На радиолокационных станциях

ГИГИЕНА ТРУДА

Интенсивное внедрение радиоэлектроники в военное дело, в том числе различных радиолокационных систем и установок, расширило круг лиц, подвергающихся воздействию радиоволн сверхвысокочастотного (СВЧ) диапазона. При этом воздействию указанного физи-

ческого фактора могут подвергаться не только специа­листы, занятые обслуживанием генераторов СВЧ-поля, но и лица, не имеющие прямого отношения к этим техническим средствам.

Правила эксплуатации и конструктивные особен­ности радиолокационных станций (РЛС) и установок, имеющихся на оснащении армии и флота, практически исключают неблагоприятное влияние СВЧ-поля на организм личного состава. Однако в боевой обстановке, когда части и подразделения различных родов войск вступают во взаимодействие, а также при аварийных ситуациях и нарушении правил техники безопасности возможно облучение военнослужащих СВЧ-полем.

Для того чтобы правильно построить систему про­филактических мер, военный врач должен знать усло­вия, при которых личный состав части и специалисты РЛС могут подвергнуться неблагоприятному воздейст­вию СВЧ-поля, а также способы и средства защиты от него.

Характеристика условий труда. Работа радиолока­ционных станций, предназначенных для обнаружения невидимых объектов, основана на принципе радиоло­кации. Последний состоит в том, что местоположение различных объектов в воздухе, на воде и на суше обнаруживается и определяется путем облучения ра­диоволнами этих объектов и приема радиоволн, отра­женных от них. При этом электромагнитная энергия излучается короткими импульсами большой мощности. Длительность импульсов составляет микросекунды, а мощность — десятки и сотни киловатт. Скорость распространения радиоволн СВЧ-диапазона равна ско­рости света — 300 000 км/с.

Радиолокационные станции — подвижные и ста­ционарные — работают следующим образом. Электро­магнитная энергия СВЧ-импульсов вырабатывается генератором (рис. 27) и по волноводу направляется к антенне. После излучения антенна переключается на прием. Отразившийся от цели импульс принимается антенной, по волноводу поступает в приемное устройст-во, где усиливается, преобразуется в низкочастотный сигнал и подается на индикаторное устройство. На эк­ране индикатора (электронно-лучевой трубке) сигнал визуально воспринимается в виде светящейся точки или всплеска развертки луча. Модулятор накапливает энергию от источника питания в промежутках между

Рис. 27. Блок-схема радиолокационной станции.

импульсами генерации и подает импульс высокого напряжения на генератор. Генератор СВЧ-поля (пере­датчик) и приемник СВЧ-излучения обычно совмещены в одном блоке и заключены в металлический кожух с отверстиями для доступа к различным узлам.

Радиолокационные станции, сохраняя импульсный характер СВЧ-излучения, могут работать при непод­вижной антенне — в режиме непрерывного слежения за одним сектором, при круговом обзоре или скани­ровании (секторальный обзор) — в режиме периоди­ческого облучения одного и того же объекта. В первом случае создается постоянно существующее СВЧ-поле (импульсное по своей природе), непрерывно воздей­ствующее на объект; во втором — прерывистое поле с весьма незначительным фактическим временем воздействия. Антенна РЛС, как любой излучатель волн, в одном направлении создает излучение макси­мальной интенсивности, в другом же — энергия почти совсем не излучается. В результате указанного явления угловое распределение интенсивности излучения ан­тенны РЛС оказывается неравномерным. График, изображающий зависимость интенсивности СВЧ-поля от угла излучения антенной, называется диаграммой направленности излучателя. Территория, на которой размещается РЛС, называется технической площадкой, или позицией.

Работу РЛС обеспечивают начальник РЛС, тех­ники, операторы, дизелисты, а также специалисты ра-

диотехнических мастерских. Начальник и техники РЛС проводят профилактику, текущий ремонт и наст­ройку аппаратуры. Особенностью труда начальника и техников РЛС, инженеров и техников радиотехни­ческих мастерских является выполнение рабочих опе­раций в условиях, когда на организм могут воздейст­вовать СВЧ- и мягкое рентгеновское излучение.

