Электромагнитные поля
Источники электромагнитных полей радиочастот, классификация электромагнитных излучений с частотным спектром
Различают естественные и искусственные источники электромагнитных полей (ЭМП) В процессе эволюции биосфера постоянно находится под воздействием ЭМП природного происхождения (природный фон): электрическое и магнитное поля Зе емли, космические ЭМП, прежде всего те, генерируемых Солнцем В эпоху научно-технического прогресса человечество создало и все шире использует искусственные источники ЭМП В настоящее время ЭМП антропогенного происхождения значительно превышают естественный фон и является тем неблагоприятным фактором, чье влияние на человека из года в год растет Источниками, генерирующих ЭМП антропогенного происхождения, являются телевизионные и радиотрансляционные ста нции, установки для радиолокации и радионавигации, высоковольтные линии электропередач, промышленные установки высокочастотного нагрева, устройства, обеспечивающие мобильный и сотовый телефонные порт ки, антенны, трансформаторы и т др. По сути, источниками ЭМП могут быть любые элементы электрической цепи, через которые проходит высокочастотный ток Причем ЭМП изменяется с той же частотой, что и ток который его создаетстворює.
Электромагнитные поля характеризуются определенной энергией, которая распространяется в пространстве в виде электромагнитных волн Основными параметрами электромагнитных волн являются: длина волны А, м, частота колебания я /, Гц, скорость распространения радиоволн с, практически равна скорости света с = 3 o 108 м / с Эти параметры связаны между собой следующей зависимостьютю:
зависимости от частоты колебаний (длины волны) радиочастотные электромагнитные излучения делятся на ряд диапазонов (табл. 219)
Таблица Спектр диапазонов электромагнитных излучений радиочастот
Примечание: диапазоны частот и длин волн включают верхнее значение параметра и исключают нижнее
Воздействие электромагнитных полей радиочастот на организм человека, уровни допустимого облучения
Степень влияния ЭМП на организм человека зависит от диапазона частот, интенсивности и продолжительности действия, характера излучения (непрерывное или модулированное), режима облучения, размера облучаемой по оверхни тела, индивидуальных особенностей организм.
ЭМП могут вызывать биологические и функциональные неблагоприятные эффекты в организме человека Функциональные эффекты проявляются в преждевременной усталости, частых болях головы, ухудшении сна, нарушениях это ентральнои нервной (ЦНС) и сердечно-сосудистой систем При систематическом облучении ЭМП наблюдаются изменения кровяного давления, замедление пульса, нервно-психические заболевания, некоторые трофические явления (выпадение волос, ломкость ногтей и др.) Современные исследования указывают на то, что радиочастотное излучение, воздействуя на ЦНС, является весомым стресс-факторовиком.
Биологические неблагоприятные эффекты воздействия ЭМП проявляются в тепловой и нетепловой действия Сейчас достаточно изученной можно считать лишь тепловое воздействие ЭМП, которая приводит к повышению температуры тела и мисцевог го избирательного нагрева органов и тканей организма вследствие перехода электромагнитной энергии в тепловую Такой нагрев особенно опасно для органов со слабой терморегуляцией (головной мозг глаз, почки, желудок, кишечник, семенники) Например, излучение сантиметрового диапазона приводят к появлению катаракты, т.е. к постепенной потере зорору.
Механизм и особенности нетепловой действия ЭМП радиочастотного диапазона еще до конца не выяснены Частично такое действие объясняют специфическим воздействием радиочастотного излучения на некоторые биофизические явления: биоэлектрическую активность, что может привести к нарушению установившегося течения химических и ферментативных реакций; вибрацию субмикроскопических структур; энергетическое возбуждение (часто резонансное) на молек улярному уровне, особенно на конкретных частотах в так называемых окнах прозрачностиі.
Переменное ЭМП представляет собой совокупность магнитного и электрического полей и распространяется в пространстве в виде электромагнитных волн Основным параметром, характеризующим магнитное и электрическое поля являются напряженными ность: Н - напряженность магнитного поля, А / м; Е - напряженность электрического поля, В /м.
