3.9.3 Нормування іонізуючих випромінювань

Допустимі дози іонізуючого випромінювання регламентуються Нормами радіа­ційної безпеки України (НРБУ-97). Згідно з цим нормативним документом визна­чені наступні категорії опромінюваних осіб:

- категорія А — особи, що постійно чи тимчасово працюють з джерелами іонізуючого випромінювання;

- категорія Б — обмежена частина населення (особи, що не працюють безпо­середньо з джерелами випромінювання, але за умовами проживання або розташуван­ня робочих місць можуть підлягати опроміненню);

- категорія В — населення області, країни.

За ступенем чутливості до іонізуючого випромінювання встановлено 3 групи критичних органів (тканин) організму, опромінення яких спричинює найбільшу шко­ду здоров'ю людини:

I - все тіло, статеві органи, червоний кістковий мозок;

II - щитовидна залоза, м'язи, жирова тканина, печінка, нирки, селезінка, шлу­нково-кишковий тракт, легені, кришталик ока;

III - кісткова тканина, шкіра, кисті, передпліччя, стегна, стопи.

Залежно від групи критичних органів для осіб категорії А встановлено гранич­но допустиму дозу (ГДД) за рік, а для осіб категорії Б — границю дози (ГД) за рік (табл. 3.9)

Таблиця 3.9 - Дози опромінення для різних груп критичних органів осіб категорії А та Б, м³в/рік

Група критичних органів	Гранично допустима доза для осіб категорії А	Границя дози для осіб категорії Б
І	50	5
II	150	15
III	300	30

Еквівалентна доза Н (бер), накопичення в критичному органі за час Т (років) від початку професійної роботи, не повинна перевищувати значень, що визначаються за формулою:

. (3.55)

Для населення (категорії В) доза опромінення не регламентується, оскільки пе­редбачається, що їх опромінення відбувається в основному за рахунок природного фону та рентгенодіагностики, дози яких незначні і не можуть викликати в організмі відчутних несприятливих змін.

84

3.9.4 Захист від іонізуючих випромінювань

Умови безпеки при використанні радіоактивних ізотопів у промисловості пе­редбачають розробку комплексу захисних заходів та засобів не лише стосовно осіб, які безпосередньо працюють з радіоактивними речовинами, але й тих, хто знаходиться у суміжних приміщеннях, а також населення, що проживає поруч з небезпечним підпри­ємством (об'єктом). Засоби та заходи захисту від іонізуючих випромінювань підрозді­ляються на організаційні, технічні, санітарно-гігієнічні та лікувально-профілактичні.

Організаційні заходи захисту від іонізуючих випромінювань передбачають забезпечен­ня виконання вимог норм радіаційної безпеки. Приміщення, які призначені для роботи з радіоактивними ізотопами повинні бути ізольовані від інших і мати спеці­альне оброблення стін, стелі, підлоги. Відкриті джерела випромінювання і всі предмети, які опромінюються повинні знаходитись в обмеженій зоні, перебування в якій пер­соналу дозволяється у виняткових випадках, та й то короткочасно. На контейнерах, устаткуванні, дверях приміщень та інших об'єктах наноситься попереджувальний знак радіаційної небезпеки.

На підприємствах складаються та затверджуються інструкції з охорони праці, у яких вказано порядок та правила безпечного проведення робіт. Для проведення робіт необхідно, за можливістю, вибирати якнайменшу достатню кількість ізотопів («захист кількістю»). Застосування приладів більшої точності дає можливість використовува­ти ізотопи, з меншою активністю («захист якістю»). Необхідно також організувати дозиметричний контроль та своєчасне збирання радіоактивних відходів у спеціальних контейнерах із наступним видаленням їх із приміщень.

До технічних заходів та засобів захисту від іонізуючого випромінювання нале­жать: застосування автоматизованого устаткування з дистанційним керуванням; вико­ристання витяжних шаф, камер, боксів, що оснащені спеціальними маніпуляторами, які копіюють рухи рук людини; встановлення захисних екранів.

