Электромагнитные
излучения (ЭМИ)
1) Источники
ЭМИ высоких, ультра- и сверхвысоких частот.
Схема 1. Шкала
частот
ЭМ излучениями
пронизано все окружающее пространство. Человек является источником ЭМИ слабой
интенсивности. В природе существуют естественные источники ЭМИ.
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, ТВстанции, блоки передатчиков,
антенные системы и т.д.
2)Характеристики
(параметры) ЭМИ.
f * l (const для
ЭМИ) = С
для вакуума = с
- скорость света, где f - частота, лямбда - длина волны; 2) для воздуха
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 неск-ко десятков км. Начиная со сверхвыс.
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).
3)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 возд-е
(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.
4)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).
Список
литературы
Для подготовки
данной работы были использованы материалы с сайта http://www.shpora-zon.narod.ru/