Министерство образования и науки Российской Федерации.

Поволжский Государственный Технологический университет

Кафедра безопасности жизнедеятельности

Лабораторная работа №1.

Защита от электромагнитных излучений.

Выполнили: ст. гр. ПТЭ-41

Головина А.М.

Комиссаров И. А.

Курочкина А. Л.

Курочкина А. А.

Москвичева Ю. А.

Танерова К. А.

Эль-Авар Л. З.

Проверил: Ширнин А. Ю.

Йошкар-Ола

2013 год

ƛЦель: глубже осмыслить и закрепить теоретические знания в области электромагнитного излучения, проверить теоретические положения экспериментальным путем, познакомиться с оборудованием, приборами и материалами, освоить некоторые методы научных исследований.

В зависимости от частоты электромагнитные поля классифицируются следующим образом:

Таблица 1

Классификация электромагнитных излучений в зависимости от частоты

Частота	Высокие частоты (ВЧ), 1кГц-30МГц	Ультравысокие частоты (УВЧ), 30МГц-300МГц	Сверхвысокие частоты (СВЧ), 300МГц-300ГГц
Длина волны	Длинные 1-3 км	Ультракороткие 1-10 м	Дециметровые 10 см-1м
	Средние 100 м-1 км		Сантиметровые 1-10 см
	Короткие 10-100 м		Миллиметровые 1-10 мм

Основными характеристиками электромагнитного излучения или поля служит частота f, измеряемая в герцах (Гц), длина волны (м) и скорость распространения электромагнитных волн V.

Степень воздействия электромагнитных полей на организм человека зависит от большого количества факторов: напряженностей электрического и магнитного полей, интенсивности потока энергии, частоты колебаний, индивидуальных особенностей человека и наличия вредных факторов производственной среды.

Электромагнитное излучение может оказывать как тепловое так и нетепловое воздействие. Наиболее общий эффект действия электромагнитного поля малой интенсивности (ППЭ ≤ 0,1 мВт/см²) заключается в дезадаптации – нарушении функций организма, регулирующих его приспособительные реакции к изменениям условий внешней среды: теплу, холоду, шуму, психологической травме.

Интенсивность излучения 0,1-1 мВт/см² уже ощущается человеком. При его длительном воздействии появляются приспособительные реакции. Интенсивность 1-5 мВт/см² иногда оказывает стимулирующее действие: повышается точность реагирования, уменьшается раздражительность. При интенсивности 5-10 мВт/см² и длительном действии излучения меньших интенсивностей появляются повышенная утомляемость, слабость, вялость, раздражительность, головокружение, изменение ритма сердечных сокращений. При интенсивности излучения свыше 10 мВт/см² возникают болевые ощущения от перегрева тканей, а превышение интенсивности до 1 Вт/см² оказывает грубое тепловое действие вплоть до омертвления тканей. Наиболее опасен нагрев органов со слабо развитой сосудистой системой и недостаточным кровообращением, выполняющим роль теплоотвода: глаз семенников, мозга, почек, желчного и мочевого пузырей. Облучение глаз вызывает помутнение хрусталика – катаракту; воздействие на железы внутренней секреции может вызвать нарушение репродуктивной функции.

По характеру действия на организм человека ЭМИ принято подразделять на:

1. Опасное

2. Вредное

Гигиеническое нормирование электромагнитных полей осуществляется на основании СанПиН 2.2.4/2.1.8.055-96 « Электромагнитные излучения радиочастотного диапазона (ЭМИ РЧ)».

Методы и средства защиты от ЭМИ классифицируются следующим образом:

Защитные методы:

1. Организационные мероприятия. К ним относят: рациональное размещение излучателей и облучаемых объектов; ограничение времени нахождения персонала в электромагнитном поле при эксплуатации установок.

2. Лечебно-профилактические мероприятия. Они включают: проведение медицинских осмотров, выдачу витаминов и медикаментозное лечение.

3. Инженерно-технические методы и средства. Различают три вида инженерно-технических средств защиты от ЭМИ:

• Коллективные. К ним относятся: установка отражающих металлических экранов; использование лесонасаждений в качестве поглотителей ЭМИ; подъем антенн и, соответственно, диаграмм направленности на высоту, выше человеческого роста; секторное блокирование сканирующих антенн.

