Розділ 5. Електромагнітні високочастотні (ВЧ) і надвисокочастотні (НВЧ) випромінювання

5.1. Вплив електромагнітних випромінювань на людину

Широке застосування сьогодні для телебачення, зв'язку, радіонавігації, телекерування, телесигналізації і радіолокації одержала радіоапаратура, що працює в діапазоні високих (ВЧ), ультрависоких (УВЧ) і надвисоких частот (НВЧ). Першоджерелом електромагнітних коливань у радіотехнічних пристроях є генератори ВЧ і НВЧ.

Електромагнітна енергія вимірюється в Вт/м2 (мВт/см2, мкВт/ см2) і випромінюється в навколишній простір, у першу чергу, антенним пристроєм. Крім цього, джерелами електромагнітних полів (ЕМП) у робочих приміщеннях радіолокаційних станцій, радіотехнічних майстерень, лабораторій і радіоцентрів можуть бути окремі вузли НВЧ генераторів (магнетрони, лампи біжучої хвилі, клістрони), з’єднані елементи модуляторів з генераторами, лінії передач від генератора до антени, катодні виводи магнетронів, вентиляційні щілини, щілини у хвилеводних трактах і коаксіальних лініях та інш.

Під час експлуатації і ремонту установок з генераторами електромагнітної енергії можливий вплив ЕМП на обслуговуючий персонал, а також на працівників інших об'єктів, що знаходяться в зоні випромінювання спрямованих антен радіолокаційних станцій.

На робочих місцях інтенсивність ЕМП залежить від потужності джерела випромінювання і відстані від джерела випромінювання до робочого місця. В табл. 5.1 наведено прийнятий на сьогодні розподіл радіохвиль за діапазонами.

На відстані близько 1/6 довжини хвилі у джерела електромагнітного випромінювання переважають поля індукції (зона індукції), а за її межами переважають поля випромінювання (зона випромінювання). Безумовно, що коли робоче місце розташоване в зоні індукції, працівник буде піддаватися впливу електричних і магнітних полів, що періодично змінюються.

У табл.5.1 наведено відстані до умовного поділу зони індукції і зони випромінювання. Таким чином, залежно від частоти генератора працівник може перебувати або в зоні індукції в процесі роботи

80

Частина ІІ. Основи фізіології, гігіени праці та виробничої санітарії

з УВЧ чи ВЧ генераторами, або в зоні випромінювання в процесі роботи з НВЧ генераторами (зона індукції до 16 см).

Таблиця 5.1

Діапазони розподілу радіохвиль і відстані умовного поділу зон індукції і випромінювання (для максимальних довжин хвиль)

Випромінювання високих частот зумовлює в організмі зміну умовнорефлекторної діяльності (гальмування умовних і безумовних рефлексів), падіння кров'яного тиску, уповільнений пульс. Постійний вплив опромінення і особливо надвисоких частот (НВЧ) може призвести до стійких функціональних змін у центральній нервовій і серцево-судинній системах.

Коли людина потрапляє в зону випромінювання, енергія ЕМП частково поглинається тілом людини. Під дією ВЧ полів у тканинах виникають ВЧ струми, що супроводжуються тепловим ефектом. Електромагнітні поля при тривалому впливі можуть викликати підвищену стомлюваність, дратівливість, головний біль чи сонливість, порушення сну, зниження кров'яного тиску, зміну температури тіла та інш., пов'язаних з розладом центральної нервової

ісерцево-судинної систем. Поля НВЧ, особливо сантиметрового

іміліметрового діапазонів, викликають також зміни в крові, помутніння кришталика (катаракта), погіршення нюху, а в окремих випадках – трофічні явища: випадіння волосся, ламкість нігтів та інш.

Порушення органів людини, зумовлені впливом ЕМП, є оборотними, якщо припинити опромінення; але варто враховувати, що

81

Основи охорони праці

оборотність функціональних зрушень не є безмежною і, зазвичай, визначається інтенсивністю опромінення, тривалістю впливу, а також індивідуальною особливістю організму. Тому профілактика професійних захворювань повинна передбачати, поряд з розробкою технічних засобів захисту, організаційні заходи.

5.2. Нормування електромагнітних випромінювань радіочастотного діапазону

Стандартом ГОСТ 12.1.006-84 ССБТ «Электромагнитные поля радиочастот. Допустимые уровни на рабочих местах и требования к проведению контроля» встановлені допустимі рівні впливу ЕМП радіочастот. Електромагнітні поля радіочастот варто оцінювати в діапазоні частот 60 КГц–300 МГц – напруженістю електромагнітної складової поля; у діапазоні частот 300 МГц–300 ГГц – поверхневою густиною потоку енергії випромінювання (далі густина потоку енергії (ГПЕ) випромінювання) і створюваного цим потоком енергетичного навантаження (ЕН).

