книги из ГПНТБ / Минин Б.А. СВЧ и безопасность человека

погрешность интегрирования (накопления) оказывается равной ±Д.

при кратковременных перегрузках (все для диодов типа Д604). Увеличение полного объема памяти в 10 раз дает дополнительное увеличение запаса электрической проч­ ности на порядок.

Конструкция дозиметра на РКК, представленная на рис. 6.3.5, включает в себя ангенну-зонд, нагруженную

271

на высокочастотное шунтирующее сопротивление Rul, и диод Д. Низкочастотная цепь диода-детектора состоитиз дополнительных сопротивлений гл и РКК. В схему входит также конденсатор развязки С. Конструктивно дозиметр выполнен в виде прямоугольной одновитковой рамки с полыми вибраторами, внутри которой разме­ щена вся схема дозиметра (рис. 6.3.5). Это позволило до минимума снизить влияние на характеристики при­ бора антенного эффекта элементов схемы и сохранить в «чистом» виде диаграмму зонда даже вблизи тела человека.

Основные данные дозиметра на РКК

Внешний вид дозиметра показан на рис. 6.3.6.

В заключение параграфа о дозиметрии СВЧ следует подчеркнуть, что в некоторых наиболее простых случаях

этих случаях используются основные соотношения меж­ ду дозой, временем и уровнем поля, который в этом случае считается либо неизменным в течение всего опы-

2 7 2 '

та, либо изменяющимся дискретно. Естественно, неавто­ матизированный подсчет дозы — процесс весьма трудо­ емкий и намного менее точный, чем с помощью дози­ метрической аппаратуры.

Результаты оценки индивидуальной облучаемости при использовании дозиметров чаще всего оказываются намного ниже по сравнению с оценкой, полученной на основании данных интенсиметрии, которые обычно по­ лучаются при измерениях в таких местах, где человек бывает крайне редко либо вообще не бывает. Это не может не привести к предубежденности определенной части гигиенистов и особенно обследуемого персонала против широкого использования индивидуальных дози­ метров, хотя в общем трудно не видеть, что дозиметрия как основа оценки облучаемости позволяет наиболее объективно подойти к определению реальной опасности воздействия радиоволн и других факторов (рентгенов­ ских излучений, шумов и т. д. — см. п. 7.4.2, 7.4.3). С другой стороны, при измерениях внутренних полей вблизи излучающей аппаратуры индивидуальные дози­ метры работают гораздо эффективнее обычных интенсиметров, так как используют малогабаритные антенны. Последнее обстоятельство несколько компенсирует ка­ жущуюся недооценку облучаемости, полученную с по­ мощью дозиметров.

Разработанная к настоящему времени техника радио­ метрии позволяет быстро и с необходимой точностью определить энергетические параметры облучения чело­ века в зоне действия внешних и внутренних полей. Наи­ более перспективным методом радиометрии является дозиметрия излучений, позволяющая автоматически учесть интенсивность и время воздействия поля.

Основная цель организации системы последователь­ ного контроля радиобезопасности (СГІКР), т. е. методов прогноза и радиометрии, — представление достаточно обоснованных исходных данных для проведения в зоне работы мощных радиоисточников комплекса защитных мероприятий, обеспечивающих безопасность человека. Рассмотрению этого вопроса посвящена гл. 7.

1. ТЕХНИКА ЗАЩИТЫ ОТ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ СВЧ ПОЛЕЙ. СОПУТСТВУЮЩИЕ ФАКТОРЫ

Защита — это заключительный этап всего цикла ра­ бот, направленных на обеспечение безопасности персо­ нала и населения, находящихся в зоне действия мощных радиотехнических средств СВЧ. В большинстве случаев под защитой понимаются любые мероприятия, направ­ ленные на снижение эффективности воздействующего фактора.

К настоящему времени разработано и освоено много разнообразных способов и средств (конструкций, мате­ риалов), предназначенных для защиты людей от СВЧ радиоизлучений. Многие из них уже заняли прочное место в промышленности, другие находятся пока еще в стадии разработки и испытания. Здесь мы попытаемся дать некоторые сведения об основах защиты от СВЧ.

