Действие ик-излучения на организм человека. Особенности электромагнитного импульса ядерного взрыва
Инфракрасное излучение (ИК-излучение) представляет собой часть электромагнитного спектра с длинами волн 0,76…420 мкм, характеризующуюся такой энергией, которая при поглощении в веществе вызывает тепловой эффект, поэтому это излучение еще называют тепловым.
ИК-излучение — основной компонент микроклимата для металлургических, стекольных и других «горячих» производств.
Тепловое излучение образуется всяким телом, температура которого выше абсолютного нуля. По закону Стефана–Больцмана мощность излучения E (Вт/м2) можно определить по формуле E = KT4, где T — абсолютная температура, К; K — постоянная Стефана–Больцмана, K = 5,67Ч10–8 Вт/м2К. Степень поглощения теплового потока зависит не только от его мощности, но и от длины волны. В связи с особенностями биологического действия ИК-диапазон подразделяют на три области.
Длинноволновая часть задерживается в основном поверхностными слоями кожи, вызывая жжение; средневолновая и коротковолновая части проникают на глубину до 3 см и при высоких энергиях могут вызывать перегревание тканей, ожоги, усиление пигментации кожи. При хронических облучениях изменение пигментации может становиться стойким («эритемоподобный» цвет лица у рабочих-стеклодувов, сталеваров и др., постоянно подвергающихся интенсивному воздействию ИК-излучения). Переносимость ИК-излучения кожей зависит от мощности этого излучения (табл. 7.13).
Уровни излучения, превышающие 3,77 МДж/м2ч, считаются значительными и требуют проведения профилактических гигиенических мероприятий. Для измерения ИК-излучения на рабочих местах используют актинометры (инспекторский, ИМО-5), радиометры. Нормирование ИК-излучения осуществляется согласно ГОСТ 12.1.005-98 и СанПиН 2.2.4.548-96.
На рис. 7.10 приведена классификация средств промышленной теплозащиты.
Длинноволновая часть солнечного спектра представлена ИК-излучением. По биологической активности ИК-лучи делятся на коротковолновые с диапазоном волн от 760 до 1400 нм и длинноволновые с диапазоном волн от 1500 до 25 000 нм. ИК-излучение оказывает на организм тепловое воздействие. Чем короче длина волн, тем глубже проникновение их в ткани, но субъективное ощущение тепла и чувство жжения менее выражены. Напротив, длинноволновое ИК-излучение поглощается преимущественно поверхностными слоями кожи, где сосредоточены терморецепторы; чувство жжения при этом выражено. Наиболее неблагоприятное воздействие ИК-излучения проявляется в производственных условиях, где его мощность может во много раз превышать уровень, возможный в естественных условиях. Отмечено, что у рабочих горячих цехов, стеклодувов, имеющих контакт с мощными потоками ИК-излучения, понижается электрическая чувствительность глаза, увеличивается скрытый период зрительной реакции и т. д. ИК-лучи при длительном воздействии вызывают и органические изменения органа зрения. ИК-излучение с длиной волны в 1500…1700 нм достигает роговицы и передней камеры глаза; более короткие лучи с длиной волны до 1300 нм проникают до хрусталика; в тяжелых случаях возможно развитие тепловой катаракты. Естественно, что это действие возможно лишь при отсутствии надлежащих мер защиты рабочих. Отсюда одной из важнейших задач на соответствующих предприятиях является предупреждение возникновения заболеваний, связанных с неблагоприятными воздействиями ИК-излучения.
ЧС радиационного происхождения могут быть следствием аварии на радиационно опасном объекте или в результате ядерного взрыва.
Поражающими факторами ядерного взрыва являются ударная волна, световое излучение, проникающая радиация, радиоактивное заражение местности и электромагнитный импульс. Наиболее вероятным видом ядерного взрыва считается взрыв на некоторой высоте над поверхностью земли. При определении полей поражающих факторов ядерного взрыва пользуются понятием тротилового эквивалента. 350
Огромное количество энергии, высвобождающейся при взрыве ядерного боеприпаса, расходуется на образование воздушной ударной волны, светового излучения, проникающей радиации, радиоактивного заражения местности и электромагнитного импульса, называемых поражающими факторами ядерного взрыва.
Поражающее действие ядерного взрыва зависит от мощности боеприпаса, вида взрыва, типа ядерного заряда. Мощность ядерного боеприпаса характеризуется тротиловым эквивалентом, то есть массой тринитротолуола (тротила), энергия взрыва которого эквивалентна энергии взрыва данного ядерного боеприпаса, и измеряется в тоннах, тысячах тонн, миллионах тонн. По мощности ядерные боеприпасы подразделяются на сверхмалые (менее 1 тыс. т), малые (1–10 тыс. т), средние (10–100 тыс. т), крупные (100 тыс. т–1 млн т) и сверхкрупные (более 1 млн т). 378
Электромагнитным импульсом (ЭМИ) ядерного взрыва принято называть мощные импульсные электромагнитные поля с длинами волн от 1 до 1000 м, возникающие при ядерных взрывах в атмосфере и в более высоких слоях.
Основной причиной генерации ЭМИ длительностью менее 1 с считают взаимодействие гамма-квантов и нейтронов с газом во фронте ударной волны и вокруг него. Основная часть энергии ЭМИ приходится на частоты до 30 кГц. Амплитуда может достигать очень больших значений (порядка тысяч В/м для взрывов боеприпасов малого калибра и десятков тысяч В/м — крупного калибра).
При наземном и низком воздушном взрывах поражающее воздействие ЭМИ наблюдается на расстоянии нескольких километров от центра взрыва.
При высотном ядерном взрыве могут возникать электромагнитные поля в зоне взрыва на высотах 20…40 км от поверхности земли, а также на поверхности земли в зоне радиусом до нескольких сотен километров.
Поражающее действие ЭМИ проявляется, прежде всего, в радиоэлектронной и электротехнической аппаратуре, в которой наводятся электрические напряжения, способные вызвать пробой изоляции, повреждение полупроводниковых приборов и других элементов. Наиболее подвержены воздействию ЭМИ линии связи, управления и сигнализации.
Если ядерные взрывы произойдут вблизи линии энергоснабжения и связи, имеющих большую протяженность, то наведенные на них напряжения могут по проводам распространяться на значительные расстояния, вызывая при этом повреждения радиоаппаратуры и травмы людей.
Наиболее эффективной защитой от ЭМИ является экранирование линий энергоснабжения и управления, а также радио- и электроаппаратуры. [1, 383]