Операторы работают за экранами индикаторов. Для деятельности операторов характерно напряжение ряда психических функций — внимания, быстроты реакции упоминания и в особенности функции зрительного анализатора. Во время наблюдения за экраном дли­тельное напряжение психических функций протекает при неподвижной или малоподвижной рабочей позе в условиях тишины, однообразной обстановки, когда почти полностью отсутствуют посторонние раздражи­тели. Это явление, названное специалистами «сенсор­ным голодом», приводит к развитию утомления. Воз­действию СВЧ-излучений операторы подвергаются редко.

Работа дизелистов, связанная с обслуживанием си­ловых агрегатов, может проходить в условиях кратко­временных воздействий сильного шума и выхлопных газов, а также контакта с горючими и смазочными материалами.

Изучение условий труда на РЛС показало, что здесь могут встречаться различные неблагоприятные факторы. Обычно их разделяют на 2 группы: неспе­цифические и специфические.

Неспецифические факторы — это мягкое рентге­новское излучение, шум и вибрация, вредные химичес­кие примеси воздуха в рабочей зоне, неблагоприятная температура воздуха и недостаточная освещенность в кабинах РЛС, а также большая нагрузка на цент­ральную нервную систему и на зрительный анализатор.

Специфическим фактором на РЛС является им­пульсное электромагнитное излучение сверхвысокой частоты. Основными наиболее мощными источниками его являются антенны, открытый для регулировки или текущего ремонта генератор, неплотно соединенные фланцы волновода или их открытые концы. СВЧ-излу-чение может также проникать наружу и облучать пер-сонал станции через открытые или неплотно закрытые отверстия в кожухе приемно-передающего блока.

Необходимо отметить, что весь комплекс перечис-

ленных неблагоприятных факторов внешней среды на РЛС, как правило, не встречается. Однако большая или меньшая совокупность этих факторов встречается часто, особенно при нарушении гигиенических реко­мендаций.

Биофизика СВЧ-поля и его биологи­ческое действие. Электромагнитное сверхвысо­кочастотное поле (микроволны) является искусствен­ным фактором внешней среды военных специалистов. Оно относится к той части спектра электромагнитных колебаний, которая расположена между инфракрасным излучением и короткими радиоволнами. СВЧ-излуче-ния имеют длину волны от 1 мм до 1 м и частоту ко­лебаний 3· 10⁸—3· 10¹¹ Гц.

Биологическое действие радиоволн СВЧ-диапа-зона обусловлено их проникающей способностью и из­бирательным взаимодействием с тканями, временем воздействия и мощностью излучения, а также разме­рами облучаемой поверхности.

Проникающая способность различных диапазонов СВЧ-поля неодинакова. Это связано с тем, что микро­волны проникают на глубину, равную примерно одной десятой длины волны. Следовательно, миллиметровые волны не проходят глубже поверхностных слоев кожи, сантиметровые в основном проникают до подкожной клетчатки и мышц, а дециметровые волны достигают внутренних органов. Поэтому они и представляют наи­большую опасность.

Избирательное (селективное) взаимодействие с тканями состоит в том, что наиболее сильно микровол­ны поглощаются тканями, богатыми водой, так как по­следние отличаются выраженными диэлектрическими свойствами. Обычно поглощается не больше 40—50% падающей на организм энергии СВЧ-поля. В резуль­тате наблюдается местное нагревание тканей и повы­шение температуры тела. Селективное поглощение СВЧ-излучения и наблюдающееся при этом избира­тельное нагревание тканей являются существенным отличием его термического действия от действия ин­фракрасных лучей.

