Електромагнітне випромінювання – це розповсюдження енергії вимушених коливань елементарних частинок відносно їх стабільного положення в статичній рівновазі незбуреного середовища.
Тема 11. Захист працівників від шкідливих випромінювань
Питання для проведення практичного (семінарського) заняття в кінці лекції
Навчальні питання:
- Захист працівників від електромагнітного випромінювання.
- Захист працівників від випромінювання оптичного діапазону.
Електромагнітне випромінювання
Електромагнітне випромінювання – це розповсюдження енергії вимушених коливань елементарних частинок відносно їх стабільного положення в статичній рівновазі незбуреного середовища.
Ці коливання утворюють так звані електромагнітні хвилі, а простір їх розповсюдження становить електромагнітне поле.
Джерелом електромагнітних хвиль є змінний електричний струм, який протікає по провіднику, розташованому в даному середовищі.
Відомо, що навколишнє середовище утримує безліч елементарно заряджених частинок, які у звичайних умовах знаходяться у електростатичній рівновазі. Але, якщо в таке середовище внести провідник, по якому протікає електричний струм, то це середовище втрачає статичну рівновагу, і в ньому виникають електромагнітні хвилі.
Так, електричний струм, протікаючи по провіднику утворює магнітне поле, силові лінії якого замикаються навколо провідника, і поширюються від нього концентричними кільцями, а їх напрямок дії визначається правилом правого гвинта (правило буравчика).
Це правило говорить про наступне: якщо провідник розташувати так щоб електричний струм протікав у напрямку від нас, то силові лінії його магнітного поля будуть направлені по ходу часової стрілки, і навпаки, якщо електричний струм буде протікати по провіднику в напрямку до нас – то силові лінії магнітного поля будуть направлені проти ходу часової стрілки.
Силові лінії магнітного поля, поширюючись від провідника, діють на елементарні частинки зовнішнього середовища і примушують їх рухатися у протилежному напрямку від напрямку протікання електричного струму в провіднику. А направлений рух елементарних частинок становить електричний струм зміщення зовнішнього середовища, який утворює своє магнітне поле. Ці процеси повторюються, утворюючи послідовні ланки загального електромагнітного поля.
 |
Таким чином, електромагнітне поле – це коливання в одній і тій же площині елементарних частинок зовнішнього середовища, яке графічно зображується у вигляді затухаючого хвильового процесу вектора електростатичного поля (Ē).
 |
Основними характеристиками електромагнітного поля є:
– швидкість розповсюдження (С) – близько 300000 км/с;
– частота коливань (f) – відповідно частоті змінного електричного струму, який утворює це електромагнітне поле (Гц);
– довжина хвилі (λ) – відстань між двома сусідніми однаковими значеннями коливань (м; см);
– період повторення (Т) – зворотна величина частоти коливань:
 |
В залежності від частоти і довжини хвилі електромагнітне поле поділяється на діапазони:
| Назва діапазону | Діапазон частот ( f ) | Довжина хвилі ( λ ) | Назва діапазону (довжини хвилі) |
| Низькі частоти (НЧ) | 0,003 – 0,3 Гц 0,3 – 3,0 Гц 3,0 – 300 Гц 300 Гц – 30 кГц | 107 – 106 км 106 – 104 км 104 – 102 км 102 – 10 км | Інфрачервоні Низькі Промислові Звукові |
| Високі частоти (ВЧ) | 30 – 300 кГц 300 кГц – 3 МГц 3 – 30 МГц | 10 – 1 км 1 км – 100 м 100 м – 10 м | Довгі (кілометрові) Середні (гектасетрові) Короткі (декаметрові) |
| (УВЧ) | 30 – 300 МГц | 10 м – 1 м | Ультракороткі |
| Надвисокі частоти (НВЧ) | 300 МГц – 3 ГГц 3 – 30 ГГц 30 – 300 ГГц | 1 м – 10 см 10 – 1 см 1 см – 1 мм | Дециметрові Сантиметрові Міліметрові |
В залежності від потужності джерела випромінювання електромагнітні хвилі розповсюджуються до сотень кілометрів і наводять електричний струм зміщення у металевих стержнях антен. Ці антени приєднані до приймачів які проводять обробку наведеного в них електричного струму і відтворюють корисний сигнал, закодований в них. Таким чином сигнал передається на значну відстань без застосування дротових мереж зв’язку. Це явище застосовується в радіомовленні, телебаченні, радіолокації, радіонавігації, і тд.
ДІЯ ЕЛЕКТРОМАГНІТНОГО ПОЛЯ НА ЛЮДИНУ
Аналогічний струм зміщення наводиться і в тілі людини, яка потрапляє в зону дії ЕМП. При цьому у неї виникає радіохвильова хвороба, тяжкість наслідків якої залежить від напруженості ЕМП, його частотного діапазону, тривалості його дії, та функціонального стану організму людини.
