Природное электричество - это атмосферные электрические заряды между заряженным облаком и землей или между разноименно заряженными облаками - молнии. Разность потенциалов перед разрядом достигается 100000000В, сила тока 20000-40000А. Воздействия молнии разделят на два типа: первичное -прямое попадание и вторичное - электрическая и электромагнитная индукция высоких потенциалов в коммуникациях. Молния может стать причиной пожара и взрывов в зависимости от свойства объекта, на которую воздействует молния. Средством защиты от молнии являются молниеотводы. Защитная функция молниеотвода основана на свойства молнии поражать наиболее высокие, хорошо заземленные, проводящие сооружения.
Статическое электричество - это возникновение, сохранение и стекание свободного электрического заряда на поверхности и объеме диэлектрических и полупроводниковых веществ и изолированных проводников. Технологические процессы измельчения, просеивание, смешивание, переливание, трение сопровождаются статической электризацией - возникновением и разделением положительных и отрицательных зарядов. При этом потенциалы могут достигать десятки кВ, токи - десятки мкА. Статическое электричество может стать причиной пожара и взрывов при наличии пожаровзрывоопасных веществ. Средствами защиты от статического электричества являются заземление электропроводящих частей оборудования, устройства нейтрализация зарядов (ионизация среды), антистатическая одежда.
|
|
Опасность воздействия ЭМП на окружающую среду зависит от частоты, напряженности, плотности тока. По частоте ЭМП делят на четыре диапазона (табл. 25.1)
Таблица 25.1
Классификация ЭМП
ЭМП (электромагнитное поле) | Частота, f | Длина волны, λ |
НЧ (низкочастотный) | З Гц-ЗО кГц | 100000-10000км |
ВЧ (высокочастотный) | З0 кГц-ЗО МГц | 10000км-10м |
УВЧ (ультравысокочастотный) | ЗО МГц-ЗОО МГц | 10-1 m |
СВЧ (сверхвысокочастотный) | ЗОО МГц-ЗОООО МГц | 1м-1мм |
Европейские нормы делят допустимые значения напряженности ЭМП на три категории (табл. 25.2). Предельно допустимые уровни (ПДУ) ЭМП телерадиопередающих объектов приведено в табл. 25.3.
Таблица 25.2
Европейские нормы напряженности ЭМП
Напряженность | При превышении норм необходимо | |
эл. поля, Е, кВ/м | магн. поля Н, А/м | |
6,1 | Информирование персонала | |
12,3 | Ограничение времени пребывания | |
19,6 | Предупреждение «опасная работа» |
Таблица 25.3
ПДУ ЭМП телерадиопередающих объектов
f, МГц | ≤0,3 | 0,3-3 | 3-30 | 30-300 | 300-300000 |
ПДУ, В/м | 10 мкВт/см2 |
Для защиты от ЭМП применяют различные средства защиты: электромагнитные экраны из металлических конструкций; «защитные костюмы»; активные экраны. Экраны изготавливаются в виде параллельных проводов, сеток или сплошных поверхностей из железа, стали, меди алюминия др. «Защитный костюм» выполняются из ткани, в которую вплетены тонкие провода, снижающие напряженность внешнего поля в 100 раз и более. В активных экранах создается ток специальным источником и создается поле, снижающее внешнее поле. На низких частотах применяются экраны из материалов с большой магнитной проницаемостью (железо и его сплавы), на высоких - из меди.
|
|
Ионизирующее излучение - это физическое явление, связанное с излучением потока частиц или электромагнитной энергии, приводящее к ионизации окружающей среды (рис. 25.1):
-α - излучение - поток ядер гелия состоящих из двух протонов и двух нейтронов. Заряд +2, масса 4 а.е.м., энергия 4-9МэВ (1эВ=1,6-10-19Дж), скорость 20000м/с, пробег в воздухе 8-9см и в биологической ткани - десятки микрон, удельная ионизация 25-60тыс. пар ион/см;
-β - излучение - поток электронов β- (заряд -1) или позитронов β+ (заряд +1). Масса 9,1 10-31кг, энергия - 0,15-3,6 МэВ, пробег в воздухе 22 см-1400 см и в биологической ткани - 0,02-1,9см;
-γ - излучения - поток фотонов с энергией 0,01 -10 МэВ, излучается при ядерных превращениях и аннигиляции «частица - античастица», заряд и масса - 0, скорость - 300000 км/с; рентгеновское излучение - поток фотонов с энергией 1-1000кэВ;
- нейтронное излучение - поток нейтронов. Заряд - 0, масса - 1 а.е.м., энергия - 0,1-20 МэВ, излучается при ядерных превращениях.
Наиболее опасными являются γ -излучения и нейтроны, так как имеют наибольшие пробеги.
Методы и средства защиты от ионизирующих излучений следующие:
1) установление предельно допустимых доз облучения;
2) контроль уровня радиации;
3) изоляция излучающих объектов;
4) применения вентиляции и вытяжных шкафов;
5) применения защитных экранов.
Защитными экранами от ионизирующих излучений изотопов являются стенки контейнеров и сейфов для перевозки и хранения изотопов. Для защиты от α-частиц достаточно слой воздуха толщиной 5-6 см. Для защиты от β излучений применяют экраны из материалов малой атомной массы (алюминий), от γ - излучений и нейтронов - из материалов большой атомной массы и плотности (свинец, вольфрам, бетон). Для расчета защитных экранов необходимо знать данные об источнике излучения, расстояния от источника и выбрать материал и толщину защитного экрана (рис. 25.2). Коэффициент ослабления экрана рассчитывают по формуле:
где mRa, мг-экв. Rа - γ-эквивалент источника - условная масса 226 Ra создающего на некотором расстоянии такую же мощность экспозиционной дозы, как и данный источник (1 мг-экв.11а=8,4 Р/ч на расстоянии 1см); R - расстояние от источника, см; WД - предельно- допустимая доза облучения, мР/ч.
Особое место занимает защита от ионизирующих излучений при эксплуатации ядерных реакторов и при обращении с ядерными отходами. В современных АЭС применяют многобарьерную систему защиты окружающей среды от ионизирующих излучений. Отходы после переработки (отделение ценных продуктов) подвергаются стеклованию и бетонированию и содержатся в могильниках. Жидкие отходы выпарывают, осадки заливают в стекло.