Электромагнитное поле . Различные виды излучений.
Источник возникновения — промышленные установки, радиотехнические объекты, мед. аппаратура, установки пищевой промышленности.
Характеристики эл.магнитного поля:
длина волны, [м]
частота колебаний [Гц]
l = VC/f, где VC = 3×10 м/с
Номенклатура диапазонов частот (длин волн) по регламенту радиосвязи: Номер диапазона Диапазон частот f, Гц Диапазон длин волн Соотв. метрическое подразд. 5 30-300 кГц 104-103 НЧ 6 300-3000 кГц 103-102 СЧ (гектометровые) 7 3-30 МГц 102-10 ВЧ (декометровые) 8 30-300 МГц 10-1 метровые 9 300-3000 МГц 1-0,1 УВЧ (дециметровые) 10 3-30 ГГц 10-1 см СВЧ (сантиметровые) 11 30-300 ГГц 1-0,1 см КВЧ (милиметровые)
Эл. магн. поля НЧ часто используются в промышленном производстве (установках) — термическая обработка.
ВЧ — радиосвязь, медицина, ТВ, радиовещание.
УВЧ — радиолокация, навигация, медицина, пищевая промышленность.
Пространство вокруг источника эл. поля условно подразделяется на зоны:
— ближнего (зону индукции);
— дальнего (зону излучения).
Граница между зонами является величина: R=l/2p.
В зависимости от расположения зоны, характеристиками эл.магн. поля является:
— в ближней зоне ® составляющая вектора напряженности эл. поля [В/м]
составляющая вектора напряженности магнитного поля [А/м]
— в дальней зоне ® используется энергетическая характеристика: интенсивность плотности потока энергии [Вт/м2],[мкВт/см2].
Вредное воздействие эл. магнитных полей
Эл. магн. поле большой интенсивности приводит к перегреву тканей, воздействует на органы зрения и органы половой сферы. Умеренной интенсивности: нарушение д-ти центральной нервной системы; сердечно-сосудистой; нарушаются биологические процессы в тканях и клетках. Малой интенсивности: повышение утомляемости, головные боли; выпадение волос.
Нормирование эл. магн. полей
ГОСТ 12.1.006-84
Нормируемым параметром эл. магн. поля в диапазоне частот 60 кГц-300 МГц является предельно-допустимое значение составляющих напряженностей эл. и магнитных полей.
Нормируемым параметром эл. магн. поля в диапазоне частот 300 МГц-300 ГГц является предельно-допустимое значение плотности потока энергии.
ППЭПД - предельное значение плотности потока энергии [Вт/м2],[мкВт/см2]
Пред. величина ППЭпд не более 10 Вт/м2; 1000 мкВт/см2 в производственном помещении.
В жилой застройке при круглосуточном облучении в соответствии с СН Þ ППЭпд не более 5 мкВт/см2.
Мероприятия по защите от воздействия электромагнитных полей.
Уменьшение составляющих напряженностей электрического и магнитного полей в зоне индукции, в зоне излучения — уменьшение плотности потока энергии, если позволяет данный технологический процесс или оборудование.
Защита временем (ограничение время пребывания в зоне источника эл. магн. поля).
Защита расстоянием (60 — 80 мм от экрана).
Метод экранирования рабочего места или источника излучения электромагнитного поля.
Рациональная планировка рабочего места относительно истинного излучения эл. магн. поля.
Применение средств предупредительной сигнализации.
Применение средств индивидуальной защиты.
Инфракрасное излучение.
Истинным ИФ излучением являются нагретые поверхности (> 0°С).
ИФ излучения играют важную роль в теплообмене человека с окружающей средой Þ терморегуляции организма человека.
В области А ИФ излучение обладает следующими вредными воздействиями :
Большая проникающая способность через поверхность кожи.
Поглощение кровью и подкожной жировой клетчаткой.
На органызрения (хрусталик ® помутнение).
Нормирование ИФ излучения.
Воздействие ИФ излучения оценивается плотностью потока энергии на рабочем месте. ГОСТ 12.1.005 — 88 Общие санитарно-гигиенические требования в области рабочей зоны.
Область ИФ излучения. Область ИФ излучения l Доп. АПЭ Вт/м2 не более Доп. Интер. ППЭ, Вт/м2 не более Примечание А 760 — 1500 100 35 С учетом облучения поверхности тела не более S ³ 50 % В 1500 — 3000 120 70 25 3000 — 4500
4500 — 1000
150
120
100
140
S £ 25 %
от открытых ист. S £ 25 %
Защита от воздействия ИФ излучения.
