7. Радиационные пояса земли

Другое название (обычно в западной литературе) — «радиационный пояс Ван Аллена» (англ. Van Allen radiation belt).

Внутри магнитосферы, как и в любом дипольном поле, есть области, недоступные для частиц с кинетической энергией E, меньше критической. Те же частицы с энергией E<Екр, которые все-таки уже там находятся, не могут эти области покинуть. Эти запрещённые области магнитосферы называются зонами захвата. В зонах захвата дипольного (квазидипольного) поля Земли действительно удерживаются значительные потоки захваченных частиц (прежде всего, протонов и электронов).

Радиационный пояс Земли (внутренний) был открыт американским учёным (Джеймсом ван Алленом) после полета Эксплорер-1 и советскими учёными (С. Н. Вернов и А. Е. Чудаков) после полёта Спутник-3 в 1958 году и представляет собой, в первом приближении, тороид, в котором выделяется две области:

• внутренний радиационный пояс на высоте ~ 4000 км, состоящий преимущественно из протонов с энергией в десятки МэВ;

• внешний радиационный пояс на высоте ~ 17 000 км, состоящий преимущественно из электронов с энергией в десятки кэВ.

Зависимость положения нижней границы радиационного пояса — долготная. Над Атлантикой возрастание интенсивности начинается на высоте 500 км, а над Индонезиейна высоте 1300 км. Если те же графики построить в зависимости от магнитной индукции, то все измерения уложатся на одну кривую, что ещё раз подтверждает магнитную природу захвата.

Между внутренним и внешним радиационными поясами имеется щель, расположенная в интервале от 2 до 3 радиусов Земли. Потоки частиц во внешнем поясе больше, чем во внутреннем. Различен и состав частиц: во внутреннем поясе протоны и электроны, во внешнем — электроны. Применение неэкранированных детекторовсущественно расширило сведения о радиационных поясах. Были обнаружены электроны и протоны с энергией несколько десятков и сотен килоэлектронвольт соответственно. Эти частицы имеют существенно иное, по сравнению с проникающими, пространственное распределение.

Максимум интенсивности протонов низких энергий расположен на расстояниях L~3 от центра Земли. Малоэнергичные электроны заполняют всю область захвата. Для них нет разделения на внутренний и внешний пояса. Частицы с энергией десятки кэВ непривычно относить к космическим лучам, однако радиационные пояса представляют собой единое явление и должны изучаться в комплексе с частицами всех энергий.

Поток протонов во внутреннем поясе довольно устойчив во времени. Первые эксперименты показали, что электроны высокой энергии (E>1-5 МэВ) сосредоточены во внешнем поясе. Электроны с энергией меньше 1 МэВ заполняют почти всю магнитосферу. Внутренний пояс очень стабилен, тогда как внешний испытывает резкие колебания.

8.Основные характеристики электромагнитных излучений

Источники электромагнитных излучений

Известно, что около проводника, по которому протекает ток, возникают одновременно электрическое и магнитное поля. Если ток не меняется во времени, эти поля не зависят друг от друга. При переменном токе магнитное и электрическое поля связаны между собой, представляя единое электромагнитное поле.

Электромагнитное поле обладает определённой энергией и характеризуется электрической и магнитной напряжённостью, что необходимо учитывать при оценке условий труда.

Источниками электромагнитных излучений служат радиотехнические и электронные устройства, индукторы, конденсаторы термических установок, трансформаторы, антенны, фланцевые соединения волноводных трактов, генераторы сверхвысоких частот и др.

Современные геодезические, астрономические, гравиметрические, аэрофотосъёмочные, морские геодезические, инженерно-геодезические, геофизические работы выполняются с использованием приборов, работающих в диапазоне электромагнитных волн, ультравысокой и сверхвысокой частот, подвергая работающих опасности с интенсивностью облучения до 10 мкВт/см².

Биологическое действие электромагнитных излучений 

Электромагнитные поля человек не видит и не чувствует и именно поэтому не всегда предостерегается от опасного воздействия этих полей. Электромагнитные излучения оказывают вредное воздействие на организм человека. В крови, являющейся электролитом, под влиянием электромагнитных излучений возникают ионные токи, вызывающие нагрев тканей. При определённой интенсивности излучения, называемой тепловым порогом, организм может не справиться с образующимся теплом.

Нагрев особенно опасен для органов со слаборазвитой сосудистой системой с неинтенсивным кровообращением (глаза, мозг, желудок и др.). При облучении глаз в течение нескольких дней возможно помутнение хрусталика, что может вызвать катаракту.

Кроме теплового воздействия электромагнитные излучения оказывают неблагоприятное влияние на нервную систему, вызывают нарушение функций сердечно-сосудистой системы, обмена веществ.