Первичный биофизический механизм поглощения тканями энергии радиоволн СВЧ-диапазона и переход этой энергии в тепловую представляют собой процес­сы, многие стороны которых еще неизвестны. Счи­тают, что этот процесс начинается со взаимодействия

СВЧ-излучения с молекулярными диполями, главным образом воды. Последние переходят в колебательное движение и, сталкиваясь с другими молекулами сре­ды, вызывают их движение. Это и приводит к повыше­нию теплопродукции в облученной ткани. Такова эле­ментарная схема рассматриваемого явления.

Термический эффект, наблюдающийся при воз­действии СВЧ-поля, зависит, с одной стороны, от ви­довой чувствительности организма к этому фактору (табл. 18), биофизических свойств тканей и их физио­логических особенностей (активности процессов реге­нерации, характера кровоснабжения), с другой — от длины волны излучения, его мощности и времени воз­действия.

Таблица 18. Биологическое действие облучения сантиметро­выми волнами СВЧ-поля при мощности излучения 100 мВт/см ²

Вид эксперимен­тального животного	Продолжительность воздействия	Исход
Белые мыши и бе­лые крысы Кролики Собаки	Несколько минут 30—40 мин Несколько часов	Смерть «Остаются живыми

Интенсивность излучения оценивают по величине энергии, падающей в 1 с на перпендикулярно распо­ложенную поверхность площадью 1 см. Для микро­волн соответствующая величина называется плотностью потока энергии (ППЭ). Измеряется ППЭ в ваттах на 1 см² (Вт/см²) или в производных единицах. Для СВЧ-поля пороговой величиной облучения, ниже кото­рой не наблюдается местного или общего нагревания, является ППЭ, равная 10 мВт/см². Соответственно этому интенсивности облучения, превышающие 10 мВт/ см², называются термическими, или тепловыми, мень­шие уровни — субтермическими, или нетепловыми.

Однако сводить весь механизм биологического действия микроволн к локальному и общему нагрева­нию неправильно. Эксперименты и клинические наблю­дения отечественных исследователей показали, что на­ряду с термическим имеет место нетермическое дей­ствие СВЧ-излучения. Так, при повторном облучении сантиметровыми и дециметровыми волнами нетерми-

ческой интенсивности (1 мВт/см²) у кроликов и со­бак наблюдались угнетения секреции и моторной функции желудка; брадикардия, гипотоническая реак­ция сосудов; изменение высшей нервной деятельности. Исследователи-добровольцы при субтермической ин­тенсивности СВЧ-излучения слышали радиозвук, у них отмечалось снижение артериального давления, изме­нения тонуса крупных артерий и биоэлектрической активности коры большого мозга.

Нетепловое, или специфическое, действие СВЧ-поля связывают с изменением пространственной ориента­ции белковых молекул, резонансным поглощением энергии молекулами и атомами биосубстрата и воз­можностью микронагрева митохондрий и рибосом, клеточных и внутриклеточных мембран. Биофизическая природа специфического действия СВЧ-поля до конца еще не раскрыта. Отечественные исследователи счи­тают, что биологическое действие радиоволн СВЧ-диа-пазона обусловлено их термическим и специфическим действием.

Для обозначения клинической картины расстройств, наступающих в результате воздействия СВЧ-излуче­ния, предложен термин «радиоволновая болезнь». Раз­личают острую и хроническую формы болезни. Вой­сковой врач чаще может встречаться с хронической формой поражений СВЧ-полем, Первые жалобы на слабость, повышенную утомляемость, беспокойный сон, головные боли и другие жалобы, отражающие изменения функции нервной системы и расстройства функции кровообращения, появляются в различные сроки от начала работы с генераторами СВЧ-излуче­ния — от нескольких месяцев до нескольких лет. Од­ним из серьезных последствий неосторожности или пренебрежения правилами техники безопасности при работе с СВЧ-полями являются катаракты.