Пространство вокруг источника ЭМП условно разделяют на ближнюю зону (зону индукции) и дальнюю зону (зону излучения) Для оценки ЭМП в этих зонах используют разные подходы Ближняя зона охватывает пространство нав вкол источники ЭМП, имеет радиус, который приблизительно равен 1/6 длины волны В этой зоне электромагнитная волна еще не сформирована, поэтому интенсивность ЭМП оценивается отдельно напряженностью магнитной и электр ичному составляющих поля (неблагоприятное воздействие ЭМП в этой зоне преимущественно обусловлена ??электрической составляющей) В ближней зоне обычно находятся рабочие места с источниками электромагнитных излучений НЧ, СЧ, ВЧ, ОВЧ Рабочие места с источниками электромагнитных излучений с длиной волны меньше, чем 1 м (УВЧ, СВЧ, НЗВЧ), находятся практически всегда в дальней зоне, в которой электромагнитная волна уже сформировали ася В этой зоне ЭМП оценивается по количеству энергии (мощности), которая переносится волной в направлении своего распространения Для количественной характеристики этой энергии применяют значения поверхностной плотности потока энергии, измеряемая в Вт / мв Вт/м2.
Допустимые уровни напряженности ЭМП радиочастотного диапазона согласно ГОСТ 121006-84
Таблица Допустимые уровни напряженности электромагнитного поля радиочастотного диапазона
Примечание: единицы измерения частоты: кГц - килогерц (1 кГц = 103 Гц); МГц - мегагерц (1 МГц = 10 \"Гц) ГГц - гигагерц (1 ГГц 10\" Гц)
Соблюдение допустимых значений ЭМП контролируют путем измерения напряжений Я и водить периодически, но не менее одного раза в год, а также при вводе в эксплуатацию новых или модернизированных установок с источниками ЭМП, после их ремонта, переоборудования, а также при организации новых рабочих месть.
Защита от электромагнитных излучений радиочастотного диапазона
Средства и меры защиты от ЭМ излучений радиочастотного диапазона делятся на индивидуальные и коллективные Последние можно разделить на организационные, технические и лечебно-профилактические
К организационным мероприятиям коллективной защиты относятся:
- размещение объектов, которые излучают ЭМП таким образом, чтобы свести к минимуму возможное облучение людей;
- \"защита временем\" - пребывания персонала в зоне действия ЭМП ограничивается минимально необходимым для проведения работ время;
- \"защита расстоянием\" - удаление рабочих мест на максимально допустимое расстояние от источников ЭМП;
- \"защита количеством\" - мощность источников излучения должна быть минимально необходимой;
- выделение зон излучения ЭМП соответствующими знаками безопасности;
- проведение дозиметрического контроля Технические средства коллективной защиты предусматривают:
- экранирование источников излучения ЭМП;
- экранирование рабочих мест;
- дистанционное управление установками, в состав которых входят источники ЭМП;
- применение предупредительной сигнализации
В лечебно-профилактических мероприятий коллективной защиты относятся:
- предварительный и периодические медосмотры;
- предоставление дополнительного оплачиваемого отпуска и сокращение продолжительности рабочей смены;
- допуск к работе с источниками ЭМП лиц, возраст которых составляет не менее 18 лет, а также таких, которые не имеют противопоказаний по состоянию здоровья
Одним из наиболее эффективных технических средств защиты от ЭМ излучений радиочастотного диапазона, находит широкое применение в промышленности, с экранирование Для экранов используются, гол головного образом, материалы с большой электрической проводимостью (медь, латунь, алюминий и его сплавы, сталь) Экраны изготавливаются из металлических листов или сеток в виде замкнутых камер, шкафов или кожухов подсоединенные к системе заземления Принцип действия защитных экранов базируется на поглощении энергии излучения материалом с последующим отводом в землю, а также на отражении ее от экранана.
Основной характеристикой экрана является его эффективность экранирования ности ЭМП, можно определить по формулею
где Эл - заданное значение ослабления интенсивности ЭМП, которое определяется путем деления действительной интенсивности поля на предельно допустимую; - частота ЭМП, Гц; ц - магнитная проницаемость материала экрана Г / м, р - удельная проводимость материала экрана, Ом /м.
Защита помещения от воздействия внешних ЭМП можно обеспечить путем оклеивания стен металлизированными обоями и обустройство на окнах металлических сеток
качестве средств индивидуальной защиты от ЭМ излучений применяются халаты, комбинезоны, защитные очки и др. Материалом для халатов и комбинезонов служит специальная радиотехническая ткань, в структуре ктуру которой тонкие металлические нити образуют сетку Для защиты глаз используют специальные радиозащитные очки ОРЗ-5 (ЗП5-90), на стекла которых нанесено тонкую прозрачную пленку полупроводникового оловова.