Студопедия
Поделиться в соц. сетях:

рус | укр



Авто | Автоматизация | Архитектура | Астрономия | Аудит | Биология | Бухгалтерия | Военное дело | Генетика | География | Геология | Государство | Дом | Журналистика и СМИ | Изобретательство | Иностранные языки | Информатика | Искусство | История | Компьютеры | Кулинария | Культура | Лексикология | Литература | Логика | Маркетинг | Математика | Машиностроение | Медицина | Менеджмент | Металлы и Сварка | Механика | Музыка | Население | Образование | Охрана безопасности жизни | Охрана Труда | Педагогика | Политика | Право | Приборостроение | Программирование | Производство | Промышленность | Психология | Радио | Регилия | Связь | Социология | Спорт | Стандартизация | Строительство | Технологии | Торговля | Туризм | Физика | Физиология | Философия | Финансы | Химия | Хозяйство | Ценнообразование | Черчение | Экология | Эконометрика | Экономика | Электроника | Юриспунденкция

Лучшие изречения: Сессия - это время когда студенту надо браться за голову... Верхнюю голову... 278 - | 232 - или читать все...

Електромагнітні поля та випромінювання радіочастотного діапазону. Випромінювання оптичного діапазону.


Дата добавления: 2014-02-02; просмотров: 32.


Тема: Виробничі випромінювання

Заняття № 15

1. Електромагнітні поля та випромінювання радіочастотного діапазону. Випромінювання оптичного діапазону.

2. Іонізуюче випромінювання.

3. Засоби захисту від випромінювань.

 

 

Із курсу фізики відомо, що навколо кожного електричного заряду існує електричне поле, а кожний електричний заряд, що рухається, створює в навколишньому просторі магнітне поле. Отже, навколо будь-якого об’єкта, яким протікає постійний чи змінний струм, так само, як і навколо будь-якого магніту, що рухається, існує електромагнітне поле (ЕМП). Інакше кажучи, рух поля одного виду завжди супроводжується появою поля іншого виду: електричне поле, що рухається, створює магнітне, а магнітне поле, що рухається, створює електричне.

Можна вважати, що в електроустановках електричне поле ви- никає за наявності напруги на струмопровідних частинах, а магнітне – при проходженні струму в проводах. Простір, що оточує людину, заповнений різними електромагнітними полями, джерела яких, залежно від їх походження, можна розділити на дві групи: природні та штучні. До природних джерел належать:

- електромагнітне поле Землі, яке в тому числі включає геопатогенні зони;

- космічні джерела радіохвиль (сонячні спалахи, магнітні бурі, випромінювання зірок тощо);

- процеси, які відбуваються в атмосфері Землі (блискавки, зміни в іоносфері).

До штучних джерел належать пристрої, які спеціально створені для випромінювання електромагнітної енергії (радіо і телевізійні станції, радіолокаційні установки, системи радіозв’язку, фізіотера - певтичні прилади та ін.), а також пристрої, що безпосередньо не при значені для випромінювання електромагнітної енергії в простір (лінії електропередач і трансформаторні підстанції, побутова і промислова техніка, оргтехніка тощо).

Таким чином, спектр частот електромагнітних полів, що оточують людину, охоплює діапазон від 50 Гц і менше до 3•1026 Гц. Донедавна небезпечними джерелами промислових ЕМП вважалися в основному випромінювачі радіочастотного діапазону (3•10 4 –3•10 11 Гц). Серед них називалися потужні установки високочастотного нагрівання, що застосовуються для плавки і кування металів, термічної обробки металів, діелектриків і напівпровідників.

Енергію ЕМП використовують також для вирощування напівпровідникових кристалів і плівок, іонізації газів, одержання плазми, при зварюванні в інертних газах, зварюванні та пресуванні синтетичних матеріалів та ін. Як правило, при цих процесах виникають поля, що в сотні разів перевищують середнє природне поле Землі. Випромінювання надвисоких частот (3•10 8 – 3•10 11 Гц) утворюють і побутові прилади: НВЧ-печі, стільникові телефони та ін. Разом із тим у 60-х роках ХХ сторіччя з’явилася перша публікація про симптоми захворювань, що виявлені у працівників високовольтних електричних підстанцій промислової частоти (50 Гц). Установлено, що сильні ЕМП діють при експлуатації відкритих розподільних пристроїв і повітряних ліній електропередач напругою понад 330 кВ (500, 750, 1150 кВ), тому, згідно із санітарними нормами, такі лінії не повинні проходити по території населених пунктів.

