МИНОБРНАУКИ РОССИИ

Санкт-Петербургский государственный

электротехнический университет

«ЛЭТИ» им. В.И. Ульянова (Ленина)

Кафедра БЖД

отчет

по лабораторной работе №5

по дисциплине «Безопасность жизнедеятельности»

Тема: Исследование защиты человека от воздействия СВЧ-излучения

		Сомов В.А.
		Постникова Е.И.
Студенты гр. 9587		Медведев Г.Н.
Преподаватель		Смирнова Н.В.

Санкт-Петербург

2023

Цель работы

Ознакомиться с санитарно-гигиеническим нормированием излучения радиочастот и изучить методы защиты персонала от облучения при работе с маломощным СВЧ-генератором.

Основные теоретические положения

Радиочастотные электромагнитные поля (ЭМП) используются для получения и передачи информации, а также для технологических целей. На человека могут воздействовать высокочастотные ЭМП, создаваемые генераторами, линиями передачи и технологическими устройствами. Облучения персонала возможно, как прямым излучением, так и отражённым.

Электромагнитные поля могу вызывать механическое воздействие; тепловое и нетепловое воздействия. Взаимодействия с телом человека, переменно ЭМП вызывает в нём поляризацию, появление вихревых токов и зарядов. Результатом воздействия могу быть заболевания нервной и сердечно-сосудистой систем, электромагнитная катаракта, выпадение волос и другие нежелательные последствия.

Для ограничения вредного воздействия ЭМП радиочастот установлены предельно допустимые уровни по значениям напряжённости электрического , и магнитного полей , для частот 10кГц…300МГц (длины волн от 30км до 1 м) и по плотности потока энергии (ППЭ) или плотности потока мощности (ППМ) для частот 300МГц…300ГГц (длины волн от 1 м до 1 мм).

Для радиочастотного диапазона введён такой нормативный параметр, как энергетическая нагрузка (ЭН), или энергетическая экспозиция (ЭЭ), который характеризует дозу поглощённой человеком электромагнитной энергии.

Энергетические экспозиции, создаваемые электрическим, магнитным и электромагнитным – равны, соответственно, ; ; . Предельно допустимые значения , или ППЭ на рабочих местах персонала определяются исходя из допустимой энергетической экспозиции и времени воздействия:

где , , – допустимые значения энергетической экспозиции в течение рабочего дня; – время воздействия.

Нормативное значение за рабочий день равно 2 для всех случаев облучения, исключая облучения от вращающихся и сканирующих антенн с частотой вращения или сканирования не более 1 Гц и скважностью не менее 50, которое составляет 20 . Максимальное значение даже кратковременно не должно превышать 10 .

Защита человека от сверхвысокочастотного (СВЧ) облучения осуществляется за счёт ограничения расстояния до источника или времени нахождения в зоне облучения, экранирования рабочего места или источника излечения, а также использования средств индивидуальной защиты.

Обработка результатов

1. Исследование зависимости уровня облучения от расстояния до источника

Чтобы определить экспериментальной плотность потока энергии, необходимо знать мощности излучения и эффективную площадь приёмной антенны :

где длина волны λ = 3 см и коэффициент усиления антенны G_пр = 55.

Теоретическая плотность потока энергии на расстоянии l от антенны в направлении максимума вычисляется по формуле:

где коэффициент искажения F = 1, выходная мощность генератора P_Г = 4мВт и коэффициент усиления передающей антенны по мощности G_п = G_пр = 55.

