1. Кработе допускаются студенты, ознакомленные с устройством лабораторного стенда, принципом, действия и мерами безопасности при проведении лабораторной работы.
2. Запрещается работать с открытой дверцей СВЧ печи.
3. Запрещается самостоятельно регулировать или ремонтировать дверь, панель управления, выключатели системы блокировки или какие-либо другие части печи. Ремонт должен производиться только специалистами.
4.СВЧ речь должна быть заземлена.
5. Не допускается включение и работа печи без нагрузки. Рекомендуется в перерывах между рабочими циклами оставлять в печи кирпич. При случайном включении печи кирпич будет выполнять роль нагрузки.
ОБЩИЕ ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ СВЕДЕНИЯ
Электромагнитные поля (ЭМП) генерируются токами, изменяющимися во времени. Спектр электромагнитных колебаний (ЭМ) находиться в широких пределах по длине волны : от 1000 км до 0,001 мкм и менее, а по частоте от 3x102 до 3x1020 Гц, включая радиоволны, оптические и ионизирующие излучения. В настоящее время наиболее широкое применение в различных отраслях находит ЭМ энергия неионизирующей части спектра. Это касается, прежде всего, ЭМ полей радиочастот. Они подразделяются по длине волны на ряд диапазонов (табл.3)
Таблица 3
Название диапазона | Длина волны | Диапазон частот | Частота | По международному регламенту | |
Название диапазона частот | Номер | ||||
Длинные волны (ДВ) | 10-1 км | Высокие частоты (ВЧ) | От 3 до 300 кГц | Низкие (НЧ) | |
Средние волны (СВ) | 1км-100м | Тоже | От 0,3 до 3 МГц | Средние (СЧ) | |
Короткие волны (KB) | 100м-Юм | Тоже | От 3 до 30 МГц | Высокие (ВЧ) | |
Ультракороткие волны (УКВ) | 10м-1м | Высокие частоты (УВЧ) | От 30 до 300 МГц | Очень высокие (ОВЧ) | |
Микроволны Дециметровые (дм) | 1м-10см | Сверхвысокие частоты | От 0,3 до 3 ГГц | Ультравысокие (УВЧ) | |
Сантиметровые (см) | 10см-1см | (СВЧ) | От 3 до 30 ГГЦ | Сверхвысокие (СВЧ) | |
Миллиметровые (мм) | 1 см-1 мм | От 30 до 300 ГГЦ | Крайневысокие (КВЧ) |
ЭМ поле складывается из электрического поля, обусловленного напряжением на токоведущих частях электроустановок, и магнитного, возникающего при прохождении тока по этим частям. Волны ЭМП распространяются на большие расстояния.
В промышленности источниками ЭМП - являются электрические установки, работающие на переменном токе частотой от 10 до 106 Гц, приборы автоматики, электрические установки с промышленной частотой 50 -60 ГЦ, установки высокочастотного нагрева (сушки древесины, склеивание и нагрев пластмасс и др.). в соответствии с ГОСТ 12.1.006-84 значения предельно допустимой напряженности ЭМП радиочастот в диапазоне 0,06-300Мгц на рабочих местах приведены в табл.4.
Таблица 4
Составляющая ЭМП, по которой оценивается его воздействие и диапазон частот, МГц. | Предельно-допустимая напряженность ЭМП в течение рабочего дня |
Электрическая составляющая; 0,06 -3 3 – 30 30 – 50 50 - 300 | 50В/м 20В/м 10В/м 0,5В/м |
Магнитная составляющая: 0,06 – 1,5 30 - 50 | 5,0А-м 0,3А/м |
Предельно допустимые уровни (ПДУ) по электрической составляющей, не должны превышать 20 В/м, а по магнитной составляющей – 5 А/м. ЭПМ характеризуется совокупностью переменных электрических и магнитных составляющих. Различные диапазоны радиоволн объединяет общая физическая природа, но они существенно различаются по заключению в них энергии, характеру распространения, поглощения, отражения, а в следствие этого, - по действию на среду, в т.ч. и на человека. Чем короче длина волны и больше частота колебаний, тем больше энергии несет в себе квант ЭМ излучения. Связь между энергией Y и частотой колебаний ƒ определяется как:
Y = h× ƒ
или, поскольку длина волны . и частота связаны соотношением
ƒ = c/ ,
то Y = h×c/ ,
где: с - скорость распространения электромагнитных волн в воздухе (с=3х108м/с),
h - постоянная Планка, равная 6,6-1034 Вт/см2.
ЭМП вокруг любого источника излучения разделяют на 3 зоны:
ближнюю зону индукции,
промежуточную - зону интерференции;
дальнюю - волновую зону.
Если геометрические размеры источника излучения меньше длины волны излучения (т.е. источник можно рассматривать как точечный), границы зон определяются следующими расстояниями R:
ближняя зона (индукции) R < /2 ,
промежуточная зона (интерференции) /2 <R< 2 ,
дальняя зона (волновая) R> 2
Работающие c источниками излучения НЧ, СЧ и, в известной степени, ВЧ и ОВЧ диапазонов находятся в зоне индукции. При эксплуатации генераторов СВЧ и КВЧ диапазонов работающие часто находятся в волновой, зоне.