Длительное воздействие электромагнитного поля на человека вызывает повышенную утомляемость, приводит к снижению качества выполнения рабочих операций, сильным болям в области сердца, изменению кровяного давления и пульса.

Оценка опасности воздействия электромагнитного поля на человека производится по величине электромагнитной энергии, поглощённой телом человека.

Электромагнитные излучения 

Электромагнитные излучения -  электромагнитные волны, возбуждаемые различными излучающими объектами, - заряженными частицами, атомами, молекулами, антеннами и пр.

В зависимости от длины волны различают гамма-излучение, рентгеновское, ультрафиолетовое излучение, видимый свет, инфракрасное излучение, радиоволны и низкочастотные электромагнитные колебания.

 В современном мире проблема электромагнитных излучений является одной из самых актуальных и требующей повышенного внимания.

Разработка и освоение новых технологий, создание приборов радиоэлектроники, оргтехники и бытовой техники и т.д. поражает своим размахом. И, соответственно, применяя все новинки промышленного достижения, мы облегчаем свою жизнь, делаем ее более комфортной, интересной и очень удобной.

Но, с ростом числа людей, пользующихся новинками промышленности, растет, и число людей у которых появились проблемы со здоровьем, связанные с электромагнитными излучениями. 

 Микроволновые печи, телевизоры, компьютеры, холодильники, пылесосы, и многие другие приборы прочно заняли свои места в наших квартирах. С принтерами и сканерами мы контактируем на рабочих местах, а мобильным телефоном, вообще, пользуемся в течение всего дня. Назначение всего перечисленного различно, но общее у них, несомненно, есть – все они, в той или иной степени, являются источниками электромагнитных излучений.   Поговорим об этом более подробно. 

Компьютеры и дисплеи телевизоров являются наиболее распространенными источниками электромагнитных излучений. Не только телевизоры и компьютеры, оснащенные электронно-лучевой трубкой, создают сильное излучение. Ноутбуки и жидкокристаллические телевизоры, так же, являются источником электромагнитных излучений, только исходит оно не от трубки, а от различных преобразователей, схем управления и других элементов прибора. Учитывая это можно сказать, что наиболее опасное излучение исходит не от дисплея, а со стороны задней части монитора.  В России около 15% компьютеров соответствую международным стандартам, около 30% компьютеров признано частично соответствующими, а вот вся остальная масса, просто, не пригодна для использования.  Чтобы обезопасить себя от воздействия электромагнитных излучений, рекомендуется останавливать свой выбор на мониторах с голограммой ТСО.

Бытовая техника (пылесосы, холодильники, стиральные машинки, тостеры и прочая кухонная утварь) хоть и создают небольшое излучение, но излишнего контакта с ним избегать необходимо. Если единичное разовое общение может быть и безвредно, то постоянное, многолетнее воздействие электромагнитных излучений, хоть и не больших, не лучшим образом сказывается на здоровье.   

Особое внимание следует уделить холодильникам нового поколения и микроволновым печам.

Эти приборы являются источниками излучения, но так как  электромагнитные излучения быстро затухают в атмосфере, то на расстоянии в полтора метра, воздействие от них находится в пределах нормы. 

Но, все же, по несколько часов в день мы получаем небезопасные дозы электромагнитного излучения.

 Мобильные телефоны стали частью нас, и мало кто представляет себя без них. Кто – то часами увлеченно беседует по нему, держа у виска; кто – то носит на шее и т.д. Доказано, что частоты в 900-950 мегагерц излучают большинство сегодняшних мобильных телефонов, но мало кто из нас обращает на это достаточное внимание. Электромагнитные излучения, создаваемые мобильниками, вызывают головные боли, нарушения центральной нервной системы, и многие другие заболевания. Использование наушников и громкой связи поспособствует уменьшению электромагнитного воздействия.  Рабочее место в офисе, также, является «местом жительства» электромагнитных излучений.

Любая офисная оргтехника, работающая и неработающая, но включенная в розетку является источником излучения, исходящего от шнуров электроприборов. Минимизировать воздействие электромагнитных излучений можно, выдергивая из розеток шнуры всех неработающих электроприборов, а провода отодвигать от себя как можно дальше.

Необходимо уделить внимание заземлению, оно способно снизить уровень излучений в 5 – 10 раз.

 Перечислив все возможные источники электромагнитных излучений, которые могут подстерегать нас в доме, квартире, офисе на этом, кажется, можно остановиться. Но нет, не стоит забывать об опасности, ожидающей нас на открытой местности и в транспортных средствах.

Линии электропередач, трамваи, троллейбусы  и другой транспорт на электрической тяге являются источником электромагнитных излучений, зачастую превышающих допустимые нормы.

 Влияние электромагнитных излучений. 

 Воздействие ЭМИ на организм человека может быть различным. Чаще всего оно неощутимо, но при ЭМИ высокой мощности воздействие ощущается в качестве теплового облучения.

