Допустимі рівні напруженості емп радіочастотного діапазону

при тривалості дії 8 годин

Діапазон частот, Гц	Допустимі рівні напруженості ЕМП		Допустима поверхнева густина потоку енергії, Вт/м2
	За електричною складовою (Е), В/м	За магнітною складовою (Н), А/м
60 кГц - 3 МГц	50	5	–
3 МГц-30 МГц	20	–	–
30МГц-50МГц	10	0,3	–
50МГц-300 МГц	5	–	–
300МГц-3000МГц	–	–	10

Довготривала дія ЕМП промислової частоти (50 Гц) призводить до виникнення у людини головного болю, млявості, розладу сну, апатії, болю в області серця. При хронічних ураженнях – аритмія серця, брадикардія, порушення складу крові. Норма напруги на робочому місці (довгі і середні хвилі) 5 В/м, в санітарно-гігієнічних зонах  10 В/м. ВЧ випромінювання порушує вищу нервову діяльність людини, функції серцево-судинної системи, змінюються показники білкового та вуглеводного обмінів. Ознаки впливу ВЧ, УВЧ і НВЧ: зниження точності робочих рухів, зміна артеріального тиску, пульсу, біль в області серця, аритмія, зміни у крові. Найбільша біологічна дія НЗВЧ (шкірні захворювання – «ефект перлинної нитки»: пухирці, наповнені мутнуватою рідиною). Органи людини, що мають слабкі механізми терморегуляції (мозок, очі, нирки, кишечник, сім’яники) більш чутливі до опромінювання. Кришталик ока руйнується при 1-10 ГГц. Вплив НВЧ на біологічні об’єкти залежить від інтенсивності, віддаленості від джерела випромінювання, часу дії. Теплова дія – загальне підвищення температури тіла або локальне нагрівання внаслідок зміни поляризації молекул, порушує функції клітинних мембран. ЕМП НВЧ, НЗВЧ викликають зміни в крові, катаракту, погіршення нюху, смаку, ламкість нігтів, дерматити. Функціональні порушення, викликані дією ЕМВ, зворотні, але зворотність залежить від індивідуальних особливостей, інтенсивності і тривалості дії ЕМВ. При ЕМВ з частотами 300 МГц-300 ГГц сумарна дія не повинна перебільшувати 1000 мкВт/см², при рентгенівському випромінюванні і високій температурі повітря в робочих приміщеннях (вище 28⁰С) 100 мкВт/см². Контроль інтенсивності опромінення – не рідше 1 раз на рік, при введенні нових чи реконструйованих старих генераторних установок і при зміні умов праці.

Захист від ЕМП: колективний (організаційні, технічні та лікувально-профілактичні заходи); індивідуальний. Організаційні заходи: недопуск до роботи осіб до 18 років, що страждають на хвороби серця, крові, нервової системи, очей; щорічні медогляди, додаткова відпустка, скорочення робочого дня; раціональне розташування обладнання; оптимальний режим роботи персоналу. Технічні засновані на здатності полів рефлектуватись (відбиватись) і поглинатись. Метод рефлектування. Найкращі рефлектувальні властивості мають металеві екрани (сітчасті та суцільні) з високою електропровідністю. Листи екранів повинні мати контакт між собою і заземлюватися. Метод поглинаючих навантажень. Екрани з поглинаючим покриттям (матеріали з каучуку, пінополістиролу, спеціальна гума, що повністю поглинають ЕМП). Для екранів, що локалізують і поглинають НЗВЧ-поля, застосовують феритові пластини. Коли джерело випромінювання неможливо екранувати, то екранують робочі місця або переносять їх на безпечну відстань.

ЗІЗ: індивідуальні екрани з металізованих матеріалів; халати, капюшони, комбінезони з металізованої бавовняної тканини; радіозахисні окуляри.

3. ІНФРАЧЕРВОНЕ ВИПРОМІНЮВАННЯ (ІЧВ) – частина електромагніт-ного спектра з λ = 760 нм-10⁶ нм, енергія якого при поглинанні викликає в речовині тепловий ефект. Природне джерело ІЧВ – ІЧ радіація сонця. Штучні джерела: поверхні, температура яких вища за температуру поверхні, яка підлягає опромінюванню. Ефект дії ІЧВ залежить від довжини хвилі, яка зумовлює глибину проникнення. Групи ІЧВ: А – короткохвильове (760-1400 нм) (найбільш активне, має найбільшу енергію фотонів, здатних глибоко проникати в тканини організму й інтенсивно поглинатись водою, що знаходиться в тканинах), В – (1400-3000 нм) і С (3000-10⁶ нм) – довгохвильове. При температурі до 100⁰С випромінюються довгохвильові промені, більше 100⁰С – короткохвильові. Вплив ІЧВ на людину – загальний і локальний, нагрівання шкіри, очей, порушення діяльності ЦНС, серцево-судинної системи, органів травлення. При перевищенні допустимих величин інтенсивності теплового опромінення – опіки, перегрівання організму, тепловий, сонячний удари. Інтенсивність ІЧВ вимірюють актинометрами, спектральну інтенсивність випромінювання – інфрачервоними спектрографами, радіометром. Нормальні умови – інтенсивність опромінення працівників не перевищує: 35 Вт/м² при опромінюванні 50% і більше поверхні тіла, 70 Вт/м² при 25-50% поверхні тіла і до 140 Вт/м² при випромінюванні від нагрітих поверхонь з використан-ням 3ІЗ. Концентрований пучок енергії не повинен перевищувати 1 Дж/см²/хв.