Санітарно-гігієнічні заходи передбачають: забезпечення чистоти приміщень, включаючи щоденне вологе прибирання; улаштування припливно-витяжної вен­тиляції з щонайменше 5-кратним повітрообміном; дотримання норм особистої гігієни.

До лікувально-профілактичних заходів належать: попередній та періодичні медогляди осіб, які працюють з радіоактивними речовинами; встановлення раціональ­них режимів праці та відпочинку; використання радіопрожекторів — хімічних речовин, що підвищують стійкість організму до іонізуючого опромінення.

Захист працівника від негативного впливу джерела зовнішнього іонізуючого випромінювання досягається шляхом:

- зниження потужності джерела випромінювання до мінімально необхідної величини («захист кількістю»);

- збільшення відстані між джерелом випромінювання та працівником («захист відстанню»);

- зменшення тривалості роботи в зоні випромінювання («захист часом»);

- встановлення між джерелом випромінювання та працівником захисного екрана («захист екраном»).

Захисні екрани мають різну конструкцію і можуть бути стаціонарними, пересув­ними, розбірними та настільними. Вибір матеріалу для екрана та його товщини зале­жить від виду іонізуючого випромінювання, його рівня та тривалості роботи.

Для захисту від альфа-випромінювання немає необхідності розраховувати тов­щину екрана, оскільки завдяки малій проникній здатності цього випромінювання шар повітря в кілька сантиметрів, гумові рукавички вже забезпечують достатній захист.

Екран для захисту від бета-випромінювання виготовляють із матеріалів з неве­ликою атомною масою (плексиглаз, алюміній, скло) для запобігання утворення галь­мівного випромінювання. Досить ефективними є двошарові екрани: з боку джерела випромінювання розташовують матеріал з малою атомною масою товщиною, що до­рівнює довжині пробігу бета-частинок, а за ним — з більшою атомною масою (для поглинання гальмівного випромінювання).

Для захисту від гамма-випромінювання, яке характеризується значною проникною здатністю, застосовуються екрани із матеріалів, що мають велику атомну масу (свинець, чавун, бетон, баритобетон). Товщину захисного екрана від гамма-випромінювання (см) наближено можна ви­значити за формулою:

, (3.56)

де: — коефіцієнт лінійного послаблення;

— кратність послаблення (відношення дози випромінювання без захисту до гранично допустимої дози).

На практиці для визначення товщини захис­ного екрана часто використовують спеціальні таб­лиці чи монограми.

Захист від внутрішнього опромінення дося­гається шляхом виключення безпосереднього ко­нтакту з радіоактивними речовинами у відкрито­му вигляді та запобігання потраплянню їх у повітря робочої зони.

Під час роботи з радіоактивними речовинами важливе значення має застосування засобів індивідуального захисту (ЗІЗ), які запобігають потраплянню радіоактивних забруднень на шкіру та всередину організму, а також захищають від альфа — та, при можливості, від бета-випромінювань.

До ЗІЗ від іонізуючих випромінювань належать: халати, костюми, пневмокостюми, шапочки, гумові рукавички, тапочки, засоби захисту органів дихання (протигази і респіратори різних типів) та ін. Застосування тих чи інших ЗІЗ залежить від виду і класу робіт. Так при ремонтних і аварійних роботах застосовуються ЗІЗ короткочасного використання — ізолю­вальні костюми (пневмокостюми) шлангові чи з автономним джерелом живлення повітрям.

85

Інфразвук – це коливання в повітрі, в рідкому або твердому середовищах з частотою менше 16 Гц.

Інфразвук людина не чує, однак відчуває; він справляє руйнівну дію на організм людини. Високий рівень інфразвуку викликає порушення функції вестибулярного апарату, зумовлюючи запаморочення, біль голови. Знижується увага, працездатність. Виникає почуття страху, загальна немічність. Існує думка, що інфразвук сильно впливає на психіку людей.