Нині вчені заговорили вже і про шкідливу дію звичайних побутових електропроводок (напругою 220 В) і приладів (наприклад, електробритв, електрогрілок й електричних ковдр), які створюють ЕМП за інтенсивністю слабкіші, ніж природне поле Землі. Тому не рекомендується спати поблизу розетки, у яку включений холодильник чи інша постійно діюча установка.

Вплив на людину промислових джерел теплового випромінювання в діапазоні частот 3•10 12 – 3•10 14 Гц, видимого світла й ультрафіолетового випромінювання (3•10 16 – 3•10 17 Гц), рентгенівського (3•10 16 – 3•10 20 Гц) і гамма-випромінювань (3•10 19 – 3•10 21 Гц) розгля-дається у відповідних розділах підручника. Ступінь і характер впливу ЕМП на організм людини залежать:

- від інтенсивності випромінювання; частоти коливань; площі поверхні тіла, щ опромінюється; індивідуальних особливостей організму;

- режиму опромінення (безперервний чи переривчастий);

- тривалості впливу; комбінованої дії інших факторів виробничого середовища.

У діапазонах промислової частоти, радіочастот, інфрачервоного і частково ультрафіолетового світла (до частоти 3•1016 Гц) електромагнітні поля чинять тепловий вплив. У діапазоні частот рентгенівського спектра і вище ЕМП настільки змінюють енергію атомів, що їх називають іонізуючими. Тепловий вплив ЕМП пояснюється наступним чином. Як відомо, тіло людини складається з клітин, що містять рідину (протоплазма, кров, лімфа та ін.), яка є електролітом. Під дією зовнішнього постійного електричного поля тканини живого організму поляризуються. Дипольні молекули (наприклад води) та іони, що містяться у рідкому середовищі, переміщаються й орієнтуються за напрямком силових ліній зовнішнього поля. У змінному ЕМП електричні властивості живих клітин залежать від частоти випромінювання, і в міру її збільшення вони набувають властивостей провідників.

Крім струмів провідності, змінне ЕМП призводить до змінної поляри зації діелектричних складових організму (сухожилля, хрящі тощо). До того ж може мати місце резонансне поглинання енергії. При цьому найбільш небезпечними для організму людини є частоти до 1000 Гц, оскільки вони збігаються з частотами енергетичних центрів. Зокрема частоти від 3 до 50 Гц збігаються з частотним ритмом мозку. Вплив ЕМП на біологічний об’єкт оцінюється кількістю електромагнітної енергії Wпогл (Вт), яка поглинеться цим об’єктом при перебуванні його в полі. Унаслідок поглинання людиною енергії ЕМП відбувається нагрівання тканин організму тим більше, чим вищою є напруженість поля і довшим час впливу.



Зайва теплота відводиться до деякої межі шляхом збільшення навантаження на механізм терморегуляції. Однак починаючи зі значення інтенсивності випромінювання Iпор = 10 мВт/см2 (100 Вт/м2), яка називається тепловим порогом, організм не справляється з від-веденням теплоти, і температура тіла підвищується. При загальному опроміненні підвищення температури тіла більше ніж на 1°C неприпустиме. Може спостерігатися також локальне нагрівання тканин. Перегрівання особливо шкідливим є для тканин зі слаборозвиненою судинною системою (очі, мозок, нирки, шлунок, жовчний і сечовий міхури), тому що кровообіг відіграє роль водяного охолодження. Тепловий ефект є найбільшим в зоні НВЧ. Так, дія ЕМП частотою 3•109 – 3•1010 Гц викликає катаракту очей (помутніння хрусталика), а опромінення ЕМП великої інтенсивності призводить до руйнівних змін у тканинах та органах, опіків, омертвіння тканин організму. Важкі ураження виникають тільки в аварійних випадках і трапляються вкрай рідко.

Крім теплового ефекту, біологічна дія ЕМП виявляється в зміні орієнтації клітин та молекул відповідно до напрямку силових ліній поля, в ослабленні біохімічної активності білкових молекул; зміні структури клітин крові (її складу), впливі на ендокринну систему та обмін речовин. Тому систематичний або тривалий вплив ЕМП навіть невеликої інтенсивності (нижче теплового порога) призводить до різних нервових і серцево-судинних розладів – головного болю, підвищеної стомлюваності, порушення сну, зміни кров’яного тиску, уповільнення пульсу, болю в ділянці серця й аритмії, випадання волосся, ламкості нігтів і т.д.