Разными исследователями предлагаются различные принципы классификации защитных мероприятий. Один из них приведен в схеме на стр. 275. Из схемы видно, что все средства и методы защиты разделены условно на три группы: организационные, инженерно-тех­ нические и лечебно-профилактические. Первая из них направлена на оптимизацию проектирования взаимного

при которой удается снизить до минимума время нахож­ дения людей под облучением и предотвратить их по­ падание в зоны с высокой ППМ. Цель лечебно-профи­ лактических мероприятий (уже рассмотренных в гл. 2) — повышение сопротивляемости (резистентности) организ­ ма к воздействию поля СВЧ и лечение (обычно после стрессорных воздействий при аварийных ситуациях). Инженерно-технические методы и средства направлены на прямое снижение интенсивности поля до допустимого уровня и потому, на наш взгляд, являются основными. Многие из них известны широкому кругу специалистов

(см., например, [35, 39, 74, 75, 139, 162, 163]) и поэтому здесь, в гл. 7, рассмотрены лишь вкратце. Другие, на наш взгляд, менее известные или относительно недавно разработанные, рассмотрены более подробно. В главе приведены также некоторые сведения по защите от шу­ ма и рентгеновских излучений — наиболее частых из сопутствующих факторов на РТС СВЧ.

274

275

7. 1. ОБЩИЕ ПРИНЦИПЫ ИНЖЕНЕРНО-ТЕХНИЧЕСКОЙ ЗАЩИТЫ

Проектирование любой системы защиты начинается со сравнения допустимого максимума ППМ, определен­ ного в соответствии с принятыми нормативаіми, с уров­ нем поля, полученным методами прогноза или измере­ ния. В результате такого сравнения получают величину необходимого ослабления электромагнитной энергии.

Искусство выбора методов защиты состоит в поиске оптимума по экономической целесообразности с учетом сроков ввода в строй станции, влияния на характеристи­ ки антенны, эксплуатационных удобств и т. д. Нетрудно себе представить систему защиты, реализующую степень ослабления 20, 30 или даже 50 дБ, но в большинстве случаев из-за высокой стоимости, неудобства эксплуата­ ции она оказывается практически неприемлемой.

Пожалуй, наименее дорогостоящей является защита, использующая естественные экраны: существующие не­ жилые постройки, лесные полосы, насыпи и возвышен­ ности. Правильный учет распространения и распределе­ ния радиоволн дает возможность здесь сочетать защит­ ные свойства, эстетику и гигиену, особенно если речь идет о лесных полосах. В связи с этим любой инженер­ ный расчет системы защиты начинается с изучения мест­ ности. Опытный инженер-проектировщик, например, ни­ когда не допустит, чтобы антенна РТС, работающая с малыми углами места, была расположена ниже насе­ ленного пункта, тем более если между ними прямая ви­ димость. Проектировщик должен проверить эксперимен­ тально или рассчитать затухание имеющихся лесных по­ садок и заставить строителей сохранить их по возмож­ ности неприкосновенными. Важно уметь использовать для защиты и естественные складки местности. Напри­ мер, поставив излучающую станцию за пригорок и ис­ ключив прямую видимость населенный пункт — антенна станции, интенсивность облучающего поля можно сни­ зить от нескольких раз до нескольких десятков раз фак­ тически без всяких дополнительных затрат.

Методы и средства защиты удобно (хотя и не обще­ принято) делить по объему (или масштабу) на коллек­ тивные, предполагающие защиту группы домов, жилых районов или даже целого населенного пункта, локаль­ ные (защита отдельных строений, квартир и помещений)

и средства защиты индивидуального пользования.

2 7 6

Вообще говоря, при прочих равных условиях всегда предпочтительнее применять коллективные методы и средства, позволяющие решать задачу охраны целого жилого массива, включая людей, находящихся вне по­ мещений. Эта система защиты допускает использование относительно простых методов контроля, обычно проще обслуживается и имеет ряд других достоинств. Между тем, система коллективной защиты далеко не всегда реализуется, она нецелесообразна при защите небольших населенных пунктов, поэтому в таких случаях исполь­ зуют локальные методы защиты, т. е. прибегают к экра­ нированию отдельных помещений и излучателей.

Проводить защиту людей от внутренних источников излучений наиболее целесообразно непосредственно в месте проникновения электромагнитной энергии из экранирующих кожухов улучшением методов радиогер­ метизации стыков и сочленений. При экранировании излучений открытого конца волновода или антенны, ра­ ботающей на передачу прямо в помещении, обычно используются специальные насадки с радиопоглощаю­ щей нагрузкой, создающей для антенны эффект, близкий к эффекту свободного пространства.

При защите помещений от внешних излучений с успе­ хом применяются оклеивание стен специальными метал­ лизированными обоями, засетчивание окон, применение специальных металлизированных штор и т. п.

Наконец, в некоторых случаях наряду с применением обычных металлических «окружающих» экранов реко­ мендуется применять дополнительные небольшие объемы радиопоглощающих материалов, снижающих «доброт­ ность» помещений. Применение поглощающих объемов хорошо известно в акустике как способ уменьшения времени реверберации и «смягчения» частотных харак­ теристик помещений, приспосабливаемых для звукозапи­ си и вещания. Целесообразность применения радиопо­ глощающих объемов в технике СВЧ должна быть опре­ делена в каждом конкретном случае.