Всі механізми, котрі працюють при частотах обертання менше 20 об/с, випромінюють інфразвук. При русі автомобіля зі швидкістю понад 100 км/год він є джерелом інфразвуку, котрий утворюється за рахунок зриву повітряного потоку з його поверхні. В машинобудівній галузі інфразвук виникає при роботі вентиляторів, компресорів, двигунів внутрішнього згорання, дизельних двигунів.

Згідно з діючими нормативними документами рівні звукового тиску в октавних смугах з середньогеометричними частотами 2, 4, 8, 16, Гц повинен бути не більше 105 дБ, а для смуг з частотою 32 Гц – не більше 102 дБ. Завдяки великій довжині інфразвук поширюється в атмосфері на великі відстані. Практично неможливо зупинити інфразвук за допомогою будівельних конструкцій на шляху його поширення. Неефективні також засоби індивідуального захисту. Дієвим засобом захисту є зниження рівня інфразвуку в джерелі його випромінювання. Серед таких заходів можна виділити:

• збільшення частот обертання валів до 20 і більше обертів на секунду;

• підвищення жорсткості коливних конструкцій великих розмірів;

• усунення низькочастотних вібрацій;

Внесення конструктивних змін в будову джерел, що дозволяє перейти з області інфразвукових коливань в область звукових; в цьому випадку їх зниження може бути досягнуте застосуванням звукоізоляції та звукопоглинання.

86

Ультразвук широко використовується в багатьох галузях промисловості. Джерелами ультразвуку є генератори, котрі працюють в діапазоні частот від 12 до 22 кГц для обробки рідких розплавів, очищення відливок, в апаратах для очищення газів. В гальванічних цехах ультразвук виникає під час роботи очищувальних та знежирювальних ванн. Його вплив спостерігається на віддалі 25 – 50 м від обладнання. При завантажуванні та розвантажуванні деталей має місце контактний вплив ультразвуку.

Ультразвукові генератори використовують також при плазмовому та дифузійному зварюванні, різанні металів, при напилюванні металів.

Ультразвук високої інтенсивності виникає під час видалення забруднень, при хімічному травленні, обдуванні струменем стисненого повітря при очищенні деталей, при збиранні .

Під час промивання та знежирення деталей використовують ультразвук в діапазоні від 16 до 44 кГц інтенсивністю до (б – 7)10⁴ Вт/м², а при контролі складальних з’єднань – в діапазоні частот понад 80 кГц.

Ультразвук викликає функціональні порушення нервової системи, головний біль, зміни кров’яного тиску та складу і властивостей крові, зумовлює втрату слухової чутливості, підвищену втомлюваність.

Ультразвук впливає на людину через повітря, а також через рідке і тверде середовище.

Ультразвукові коливання поширюються у всіх згаданих вище середовищах з частотою понад 16000 Гц.

Допустимі рівні звукового тиску на робочих місцях при дії ультразвуку в 1/3 октавних середньогеометричних частотах не повинні перевищувати значень, наведених в табл. 3.3.

Таблиця 3.3- Допустимі рівні ультразвуку

Cередньогеометричні частоти 1/3 октавних смуг, кГц	12,5	16	20,0	26,0	31,5-100,0
Рівні звукового тиску, дБ	80	90	100	106	110

Допустимі рівні ультразвуку в місцях контакту частин тіла оператора з робочими органами машин не повинні перевищувати 110 дБ.

За умови сумарної дії ультразвуку від 1 до 4 год за зміну нормативне значення допускається збільшити на 6 дБ, при впливі від 1/4 до 1 год – на 12 дБ, від 5 до 15 хв – на 18 дБ, від 1 до 5 хв – на 24 дБ.

При вимірюванні ультразвуку вимірювальну точку беруть на рівні голови людини на відстані 5 см від вуха. Мікрофон повинен бути спрямований в сторону джерела ультразвуку і віддалений не менше, ніж на 0,5 м від людини, котра здійснює вимірювання.

До складу вимірювальної апаратури входить мікрофон, 1/3 октавні фільтри та вимірювальний прилад зі стандартними часовими характеристиками.