СИМПТОМИ РАДІОХВИЛЬОВОЇ ХВОРОБИ
| Інтенсивність ЕМП | Симптоми |
| При систематичній дії ЕМП | Проявляються трофічні явища: – ламкість нігтів; – випадання волосся; – втрата міцності кісток, тощо. |
| до 20 мкВт/см2 | Появляються ознаки опромінення: – зменшення частоти пульсу; – заниження артеріального тиску; – постійне підвищення температури тіла. |
| до 6 мВт/см2 | Проявляються зміни: – у статевих залозах; – у корі головного мозку; – у помутнінні кришталика ока; – у складі крові (занижується її згортаємість) |
| до 100 мВт/см2 | Виникає: – стійка гіпотонія; – стійкі зміни в серцево-судинній системі; – двостороння катаракта очей; – больові відчуття тканин тіла. |
| більше 1Вт/см2 | Дуже швидка втрата зору. |
Окрім радіохвильової хвороби у людини виникає:
– загальна слабість;
– підвищена втомленість;
– сонливість і порушення сну;
– головний біль;
– збільшення загальних та онкологічних захворювань.
Крім того деякі люди, що опромінені імпульсом НВЧ, відчувають в глибині голови постійний звук, який сприймається як щебет, цвірінчання або дзюркіт. А це впливає на психіку людини і може привести до невростинії.
Для попередження професійних захворювань встановлюються гранично допустимі рівні ЕМП, що визначаються в ГОСТ 12.1.006-84 ССБТ “Электромагнитное поле радиочастот. Допустимые уровни на рабочих местах и требования к проведению контроля”
| Діапазон частот, Гц | Допустимі рівні напруженості ЕМП | Допустима поверхнева щільність потоку енергії, Вт/м2 | |
| За електричною складовою (Е), В/м | За магнітною складовою (Н), А/м | ||
| 60 кГц – 3 МГц 3 МГц – 30 МГц 30 МГц – 50 МГц 50 МГц – 300 МГц 300 МГц – 300 ГГц | – | – 0,3 – – | – – – – |
Рівні ЕМП контролюються не рідше 1 разу на рік та перед введенням в експлуатацію нових або реконструйованих об'єктів. Для цього застосовуються спеціальні вимірювальні прилади хвилеміри, об’ємні резонатори.
МЕТОДИ ЗАХИСТУ ВІД ЕЛЕКТРОМАГНІТНИХ ВИПРОМІНЮВАНЬ
Існують наступні методи захисту від ЕМВ:
– організаційний;
– інженерно-технічний;
– медикопрофілактичний.
Організаційний метод передбачає:
· раціональне розміщення робочих місць та об'єктів випромінювання;
· обмеження часу опромінення працівників;
· навчання працівників методам захисту від дії ЕМВ.
Інженерно-технічний метод передбачає:
· екранування джерел ЕМВ;
– природними складками місцевості;
– лісонасадженнями;
– не житловими будинками;
– штучними екранами відбиття чи поглинання ЕМВ.
· використання засобів індивідуального захисту:
– халати і комбінезони з металізованої тканини;
– захисні окуляри, покриті напівпровідниковим оловом;
· дистанційне управління системами ЕМВ.
Медико-профілактичний метод передбачає:
– систематичний медичний огляд працівників на предмет опромінення;
– обмеження часу перебування працівників у зоні дії ЕМП;
– видача безкоштовного профілактично-лікувального харчування;
– надання відпусток санітарно-оздоровчого характеру.
Для індивідуального захисту від ЕМП використовується радіозахисний одяг, який створює своєрідний екран для тіла людини шляхом відбиття і поглинання електромагнітної енергії. Виготовляється такий одяг з бавовняної або капронової тканини, в нитках якої розміщується тонкий металевий провід. Така тканина як металева решітка охоплює тіло людини і послабляє її опромінення в 20 – 30 дБ, при відстані між її нитками в 0,5 мм. При зшиванні деталей такого одягу необхідно забезпечити електричний контакт ізольованих проводів, що досягається застосуванням спеціального електропровідного клею.
Такий одяг не зручний в експлуатації. Він обмежує свободу рухів людини та погіршує гігієнічні умови її праці. Тому він застосовується лише тоді, коли інші засоби не надають відповідного ефекту захисту, або їх взагалі неможливо застосовувати.
До таких випадків можна віднести:
– проходження людиною через зону інтенсивного випромінювання ЕМП;
– виконання ремонтних робіт в аварійних ситуаціях;
– проведення короткочасного контролю рівня ЕМП;
– при можливості різких змін інтенсивності опромінення, тощо.