Допустима тривалість безперервного опромінення ІЧ променями та регламентованих перерв протягом години

Інтенсивність ІЧ- опромінення, Вт/м2	Тривалість періодів безперервного опромінення, хв.	Тривалість перерв, хв.	Сумарне опромінення протягом зміни, %
350	20,0	8	до 50
700	15,0	10	до 45
1050	12,0	12	до 40
1400	9,0	13	до 30
1750	7,0	14	до 25
2100	5,0	15	до 15
2450	3,5	17	до 15

Захист: удосконалення технологічних процесів, раціональне розташування устаткування-джерел ІЧВ; автоматизація та дистанційне керування; теплоізоляція устаткування, захисні екрани; раціональний режим праці та відпочинку; ЗІЗ.

УЛЬТРАФІОЛЕТОВЕ ВИПРОМІНЮВАННЯ (УФВ) – частина електромаг-нітного спектра з λ = 200-380 нм. Види УФВ за біологічною дією: слабка дія (380-315 нм); виражена біологічна дія (315-280 нм); бактерицидна дія (280-200 нм), активно діють на тканинні білки і ліпіди. Особливість УФВ – висока сорбійність, поглинає більшість тіл. УФВ становить близько 5% щільності потоку сонячного випромінювання, життєво необхідний фактор, що сприятливо впливає на організм, знижує чутливість до негативних впливів. Оптимальні дози УФВ активізують дію серця, обмін речовин, підвищують активність ферментів, сприяють синтезу вітаміну D шкірою, мають антирахітичну і бактерицидну дію. УФВ з надкороткою λ має дуже велику енергію і згубне для живого, при нормальній екології ці хвилі поглинаються озоновим шаром атмосфери. Випромінювання штучних джерел УФВ (електрозварювання, апаратура електрозв’язку, станції радіомовлення) – причина гострих і хронічних проф. захворювань. Дія УФВ на шкіру: дерматити, екземи, злоякісні пухлини, еритемна дія (почервоніння шкіри після 48 годин); очі: електрофтальмії, кон’юнктивіти; загальні симптоми – головний біль, нервове збудження, запаморочення, втома. Інтенсивность УФВ вимірюють радіометром; потужність оцінюють еритемним потоком (1 ер – видимий потік, що відповідає потоку випромінювання з λ=297 нм і потужністю 1 Вт). Еритемна освітленість виражається в ер/м², а доза –ер/год/м². На промислових підприємствах інтенсивність УФВ не повинна перевищувати максимальну добову дозу 60 мер/м² для УФВ з λ понад 280 нм. При використанні спецодягу та засобів захисту очей, обличчя і рук, що не пропускають УФВ, допустима інтенсивність при λ=320-280 нм не повинна перебільшувати 1 Вт/м².

Діапазони довжин хвиль УФВ	Допустима інтенсивність, Вт/м2
400 – 320 нм	10,0
320 – 280 нм	0,01
280 – 220 нм	0,001

Захист: раціональне розташування робочих місць, екранування робочих місць й джерел випромінювання. Матеріали для екранування – світлофільтри, непрозорі металеві, пластикові листи, флінт глас (скло містить РbO). ЗІЗ: спецодяг, рукавички, окуляри зі світлофільтром, мазі з салолом, саліцилові препарати.