В волновой зоне интенсивность поля оценивается величиной плотности потока энергии (ППЭ), т.е. количеством энергии, падающей на единицу площади поверхности. В этом, случае ППЭ выражается в Вт/м2.. или производных единицах: мВт/см2, мкВт/см3. ЭМП по мере удаления от источника излучения быстро затухает. ЭМ волны диапазона УВЧ, СВЧ и КВЧ (микроволны) используются в радиолокации, радиоастрономии, радиоспектроскопии, геодезии, дефектоскопии, физиотерапии. Иногда ЭМП УВЧ диапазона применяются, для вулканизации резины, термической обработки пищевых продуктов. СВЧ-аппараты используются для микроволновой терапии.
Наиболее опасными для человека являются ЭМП высокой и сверхвысокой частот. Критерием оценки степени воздействия на человека ЭМП может служить количество электромагнитной энергии, поглощаемой им при пребывании в электрическом поле. Величина поглощаемой человеком энергии зависит от квадрата силы тока, протекающего через его тело, времени пребывания в электрическом поле и проводимости тканей человека.
По законам физики изменения в веществе может вызвать только та часть энергии излучения, которая поглощается этим веществом, а отраженная или проходящая через него энергия действия не оказывает. Электромагнитные волны лишь частично поглощаются тканями биологического объекта, поэтому биологический эффект зависит от физических параметров ЭМП радиочастотного диапазона: длины волны (частоты колебаний), интенсивности и режима излучения (непрерывный, прерывистый, импульсно-модулированный), продолжительности и характера облучения организма, а также от площади облучаемой поверхности и анатомического строения органа или ткани.
Степень поглощения энергии тканями зависит от их способности к ее отражению на границе раздела, определяемой содержанием воды в тканях и другими их особенностями. Колебания дипольных молекул воды и ионов, содержащихся в тканях, приводят к преобразованию электромагнитной энергии внешнего поля в тепловую, что сопровождается повышением температуры тела или локальным избирательным нагревом тканей, органов, клеток, особенно с плохой терморегуляцией (хрусталик глаза, стекловидное тело, семенники и др.). Тепловой эффект зависит от интенсивности облучения. Пороговые интенсивности теплового действия ЭМП на организм животного составляют для диапазона средних частот – 8000 В/м, высоких – 2250 В/м, очень высоких – 150 В/м, дециметровых – 40 мВт/см2сантиметровых – 10 мВт/см2, миллиметровых –7 мВт/см2
ЭМП с меньшей интенсивностью не обладает термическим действием на организм, но вызывает слабовыраженные эффекты аналогичной направленности, что согласно ряду теорий считается специфическим нетепловым действием, т.е.переходом ЭМ энергии в объекте в какую-то форму нетепловой энергии. Нарушение гормонального равновесия при наличии СВЧ-фона на производстве следует рассматривать как противопоказания для профессиональной деятельности, связанной с нервной напряженностью труда и частыми стрессовыми ситуациями.
Постоянные изменения в крови наблюдаются при ППЭ выше 1 мВт/см2. Это фазовые изменення лейкоцитов, эритроцитов и гемоглобина. Поражение глаз в виде помутнения хрусталика (катаракты) - последствия воздействия ЭМП в условиях производства. При воздействии миллиметровых волн изменения наступают немедленно, но быстро проходят. В то же время при частотах около 35 ГГц возникают устойчивые изменения, являющиеся результатом повреждения эпителия роговицы.
Клинические исследования людей, подвергшихся производственному воздействию. СВЧ-облучения при его интенсивности ниже 10 мВт/см2, показали отсутствие каких-либо проявлений катаракты. Воздействие ЭМП с уровнями, превышающими допустимые, приводит к изменениям
функционального состояния сердечно-сосудистой и центральной нервной систем, нарушению обменных процессов. При воздействии значительных интенсивностей СВЧ поля может возникать более или менее выраженное помутнение хрусталика глаза (катаракты). Нередко отмечают изменения и в составе крови.
В соответствии с санитарными нормами и правилами при работе с источниками ЭМП СВЧ частот "предельно допустимые интенсивности ЭМП на рабочих местах приведены в табл. 5.
Таблица 5.
В диапазоне СВЧ (300 МГц - 300 ГГц) | Предельно допустимая интенсивность |
1. Для работающих при облучении в течение: 1) всего рабочего дня 2) не более 2 ч за рабочий день 3) не более 15-20 мин за рабочий день 2. Для лиц, не связанных профессионально, и для населения. | 10 мкВт/см2 100 мкВт/см2. 1000 мкВт/см2. 1 мкВт/см2 |
Защитные меры от действия ЭМП сводятся, в основном, к. применению защитного экранирования, дистанционного управления устройствами, излучающими ЭМ волны, применению средств индивидуальной защиты. Защитные экраны делятся на:
1) отражающие излучение;
2) поглощающие излучение.
К первому типу относятся сплошные металлические экраны, экраны из металлической сетки, из металлизированной ткани. Ко второму типу относятся экраны из радиопоглощающих материалов. К средствам индивидуальной защиты (СИЗ) относятся: спецодежда, выполненная из металлизированной ткани: защитные халаты, фартуки, накидки с капюшоном, перчатки, щитки, а также защитные очки, (при интенсивности выше 1 мВт/см2), стекла которых покрыты слоем полупроводниковой окиси олова, или сетчатые очки в виде полумасок из медной или латунной сетки.