Электромагнитное излучение

Электромагнитное излучение.

Электромагнитное  излучение (электромагнитные волны) - распространяющееся в пространстве возмущение (изменение состояния) электромагнитного поля (то есть, взаимодействующих друг с другом электрического и магнитного полей).

К электромагнитному излучению  относятся:

• радиоволны (начиная со сверхдлинных)
• инфракрасное излучение
• видимый свет
• ультрафиолетовое излучение
• рентгеновское и жесткое (гамма-) излучение

Электромагнитное излучение способно распространяться в вакууме (пространстве, свободном от вещества), но в ряде случаев достаточно хорошо распространяется и в пространстве, заполненном  веществом (несколько изменяя при  этом свое поведение). Электромагнитные поля - это особая форма существования  материи, характеризующаяся совокупностью  электрических и магнитных свойств. Основными характеристиками электромагнитного  поля, являются: частота, длина волны  и скорость распространения. Длина волны прямо связана с частотой через (групповую) скорость распространения излучения. Групповая скорость распространения электромагнитного излучения в вакууме равна скорости света, в других средах эта скорость меньше. Фазовая скорость электромагнитного излучения в вакууме также равна скорости света, в различных средах она может быть как меньше, так и больше скорости света.

Источники электромагнитных полей.

Источниками электромагнитных полей  являются атмосферное электричество, космические лучи, излучение солнца, а также искусственные источники: различные генераторы, трансформаторы, антенны, лазерные установки, микроволновые  печи, мониторы компьютеров и др. На предприятиях источниками электромагнитных полей промышленной частоты являются высоковольтные линии электропередач (ЛЭП), измерительные приборы, устройства защиты и автоматики, соединительные шины и др.

Воздействие электромагнитных полей на организм человека.

• На  нервную систему. Происходит угнетение высшей нервной

деятельности, ухудшается память. Особую чувствительность к электромагнитному  воздействию проявляет нервная  система эмбриона на поздних стадиях  внутриутробного развития.

• На  иммунную систему. На данный момент имеется большое количество

данных, указывающих на негативное воздействие электромагнитных полей  на иммунологическую реактивность организма.Электромагнитное поле высокой интенсивности также может способствовать неспецифическому подавлению иммунитета, а также особо опасной аутоиммунной реакции к развивающемуся эмбриону.

• На  эндокринно-регулятивную систему. При действии электромагнитного

поля происходит стимуляция гипофиза, сопровождающаяся увеличением содержания адреналина в крови и активизацией процессов свертывания крови. Также  замечены изменения в коре надпочечников  и структуре гипоталамуса (отдела мозга, регулирующего физиологические  и инстинктивные реакции).

Электромагнитные поля способны оказывать  негативное воздействие на организм

человека, последствия которого зависят  от напряженности электрического и  магнитного полей, частоты излучения, плотности потока энергии, размера  облучаемой поверхности тела человека и индивидуальных способностей его  организма. Ткани человеческого  организма поглощают энергии  электромагнитного поля, в результате этого происходит нагрев тела человека. Наиболее чувствительными к действию электромагнитных полей являются центральная нервная система (субъективные ощущения при этом - повышенная утомляемость, головные боли и т. п) и нейроэндокринная система. Интенсивнее всего электромагнитные поля воздействуют на органы и ткани с большим содержанием воды: мозг, желудок, желчный и мочевой пузырь, почки. При воздействии электромагнитного излучения на глаза человека возможно помутнение хрусталика (катаракта). Как известно, человеческий организм обладает свойством терморегуляции, т. е. поддержания постоянной температуры тела. При нагреве человеческого организма в электромагнитном поле

происходит отвод избыточной теплоты  до плотности потока энергии

 I = 10мВт/см2. Эта величина называется тепловым порогом, начиная с которого система терморегуляции не справляется с отводом генерируемого тепла, происходит перегрев организма человека, что негативно сказывается на его

здоровье. Воздействие электромагнитных полей с интенсивностью, меньшей  теплового порога, также небезопасно  для здоровья человека. Оно нарушает функции сердечно-сосудистой системы, ухудшает обмен веществ, приводит к изменению состава крови, снижает биохимическую активность белковых

молекул. При длительном воздействии на работающих электромагнитного излучения различной частоты возникают повышенная утомляемость, сонливость или нарушение сна, боли в области сердца, торможение рефлексов и т.д.

