Влияние электромагнитных полей и излучений на организм человека

ВЛИЯНИЕ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ ПОЛЕЙ И ИЗЛУЧЕНИЙ НА ОРГАНИЗМ ЧЕЛОВЕКА

Цель работы

Выучить влияние на организм человека разнообразных электромагнитных излучений. Ознакомиться с методами и средствами защиты от негативного влияния таких излучений; получить практические навыки по расчету эффективности защиты защитных экранов.

Ключевые положения

Типы электромагнитных излучений

Все ЭМП и излучение разделяют на естественные и антропогенные. Среда, которая окружает нас, всегда находилась под воздействием электромагнитных полей. Эти поля называются фоновым излучением и вызванные природой. С развитием науки и техники фоновое излучение значительно усилилось. Поэтому электромагнитные поля, которые можно отнести к антропогенным, значительно превышают природный фон и в последнее время превратились в опасный экологический фактор.

Рассмотрим с начала поля естественного происхождения. Вокруг Земли существует электрическое поле средней напряженности 130 В/м. Оно уменьшается от средних широт к полюсам и к экватору, а также с отдалением от земной поверхности. Наблюдают годовые, суточные и другие вариации этого поля. Также это поле постоянно изменяется под воздействием грозовых разрядов, осадков и других естественных катаклизмов.

Также существует магнитное поле Земли напряженностью 47,8 А/м и 39,8 А/м на северном и южном полюсах соответственно. Это поле колеблется из 80- и 11-летними циклами изменений, а также более кратковременными изменениями, по различным причинам, связанных с солнечной активностью. Также существует магнитное поле 19,9 А/м на магнитном экваторе. Это поле иногда изменяется под воздействием магнитных бурь. Земля постоянно покатывается под воздействием электромагнитного поля, которое излучается солнцем. Диапазон частот этого излучения приблизительно равняется 10МГц-10ГГц. Следует отметить вообще, что электромагнитное поле Земли постоянно изменяется через ряд факторов, как то солнечная активность, процессы в земных недрах и другое. Относительно спектра солнечного излучения, то он находится около коротковолновой области и совмещает в себе инфракрасное и ультрафиолетовое излучение. Интенсивность этого излучения должна постоянное свойство периодически изменяться и достаточно сильно увеличиваться во время атмосферных вспышек.

Эти поля влияют на биологические объекты на протяжении всего времени их жизни. Поэтому в процессе эволюции человека приспосабливался к их влиянию и произвел способность защищаться от возможных повреждений за счет естественных факторов. Однако научными работниками наблюдается связь между вспышками солнечной активности и изменениями электромагнитного поля, которое влечется этим процессом и некоторыми группами заболеваний людей. Также, изучая это явление, ученые заметили изменение условно рефлекторной деятельности животных в рамках этого процесса. Систематические исследования относительно влияния электромагнитных полей на организм человека начались где-то с 50-х годов.

Существует такая номенклатура диапазонов согласно регламента радиосвязи:

30-300 кГц НЧ

300-3000 кГц СЧ

3-30 Мгц ВЧ

30-300 Мгц ДВЧ

300-3000 Мгц УВЧ

3-30 Ггц ЧВЧ

30-300Ггц НЗВЧ

Электромагнитные поля низкой частоты (НЧ) часто используют при термической обработке, высокой частоты (ВЧ) – в радиосвязи, медицине, телевидении. Пространство круг источника поля разделяют на зоны: ближнего (зона индукции) и дальней (зона излучения). В зависимости от расположения зоны характеристиками поля является: в зоне ближнего – составляющая вектора напряженности электромагнитного поля; в дальней – энергетическая характеристика, интенсивность плотности энергетического потока.

