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

Al

Рис. 7.3.15. Схема установки, пригодной для измерения сквозно­ го затухания таких изделий, как радиозащитные костюмы и т. п.

ГВЧ— генератор с модуляцией; А1 — малогабаритная антенна — зонд; И — проверяемое изделие; А2— высокоэффективная антенна; Атт— отсчетный аттенюатор СВЧ; Д — детектор; Оси, — осциллограф. Расстояние R до активного на рабочей частоте вибратора антенны А2 определяется соотно­ шением (7.3.7).

гих из них имеется режим автоматической настройки по уровню. Точность отсчета в них достигает долей де­ цибела (тогда как по отсчетным аттенюаторам обычного типа — лишь 1 . . . 2 дБ). Однако они громоздки, требу­ ют применения двух генераторов (сигнала и гетероди­ на), которые из-за обычного ухода частоты приходится регулярно подстраивать.

7.4.НЕКОТОРЫЕ ВОПРОСЫ ОРГАНИЗАЦИИ ЗАЩИТЫ

ОТ ВОЗДЕЙСТВИЯ СВЧ ИЗЛУЧЕНИЙ. СОПУТСТВУЮЩИЕ ФАКТОРЫ

В этом параграфе мы рассмотрим вкратце организа­ ционные методы защиты, достаточные в некоторых слу­ чаях для обеспечения безопасности и без применения инженерно-технических методов, как правило, более сложных и более дорогих. Организационные методы за­ щиты предполагают учет всех вредных факторов, с ко­ торыми приходится сталкиваться человеку на современ­ ных РТС, в частности шумов, рентгеновских излучений и т. д. Каждый из этих факторов здесь рассмотрен лишь вкратце: с ними можно ознакомиться полнее по литературным источникам, на которые делаются ссылки

всоответствующих местах.

Вэтом же параграфе, завершающем наше рассмот­ рение методов и средств защиты, мы вкратце разберем возможность оценки эффективности защитных меропри­ ятий по их технико-экономическим параметрам.

7.4.1. Организационные мероприятия. Организацион­

ные методы защиты в зависимости от конкретных воз­

311

нения. Часто их классифицируют следующим образом. 1. Ограничение работы станций по времени, а иног­ да и по углу места и азимуту, что является, как пока­

зывает опыт, вполне реальным путем защиты для мно­ гих типов излучающих устройств СВЧ. Такое ограниче­ ние может быть выполнено уменьшением времени настроечных, юстировочных и тому подобных работ, про­ водимых при излучении в эфир. Расчет необходимых углов подъема диаграмм и антенн, обеспечивающих ми­ нимальную интенсивность поля в направлении возмож­ ного нахождения людей, уже рассмотрен выше

(в п. 7.2.3).

2.Выбор рационального взаимного расположения радиотехнических средств, защищаемых объектов и естественных средств защиты (см. § 7.1., п. п. 7.2.1 и 7.2.2).

3.Исключение или ограничение облучения персонала станций и лиц-непрофессионалов за счет следующих мер:

—рациональная организация труда; она обеспечи­ вает "минимизацию степени опасности вследствие пере­ распределения времени облучения между одинаковыми бригадами (исполнителями), позволяет довести время

облучения до необходимого нормативного значения, если снизить ППМ инженерно-техническими методами не удается. Общее ограничение времени работы возмож­ но в том случае, когда, например, работы могут прово­ диться в ночные или утренние часы при неработающей станции (если такое нарушение обычного для человека режима работы практикуется регулярно, 'Необходимо введение на производстве системы специального меди­ цинского контроля);

— проведение инструктажа о правилах техники без­ опасности при работе в поле СВЧ; кроме регулярного (обычно один раз в квартал) инструктажа о мерах по обеспечению безопасности, часто применяют средства наглядного предупреждения: вывешивают плакаты и правила с кратким перечнем основных мер предосто­ рожности.

7.4.2. Основные сопутствующие факторы на РТС СВЧ.

На РТС СВЧ, помимо специфических вредных воздей­ ствий, очень часто наблюдаются и так называемые со­

312

путствующие, в значительной степени влияющие на об­ щие санитарно-гигиенические условия труда. На раз-- личных типах РТС СВЧ комбинации сопутствующих факторов чрезвычайно многообразны, так что на орга­ низм человека воздействует, как правило, одновременно два-три и более факторов. Таким образом, речь может идти о комбинированном воздействии. К числу наиболее действенных факторов, снижающих работоспособность и вызывающих изменения в организме человека, относят­ ся акустические шумы, неблагоприятные условия мик­ роклимата, рентгеновское излучение, измененный газо­ вый и ионный состав воздух'а, электростатические поля, запыленность воздушной среды, в ряде случаев кругло­ суточная искусственная освещенность помещений.