Произошедшие под действием  электромагнитных полей нарушения  в организме обратимы, если в нем  не произошло патологических изменений. Для этого необходимо либо прекратить контакт с излучением, либо разработать  мероприятия по защите от него.

Защита  от электромагнитных полей.

При облучении человека электромагнитными  волнами в тканях его организма  происходят сложнейшие физико-биологические  процессы, которые могут явиться  причиной нарушения нормального  функционирования как отдельных органов, так и организма в целом. Если облучение людей превышает указанные предельно допустимые уровни, то необходимо применять защитные средства.

Средства  и методы защиты от ЭМП делятся  на три группы:

1. Организационные
2. инженерно-технические
3. лечебно-профилактические

 

1. Организационные мероприятия. Рациональное размещение

излучающих  и облучающих объектов, исключающее  или ослабляющее воздействие  излучения на персонал; ограничение  места и времени нахождения работающих в электромагнитном поле; защита расстоянием, т. е. удаление рабочего места от источника электромагнитных излучений; уменьшение мощности источника излучений.

2. Инженерно-технические мероприятия.

• Экранирование рабочих мест и источника излучения.

• Средства индивидуальной защиты

Экраны предназначены для ослабления электромагнитного поля в направлении распространения волн. Различают отражающие и поглощающие экраны.

Отражающие экраны изготавливают из материалов с низким электросопротивлением, чаще всего из металлов или их сплавов. Под действием электромагнитного поля в материале экрана возникают вихревые токи (токи Фуко), которые наводят в нем вторичное поле. Амплитуда наведенного поля приблизительно равна амплитуде экранируемого поля, а фазы этих полей

противоположны. Поэтому результирующее поле, возникающее в результате суперпозиции (сложения) двух рассмотренных полей, быстро затухает в материале экрана, проникая в него на малую глубину.

Поглощающие экраны изготавливаются в виде эластичных и жестких пенопластов, резиновых ковриков, листов поролона или волокнистой древесины, обработанной специальным составом, а также из ферромагнитных пластин. Принцип действия таких экранов – это поглощение электромагнитных волн.

Экранами могут защищаться оконные  проемы и стены зданий и сооружений, находящихся под воздействием электромагнитного  излучения (ЭМИ). Строительные конструкции (стены, перекрытия зданий)

В качестве средств индивидуальной защиты используются: специальные комбинезоны и халаты, выполненные из специальной металлизированной  ткани; очки, стекла которых покрыты диоксидом олова (SnO2); перчатки, шлемы.

Лазерное излучение. Лазер или оптический квантовый генератор — это генератор электромагнитного излучения оптического диапазона, основанный на использовании вынужденного (стимулированного) излучения.

 

Особым видом электромагнитного  излучения является лазерное излучение.Эти устройства широко применяются в различных областях науки и техники.

В том числе: 

• для обработки различных материалов (получение отверстий, резка и т.д.)
• в медицине (проведение  различных операций)
• в системах связи (для передачи сигналов по лазерному лучу)
• для измерения расстояний
• для получения объемных изображений предметов - голограмм
• и в ряде других областей.

Классификация лазеров  по степени опасности для обслуживающего персонала:

• Класс I (безопасные) - выходное излучение не опасно для глаз; 
• Класс II (малоопасные) - опасно для глаз прямое или зеркально отраженное излучение; 
• Класс III (среднеопасные)- опасно для глаз прямое, зеркально, а также диффузно отраженное излучение на расстоянии 10 см от отражающей поверхности и (или) для кожи прямое или зеркально отраженное излучение; 
• Класс IV (высокоопасные) - опасно для кожи диффузно отраженное излучение на расстоянии 10 см от отражающей поверхности. 