Меры профилактики неблагоприятного действия СВЧ-поля. В нашей стране разработана научно обос­нованная система профилактики неблагоприятного действия на организм человека СВЧ-поля. Эта систе­ма предусматривает контроль за конструированием РЛС и РТС, а также инженерно-технические меро­приятия по защите от СВЧ-излучений. Созданы спе­циальные средства индивидуальной защиты — одежда и очки. Действуют строгие нормы предельно допусти­мых уровней (ПДУ) излучения СВЧ-диапазона. Сис-

тема профилактики включает также медицинский отбор лиц для работы с генераторами микроволн и постоянное диспансерное наблюдение за специали­стами.

Гигиенический контроль за условиями труда специа­листов, работающих с СВЧ-генераторами, получил твердую научную основу, когда были разработаны предельно допустимые уровни мощности микроволн. В нашей стране нормирование СВЧ-излучения произ­водится по его нетермическому действию, в США и некоторых других странах — по термическому дей­ствию. Поэтому в Советском Союзе ПДУ для СВЧ-излучений в 10 — 1000 раз ниже, чем, например, в США.

Определение интенсивности СВЧ-излучения для сантиметрового и дециметрового диапазонов как на открытой местности, так и в помещениях с генери­рующей и излучающей аппаратурой (приемно-пере-дающие кабины РЛС) производится по ППЭ. В этом случае люди находятся, как правило, на значительных расстояниях по сравнению с длиной волны от источ­ника излучения, т. е. в дальней волновой зоне, где имеется сформированное электромагнитное поле (ЭМП). Определение интенсивности метровых и более длинных волн производится измерением отдельно напряженности магнитного и электрического полей. В этом случае персонал находится, как правило, в ближней зоне излучения (зоне индукции), где ЭМП не сформировано.

Необходимость защиты людей от СВЧ-излучения возникает, когда величина ППЭ радиоволн СВЧ-диа-пазона на рабочем месте превышает 10 мкВт/см². Защита от вредного действия СВЧ-излучения возможна двумя способами: уменьшением интенсивности излу­чения и сокращением времени пребывания под облу­чением (схема 5).

В помещениях защита достигается рациональным размещением излучающих устройств, экранированием рабочих мест металлическими листами или сетками, использованием средств индивидуальной защиты -защитных костюмов и очков, ограничением длитель­ности работы прибора на излучение, сокращением времени работы специалиста.

Средства индивидуального пользования — очки и защитные костюмы (комбинезоны) — применяются при настройке и ремонте станции. Защитные очки

Схема 5. Защита от СВЧ-излучения.

изготавливаются из латунной сетки или металлизиро­ванных стекол, защитные комбинезоны — из специаль­ной металлизированной ткани. Проверка средств защиты производится 1 раз в полгода.

На открытой местности защита от СВЧ-излучения достигается обозначением зен нормированного излу­чения, рациональным размещением радиотехнических устройств, использованием рельефа местности при вы­боре участка для объектов, в которых должны на­ходиться люди, и соблюдением необходимых расстоя­ний между излучателями и жилыми помещениями. Для защиты людей, находящихся в помещениях, расположенных вблизи от радиолокационных антенн, экранируют окна и стены, обращенные в сторону излучателя. Вокруг жилых зданий сажают деревья.

Экраны, защищающие от СВЧ-излучения, изготав­ливаются из материалов, способных отражать или поглощать радиоволны. Хорошо защищают от радио­волн СВЧ-диапазона проводники электричества. Сплош­ной металлический лист полностью отражает электро­магнитную волну при любой ее поляризации. Метал­лическая сетка также ослабляет СВЧ-поля. Степень ослабления зависит от диаметра проволоки, величины и формы ячейки. Чем толще проводник и меньше ячейки сетки, тем выше эффект защиты. В защитном комбинезоне, изготовленном из металлизированной ткани, для того чтобы ткань отражала электромаг­нитную волну любой поляризации, металлизированные нити включают и в уток, и в основу.