Общеизвестно вредное действие акустического шума на организм. При воздействии мощных шумов на чело­ века страдает не только и не столько орган слуха (сни­ жение остроты слуха и в дальнейшем появление глухо­ ты), а главное, нервная система, особенно ее высшие отделы, сердечно-сосудистая, эндокринная и ряд других систем *. В помещениях РТС, в которых непосредствен­ но размещены генераторы СВЧ и находится обслужива­ ющий персонал, источниками акустических шумов мо­ гут явиться специальное технологическое оборудование, а также системы общеобменной и технологической вен­ тиляции. Шумы могут проникать из соседних помеще­ ний, вентиляционных камер, турбовоздуходувок и пр. Уровни акустических шумов в генераторных помеще­ ниях, как правило, составляют от 75 до 95 дБ в основ­ ном низкочастотного (до 300 Гц) и среднечастотного

(300...800 Гц) диапазона.

* По данным американских статистиков, шум в городах возра­ стает приблизительно на 1 дБ в год [160]; австрийские ученые счи­

в крупных городах уже давно запрещена подача сигналов автомо­ бильным транспортом; при проектировании зданий предусматривает­ ся специальная звукозащита стен и потолков и т. д. Во Львове уста­ новлен специальный знак «УТ» («Уважай тишину»), В Хельсинки не только запрещена подача сигналов, но беспощадно карается даже хлопанье дверцами автомобиля. Люди на улицах, покупатели и про­ давцы в магазинах разговаривают вполголоса. В Швейцарии создана Федеральная комиссия по борьбе с шумом из 52 специалистов. Изучаются основные медицинские, акустические и технические аспек­ ты проблемы борьбы с шумом.

3 1 3

При работе в шумной обстановке уже при интенсивности шума 65...75 дБ наблюдаются значительное понижение внимания и ослаб­ ление памяти. При интенсивности шума 80...90 дБ нарушается взаи­ мосвязь коры головного мозга с внутренними органами и на этой основе возникают функциональные изменения в деятельности от­ дельных органов и систем. Отмечено, что биологическое действие шума зависит не только от его интенсивности, но и от спектра. Рядом исследователей выявлено более выраженное действие высо­ кочастотных шумов (800 Гц и выше): звенящие, шипящие, свистя­ щие шумы. Обычные уровни акустического шума (в дБ) приведены ниже.

В табл. 7.4.1 представлены допустимые уровни шума на рабочих местах.

Помещения большинства РТС СВЧ из-за практиче­ ски полного отсутствия в технологических помещениях звукопоглощающих объемов имеют очень большую

ния в помещении за счет многократных переогражений снизится на 60 дБ после внезапного выключения источ­ ника шума. Ввиду того, что в ряде технологических по­ мещений это время составляет несколько секунд, резко ухудшается разборчивость речи, повышается интеграль­ ный уровень шума в помещении. Особенно неприятна повышенная гулкость в операторных, управленческих помещениях.

Проведенные за последние годы исследования по изучению влияния шума на организм позволили разработать более обосно­ ванные гигиенические нормативы. В вышедших в 1969 г. «Санитар­ ных нормах и правилах по ограничению шума» [132], отражающих общее профилактическое направление отечественной медицинской науки, выражена тенденция к дальнейшему неукоснительному сни­ жению допустимых уровней воздействующих шумов, к обязательно­ му учету его спектра и главное — к более детальному учету и огра-

314

ничению времени его воздействия. Желание автоматизировать про­ цесс учета времени при оценке воздействующих на человека шумов привело в последнее время к появлению нового подхода в оценке акустических шумов [122, 123, 149].

Речь идет о так называемом интегральном подходе, который в отношении радиоволн известен как «дозный» (см. — п. 3.2.2). Этот подход устанавливает жесткую количественную связь между уров­ нями воздействующей звуковой энергии, временем их действия и вы­ зываемыми биологическими эффектами. При дальнейшем его раз­ витии это направление, видимо, сможет дать новый материал для разработки практических вопросов нормирования, измерения и за­ щиты. К настоящему времени разработан экспозиметр шума, позво­ ляющий учитывать общую за определенный период времени вели­ чину воздействующей звуковой энергии как индивидуально на каждого работающего, так и в любом месте производственного помещения [95].