ЛАЗЕРНЕ ВИПРОМІНЮВАННЯ (ЛВ) – електромагнітне випромінювання з λ = 0,1-1000 мкм. Особливості: монохроматичність, потужність, направленість. Висока потужність ЛВ з високою направленістю дозволяє одержати за допомо-гою фокусування світлові потоки величезної потужності (1011-1014 Вт/см²). ЛВ негативно впливає на живі організми, ступінь впливу залежить від λ, інтенсив-ності випромінювання, тривалості і частоти імпульсів, часу дії, особливостей тканин і органів. Дія обумовлена тепловим, механічним й електрохімічним ефектом. При опроміненні шкіри утворюються опіки, пухлини; передозуванні – функціональні зміни ЦНС, серцево-судинної, ендокринної систем; роздратова-ність, втомленість, головний біль, порушується сон. Лазерні установки (квантові генератори) мають високу напругу (10 кВт). Лазери бувають газові, напівпровід-никові, рідинні, твердотілі. Основні елементи лазерів: робоча речовина, джере-ло накачки, оптичний резонатор. Лазери за характером генерації випроміню-вання: імпульсні (час випромінювання 0,25 с, характери-зуються енергією (Дж)) і безперервної дії (характеризується потужністю (Вт)). Енергетична експозиція (Нуф) – відношення енергії випромінювання, що падає на відповідну ділянку поверхні, до площі цієї ділянки. Нормативні величини ЛВ є потужність до площі поверхні (Вт/см²) або концентрованого пучка енергії до одиниці площі (Дж/см²). Наведено гранично допустимий рівень енергетичної експозиції при опроміненні імпульсним і неперервним лазерним променем в межах УФ області рогівки ока або шкіри. Для вимірювання ЛВ використовують прилад ИЛД-2.

ГДР лазерного випромінювання залежно від довжини хвилі

Довжина хвилі, мкм	Нуф, Дж/см2	Довжина хвилі, мкм	Нуф, Дж/см2
0,200 - 0,210	1х10-8	0,290 до 0,300	1х10ˉ5
0,210 - 0,215	1х10-7	0,300 до 0,370	1х10ˉ4
0,215 до 0,290	1х10-6	0,370 до 0,400	1х10ˉ3

Класи лазерів за ступенем небезпеки: 1) безпечні лазери; 2) небезпечні у разі опромінення очей і шкіри цілеспрямованим потоком, безпечні при дифузному віддзеркаленні променів для очей і шкіри; 3) небезпечні у разі цілеспрямованого потоку променів для очей і шкіри, у разі дифузного віддзеркалення – лише для очей; 4) небезпечні лазери для очей і шкіри на відстані 10 см від віддзеркалюючої поверхні, при цілеспрямованому потоку і дифузному віддзеркаленні.

Мета організаційних методів захисту: не дати можливості людям потрапляти до зони роботи лазера. Небезпечна зона чітко обмежена, огороджена непрозори-ми екранами, оператори повинні дотримуватись правил роботи, до якої допуска-ються особи старше 18 років, що пройшли інструктаж і навчання методам безпеч-ної роботи, медичний огляд при прийнятті на роботу, періодично (1 р. в рік). Інженерно-технічні методи направлені на зменшення потужності ЛВ, його екранізацію капітальною, невіддзеркалюючою, вогнестійкою стіною. Повинна бути експлуатаційна документація (інструкції з експлуатації, техніки безпеки, виробничої санітарії (лазери II–IV класів), паспорт (λ, мкм); потужність енергії (Вт, Дж); тривалість імпульсу (с); частота імпульсу (Гц); початковий діаметр (см); росходимість пучка; клас лазера)). Планові методи – умови, щоб лазерний промінь втрачав шкідливу дію на око. Лазер 4 класу – в окремому приміщенні, стіни і стеля повинні мати покриття з високим коефіцієнтом поглинання, в приміщенні не повинно бути предметів віддзеркалювання. ЗІЗ: захисні окуляри із світлофільтрами, маски, щитки, рукавички, спецодяг.

4. ІОНІЗУЮЧЕ ВИПРОМІНЮВАННЯ (ІВ) (радіоактивність) –  взаємодія якого із середовищем призводить до утворення електричних зарядів різних знаків (при розпаді ядер природних елементів (U, Ra,Th), штучних радіоактивних ізотопів). ЕМВ елементарних частинок, маючи велику енергію, здатне спричиняти іонізацію навколишнього середовища (повітря, матеріалів, живої тканини) – іони, які змінюють фізико-хімічні властивості речовини. Чим більше іонів, тим менший шлях в речовині пройдуть хвилі до повної втрати енергії.