Таблица 19. Защитные свойства некоторых строи­тельных материалов

Элементы жилых зданий	Толщина, см	Коэффициент ослабле­ния (дБ) при длине волны
3 см	10 см
Кирпичная стена Оштукатуренная стена здания	70 15	21 12
Оконные двойные рамы Стекло оконное	- 0,28	13 2	-

Уменьшение интенсивности электромагнитной вол­ны СВЧ-излучения применением поглощающих мате-

риалов происходит в результате превращения энергии СВЧ-поля в тепловую энергию. Защитные свойства не­которых конструктивных элементов жилых зданий при­ведены в табл. 19. Зеленые насаждения шириной не­сколько десятков метров дают ослабление ППЭ порядка долей децибел.

Неспецифические вредные факторы на РЛС и про­филактика их неблагоприятного действия. Из других внешних факторов, влияющих на работоспособность персонала РЛС, кроме рассмотренного выше СВЧ-поля, необходимо принимать во внимание тормозное рентге­новское излучение, электрический ток высокого напря­жения, шум, микроклиматические факторы — влаж­ность, температуру и скорость движения воздуха, со­держание в воздухе вредных химических примесей и пыли, освещенность и яркость рабочих поверхностей. Гигиенические рекомендации по их нормированию при­ведены в табл. 20.

Гигиеническая роль магнитных полей и статическо­го электричества, с которым связан измененный аэро­ионный состав воздуха, еще недостаточно изучена.

Тормозное рентгеновское излучение на РЛС возни­кает при работе радиоэлектронной аппаратуры, имею­щей электровакуумные приборы с анодным напряже­нием свыше 15 кВ, и является импульсным мягким рентгеновским излучением. Как и СВЧ-излучения, рент­геновские лучи могут проникать в пространство рабо­чих помещений через открытые смотровые окна, венти­ляционные отверстия, щели и неплотности в кожухе блока. Допустимый уровень рентгеновского излучения для персонала РЛС — 0,2 мР/ч. Измерение мягкого рентгеновского излучения на РЛС, поскольку оно имеет импульсную природу, возможно или фотопленочными дозиметрами, или специальным микрорентгенометром.

Вредное влияние рентгеновского излучения предот­вращается применением экранов. Для смотровых окон при наличии одновременно рентгеновского излучения и СВЧ-поля используются экраны из просвинцованного стекла и металлической сетки.

В рабочих помещениях РЛС среди других неспе­цифических факторов обычным является акустический шум различной интенсивности. Источниками его явля­ются охлаждающие радиоаппаратуру вентиляторы, ди­зельные установки, электромоторы и работающая ра­диоаппаратура. По характеру выполняемой работы ка-

Таблица 20. Нормативы неспецифических факторов для ка­бины РЛС '

Наименование факторов	Уровень
оптимальный	предельно до­пустимый
Мощность рентгеновского излуче­ния, мР/ч	-	0,2
Уровень громкости шума средних частот (300—1000 Гц) в индикатор­ных, дБ	45—20
Температура воздуха, °С	18-20	16—27 (31) 2
Относительная влажность, %	40-60	30—70
Скорость движения воздуха, м/с	0,4-0,5	0,05—1,0 (3,0) 2
Воздушный куб, м!	3-4	-
Кратность воздухообмена	7—9	-
Содержание в воздухе: углекислого газа, % оксида углерода, г/м3 оксидов азота, г/м' озона, r/MJ формальдегида, г/м1 паров ртути, г/м паров бензина и керосина, г/м3 нетоксической пыли, мг/м3	0,04 - - - - - - -	0,1 0,02 0,005 0,0001 0,005 0,00001 0,3 10
Яркость свечения сигналов, кд/м'	0,03—0,07	—
Освещенность вне боевой работы: КЕО световой коэффициент при точных работа^,1 як от общего светильника, лк	0,5 1:7—1:8 100 30—50	- - -

¹ Таблица составлена по данным Н. Ф. Кошелева, О. Н. Карелина. ² В условиях жаркого климата.

