев.
До определенного порога избыточная теплота отводится от тканей за счет механизма терморегуляции. Тепловой порог: J = 10 мВт/кв.см. Начиная с этой величины - возможность организма отводить тепло исчерпывается и начинается нагрев. Слабая терморегуляция (где много жидкости, но слабо развита кровеносная система): хрусталик глаза, глаз, мозг (ткань головного мозга), печень, почки и т.д.
2) Специфическое воздействие ЭМ полей сказывается при интенсивностях, значительно меньших теплового порога. ЭМ поля изменяют ориентацию белковых молекул, тем самым, ослабляя их биохимическую активность. В результате наблюдается изменение структуры клеток крови, изменения в эндокринной системе, а также ряд трофических заболеваний (нарушение питания тканей: ломкость ногтей, волос и т.д.), нарушение ЦНС, серд. - сосуд. системы; при низких дозах есть опасность воздействия на иммунитет.
|
|
|
Нормирование ЭМИ.
Осуществляется в зависимости от диапазона частот.
При нормировании учитывается:
1) диапазон частот;
2) значения напряженности эл. и магн. полей и энергетическая нагрузка:
ЭН = ППЭ*Т;
где ЭН - энергетич. нагрузка;
ППЭ - плотность потока энергии;
Т - время, в течение которого человек подвергается воздействию ЭМИ ГОСТ 12.1.006-14 - нормирует напряженность ЭМ поля (Е и Н) в диапазоне частот от 60 Гц до 300 МГц.
Санитарные нормы: СН 1748 - 72 - нормируют значения постоянных магн. полей. Предельно допустимая ППЭ = ЭН предельно допустимого уровня (осн. параметр для нормирования)/ Т (время пребывания человека). Если в течение рабочего времени человек подвергается воздействию ЭМИ, ППЭ не должна превышать 1 мВт/кв.см. Нормирование ЭМ поля пром. частоты - 50 Гц: зона индукции - десятки км. Эл. поле нормируется, магн. - нет. По офиц. данным неблагоприятные воздействия ЭМ поля проявляются при напряженностях магнитного поля, начиная с 160 - 200 Ампер/метр. Токи пром. частот не превышают 25 А/м. В зависимости от времени нахождения человека в поле пром. частоты устанавливается предельное значение напряженности эл. поля (8 часов - не > 5 кВ) 5)
|
|
|
Защита от ЭМИ.
Способы защиты:
1) уменьшение мощности источника - уменьшение параметров излучения в самом источнике (защита количеством) - осн. поглотители - графит, резина и т.д.;
2) экранирование источника излучения (рабочего места);
3) выделение зоны излучения (зонирование территории);
4) Установление рациональных режимов эксплуатации установок,
5) применение сигнализации;
6) Защита расстоянием (особенно эффективна для СВч) формула
7) Защита временем (от тока пром. частоты)
8) Средства индивидуальной защиты (спец. костюмы).
Лекция №8: ИКИ - тепловое излучение близко к СВч. Зашита от ИКИ - защитные экраны.
УФИ - вредно для глаз, кожи, имеет слабое ионизирующее действие. Качество бактерицидности УФИ - в медицине. !!!
На сам. изучение - Лазерное излучение: 1) Особенности ЛИ; 2) Опасные факторы, связанные с Л облучением; 3) Воздействие ЛИ на живые ткани; 4) Защита от ЛИ; 5) Классы опасности Л установок Найти лит-ру по защите от УФИ.
Ионизирующее излучение (ИИ).
1) Международные организации по вопросам радиационной защиты.
2) Виды ИИ, их характеристики.
3) Единицы активности и дозы ИИ.
4) Биологическое воздействие ИИ:
4.1) Внешнее облучение;
4.2)Внутр. облучение;
4.3) Заболевания от радиации;
4.4)Зависимость острого поражения от дозы.
5) Нормирование ИИ.
6) Защита от ИИ. Дозиметрический контроль.
1) Международные организации по вопросам радиационной защиты.
До конца 19 в чел-во подвергалось ИИ, но ничего не знало об этом. Люди столкнулись с отрицат. эффектом ИИ в связи с открытием рентгеновских лучей.
В 1985 г. помощник Рентгена получил ожог рук при взаимодействии с рентген-ми лучами. Чуть позже А.Беккерель положил в карман пробирку с радием.
Мария Кюри умерла от внеш. и внутр. поражения (останки ее до сих пор радиоактивны). В конце 20-х гг. стало известно, что ИИ обладает отрицательным действием, создана Международная комиссия по радиационной защите (МКРЗ) - разрабатывает правила работы с радиоактивными веществами и мероприятия по защите от радиации.
Национальные институты безопасности разрабатывают нац-ные нормативы согласно МКРЗ. До 50-х гг. многие не знали о радиации; затем США вели интенсивные испытания ядерного оружия в атмосфере - амер. бомбардировки японских городов. В 1955 г Генеральная Ассамблея ООН основала научный комитет по действию атомной радиации (НКДАР); занимается изучением воздействия радиации, независимо от ее источника, на окр. среду и население. В России таким институтом является НИИ радиационной гигиены в СПб.
2) Виды ИИ, их характеристики.
ИИ - излучения, взаимодействие которых со средой приводит к образованию зарядов противоположных знаков.
Виды ИИ: 1) ЭМ часть ИИ: 1.1) рентгеновское (Х-rays): 1.1.1) тормозное (торможение потока электронов) - различные дисплеи; 1.1.2) характеристическое (изменение энергетического состояния электрона и переход его на др. орбиталь); 1.2) g (гамма) - излучение; 2) Корпускулярная часть ИИ: 2.1) a (альфа) - И (ядро гелия); 2.2) b (бета) - И (электроны); 2.3) нейтронное И.
Характеристики ИИ: Проникающая (спос-ть И проникать через вещество) и ионизирующая (спос-ть образовывать заряд) способности. При высокой проникающей сп-ти имеет место низкая ионизирующая сп-ть, и наоборот. Корпускулярное И:
1) a: Пробег квазитронов альфа-частиц в воздухе составляет 8-9 см, проникновение в кожу - до неск-ких микрометров, т.е. проникающая сп-ть крайне мала. Ионизирующая сп-ть альфа-частиц высокая, т.к. это тяжелые частицы.
2) b И: Поток электронов имеет максимальный пробег в воздухе - 1800 см, проникновение в живую ткань - 2,5 см. Ионизирующая способность высокая, но на 3 порядка ниже, чем у альфа.
3) Нейтронное И: Обладает высокой ионизирующей сп-тью, проникающая сп-ть при достаточно упругом взаимодействии невысока; при неупругом взаимодействии поток нейтронов вызывает вторичное И в виде других заряженных частиц и гамма-квантов. ЭМИ: Проникающая сп-ть растет от X-rays к гамма-И, а ионизир. сп-ть во много раз <, чем у корпускулярного И.
Дата добавления: 2019-03-09; просмотров: 356; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!