Енергетичне навантаження являє собою сумарний потік енергії, яка проходить через одиницю поверхні, що опромінюється за час дії Т і виражається добутком ГПЕ Т.

Можуть бути допущені рівні вище зазначених, але не більше, ніж у два рази у випадках, коли час впливу ЕМП на персонал не перевищує 50 % тривалості робочого дня.

Напруженість ЕМП у діапазоні частот 60 кГц–300 МГц на робочих місцях персоналу протягом робочого дня не повинна перевищувати встановлених гранично допустимих рівнів (ГДР):

Гранично допустимі величини ГПЕ ЕМП у діапазоні частот 300 МГц-300 ГГц на робочих місцях персоналу варто визначати, виходячи з допустимої ЕН на організм з урахуванням часу впливу за формулою:

82

Частина ІІ. Основи фізіології, гігіени праці та виробничої санітарії

,

де: ГПЕ – гранично допустимі значення ГПЕ, Вт/м2 (мВт/см2, мкВт/см2); ЕНгду– нормативна величина ЕН, яка дорівнює: 2Втгод/ м2 (200 мкВт год/см2) для усіх випадків опромінення, крім опромінення від обертових і скануючих антен; 20 Вт год/м2 (2000 мкВт год/ см2) для випадків опромінення від обертових і скануючих антен з частотою обертання чи сканування не більше ніж 1 Гц і шпаруватістю не менше 50; Т – час перебування в зоні опромінення за робочу зміну, год. (без урахування режиму обертання чи сканування антен).

Максимальне значення ГПЕгдр не повинно перевищувати 10 Вт/м2 (1000 мкВт/см2).

Санітарними правилами передбачена обов'язкова періодичність перевірки на робочих місцях рівня ГПЕ, створюваного джерелами НВЧ опромінення. Перевірки повинні бути не рідше одного разу за рік.

5.3. Захист від впливу електромагнітних полів

Основними шляхами при розробці засобів захисту від впливу ВЧ і НВЧ полів є:

1)Зменшення ГПЕ випромінювання безпосередньо від самого джерела, є найефективнішим засобом захисту обслуговуючого персоналу, що регулює, настроює й проводить випробування передавачів радіолокаційних станцій і генераторів НВЧ. Для цього замість антени підключають погоджене з вихідним каскадом передавача навантаження – еквівалент антени (поглинач потужності). В еквіваленті антени генеруюча енергія цілком поглинається, не порушуючи режим роботи генератора НВЧ. Поглинаючі елементи еквівалентів антен виконують клинчастої, східчастої або конусоподібної форми. Випромінювання НВЧ енергії в простір при застосуванні еквівалентів антен зменшується більше, ніж на 50дБ, тобто в 100000 разів порівняно з випромінюванням за допомогою антени;

2)Зменшення інтенсивності ЕМП у робочій зоні НВЧ може здійснюватись шляхом екранування джерел випромінювання металевими суцільними і сітчастими екранами. Інтенсивність випромінювання може бути знижена також за допомогою поглинаючих покриттів. Електромагнітне поле в металевому екрані наводить

83

Основи охорони праці

вихрові струми, що створюють ЕМП, протилежне екрану. Товщину суцільного металевого екрана вибирають з конструктивних міркувань, тому що глибина проникнення електромагнітної ВЧ і НВЧ енергії невелика. Екран товщиною 0,01 мм послабляє енергію поля на 50 дБ (у 100000 разів). Саме тому, як матеріал екрана застосовують фольгу.

Генератори НВЧ енергії можуть екрануватися цілком (замкнутий екран) чи частково (незамкнутий екран). Якщо біля джерела випромінювання є ненаправлене паразитне випромінювання невеликої інтенсивності, наприклад, витік через нещільності фланцевих сполук хвилеводних трактів, вентиляційні щілини і т. ін., то екранують джерело випромінювання цілком (рис.5.1,а). Якщо ж випромінювання гостронаправлене, то застосовуються незамкнені екрани, у яких енергія НВЧ поглинається в покритті (рис.5.1, б), не проникаючи за бічні і задню стінку екрана;

Рис.5.1. Екрани: а – повне екранування; б – незамкнений екран; в – кожух, що екранує; 1 – металева конструкція; 2 – нерухомий кожух; 3 – поглинаючі покриття.

3)Поглинаючі екрани (покриття) застосовуються у випадках, коли відбита електромагнітна енергія від внутрішніх поверхонь суцільних металевих екранів може істотно порушити режим роботи НВЧ генератора. Тому поглинаючі покриття повинні по можливості ціл-

84