бины РЛС относятся к тихим производственным поме­щениям. Допустимый уровень шума в них указан в табл. 20.

Микроклимат в кабинах РЛС находится в тес­ной зависимости от климатопогодных факторов. Повы­шению температуры воздуха способствуют многочис­ленные аппараты, поверхность которых нагревается до 60° С. В сочетании с высокой влажностью воздуха и малой его подвижностью положительная тепловая радиация приводит к напряжению теплообмена и вы­зывает ту или иную степень перегревания.

Лучшим средством поддержания микроклимата на оптимальном уровне являются кондиционеры. Весьма эффективна мощная и правильно оборудованная при-точно-вытяжная вентиляция при скорости движения воздуха 0,4—0,5 м/с, обеспечивающая удаление нагре­того и загрязненного воздуха непосредственно из мест его образования. Поддержанию радиационной темпе­ратуры на оптимальном уровне способствуют экрани­рование нагревающихся поверхностей оборудования и теплоизоляция кабины. Особенно нужна тепловая изо­ляция в северных и южных районах.

В профилактике перегревания и переохлаждения важное место занимает рациональная одежда.

В кабинах РЛС воздух может загрязняться вредны­ми химическими примесями. В условиях огра­ниченного объема кабин РЛС и их замкнутости вредные химические примеси могут вызвать преждевременное утомление. Допустимые уровни этих примесей приве­дены в табл. 20.

В деятельности операторов большое значение имеет рациональное освещение. Значительная нагрузка на орган зрения при неправильном режиме работы за индикатором, различная яркость экранов, адаптацион­ного освещения и светящихся шкал приборов — все это может привести к зрительному переутомлению. Призна­ками зрительного переутомления являются головная боль, вялость, сонливость, расплывчатость контуров сигнала (снижение четкости зрительных восприятий), ощущение боли и ломоты в глазах и области орбит, слезотечение. Профилактика зрительного переутомле­ния включает регламентацию труда и отдыха, оборудо­вание рационального освещения, обучение операторов гигиеническим правилам зрительной работы, в частнос­ти правилам работы за экраном, контроль за содержа­нием в пищевом рационе витаминов и восполнение их недостатка. Сохранению темновой адаптации способст­вует применению для светильников арматуры из красно­го стекла, пропускающего свет с длиной волны более 613 ммк, который не нарушает темновую адаптацию, или применение очков с красными стеклами.

Профилактическую работу в радиотехнической части организует командир через своих заместителей, началь­ников медицинской и инженерно-технической служб.

Правильная организация труда в условиях сменной работы, отличающейся значительным нервно-

психическим напряжением, имеет исключительно боль­шое значение для сохранения высокой боеспособности специалиста РЛС. Во время дежурства наиболее ра­циональной является работа за экраном в течение 6 ч с. перерывами для отдыха на 10 мин после каждых 2 ч работы. В оставшееся время (около 2 ч) оператору целесообразно поручать другую работу.

Специалистов первого года службы необходимо постепенно втягивать в работу. В частности, время непрерывной работы на РЛС для них в период освоения специальности должно быть сокращено.

Отдых специалистов в период между дежурствами должен быть всегда под контролем командира и врача. Специалисты разных смен должны отдыхать в отдель­ных помещениях, чтобы исключить мешающие полно­ценному отдыху изменения освещенности (включение и выключение света), шум, разговор и движения людей. Во время дежурства отдых должен быть всегда актив­ным — физические упражнения (разминка), бег на свежем воздухе.

Зная гигиенические требования, предъявляемые к работе на РЛС, врач части вместе с инженером должен уметь определять зоны нормированного излучения, вы­бирать наилучшие для каждого конкретного случая меры защиты личного состава и добиваться претворе­ния их в жизнь, опираясь на соответствующие регла­ментирующие документы. Большое значение имеет постоянная санитарно-просветительная работа.