Влияние на здоровье человека.

Воздействие излучения лазера на организм человека до конца не изучено. При  работе лазерных установок на организм человека могут воздействовать следующие  опасные и вредные производственные факторы: мощное световое излучение  от ламп накачки, ионизирующее излучение, высокочастотные и сверхвысокочастотные электромагнитные поля, инфракрасное излучение, шум, вибрация, возникающие  при работе лазерных установок, и  др.

Различают первичные и вторичные  биологические эффекты, возникающие  под действием лазерного излучения. Первичные изменения происходят в тканях человека непосредственно  под действием излучения (ожоги, кровоизлияния и т.д.), а вторичные (побочные явления) вызываются различными нарушениями в человеческом организме, развившимися вследствие облучения. Наиболее чувствителен к воздействию лазерного излучения глаз человека. Воздействие на него лазерного излучения может привести к ожогам сетчатки и даже к потере зрения. Опасно попадание лазерного луча и на кожу человека, в результате чего могут возникнуть ожоги различной степени тяжести и даже обугливание кожи. Лазерные лучи высокой интенсивности могут вызвать не только повреждения кожи, но и поражение различных внутренних тканей и органов человека, что выражается в виде кровоизлияний, отеков, а также свертывания или распада крови.

Защита от лазерных излучений.

1. Коллективные

При использовании  лазеров II-III классов в целях исключения облучения персонала необходимо либо ограждение лазерной зоны, либо экранирование  пучка излучения. Экраны и ограждения должны изготавливаться из материалов с наименьшим коэффициентом отражения, быть огнестойкими и не выделять токсических  веществ при воздействии на них лазерного излучения.

Лазеры IV класса опасности, размещаются  в отдельных изолированных помещениях, и их работа обеспечивается дистанционным  управлением, с использованием телевизионных  систем для наблюдения за ходом технологического процесса с использованием лазера.

При размещении в одном помещении  нескольких лазеров следует исключить  возможность взаимного облучения  операторов, работающих на различных  установках. Не допускаются в помещения, где размещены лазеры, лица, не имеющие  отношения к их эксплуатации.  Для защиты от шума принимаются соответствующие  меры звукоизоляции установок, звукопоглощения  и др.

2. Индивидуальные.

В качестве индивидуальных средств  защиты от действия лазера персонал должен работать в технологических халатах, изготовленных из хлопчатобумажной или бязевой ткани светло-зеленого или голубого цвета. Для защиты глаз от воздействия электромагнитного излучения применяют очки марки 3П5-90, стекла которых покрыты диоксидом олова (SnO2), обладающим полупроводниковыми свойствами.

Средства  индивидуальной защиты применяются  только в том случае, когда коллективные средства защиты не позволяют обеспечить требования санитарных правил. 

Ультрафиолетовое  излучение -  электромагнитное излучение, занимающее диапазон между фиолетовой границей видимого излучения и рентгеновским излучением.

 

 Природные источники.

Основной источник ультрафиолетового  излучения на Земле — Солнце. Соотношение интенсивности излучения УФ-А и УФ-Б, общее количество ультрафиолетовых лучей, достигающих поверхности Земли, зависит от следующих факторов:

• от концентрации атмосферного озона над земной поверхностью
• от высоты Солнца над горизонтомот высоты над уровнем моря
• от атмосферного рассеиванияот состояния облачного покрова
• от степени отражения УФ-лучей
• от поверхности (воды, почвы)

Искусственные источники. 

1. Дуга промышленной сварки 

Уровни ультрафиолетового излучения  вокруг оборудования для дуговой  сварки очень высоки и могут вызывать острые поражения глаз и кожи после  трех - десяти минут экспозиции при  нахождении наблюдателя на близком  расстоянии в несколько метров. При  проведении сварки обязательна защита глаз и кожи. 

2. Промышленные/рабочие UVR лампы.
3. "Черный свет". Черным светом называют специальные лампы,