Пока индивидуальные средства защиты, поскольку они стесняют движения работающего и несколько ухуд­ шают гигиенические условия в «подзащитном» простран­ стве, особенно при пользовании костюмом, могут быть рекомендованы для применения только в особых слу­ чаях: для прохода через особо опасные зоны, при ре­ монтных работах в аварийных ситуациях, во время крат-

277

{современных настроечных и измерительных работ в антенном поле и т. п.

Одновременно с разработкой средств защиты разра­ батываются и способы контроля их защитных свойств. Некоторые из них предполагают использование обычных интенсиметров, но чаще всего требуют создания аппара­ туры, отвечающей особым требованиям в отношении чувствительности, динамического диапазона, характери­ стик зондов и т. п. Поэтому о некоторой разработанной и уже используемой аппаратуре контроля кратко будет рассказано ниже.

В § 7.2 и 7.3 изложены только основы радиотехниче­ ского расчета средств защиты, без описания вопросов технологии, подробно описанной в литературе.

7.2. КОЛЛЕКТИВНАЯ ЗАЩИТА

В этом параграфе мы рассмотрим в основном во­ просы, связанные с расчетом экранов на местности, у ко­ торых, как правило, высота ограничена (экономическими и технологическими соображениями) и для которых не­ обходим специальный учет дифракционного поля через верхнюю (реже боковые) кромку. Опыт показывает, что постановка этих экранов (будем называть их дифрак­ ционными) без учета эффекта дифракции, только с уче­ том коэффициента затухания материала, приводит неиз­ бежно к значительным ошибкам, вплоть до случаев, ког­ да интенсивность поля за экраном вследствие дифракции на кромке оказывается близкой к интенсивности неза­ щищенного объекта. К этому же эффекту иногда приво­ дит наличие побочных переотражателей, не влияющих, казалось бы, на поле в глубокой тени экрана.

Выше (п. 5.1.5) мы уже упоминали о возможности расчета необходимого подъема антенны или диаграммы для снижения интенсивности поля на местности. Здесь мы дадим краткий расчет по формулам и номограмме, позволяющий в этом случае обойтись без специального построения ВДИ. Будет также кратко рассмотрен вопрос расчета сектора выключения станций со сканирующей диаграммой. Вопросы технической реализации этого спо­ соба полностью зависят от конкретных особенностей станций и потому здесь не рассмотрены.

2 7 8

7.2.1. Дифракционные экраны. При разработке ди­ фракционных экранов приходится учитывать по крайней мере три фактора: уровень дифракционного затухания (через верхнюю кромку), сквозное затухание, обуслов­ ленное -проникновением энергии сквозь материал экрана, и наличие 'боковых дифракционных связей (при ограни­ ченной длине экрана), рассчитываемых по обычным формулам дифракции. Кроме того, необходим учет влия­ ния отдельно расположенных больших радиоотражаю-

Рис. 7.2.1. Защита объекта экраном на местности (вид сверху, общий случай).

щих поверхностей и одиночных излучателей, в некоторых случаях увеличивающих уровень поля в глубокой тени

(рис. 7.2.1).

Сквозное затухание материала может быть определе­ но несколькими путями. При использовании металличе­ ской сетки очень удобно применять номограмму, приве­ денную в работе Мамфорда [84]. Затухания (в децибе­ лах) для некоторых стандартных типов сеток, рассчитан­ ные по этой номограмме, будут приведены в табл. 7.3.1. В табл. 7.2.1 приведены данные затухания некоторых строительных материалов. При расчете затухания оплош­ ных металлических листов (применяемых, правда, очень редко) приходится учитывать не затухание чистого ли­ ста (оно всегда оказывается очень большим), а затуха­ ние листа в конструкции, т. е. с учетом элементов креп­ ления, неплотностей в стыках и т. п. Затухание таких экранов лучше всего определять экспериментально. Как правило, оно оказывается не меньше затухания сетчатых

экранов.

Расчет дифракционного затухания был приведен вы­ ше, в п. 5.2.3, где даны графики для определения поля дифракции на полубесконечном клине с ровной гладкой

2 7 9

Т а б л и ц а 7 . 2 . 1

кромкой. Обычные экранные конструкции не являются полубесконечными, но если учесть, что размеры экрана значительно 'больше длины волны, толщина кромки зна­ чительно меньше длины волны, нижний край экрана углублен в землю на расстояние, обеспечивающее доста­ точно высокое затухание «через землю», длина экрана

2 8 0