• Локальные. Локальная защита может быть организованна как от внешних ( экранируют стены и оконные проемы), так и от внутренних (устраивают в здании небольшие помещения («экранки»), которые экранируют целиком).

• Индивидуальные. К нгим относятся: радиозащитные очки, капюшоны, халаты и комбинезоны.

Способы защиты:

1. Защита расстоянием.

2. Уменьшение мощности генераторов ЭМИ.

3. Установка отражающих металлических экранов.

Аппаратуру для гигиенических измерений параметров ЭМП можно разделить на три группы:

1. Контрольно- измерительная аппаратура, предназначенная для контроля нормируемых параметров с высокой точностью. К ней относится целый ряд измерительных приемников, работающих в диапазоне частот от 0,1 МГц до 93 ГГц. Датчиками ЭМИ в них служат диоды и термисторы.

2. Аппаратура контрольного характера, оповещающая о превышении допустимых уровней напряженности электрической или магнитной составляющих поля плотности потока энергии. Датчиками в них служат высокочастотные полевые транзисторы.

3. Аппаратура типа дозиметров, в том числе и индивидуальных, имеющих устройства памяти и суммирования.

Защитное действие экрана обусловлено тем, что электромагнитное поле создает на его поверхности токи, протекание которых образует в пространстве около экрана вторичное поле, по амплитуде равное, а по фазе противоположное подающему ЭМИ. Необходимая толщина экрана может быть вычислена по формуле:

L- ослабление интенсивности в дБ

относительная магнитная проницаемость, Г/м

удельная проводимость, 1/Ом*м

-толщина экрана, м

частота, Гц

Для эффективной работы параметры сетчатого экрана должны соответствовать следующим требованиям:

1. Отношение шага сетки к длине волны

2. Отношение радиуса проволоки к длине волны

3. Отношение радиуса проволоки к шагу сетки

4. Сетка должна находиться в зоне излучения (дальней) облучающей антенны

5. Длина и ширина плоского сетчатого экрана должны превышать длину волны более чем в пять раз.

При взаимодействии СВЧ-излучения с металлическими и диэлектрическими экранами возможен пожар.

Физический смысл защиты расстоянием состоит в том, что чем больше расстояние до источника излучения, тем меньше плотность потока энергии.

Ослабление излучения, вносимого экраном, зависит от материала экрана, так как, например, если экран сделан из диэлектрика, то он тем эффективнее чем больше разница относительных диэлектрических проницаемостей воздуха и материала.

Если в качестве защитных экранов используются сетчатые экраны, то несоблюдение требований к этим экранам приводит к возникновению явления дифракции - огибания излучением краев экрана.

Если источник излучения находится внутри здания, то наблюдается явление интерференции – сложения прямой и отраженных волн. Поскольку их фазы совпадают, то в суммарной «стоячей» волне образуются минимумы и максимумы электрического и магнитных полей.

Из практики волноводной техники известно, что ЭМИ сильно затухают в металлических волноводах, если их поперечные размеры значительно меньше длины волны. Такие волноводы называются предельными. Если такой волновод заполнен воздухом, то ослабление равно

,дБ/см

К поглощающим ЭМИ материалам предъявляются следующие требования: он должен иметь волновое сопротивление как у воздуха (377 Ом) и эффективно поглощать его энергию.

Достоинства методов защиты от ЭМИ:

1. Возможность использования маломощного передатчика с мощностью 10 мВт.

2. Дешевизна лечебно-профилактических мероприятий.

Недостатки:

1. Большой вес и относительно большая стоимость индивидуальных средств защиты.

2. Дороговизна материалов, из которых изготавливают защитные экраны.

3. Невозможность применения «защиты расстоянием» внутри зданий.

В медицине, в частности, в физиоетерапии ЭМП используются как мощный терапевтический фактор в комплексном лечении многих заболеваний: ВЧ-установки для диатермии и индуктотермии, специальные аппараты для УВЧ-терапии и СВЧ-аппараты для микроволновой терапии. Генераторы электромагнитной энергии используют для нагрева охлажденной крови, для быстрого снятия гипотермии после операции на открытом сердце, для размораживания консервированных органов и тканей, при лечении обморожений.