Внедрение интегральных экспозиметров в практику позволит упростить и объективизировать оценку биологического действия шу­ мов на производстве и в быту. Пока для измерения уровня шумов

ианализа его спектральной характеристики применяются шумомеры

ичастотные анализаторы. Существующие нормы по шуму установ­ лены с учетом физиологического значения спектра шумов.

Общая оценка шумов ведется по уровням (в децибе­ лах) среднеквадратичного звукового давления в поло­ сах частот со среднегеометрическими значениями гра-

3 1 5

ниц 63, 125, 250, 500, 1000, 2 000, 4 000, 8 000 Гц («октав­ ные» полосы). Для полного измерения уровней звуко­ вого давления в октавных полосах частот необходимо применять анализатор и шумомер, включенный на ли­ нейную частотную характеристику (в шумомерах шка­ ла С). Для ориентировочной оценки допускается изме­ рение общего уровня шума без анализатора, но в таком случае измерения проводятся по шкале А шумомера (табл. 7.4.1). При измерении по шкале А применяется специально скорректированная частотная характеристи­ ка шумомера с учетом особенностей физиологического восприятия шума человеком.

Методы защиты от шума условно можно разделить на коллективные и индивидуальные. К первым относят: устранение причины шума или ослабление его в самом источнике образования (в процессе проектирования,кон­ струирования и эксплуатации оборудования); изоляция источника шума от окружающей среды средствами звукоэкранирования и звукопоглощения; применение раци­ ональной планировки помещений и цехов; уменьшение плотности звуковой энергии отраженных звуковых волн (уменьшение реверберации) путем нанесения на внут­ ренние поверхности звукопоглощающих матов, панелей, плит. Среди индивидуальных средств защиты распро­ странены различного вида антифоны (наушники, шле­ мы, ватные шарики, вкладыши различной формы) [ПО].

На некоторых типах РТС могут встречаться импульс­ ные шумы большой интенсивности. Они вредны для че­ ловека тем, что за тысячные доли секунды, обычно не­ ожиданно, интенсивность звука нарастает до макси­ мальной величины (130... 140 дБ). Это может повлечь за собой кровоизлияние в барабанную перепонку и да­ же травму уха. Предложен оригинальный способ защи­ ты человека от ударных шумов; ухо человека подготав­ ливают к предстоящему испытанию, предварительно подавая короткий звуковой импульс — «щелчок» или плавно нарастающий сигнал, достигающий максимума

Микроклимат помещений (температура, влажность, скорость дви-. жения воздуха, средняя радиационная температура), учитывая мно­ гообразие типов РТС, режимы их работы, расположение во всех климатических зонах, варьируется в больших пределах, поэтому

3 1 6

говорить о каких-либо общих или свойственных большинству стан­ ций параметрах микроклимата не приходится.

Например, температура воздуха в кабинах подвижных средств

диационная температура, т. е. суммарная интенсивность излучения различных ограждающих поверхностей. Так, в теплый период года средняя радиационная температура в кабинах РТС превышает тем­ пературу воздуха на 5 . .. 6 °С и более. Подвижность воздуха состав­ ляет от 0,01 до 1,5... 2 м/с. Микроклимат стационарных РТС СВЧ отличается относительной стабильностью, отсутствием столь больших перепадов температуры, влажности и подвижности воздуха. Небла­ гоприятные микроклиматические факторы обусловливают многие заболевания обслуживающего персонала, особенно простудного ха­ рактера, и нормализация микроклимата имеет большое значение.

Некоторые специфические технологические процессы в генера­ торных помещениях РТС (например, искровые разряды на моду­ ляторных трубках и т. п.), широкое использование в качестве по­ крытия синтетических полимерных материалов с высокими диэлек­ трическими свойствами — приводят к изменению ионного состава воздуха помещений и к увеличению числа наблюдаемых случаев электризации. Накопление электрических зарядов нередко сопровож­ дается искровыми разрядами. Биологическое влияние электризации и статических электрических полей становится сейчас предметом биофизических и гигиенических исследований, при этом обычно рас­ сматривается комплекс воздействий: влияние электростатического поля, электризации и разрядного тока. В помещениях РТС изме­ няется ионный состав воздуха, увеличивается как общее число заряженных частиц, так и количество вреднодействующих положи­ тельных ионов, уменьшается число отрицательных легких ионов, обладающих, как известно, благотворным действием на организм [159]. Нередки случаи внезапных искровых разрядов при соприкос­ новении людей с металлическими покрытиями шкафов, что обычно сопровождается отрицательными эмоциями.