Оптическое излучение

Под сроком «оптическое излучение» понимают волны видимого для человеческого глаза диапазона волн. Этот диапазон расположен в пределах 0,4-0,77 мкм. Также к оптическому излучению относят инфракрасное (ИК), которое находится в диапазоне 0,11-0,1 мкм и ультрафиолетовое, которое соответственно находится в пределах 0,4-0,5 мкм. Поэтому со стороны длинных волн между оптическим и ЧВЧ диапазоном находится малоизученный диапазон субмиллиметровых волн, которые занимают участок диапазона 1,0-0,1 мм Этот диапазон является достаточно неудобным для практического использования. Источники излучения ИК диапазона можно увидеть везде в быту и в производстве. Это большое количество элементов и узлов радиоаппаратуры, полупроводниковые и квантовые приборы, трансформаторы, и много других.

Лазерное излучение

Научные работники обратили внимание, что влияние лазерного излучения на биологические ткани может привести к тепловому, ударному действию и световому давлению. В зависимости от разных обстоятельств, проявления каждого эффекта отдельно или их суммарное действие могут приобретать достаточно разных значений.

При большой интенсивности и малых длительностях импульсу наблюдают ударное действие лазерного излучения, которое распространяется достаточно быстро и приводит к повреждению внутренних тканей. При этом совсем незаметными остаются внешние проявления. Почти главным элементом действия лазерного излучения на организм является тепловой эффект, через который могут появиться ожоги. Также могут наблюдаться более серьезные последствия, такие как разрушение, деформация и даже частичное испарение клеточных структур. При действии лазерного излучения меньших интенсивностей можно наблюдать видимые изменения в организме, а именно нарушение пигментации, покраснения, с достаточно четкими границами зоны, которые испытали поражение.

Кожные оболочки в значительной мере защищают внутренние системы организма от серьезных поражений в результате действия лазеру. Но некоторые исследования показали интересный результат – иногда облучение участков кожи может привести к порешенная ряду систем организма, в частности нервной и сердечнососудистой. Следствием даже не очень высоких доз лазерного излучения могут стать почти такие симптомы, как и при ЧВЧ-излучении. Это и неустойчивое состояние артериального давления, и нарушение сердечного ритма, а также усталость, раздражение и другое. Эти нарушения есть обратными и должны исчезать со временем, после некоторого отдыха.

Как и ЧВЧ, наибольший вред лазерного излучения наносит глазам. Наибольшая опасность наблюдается в ультрафиолетовом диапазоне. При таких условиях может произойти коагуляция белка роговицы и опекал слизевой оболочки, которая может повлечь слепоту. Лучи из видимого диапазона должны свойство влиять на клетки сетчатки. Из-за этого может наблюдаться как временная слепота, так и потеря зрения, в результате ожога. Излучение инфракрасного диапазона является опаснее и также может привести к слепоте.

То есть можно сделать вывод, что лазерное облучение может повредить все структуры глаза. В силу того, что глаз является оптической системой, можно наблюдать также непрямое влияние и второстепенные эффекты, которые являются реакцией организма на облучение.

При лазерном облучении в биологических тканях возникают свободные радикалы. Они принимают участие во взаимодействии с молекулами и нарушают нормальный процесс обмена веществ в организме на уровне клеток. Это приводит к общему ухудшению состояния здоровья и ускоряет процессы старения организма.

Таблица 6.1 – Варианты исходных данных для задачи

Параметры	Первая цифра варианта

f, 10⁴ Гц	6,5	7,0	7,5	8,0	8,5	9,0	9,5
I, А

Параметры	Вторая цифра варианта

W
х, м	0,7	0,75	0,8	0,85	0,9	0,95	0,7	0,8	0,6	0,9

Пример.Рассчитать эффективность алюминиевого экрана радиусом R=0,35м, когда известно:

f = 6×10⁴ Гц; m=4p×10^-7 Г/м; g_э=3,55×10⁷(Ом×м)^-1; m¢=1; I=380A; W=14; a=0,1м; х=0,8м.

Решение. 1.Определяем допустимо величину магнитной составляющей поля с учетом того, что допустимая напряженность поля Е_{П. Д}=5в/м (по санитарным нормам):

влияние электромагнитных полей и излучений на организм человека - student2.ru