Снижение ИФ в источнике. Ограничение по времени пребывания. Защита расстоянием. Индивидуальная защита. Экранирование (теплоизомерные матениалы).Воздушное душирование. Вентиляция.
Приборы контроля ИФ
Актинометр (1 — 500) Вт/м2.Радиометры. Спектрорадиометр. Радиометр оптического излучения.Дозиметр оптического излучения.
Ультрафиолетовое излучение
l = 1 — 400 нм.
Особенности :
По способу генерации относятся к тепловым излучениям, и по характеру воздействия на вещества к ионизирующим излучениям.
Диапазон разбивается на 3 области :
УФ — А (400 — 315 нм)
УФ — В (315 — 280 нм)
УФ — С (280 — 200 нм)
УФ — А приводит к флюаресценции.
УФ — В вызывает изменения в составе крови, кожи, воздействует на нервную систему.
УФ — С действует на клетки. Вызывает коагуляцию белков.
Действуя на слизистую оболочку глаз, приводит к электро-офтамии. Может вызвать помутнее хрусталика.
Источники УФ излучения:
лазерные установки;
лампы газоразрядные, ртутные;
ртутные выпрямители.
Нормирование УФ излучения
С учетом оптико-физиологических свойств глаза, а также областей УФ излучений (волновые) установлены: допустимая плотность потока энергии, которой обеспечивают защиту поверхностей кожи и органов зрения.
УФ-А не более 10; УФ-В не более 0,005; УФ-С не более 0,001 [Вт/м2]
Меры защиты
Экранирование источника УФИ.
Экранирование рабочих.
Специальная окраска помещений (серый, желтый,...)
Рациональное расположение раб. мест.
Средства индивидуальной защиты
ткани: хлопок, лен
специальные мази для защиты кожи
очки с содержанием свинца
Приборы контроля: радиометры, дозиметры.
Ионизирующее излучение
Ионизирующее излучение — излучение, взаимодействие которого со средой приводит к возникновению ионов различных знаков.
Характеристики ионизирующего излучения
Экспозиционная доза — отношение заряда вещества к его массе [Кл/кг];
Мощность экспозиционной дозы [Кл/кг×с];
Поглощенная доза — средняя энергия в элементарном объеме на массу вещества в этом объеме [Гр=Грей], внесистемная единица — [Рад];
Мощность поглощенной дозы [Гр/с], [Рад/с];
Эквивалентность — вводится для оценки заряда радиационной опасности при хроническом воздействии излучения произвольным составом [Зв=Зиверт], внесистемная единица [бэр].
1 Зв=1Гр/Q, где Q — коэффициент качества (зависит от биологического эффекта ИИ).
Радиоактивность — самопроизвольное превращение неустойчивого нуклида в другой нуклид, сопровождающееся испусканием ионизирующего излучения
Активностью радионуклида называется величина, которая характеризуется числом распада радионуклидов в ед. времени или числом радиопревращений в ед. времени.
[Беккерель — Бк]
Виды и источники ИИ в бытовой, произв. и окружающей среде:
— корпускулярная (a, b нейтроны);
— (g, лент, электромагн.)
По ионизирующей способности наиболее опасно a излучение, особенно для внутреннего излучения (внутр. органы, проникая с воздухом и пищей).
Внешнее излучение действует на весь организм человека.
Фоновое облучение организма человека создается космическим излучением, искусственными и естественными радиоактивными веществами, которые содержатся в теле человека и окружающей среде.
Фоновое облучение включает:
1) Доза от космического облучения;
2) Доза от природных источников;
3) Доза от источников, испускающих в окружающую среду и в быту;
4) Технологически повышенный радиационный фон;
5) Доза облучения от испытания ядерного оружия;
6) Доза облучения от выбросов АЭС;
7) Доза облучения, получаемая при медицинских обследованиях и радиотерапии;
Эквивалентная доза — от космического облучения — 300 мкЗв/год.
В биосфере Земли находится примерно 60 радиоактивных нуклидов. Эффективность дозы облучения ТЭЦ в 5 — 10 раз выше, чем АЭС в увеличении фона.
При полете в самолете на высоте 8 км дополнительное облучение составляет 1,35 мкЗв/год.
Цветной телевизор на расстоянии 2,5 метра от экрана 0,0025 мкЗв/час, 5 см. от экрана — 100 мкЗв/час.
Ср. эквивалентная доза облучения при медицинских исследованиях 25 — 40 мкЗв/год. Дополнительные дозы облучения 0,5 млБэр/час на расст. 5 м. от бытовой аппаратуры 28млРент/час.