Очень мощные электромагнитные излучения способны выводить из строя не только приборы и технику, но и вызывать смертельный исход у людей.

В ходе исследований было доказано, что, даже, слабые электромагнитные излучения способны вызывать такие болезни как: болезни Паркинсона и Альцгеймера, амнезия, раковые заболевания, заболевания центральной нервной системы, иммунной и эндокринной систем, опухоль мозга, ухудшение зрения, импотенцию и повысить склонность к самоубийству.

Особенно опасны электромагнитные излучения для детей и беременных женщин, а главная сложность проблемы заключается в том, что воздействие оказывается не только на сегодняшних людей, но и на здоровье и интеллект будущих поколений.

 Таким образом, электромагнитные излучения создают своеобразные «электромагнитные ванны», которые мы с вами ежедневно принимаем. Проводить измерения электромагнитных излучений необходимо, ведь только они способны предоставить информацию и существующей ситуации, и только они помогут вам правильно организовать деятельность по снижению воздействия  электромагнитных излучений.

ТАБЛИЦА 1

Электромагнитные излучения промышленной частоты

Частот­ный  диапа- зон	Частота	Наименование частот			Длина  волны	Наименование волн
		Междуна- родное	Принятое в  Гигиенической практике			Междуна родное	Принятое в гигиенической  практике
--	> 3 Гц и менее	нет	ИЗЧ  (инфра- звуковая частота)	РЧ  (радио- частоты)	10 км  и более	нет	Нет
1	> 3-30 Гц	КНЧ  (крайне  низкая частота)			< 10-104 км	дека- метровые	Нет
2	> 30-300 Гц	СНЧ  (сверх- низкая частота)	ЗЧ  (звуковая частота)		< 104 -103 км	мега- метровые	Нет
3	> 0,3-3 кГц	ИНЧ  (инфра- низкая частота)			< 103 -102 км	гекто- метровые	Нет
4	> 3-30 кГц	ОНЧ  (очень  низкая частота)			< 100-10 км	мериа- метровые	Нет
5	> 30-300 кГц	НЧ  (низкая  частота)	ВЧ  (высокая частота)		< 10-1 км	кило- метровые	ДВ  (длинные волны)
6	>0,3-3 МГц	СЧ  (средняя частота)			< 1-0,1 км	гекто- метровые	СВ  (средние волны)
7	> 3-30 МГц	ВЧ  (высокая частота)			< 100-10 м	дека- метровые	КВ  (короткие волны)
8	> 30-300 МГц	ОВЧ  (очень  высокая частота)	УВЧ  (ультра- высокая частота)		< 10-1 м	метровые	УКВ  (ультра- короткие  волны)
9	> 0,3-3 ГГц	УВЧ  (ультра- высокая  частота )	СВЧ (сверх-высокая  частота)		< 1-0,1 м	деци- метровые	МКВ  (микро- волны)
10	> 3-30 ГГц	СВЧ  (сверх- высокая  частота)			10-1 см	санти- метровые
11	> 30-300 ГГц	КВЧ  (крайне  высокая  частота)			< 10-1 мм	милли- метровые

Эти излучения не являются каким-то особенным лучевым фактором, а представляют лишь частный случай электромагнитных излучений сверхнизкочастотного диапазона (СНЧ) - 50/60 Гц.

 ТАБЛИЦА 3

Частотные характеристики электромагнитного излучения ПК

Источник	Диапазон частот  (первая гармоника)
Монитор  сетевой трансформатор блока питания	50 Гц
статический преобразователь напряжения в импульсном блоке питания	20 - 100 кГц
блок кадровой развертки и синхронизации	48 - 160 Гц
блок строчной развертки и синхронизации	15 - 110 кГц
ускоряющее анодное напряжение монитора (только для мониторов с ЭЛТ)	0 Гц (электростатика)
Системный блок (процессор)	50 Гц - 1000 МГц
Устройства ввода/вывода информации	0 Гц, 50 Гц
Источники бесперебойного питания	50 Гц, 20 - 100 кГц

ТАБЛИЦА 4

Распространение магнитного поля промышленной частоты  от бытовых электрических приборов (выше уровня 0,2 мкТл)

Источник	Расстояние, на котором  фиксируется величина  больше 0,2 мкТл
Холодильник, оснащенный системой  "No frost" (во время работы компрессора)	1,2 м от дверцы;  1,4 м от задней стенки
Холодильник обычный  (во время работы компрессора)	0,1 м от электродвигателя компрессора
Утюг (режим нагрева)	0,25 м от ручки
Телевизор 14"	1,1 м от экрана;  1,2 м от боковой стенки
Электрорадиатор	0,3 м
Торшер с двумя лампами по 75 Вт	0,03 м (от провода)
Электродуховка	0,4 м от передней стенки
Аэрогриль	1,4 м от боковой стенки