Вважається, що особливо чутливі до впливу ЕМП кора головного мозку і проміжний мозок. Їхнє ураження викликає порушення процесів регуляції функцій організму з боку центральної нервової системи. На ранніх стадіях ці порушення стану здоров’я носять оборотний характер.

Поряд із біологічною дією, електричне поле зумовлює виникнення іскрових розрядів між людиною і будь-яким металевим предметом, що має інший, ніж у людини, потенціал. Наприклад, це може спостерігатися у випадку дотику людини, ізольованої від землі, до мета-левого об’єкта, пов’язаного із землею. Струм розряду може викликати больові відчуття і судоми. При різниці потенціалів 15 кВ через людину протягом 0,05 – 0,5 мкс проходить струм розряду силою кілька десятків амперів, що викликає короткочасні шокові стани. При торканні до предметів великої довжини (трубопровід, дротова огорожа тощо) струм, що проходить через людину, може досягати значень, небезпечних для життя. Допустимі рівні ЕМП на робочих місцях при роботі з джерелами електромагнітних випромінювань (ЕМВ) установлюються відповідно до вимог ГОСТу 12.1.006-84 ССБТ «Электромагнитные поля радиочастот. Допустимые уровни на рабочих местах и требования к проведению контроля на рабочих местах», що поширюється на діапазони частот 60 кГц – 300 ГГц.

У ближній зоні, яка має фізичне значення при частотах до 300 МГц, нормуються напруженості електричної і магнітної складових полів.

У дальній зоні в діапазоні частот 300 МГц – 300 ГГц, у якому, як правило, і перебуває персонал, що обслуговує джерела ЕМВ із довжиною хвилі менше метра, нормується густина потоку енергії та енергетичне навантаження.

У випадках, коли час впливу ЕМП на персонал не перевищує 50% тривалості робочого дня, допускаються рівні, вищі зазначених, але не більше ніж удвічі. Якщо характеристики ЕМВ перевищують вимоги нормативних актів, застосовують різні засоби і способи захисту персоналу. Вибір того чи іншого способу захисту залежить від робочого діапазону частот, характеру виконуваних робіт та умов опромінення, від параметрів ЕМВ і необхідного ступеня захисту.

Найбільшого поширення одержали наступні методи захисту від ЕМВ:

1. Зменшення потужності випромінювання в джерелі. Як видно з формули (3.68), інтенсивність опромінення I прямо пропорційна потужності випромінювача Р й обернено пропорційна квадрату відстані між джерелом і робочим місцем R. Зменшення параметрів випромінювання безпосередньо у самому джерелі досягається раціональним вибором генератора, застосуванням узгоджених навантажень і спеціальних пристроїв – поглиначів потужності (еквівалент антени і навантаження). Останні застосовують як навантаження генераторів замість відкритих випромінювачів. Поглиначі потужності – це коаксіальні та хвилеводні лінії, частково заповнені поглинаючими матеріалами (чистим графітом або графітом у суміші з цементом, піском і ґумою; пластмасами; порошковим залізом у бакеліті; керамікою; деревом; водою тощо).

2. Захист відстанню. Якщо неможливо послабити інтенсивність опромінення цими методами, використовують захист відстанню і її збільшенням. Уже зазначалося, що напруженості електричних і магнітних полів убувають у міру збільшення відстані. Захист відстанню забезпечується за рахунок механізації й автоматизації виробничих процесів, застосуванням дистанційного управління і спеціальних маніпуляторів, раціональним розміщенням устаткування та робочих місць.

На підставі інструментальних вимірювань характеристик ЕМП для кожного конкретного випадку розміщення апаратури виділяють зони випромінювання, межі яких позначають яскравою фарбою на підлозі. Передбачаються сигнальні кольори та знаки безпеки відповідно до ГОСТу 12.4.026-76 ССБТ «Цвета сигнальные и знаки безопасности». Для захисту від електричних полів промислової частоти, що утворюються ЛЕП, збільшують висоту підвішування фазних проводів і встановлюють санітарно-захисні зони. Наприклад, для повітряних ліній електропередач напругою 330 кВ установлюють межу санітарно-захисної зони в один бік на відстані 20 м; для 500 кВ – 30 м; для 750 кВ – 40 м; для 1150 кВ – 55 м. У межах цих зон забороняється розміщати житлові та громадські будівлі, дачні ділянки й інші місця для перебування людей, майданчики для стоянки чи зупинки всіх видів транспорту, підприємства з обслуговування автомобілів, сховища нафти і нафтопродуктів. Відстань від ліній електропередач до меж населених пунктів має бути не меншою ніж 250 м при напрузі 750 кВ і 300 м при напрузі 1150 кВ.