Биологическое действие ионизирующих изл учений
1. Первичные (возникают в молекулах ткани и живых клеток)
2. Нарушение функций всего организма
Наиболее ралиочувствительными органами являются:
— костный мозг;
— половая сфера;
— селезенка
Изменения на клеточном уровне различают:
Соматические или телесные эффекты, последствия которых сказываются на человеке, но не на потомстве.
Стохастические (вероятностные): лучевая болезнь, лейкозы, опухоли.
Нестохастические — поражения, вероятность которых растет по мере увеличения дозы облучения. Существует дозовый порог облучения.
Генетические. 100%-я доза летальности при облучении всего тела 6 Гр, доза 50% выживания — 2,4-4,2 Гр. Лучевая болезнь — более одного Гр. У большинства кажущиеся клиническое улучшение длится 14 — 20 суток.
Период восстановления продолжается 3-4 месяца. Повышенной опасностью обладают радионуклиды, попавшие внутрь (с пищей, воздухом, водой).
Наиболее опасен воздушный путь (за 6 ч. вдыхает 9 м/>воздуха, 2,2 л воды).
Биологические периоды выведения радионуклидов из внутренних органов колеблется от нескольких десятков суток до бесконечности.
¥ Стронций — 90; Несколько десятков суток ® C14,Na24 Нормирование ИИ
Нормы радиационной безопасности (НРБ — 76/87)
Регламентируются 3 категории облучаемых лиц:
А — персонал, связей с источником ИИ;
Б — персонал (ограниченная часть населения), находящихся вблизи источника ИИ;
В — население района, края, области, республики.
Группа критических органов (по мере уменьшения чувствительности):
Все тело, половая сфера, красный костный мозг
Мышцы, щитовидная железа, жировая ткань и др. органы за исключением тех, которые относятся к 1 и 3 группам
кожный покров, костная ткань, кисти, предплечья, стопы.
Основные дозовые пределы, допустимые и контрольные уровни, которые приводятся в НРБ — 76/87 установлены для лиц категории А и Б.
Нормы радиационной безопасности для категории В не установлены, а ограничение облучений осуществляются регламентацией или контролем радиоактивных объектов окр. среды.
А дозовый предел — ПДД — наибольшее значение индивидуальной эквивалентной дозы за календарный год, которое при равномерном воздействии в течении 50 лет не вызывает отклонении в состоянии здоровья обслуживающего персонала, обнаруживаемые современными методами исследования.
Б дозовый предел — ПД — основной дозовый предел, который при равномерном облучении в течение 70 лет не вызывает отклонений у обслуживающего персонала, обнаруживаемые современными методами исследования.
Основные дозовые пределы для категорий А и Б: Категории группы критических органов I II III А 50 150 300 Б 5 15 30
Основные санитарные правила (ОСП) работы с источниками ионизирующих излучений
ОСП 72/78 — нормативный документ
Включает:
Требования к размещению установок с радиоактивными веществами и источниками ионизирующих излучений.
Требования к организации работ с ними.
Требования к поставке, учету и перевозке.
Требования к работе с закрытыми источниками.
Требования к отоплению, вентиляции и пыле-, газоочистки при работе с источниками.
Требования к водоснабжению и канализации.
Требования к сбору, удалению и обезвреживанию отходов.
Требования к содержанию и дезактивации раб. помещений и оборудования.
Требования по индивидуальной защите и в личной гигиене.
Требования к проведению радиационного контроля.
Требования к предупреждению радиац. аварий и ликвидаций их последствий.
Проектированние защиты от внешнего ионизирующего излучения, рассчитанные по мощности экспозиционной дозы, коэф. защиты равен 2.
Все работы с открытыми источниками радиокт. веществ подразделяются на три класса:
I. (самый опасный). Работа осуществляется дистанционно.
Работа с ист. III-го класса осуществляется при использовании систем местной вентиляции (вытяжные шкафы).
Работа с источником II-го класса осуществляется в отдельно расположенных помещениях, которые имеют специально оборудованный вход (душевой и средства проведения радиоционного контроля).
При выполнении работ с веществами I, II и III классов проведение радиационного контроля обязательно.
Методы защиты от ионизирующих излучений
Основные методы:
1) Метод защиты количеством, т.е. по возможности снижение нормы дозы облучения, 2) Защита временем, 3) Экранирование (свинец, бетон),4) Защита расстоянием
Приборы радиационного контроля :
1.дозиметры, 2.радиометры, 3.спектрометры, 4.сигнализаторы, 5. универсальные приборы (дозиметры + другие), 6.устройство детектирования.