1. Балл

Задание 2

2. Какая плотность мощности микроволнового излучения считается допустимой в быту и на производстве по стандартам РФ? По международным стандартам?

2.1. Оцените, как повысится температура Вашего тела в быту и на производстве при уровне плотности мощности, равным (50 + Nstudent)% от максимально допустимого. Какую роль играют потери тепла в этом процессе?

2.2. Оцените, сколько квантов микроволнового излучения потребуется для такого нагрева.

Решение

2. Нормативные плотности мощности микроволнового излучения в России установлены СанПиН 2.2.4/2.1.8.055-96 (Табл. 1) [8].

Таблица 1. Предельно допустимые уровни ЭМИ РЧ для населения, лиц, не достигших 18 лет, и женщин в состоянии беременности.

Назначение помещений или территории	Предельно допустимые уровни ЭМИ РЧ, мкВт/см2
Территория жилой застройки и мест массового отдыха; помещения жилых, общественных и производственных зданий (внешнее ЭМИ РЧ, включая вторичное излуче­ние);рабочие места лиц, не достигших 18 лет, и женщин в состоянии беременности	10,0 100,0*

* для случаев облучения от антенн, работающих в режиме кругового обзора или сканирования.

Таким образом, для населения (в быту) предельное допустимое значение (ПДУ) – 10 мкВт/см².

Для персонала на производстве ПДУ зависят от продолжительности воздействия (ПВ) (Табл. 2) [9].

Таблица 2. ПДУ мощности микроволнового излучения в зависимости от ПВ

Иностранные стандарты менее строгие, чем российские.

Национальный Институт Стандартов (ANSI) предлагает считать безопасным излучение с 10 мВт/см². Стандартная плотность мощности для микроволновых печей – 1 мВт/см² на расстоянии 5 см от печи.

Международная комиссия по защите от неионизирующего излучения считает допустимой на производстве плотность мощности в 50 мВт/см² [10].

2.1. Оценим, как повысится температура тела в быту и на производстве в случае 50 + 19 = 69% плотности мощности излучения по ПДУ.

Рассчитаем мою площадь поверхности тела по формуле Мостеллера:

ПДУ в быту:

Фактическая мощность: .

Мощность: .

Пусть облучение шло сутки:

Увеличение температуры тела с учетом усредненной теплоемкости человека :

Как бы я нагрелся на производстве за смену – 8 ч?

ПДУ:

Превышение: .

Мощность: .

Пусть облучение шло сутки:

Увеличение температуры тела:

Таким образом, нагрев практически одинаков, но на производстве немного меньше.

Какую роль играют потери тепла в этом процессе?

Тело человека – проводник. Нагрев тканей вызывают высокочастотные токи, протекающие в теле под воздействием микроволнового излучения. Считается, что достаточно ощутимые последствия имеет повышение температуры тела на 0,8 °C. Из-за неоднородности тела на кровеносные органы воздействие будет минимальным, но может возникнуть осложнение в глазах – возникнуть кратковременная катаракта [11].

Теплоотвод существенно не изменит картину нагрева тела микроволновым излучением, поскольку излучение проникает внутрь жизненно важных органов, откуда тепло не может быстро выйти наружу.

2.2. Оценим количество квантов микроволнового излучения для такого нагрева.

Энергия кванта в Дж (для удобства):

Число квантов для бытового и производственного нагрева:

Think big to heat up small.