3. Архітектурно-планувальні рішення. Діючі установки потужністю понад 10 кВт слід розміщати у спеціально виділених приміщеннях регламентованої площі з капітальними стінами і перекриттями, покритими матеріалами, що поглинають ЕМП радіочастотного діапазону – цеглою, шлакобетоном; а також матеріалами, що здатні відбивати ці випромінювання, наприклад, олійними фарбами. Такі приміщення мають бути обладнані безпосереднім виходом у коридор чи назовні. Для цього підходять кутові приміщення першого й останнього поверхів будинку. При використанні радіолокаційних антен для захисту персоналу від опромінення на відкритій території за межами будинків необхідно раціонально розпланувати територію радіоцентру і винести службові приміщення за межі антенного поля, встановити безпечні маршрути людей, та екранувати окремі приміщення і будинки, а також ділянки території.

4. Екранування джерел випромінювання та робочих місць. Екранування – одне з найбільш ефективних і найчастіше застосовуваних засобів захисту від ЕМВ. Екрани поділяють на відбивальні і поглинальні. Відбивальні екрани виготовляють у вигляді листа чи сітки з металів, що добре проводять струм – міді, латуні, алюмінію, сталі. Захисна дія ґрунтується на тому, що ЕМП створює в екрані струми Фуко, які наводять вторинне поле, за амплітудою майже рівне, а за фазою протилежне первинному полю. Сумарне поле, що виникає при дії цих двох полів, дуже швидко убуває в екрані, проникаючи в нього на незначну глибину. Чим більша магнітна проникність екрана і вища частота випромінювання, тим меншою буде глибина проникнення. Екран потрібно заземляти.

Для оцінки функціональних якостей екрана використовують поняття ефективності Еф (дБ), що визначається логарифмом відношення густини потоку енергії I0 у даній точці при відсутності екрана до густини потоку енергії I за наявності екрана:

Відбивальні екрани роблять у вигляді камер чи шаф, у які вміщують передавальну апаратуру, а також у вигляді кожухів, ширм, захисних козирків. Так, для відкритих розподільних пристроїв промислової частоти поряд із комутаційними апаратами, шафами управління і контролю рекомендують розміщувати стаціонарні й тимчасові екрани у вигляді козирків, навісів і перегородок з металевої сітки, яку обов’язково заземляють.

Для візуального спостереження за джерелами ЕМВ обладнують оглядові вікна, захищені металевою сіткою. Поглинальні екрани, кожухи та інші засоби виготовляють із матеріалів, що здатні поглинати енергію ЕМП. Це можуть бути тонкі гумові килимки; тверді аркуші поролону чи волокнистої деревини, які просочені відповідною речовиною; феромагнітні пластини. Для зазначених матеріалів коефіцієнт відбиття не перевищує 1–3%.

5. Установлення раціональних режимів роботи. Коли немає можливості знизити інтенсивність опромінення до нормативних значень, застосовують захист часом, тобто обмежують час перебування персоналу в ЕМП.

6. Застосування індивідуальних засобів захисту. До них належать переносні парасолі, халати, куртки з каптуром, комбінезони, фартухи з металізованої тканини, які захищають організм людини за принципом сітчастого екрана із заземленням. Наприклад, від дії ЕМП НВЧ застосовують халати радіозахисні, виготовлені з тканини «Щит».

Для захисту очей від ЕМВ у діапазоні частот 3•107 – 3•1011 Гц призначені захисні окуляри з металізованими стеклами, що містять двоокис олова (ГОСТ 12.4.013-85 ССБТ. «Очки защитные. Общие технические условия»).

7. Організаційні заходи. Необхідно регулярно проводити дозиметричний контроль (не менше одного разу на 6 місяців); медогляд (не менше одного разу на рік). Робітникам, що працюють із джерелами ЕМВ, має бути надана додаткова відпустка, скорочений робочий день та ін.


Робоча зона, та мікроклімат робочої зони. Параметри мікроклімату. <== предыдущая страница |следующая страница ==> Вибухонебезпечні властивості матеріалів та речовин.

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском google:

 

© studopedia.ru При использовании или копировании материалов прямая ссылка на сайт обязательна.


Генерация страницы за: 0.047 сек.