Газовый состав в помещениях, генераторных и аппаратных за­ лах РТС нередко отличается от атмосферного, однако эти измене­ ния, как правило, незначительны и не выходят за пределы сани­ тарно-гигиенических норм. Иногда, например, отмечается в ряде случаев некоторое повышение содержания С 02, что может явиться результатом жизнедеятельности обслуживающего персонала при не­ достаточном объеме и слабой вентиляции помещений. К другим сопутствующим вредным факторам современных РТС СВЧ, можно отнести вибрации, возникающие при работе некоторых машин и механизмов (например, при вращении антенн и т. п.). Биологическое действие вибрации в значительной мере зависит от ее амплитуды, продолжительности воздействия и, главное, от частоты. Влияние

На некоторых типах современных РТС СВЧ обслуживающий персонал вынужден все свое рабочее время находиться в условиях искусственного освещения лампами дневного света или лампами на­ каливания. Отсутствие в их спектре биологически активной ультра­

3 1 7

фиолетовой части при длительном, многомесячном действии может привести организм человека к ультрафиолетовой недостаточности, снижению бактерицидных свойств кожи, понижению естественного иммунитета, в особенности в зданиях без окон [11, 26].

Известное общее дезадаптирующее действие СВЧ излучения в сочетании с другими сопутствующими фак­ торами нуждается в дальнейших экспериментальных и клинико-физиологических исследованиях, особенно если речь идет об одном из самых мощных из сопутствующих факторов — рентгеновском излучении.

7.4.3.Защита от рентгеновских излучений СВЧ устройств. Рент­

излучение), в результате которого появляется поле излучения, т. е.

действие происходит не только с электронами, обладающими пер­ воначальной кинетической энергией, но и с электронами, потеряв­ шими часть энергии на ионизацию и возбуждение. Распределение энергии излучения по длинам волн в непрерывном спектре при по­

3 1 8

Интенсивность рентгеновского излучения пропорциональна по­ рядковому номеру (г) элемента материала антикатода, току элек­ тронного пучка, бомбардирующего антикатод, и квадрату уско­ ряющего напряжения. Высоковольтные электровакуумные приборы (кенотроны, тиратроны, магнетроны, клистроны, разрядники), ис­ пользуемые в радиотехнических средствах, представляют со'бой свое­ го рода рентгеновские трубки, т. е. они являются источниками рентгеновского излучения. В табл. 7.4.2 приведена радиационная характеристика некоторых высоковольтных электровакуумных при­ боров, используемых в ВЧ и СВЧ установках.

В рентгенометрии облучение оценивается по мощности дозы (поглощенной или экспозиционной). Под интенсивностью излучения понимают энергию, переносимую излучением в единицу времени че­ рез единицу площади нормально расположенной поверхности. Под поглощенной дозой понимается рассчитанная на единицу массы облученного вещества поглощенная энергия излучения.

Под экспозиционной дозой понимается энергия квантового из­ лучения, преобразованная в кинетическую энергию заряженных ча­ стиц в единице массы образцового вещества (воздуха). Экспозици­ онная (поглощенная) доза, отнесенная к единице времени, называет­

персонала, обслуживающего радиотехнические устройства, содер­ жащие источники возможного паразитного рентгеновского излучения, за допустимый уровень облучения приняты: 0,28 мР/ч — при 6-ча­ совом рабочем дне и 0,2 мР/ч — при 8-часовом.

Определенную степень защиты от рентгеновского излучения обеспечивает корпус (колба) самого электровакуумного прибора и стенки корпуса шкафа. Но во многих случаях величина этого ослаб­ ления оказывается явно недостаточной и приходится применять специальные дополнительные экраны. Действие экранов заклю­ чается в том, что при прохождении излучения через слой вещества

319

происходит ослабление интенсивности (мощности дозы). Для моно­ хроматического параллельного пучка излучения зависимость вели­ чины ослабления от толщины экрана носит экспоненциальный ха­ рактер:

где п — ослабление излучения материалом (дБ/мм), ЯД0ІІ— допу­

стимая мощность дозы (для большинства случаев берется равной

0,2 мР/ч).

3 2 0