Види іонізуючого випромінювання: альфа-частинки (α, Не²⁺), рухаються зі швидкістю 20 000 км/с, мають велику питому іонізацію, малу проникливість (повітрі 9-11 см, рідких і твердих середовищах – 0,099 мм). Одяг захищає людину від цих променів, небезпечним є їх попадання всередину; бета-частинки (β) – рухаються зі швидкістю світла (300 000 км/с), мають меншу здатність до іонізації, більш проникливі (повітрі 20 м, воді і тілі людини 3 см, металі 1 см). Одяг поглинає 50 %. Небезпечно – безпосереднє попадання цих часточок на шкіру, в очі, всередину організму; нейтронне випромінювання – потік нейтронів з швид-кістю 20000 км/с, легко проникають в живу тканину. Захисні матеріали: поліети-лен, парафін, вода; гамма-випромінювання – ЕМ промені з λ=10^-8-10^-11 см, утворюються при α- і β-розпаді атомів. Випромінювання є квантами, розповсюд-жується зі швидкістю світла. Іонізуюча здатність його менша, ніж в α- і β-частках, значно більша проникливість (в повітрі – сотні метрів, воді 23 см, сталі 3 см, дереві 30 см, бетоні 19 см); захист – екрани з важких металів (свинець); рентгенівське випромінювання – ЕМ промені позаядерного походження, мають високу проник-ливу здатність (λ=5-0,004 нм). Природні джерела опромінення: радіоактивні речовини у земній корі, космічні промені безпосередньо і радіонукліди в атмосфе-рі. Штучні джерела: ядерні вибухи, реактори, установки для виробництва енергії, прискорювачі заряджених частинок, рентгенівські апарати, прилади апаратури засобів зв’язку високої напруги. Техногенні джерела: медичне обладнання.

Дія ІВ. В ураженому організмі атоми, молекули клітин іонізуються, відбува-ються фізико-хімічні процеси, що впливають на характер подальшої життєдіяль-ності людини. Іонізація атомів і молекул може розривати зв’язки у молекулах клітин, що призводить до їх загибелі. При іонізації води (70% маси) утворюються вільні радикали Н⁺ та ОН^–, у присутності кисню – перекисні сполуки – сильні окисники, які атакують молекули білків, руйнуючи їх, утворюються сполуки, не властиві живому організму, порушується обмін речовин. Специфічність дії ІВ: підвищується інтенсивність хімічних реакцій, індуційованих вільними радикалами. Іонізуюча енергія не проявляє впливу на органи чуття, її дози можуть кумулюватись і накопичуватися в організмі (кумулятивний ефект), діяти не тільки на даний організм, і на його нащадків (генетичний ефект).

Зовнішнє радіаційне опромінення – якщо радіоактивні речовини знаходяться поза організмом і опромінюють його ззовні (рентгенівське, гамма- та нейтронне випромінювання); внутрішнє – якщо іонізуючі частинки знаходяться у повітрі, яким дихає людина, у їжі чи воді і потрапляють в середину організму через ШКТ (природні джерела радіації: ¹⁴С, ⁴⁰К, ²³⁸U, ²³²Th). Із 2000 радіоактивних ізомерів 70 – природні. Радіація спричиняє ураження ділянок шкіри, тіла, органів, загальне захворювання – променеву хворобу (гостра – за короткий проміжок опромінення великими дозами чи хронічна форма – при систематичному опроміненні дозами, якщо перевищують ГДР). Вражаючий ефект залежить від виду опромінення, тривалості дії, індивідуальних особливостей людини. Ефекти дії радіації: соматичний (ушкодження різних органів тіла); соматико-стохастичний (пухлини органів, тканин, злоякісні пухлини); генетичний (мутації хромосом і генів, порушення спадковості). Правила для уникнення небезпечних генетичних ефектів впливу ІВ: до роботі з джерелами випромінювання допускаються особи не молодше 18 років; до 30-літнього віку накопичена доза не повинна перевищувати 12-кратну (ГДД); для жінок до 40 років доза опромінення в тазовій ділянці не повинна переважати 1 бер за будь-які 2 місяці. Дозволене перевищення ГДД при порятунку людей, запобігання аварій та опромінення великої кількості людей: у 2 рази – 1 раз на рік і в 5 разів – 1 раз у житті з компенсацією зменшення опромінення в наступні 5 років.

Технічні заходи захисту: екранування, герметизація, дистанційне керування.

Екрани біля джерел випромінювання знижують дозу опромінення. Розміри, товщина та матеріал екрана залежить від виду: α-частинки: шар повітря товщиною кілька см, одяг, рукавиці, β-частинки – шар повітря товщиною кілька метрів, шар алюмінію товщиною кілька мм; γ- та рентгенівське випромінювання – матеріали з великою атомною масою (свинець, вольфрам) з товщиною від кілька мм до десятків см. Радіоактивні речовини зберігають у спеціальних контейнерах, на яких знак радіоактивної небезпеки. Роботи з ними слід виконувати на віддалі у витяжних шафах, боксах, камерах, застосовуючи спеціальні маніпулятори або дистанційне керування. ЗІЗ (ефективні при впливі α-частинок): халати, комбінезони, шапочки, шоломи, гумові рукавиці, окуляри, респіратори, спеціальні пневмокостюми з подачею повітря. Засоби захисту періодично дезактивуються.

Питання для самостійного опанування.

1. Основні параметри іонізуючого випромінювання та його нормування.

2. Методи дозиметричного контролю іонізуючого випромінювання.