2.7. Электромагнитная и радиационная безопасность Принципы, методы и средства обеспечения электромагнитной безопасности
В основе защиты от электромагнитных излучений лежат следующие принципы:
1.Защита временем. Данный вид защиты предполагает ограничение времени пребывания в электромагнитном поле и нормирование интервалов времени, в течение которых человек покидает опасную зону. При этом обеспечивается как непревышение допустимой дозы, так и вовлечение естественных ресурсов организма, которые в отсутствии излучения восстанавливают функции организма. Однако индивидуальная чувствительность данного организма к ЭМП не учитывается, а, следовательно, не уменьшается индивидуальный риск. Такой способ защиты можно считать традиционным.
2.Защита расстоянием. В данном случае предусматривается удаление источника ЭМИ на некоторое расстояние, которое определяется исходя из нормативов на напряженность поля или плотность потока мощности. Этот подход применяется и на стационарных объектах (радио, телевидение, стационарные передатчики), и на мобильных. Применение выносной антенны или выносной микротелефонной гарнитуры увеличивает расстояние между пользователем и антенной сотового телефона. Благодаря этому снижается поглощенная телом энергия. Кроме того, к защите расстоянием относится выделение санитарно-защитных зон и зон ограничения застройки возле линий электропередачи и мощных радиостанций.
3.Защита экранированием. Когда недостаточно защиты временем и расстоянием, или когда невозможно применить эти виды защиты, приходится экранировать источники излучения, используя способности проводников изменять конфигурацию электромагнитного поля, ограничивая его распространение или меняя направление распространения. Данный способ защиты следует считать универсальным, поскольку его применение позволяет снизить уровни ЭМП до любых заранее заданных значений.
Электромагнитные экраны выполняют из тонких металлических листов (алюминий, медь, латунь), металлических сеток, радиозащитного стекла, эластичных материалов (резина, поролон, металлизированные ткани, фольга, наклеенная на ткань).
Основной характеристикой экрана является его эффективность. Поскольку ЭМП имеет несколько характеристик (напряженности электрического Е и магнитного Н полей, плотность потока энергии ППЭ), эффективность экрана определяется по-разному:
Э=Е/Еэ или Э=Н/Нэ или Э=ППЭ/ППЭэ (2.22)
где Еэ, Нэ, ППЭэ – соответствующие характеристика ЭМП при наличии экрана, Е, Н, ППЭ – те же характеристики ЭМП в той же точке без экранирования.
Эффективность экрана иногда выражают в дБ
Эдб=20 lgЭ (2.23)
Эффективность экрана зависит от частоты источника ЭМП и расстояния до источника, а также формы экрана, его толщины, свойств материала, из которого изготовлен экран. Например, для высоких частот эффективнее экранирование из магнитных металлов.
Схемы экранирования индукторов и конденсаторов, используемых в электротермических установках, приведены на рис. 2.8. Для определения толщины экранов можно воспользоваться рис. 2.9.
Рис 5.6. Экранирование индуктора (а) и конденсатора (б)
1 – индуктор, 2,4 экраны; 3 – конденсатор
Рис. 2.9. Зависимость толщины экрана, изготовленного из различных
материалов, от частоты электромагнитного поля для ослабления поля в 100 раз:
1 – свинец; 2 – олово; 3 – цинк; 4 – серебро; 5 – медь; 6 – алюминий
Электромагнитные излучения, не поглощенные экранами, распространяются в помещении, отражаются от стен и оборудования. Для уменьшения мощности отражения излучения стены и потолок помещения нужно покрывать поглощающими материалами (меловой краской, пластинами из пенополистирола, резины и т.д.), освобождать помещения от ненужных металлических предметов. Для предотвращения значительного отражения энергии от поглотительных материалов требуется чтобы их волновое сопротивление было близким к волновому сопротивлению воздуха т.е.
(2.24)
где μп, εп - магнитная и электрическая проницаемость поглотительного материала соответственно.
В качестве средств индивидуальной защиты используют спецодежду (халаты, комбинезоны), изготовленную из специальной ткани, в структуре которой тонкие металлические нити скручены с хлопчатобумажными нитями. Для защиты глаз применяют очки, стекла которых покрыты слоем полупроводниковой окиси олова (например, типа ОРЗ-5).
4.Защита блокированием. В данном случае речь идет о применении медикаментозных препаратов, которые блокируют последствия воздействия ЭМП. Применение препаратов-радиопротекторов допустимо лишь тогда, когда последствия применения этих препаратов окажутся менее опасными, чем собственно воздействие ЭМП.
При работе в опасных электромагнитных условиях необходимо использовать индикаторы поля, которые предназначены для контроля за уровнем ЭМП. Такие устройства созданы по упрощенной схеме и выполняют функции аварийной сигнализации. Индикаторы звуковые и световые срабатывают при достижении ЭМП критического значения. Эти устройства имеют небольшие размеры и размещаются в кармане или на поясе. Их применение позволяет человеку выбирать наименее опасные участки при перемещении в зоне ЭМП, например, при обслуживании электрических сетей.
При проведении ремонтных и регламентных работ целесообразно использовать переносные экраны. Выбор мест их размещения определяется производственными требованиями и обстановкой.