При вимірюванні рівнів ультразвуку в місці контакту з твердим середовищем замість мікрофона використовується подавач ультразвукових коливань. При визначенні ультразвукових характеристик ультразвукового обладнання вимірювання виконуються в контрольних точках на висоті 1,5 м від підлоги, на відстані 0,5 м від контуру обладнання і не менше 2 м від оточуючих поверхонь. Число контрольних точок повинно бути не менше чотирьох, а відстань між ними не повинна перевищувати 1 м.

Захист від дії ультразвуку при повітряному опроміненні може бути забезпечений:

1. шляхом використання в обладнанні більш високих робочих частот, для яких допустимі рівні звукового тиску вищі;

2. шляхом виконання обладнання, яке випромінює ультразвук, в звукоізолюючому виконанні (типу кожухів);

3. шляхом влаштування екранів, в тому числі прозорих, між працівником і обладнанням;

4. розташування ультразвукових установок в спеціальних приміщеннях чи кабінах, якщо вищеназваними заходами неможливо одержати необхідний ефект.

Для укриттів використовують сталь, дюралюміній, оргскло, текстоліт, личковані звукопоглинальними матеріалами.

Звукоізолювальні кожухи на ультразвуковому обладнанні повинні мати блокувальну систему, котра вимикає перетворювачі при порушенні герметичності кожуха.

У випадку дії ультразвуку захист забезпечується засобами віброізоляції. Використовують віброізолювальні покриття, гумові рукавиці, гумові килимки.

87

8.5 Електричні поля та електромагнітне випромінювання.

Джерела електромагнітних полів: атмосферна електрика, радіовипромінювання сонця та галактик, квазістатичні, електричні та магнітні поля Землі, штучні джерела (генератори, індуктори, антени та інше).

Дія електромагнітних полів на людину залежить від величини напруги поля, потоку енергії, частоти коливань, розміру опроміненої поверхні тіла та індивідуальних особливостей організму. Електромагнітні поля викликають нагрівання тканин людини, погіршують зір, порушують процес обміну, функції серцево – судинної системи, нервової системи, органів дихання, травлення i т. д.

У вакуумі електромагнітна хвиля розповсюджується із швидкістю, яка називається швидкістю світла. Швидкість світла є фундаментальною фізичною константою, яка позначається латинською літерою c. Згідно із основним постулатомтеорії відносності швидкість світла є максимально можливою швидкістю передачі інформації чи руху тіла. Ця швидкість становить 299 792 458 м/с.

Електромагнітна хвиля характеризується частотою. Розрізняють лінійну частоту ν й циклічну частоту ω = 2πν. В залежності від частоти електромагнітні хвилі належать до одного із спектральних діапазонів.

Іншою характеристикою електромагнітної хвилі є хвильовий вектор  . Хвильовий вектор визначає напрямок розповсюдження електромагнітної хвилі, а також її довжину. Абсолютне значення хвильового вектора називають хвильовим числом.

Довжина електромагнітної хвилі  , де k - хвильове число.

Довжина електромагнітної хвилі зв'язана з частотою через закон дисперсії. У порожнечі цей зв'язок простий:

.

Часто дане співвідношення записують у вигляді

.

Електромагнітні хвилі із однаковою частотою й хвильовим вектором можуть розрізнятися фазою.

У порожнечі вектори напруженості електричного й магнітного полів електомагнітної хвилі обов'язково перпендикулярні до напрямку розповсюдження хвилі. Такі хвилі називаються поперечними хвилями. Математично це описується рівняннями   та  . Крім того, напруженості елекричного й магнітного полів перпендикулярні одна до одної й завжди в будь-якій точці простору рівні за абсолютною величиною: E = H ^[1]. Якщо вибрати систему координат таким чином, щоб вісь z збігалася з напрямком поширення електромагнітної хвилі, існуватимуть дві різні можливості для напрямків векторів напруженості електричного поля. Якщо електичне поле направлене вздовж осі x, то магнітне поле буде направлене вздовж осі y, і навпаки. Ці дві різні можливості не виключають одна одну й відповідають двом різним поляризаціям. Детальніше це питання розбирається в статті Поляризація електромагнітної хвилі.

88