Таблица 1

l, см	5	6	7	8	9	10	11	12
P, мВт	0,6	0,32	0,38	0,38	0,39	0,3	0,33	0,26
	1	0,8	0,9	0,55	0,94	1	0,5	0,45
	1	0,8	0,9	0,6	0,98	0,45	0,84	0,37
	1	0,86	1	0,7	1	0,55	0,98	0,4
	1	0,85	0,9	0,55	0,95	0,4	0,8	0,35
	1	0,9	1	0,8	1	0,55	0,98	0,45
Pср, мВт	0,9333	0,7550	0,8467	0,5967	0,8767	0,5417	0,7383	0,3800
ППЭэ, Вт/м2	0,2369	0,1917	0,2149	0,1515	0,2226	0,1375	0,1874	0,0965

l, см	13	14	15	16	17	18	19	20
P, мВт	0,3	0,21	0,22	0,16	0,18	0,15	0,17	0,12
	0,89	0,4	0,86	0,35	0,6	0,32	0,4	0,28
	0,7	0,31	0,45	0,26	0,35	0,22	0,34	0,18
	0,7	0,34	0,65	0,31	0,39	0,25	0,34	0,22
	0,65	0,3	0,5	0,25	0,35	0,2	0,4	0,16
	0,75	0,35	0,7	0,35	0,4	0,25	0,35	0,22
Pср, мВт	0,6650	0,3183	0,5633	0,2800	0,3783	0,2317	0,3333	0,1967
ППЭэ, Вт/м2	0,1688	0,0808	0,1430	0,0711	0,0960	0,0588	0,0846	0,0499

l, см	21	22	23	24	25	26	27	28	29
P, мВт	0,12	0,13	0,09	0,1	0,09	0,09	0,08	0,07	0,08
	0,35	0,23	0,32	0,18	0,16	0,21	0,14	0,18	0,13
	0,25	0,16	0,18	0,13	0,17	0,1	0,14	0,09	0,11
	0,3	0,19	0,22	0,2	0,16	0,19	0,14	0,14	0,12
	0,25	0,15	0,2	0,14	0,18	0,12	0,15	0,09	0,1
	0,34	0,2	0,21	0,25	0,15	0,2	0,5	0,15	0,1
Pср, мВт	0,2683	0,1767	0,2033	0,1667	0,1517	0,1517	0,1917	0,1200	0,1067
ППЭэ, Вт/м2	0,0681	0,0448	0,0516	0,0423	0,0385	0,0385	0,0487	0,0305	0,0271

l, см	30	35	40	45	50	55	60	65
P, мВт	0,07	0,08	0,06	0,04	0,04	0,02	0,02	0,015
	0,1	0,09	0,065	0,06	0,05	0,05	0,04	0,04
	0,09	0,085	0,06	0,05	0,05	0,04	0,04	0,03
	0,1	0,09	0,07	0,065	0,05	0,045	0,04	0,04
	0,09	0,08	0,065	0,05	0,05	0,04	0,035	0,03
	0,1	0,09	0,065	0,06	0,055	0,045	0,04	0,04
Pср, мВт	0,0917	0,0858	0,0642	0,0542	0,0492	0,0400	0,0358	0,0325
ППЭэ, Вт/м2	0,0233	0,0218	0,0163	0,0138	0,0125	0,0102	0,0091	0,0083
ППЭт, Вт/м2	0,1945	0,1429	0,1094	0,0865	0,0700	0,0579	0,0486	0,0414

l, см	70	75	80	85	90
P, мВт	0,01	0,01	0,01	0,01	0,01
	0,035	0,03	0,03	0,02	0,01
	0,03	0,025	0,025	0,02	0,02
	0,035	0,03	0,025	0,02	0,02
	0,03	0,024	0,025	0,02	0,02
	0,035	0,03	0,02	0,02	0,02
Pср, мВт	0,0292	0,0248	0,0225	0,0183	0,0167
ППЭэ, Вт/м2	0,0074	0,0063	0,0057	0,0047	0,0042
ППЭт, Вт/м2	0,0357	0,0311	0,0274	0,0242	0,0216

Рисунок 1 – График зависимости мощности от расстояния

Рисунок 2 – График зависимости ППЭэ от расстояния

Рисунок 3 – График зависимости ППЭт от расстояния

Из таблицы и графиков видно, что полученные значения ППЭэ и ППЭт не превышают предельного допустимого значения ППЭпд = 10 Вт/м².

Чтобы определить безопасное расстояние до антенны, необходимо выразить l из формулы ППЭт: