Лекции БЖД-Модуль 3

6) экранирование источников.

Для защиты от рентгеновского и γ-излучения используются металлические экраны, выполненные из материалов с большим атомным весом (свинец, вольфрам, железо). Могут использоваться также бетон, кирпич, чугун.

Для защиты от β-излучения наоборот – используются материалы с малой атомной массой (для минимизации тормозного излучения), а именно, алюминий, плексиглас. Толщина экрана подбирается по номограммам в зависимости от кратности ослабления К

Pдоп

где Ро – замеренная на рабочем месте мощность дозы, Рдоп – соответствует предельно допустимой дозе.

Рисунок 7

Для защиты от нейтронного излучения используются материалы, содержащие в своем составе водород (вода, парафин, полиэтилен и т. п.).

Зонирование подразумевает деление территории на 3 зоны:

I зона – укрытия (боксы, камеры, коммуникации, являющиеся источниками радиоактивного загрязнения);

II зона – объекты и помещения, в которых люди могут находиться периодически (помещения для временного хранения отходов и т. п.);

IIIзона – помещения для постоянного пребывания людей.

7.Дозиметрический контроль

Одним из существенных факторов системы радиационной безопасности является дозиметрический контроль. Обнаружение и измерение ИИ основывается на их способности ионизировать вещество среды, в которых они распространяются. Таким образом, принцип действия приборов, используемых для регистрации излучений, заключается в измерении

излучений. Дозиметрические приборы можно разделить на следующие три группы:

приборы для радиационной разведки местности; приборы для контроля облучения;

приборы для контроля степени заражения поверхностей, веществ, продуктов питания и т.п. (измеряется активность в Ки или Бк).

Рентгенометр-радиометр ДП-5В для обнаружения и измерения уровней гамма- и бетаизлучения на местности, степени заражения радиоактивными веществами кожных покровов людей, одежды, техники, продовольствия, воды и т.д. Диапазон измерения прибора по гамма-излучению от 0,05 мР/ч до 200 Р/ч.

Индивидуальные дозиметры ДП-22В и ДКП-50А для измерения индивидуальных доз гамма - облучения личного состава ГО и РСЧС, действующего на местности, зараженной радионуклидами. Эти дозиметры измеряют экспозиционную дозу облучения в рентгенах.

Комплект индивидуальных измерителей доз ИД-1, ИД11 для измерения поглощенных доз гамма-нейтронного излучения.

К более современным дозиметрическим приборам относятся такие приборы как:

РКСБ-104 - комбинированный прибор, позволяющий измерять мощность эквивалентной дозы, плотность потока гамма-излучения, а также удельную активность;

ДРГБ-01 «ЭКО-1», измеряющий мощность эквивалентной дозы в диапазоне 0,15...5,0 мкЗв/ч и удельную активность в диапазоне 0,5...10,0 кБк/кг;

ИМД-1Р - прибор, измеряющий мощность экспозиционной дозы в диапазоне 10 мкР/ч....995 мР/ч.

В настоящее время в нашей стране выпускается целый ряд бытовых приборов, позволяющих оценивать мощность экспозиционной или эквивалентной доз радиации («Белла», «Сосна», «УНИРЭТ» и др.).

Контрольные вопросы

1.Что такое ионизирующее излучение?

2.Какие физические явления сопровождаются ионизирующим излучением

(ИИ)?

3.Назовите виды ИИ.

4.Какие ИИ относятся к корпускулярным? К электромагнитным?

5.Как соотносятся проникающая и ионизирующая способность излучения?

6.В каких диапазонах (ЭВ) оцениваются энергии рентгеновского и гаммаизлучения?

7.Что понимается под активностью радиоактивного вещества? В каких единицах она измеряется?

8.Что такое экспозиционная доза? В каких единицах она измеряется?

9.Что такое поглощенная доза? В каких единицах она измеряется?

10.Что такое эквивалентная доза? В каких единицах она измеряется?

11.Что такое эффективная эквивалентная доза? В каких единицах она измеряется?

12.Какую роль играет величина коллективной эффективной эквивалентной дозы?

13.Человек подвергся облучению на верхнюю часть тела от источника γ- излучения, создающего экспозиционную дозу 40 Р. В каком диапазоне можно оценить полученную им эквивалентную дозу?

14.Что такое гамма-эквивалент источника ИИ?

15.Каков основной механизм воздействия ИИ на живой организм?

16.Какие расстройства жизнедеятельности происходят в организме под действием ИИ?

17.Что такое внешнее облучение? Внутреннее облучение:

18.В каких случаях возникает внутреннее облучение?

19.Какие эффекты воздействия ИИ на организм относят к пороговым? Как влияет величина эквивалентной дозы на пороговый эффект?

20.Какие эффекты воздействия ИИ на организм относят к стохастическим? Как влияет величина эквивалентной дозы на стохастический эффект?

21.Назовите природные источники ионизирующих излучений?

22.Назовите искусственные источники ИИ.

23.Какие нормативные документы определяют предельно допустимые уровни облучения от источников ИИ?

24.На каких основных принципах основано обеспечение радиационной безопасности? Поясните их.

25.Чем определяется индивидуальный риск возникновения стохастических эффектов?

26.Чем определяется коллективный риск возникновения стохастических эффектов?

27.Для каких категорий лиц осуществляется нормирование облучения?

28.Какой дозовый предел установлен для населения?

29.На какие виды подразделяются работы с радиоактивными изотопами (радионуклидами)?

30.Какие классы опасности установлены для радионуклидов?

31.На какие классы опасности подразделяются работы с радионуклидами?

32.Как нормируется ионизирующее излучение при работе с осциллографами? С устройствами видеоконтроля?

33.Какие общие принципы обеспечения безопасности труда реализуются при защите от ИИ?

34.Необходимо провести работы в открытом космосе при наличии техногенного источника ИИ. Какие из рассмотренных методов (принципов) защиты будут неэффективны? Почему?

35.Какой метод защиты от ИИ является наиболее эффективным?

36.Какие материалы используются для экранирования рентгеновского и γ- излучения?

37.Какие материалы используются для экранирования β-излучения?

38.Какие материалы используются для экранирования нейтронного излучения?

39.По каким параметрам подбирается экран для защиты от ИИ?

40.Какие существуют индивидуальные средства защиты от ИИ?

41.Как осуществляется радиационный контроль на предприятии?

42.Назовите основные задачи радиационного контроля.

43.Какие вы знаете методы измерения ИИ? На каких физических эффектах они основаны?

44.Назовите три основные группы приборов радиационного контроля.

4.ЭЛЕКТРОБЕЗОПАСНОСТЬ

1.Действие тока на организм

2.Пороговые значения токов

3.Электрическое сопротивление тела человека

4.Анализ опасности прикосновения к токоведущим частям

4.1.Нормальный режим работы

4.2.Аварийный режиме

4.2.1.Напряжение прикосновения

4.2.2.Напряжение шага

5.Классы опасностей помещений

6.Требования к обслуживающему персоналу

7.Организационные и организационно-технические мероприятия по обеспечению электробезопасности

8.Технические средства защиты в электроустановках

Электробезопасность - система организационных и технических мероприятий и средств, обеспечивающих защиту людей от вредного и опасного действия электрического тока, электрической дуги, электромеханического тока и статического электричества

1. Воздействие электрического тока на организм

Проходя через тело человека электрический ток оказывает на него сложное воздействие, вызывая:

а) термическое действие б) электролитическое в) механическое г) биологическое

Любое из перечисленных воздействий тока может привести к электрической травме, т.е. к повреждению организма, вызванного воздействием электрического тока или электрической дуги (ГОСТ 12.1.009-76).

Различают (условно):

•А. Местные электротравмы:

•электрический ожог, перегрев внутренних органов;

•электрические знаки;

•металлизация кожи частицами расплавившегося под действием электрической дуги металла;

•механические повреждения, вызванные непроизвольными сокращениями мышц под действием тока (редко).

Б. Общие электротравмы (электрический удар) - из-за нарушения нормальной деятельности отдельных жизненно важных органов (например, при фибрилляции сердца) поражается весь организм. Иногда отс. вида сочетаются, но возможное смертельное поражение без видимых местных травм.

Электрический удар - это процесс возбуждения живых тканей организма электрическим током, сопровождающийся судорожным сокращением мышц.

Интенсивность и характер этого процесса зависит от следующих факторов:

1) характера тока (постоянный, переменный, выпрямленный); 2) его силы; 3) длительности;

4) пути прохождения и др.;

5) состояния первичной системы;

6) определенной среды (неблагоприятные факторы - повышенная температура, пониженное давление).

в) изменения состояния организма (расслабление, алкоголь, утомление, заболевание щитовидной железы).

2. Пороговые значения токов

При воздействии тока выделяются 3 основные реакции:

1)ощущение;

2)судорожное сокращение мышц;

3)фибрилляция сердца.

Соответственно, токи, вызывающие эти реакции, называются:

1)ощутимыми;

2)неотпускающими;

3)фибрилляционными.

Минимальные их значения называются пороговыми.

При воздействии переменного тока частотой f = 50 гц наблюдаются следующие воздействия тока:

До 1 мА - не ощущается (пороговое значение 0,6 - 1,5 мА, для постоянного тока 5 - 7 мА).

1 - 6 мА - ощущения безболезненны, контроль мышц не утрачен.

6 - 20 мА - болезненные ощущения, управление мышцами затруднено.

Действие тока 20-30 мА – ощущения весьма болезненны, самостоятельное освоождение от контакта невозможно.

30-50 мА - сильные судорожные сокращения мышц, в том числе грудной клетки, дыхание затруднено, возможна остановка сердца.

50-100 мА - паралич дыхания; возможна фибрилляция, смерть. 100-500 мА - фибрилляция, самовосстановление невозможно. 500-1000 мА - ожоги в месте контакта; фибрилляция.

1000 мА - сильные ожоги, возможна фибрилляция.

Далее, до 3000 - 5000 мА фибрилляция может и не возникать. Неотпускающее значение (6-20 мА) тока приводит к тому, что человек

не в состоянии освободиться и возникает опасность длительного протекания тока, а это ведет к затруднению и нарушению дыхания.

При 100 - 1000 мА может возникнуть фибрилляция сердца, т.е. беспорядочные сокращения волокон сердечной мышцы, сердце при этом не может прокачивать по сосудам кровь. Как правило, фибрилляция длится несколько минут, после чего наступает полная остановка сердца.

Процесс фибрилляции сердца необратим, т.е. самовосстановление нормального биения невозможно. Сила тока, вызывающая фибрилляцию, является смертельной. Пороговые значения фибрилляционных токов индивидуальных: они зависят от массы тела, состояния организма, а также от длительности протекания тока и его пути.

Электрический ток является сложнейшим раздражителем тканей и органов. Это раздражение бывает первичным (непосредственным) и вторичным (опосредствованным через нервную систему). Ток возбуждает прежде всего нервные окончания - внешние рецепторы. Он сужает их, нарушая нормальную систему кровоснабжения и вызывая сокращение мускулатуры, которое может привести к остановке дыхания либо непосредственно, либо в результате спазмов сосудов головного мозга.

Для исхода электротравмы большое значение имеет путь тока. Особенно тяжелое поражение, если на пути тока оказываются сердце, грудная клетка, головной и спинной мозг. Это, в частности, происходит при двухфазном (двухполюсном) прикосновении к токоведущим частям.

Чаще всего на практике ток, протекающий через человека, попавшего под напряжение, течет по направлению «рука-ноги» и «рука-рука», «нога-нога». Степень поражения при этом зависит от того, какие органы окажутся на пути. Например, при протекании тока «нога-нога» через сердце проходит 0,4% всего тока, а по пути «рука-рука» - 3,3%. Воздействие тока многократно усиливается, если он проходит через так называемые акупунктурные зоны.

Поскольку выделено 3 реакции на действие тока, существует и 3 критерия электробезопасности и соответствующие им уровни допустимых токов (ГОСТ 12.1.038-82):

I. Неощутимый ток, который не вызывает нарушений в организме и допускается для длительного (≤ 10 мин) протекания через тело человека при обслуживании электрооборудования; для тока с f = 50 гцэто ток менее 0,3 мА, (для постоянного - 1 мА).

II. Отпускающий ток; действие такого тока допустимо, если tпротек.≤ 30 c. Для переменного тока это - 6 мА (постоянного - 15 мА)

Фибрилляционный ток, не превосходящий пороговый и действующий t ≤ 1с. Он нормируется в зависимости от времени действия от 50 до 650 мА для переменного тока и от 200 до 650 мА - для постоянного.

Исследование по определению влияния рода тока на опасность поражения человека показали, что f = 50 гц - самая неблагоприятная частота! (Заметное увеличение пороговых значений ощутимого и неотпускающего тока наблюдения при f < 30 гц и f > 100 гц) J при f = 400 в 3,5 выше.

Поэтому одна из мер повышения электрической безопасности - увеличение частоты тока f (но только для схем с заземленной нейтралью!)

Параметры окружающей среды тоже в большой мере влияют на электробезопасность. Это, прежде всего, влажность, температура, наличие токопроводящей пыли, материал пола и т.п.). Во влажных помещениях или наружных электроустановках складываются неблагоприятные условия, например, увеличивается площадь контакта человека с токоведущими частями. Если в помещении заземлен пол и есть заземленные металлические конструкции, человек все время как бы связан с одним полюсом (землей) ЭУ. В этом случае любое прикосновение человека к токоведущим частям сразу приводит к его двухполюсному включению в электрическую цепь.

3. Электрическое сопротивление тела человека

Основной фактор, определяющий сопротивление тела человека Rh это кожа, ее роговой слой (нет кровеносных сосудов, большое удельное

сопротивление ρ 10 6смΩ ). Этот плохо проводящий ток наружный слой кожи,

прилегающий к электроду при контакте и внутренняя ткань под этим слоем можно представить как 2 обкладки конденсатора с емкостью См сопротивлением изоляции ιн . С ростом площади контакта ιн уменьшается, а С увеличивается. Таким образом полное сопротивление кожи ιк уменьшается.

Между током, протекающим через тело человека и вызвавшим его напряжением существует нелинейная зависимость, обусловленная нелинейностью Rh = f(U).

Уже при U 40 ÷ 45В в наружном слое кожи возникают значительные напряженности электрического поля, при которых происходит пробой наружного слоя, что снижает полное сопротивление человека

В практических расчетах по электробезопасности с учетом наиболее неблагоприятных условий принимают Rh = 1000 Ом.

Допустимое напряжение прикосновения:

= [U] = [Iдоп] Rh

[U] и [I] устанавливаются ГОСТ 12.1.038-82 для токов с f=50 и f=400 гц.

4. Анализ опасности прикосновения к токоведущим частям ЭУ

Основные причины поражения электрическим током можно свести к следующим:

1) случайное прикосновение или приближение на опасное расстояние к токоведущим частям (с поврежденной изоляцией или емкостью), находящихся под напряжением;

2)появление напряжения на отключенных токоведущих частях, на которых работают люди, вследствие ошибочного включения установки;

3)появление напряжения на металлических конструктивных частях электрооборудования (корпусах, кожухах и т.п. в результате повреждения изоляции или других причин);

4)появление шагового напряжения в результате замыкания провода на землю.

Виды электрических сетей. Правилами устройства электроустановок (ПУЭ) разрешается эксплуатировать два вида трехфазных электрических сетей:

а) трехпроводные с изолированной нейтралью; б) четырехпроводные с глухозаземленной нейтралью.

Трехпроводные сети с заземленной нейтралью и четырехпроводные с изолированной запрещены, как не обеспечивающие безопасности в аварийных режимах: первые - при замыкании фазы на корпус оборудования, у вторых нулевой провод при замыкании фазы на землю оказывается под напряжением фазы.

Для электропитания основных производств, жилых и олбщественных зданиях используется, в основном, четырехпроводная схема с заземленной нейтралью (рис.1). Сети с глухозаземленной нейтралью имеют технологическое преимущество, так как они универсальны, и к ним могут подключаться как однофазные, так и трехфазные нагрузки. Кроме того, они менее опасны в аварийном режиме замыкания фазы на землю.

Схемы прикосновения человека к сети. Возможны два варианта прикосновения человека к сети: между двумя фазами - двухфазное и междуфазой и нулевой точкой - однофазное (рис.2). По сути речь идет о включении человека в электрическую цепь, так как само по себе прикосновение становится опасным, если человек становится как бы элементом электрической цепи, обладающим определенным сопротивлением и пропускающим через себя ток определенной величины.

Двухфазное включение, как правило, более опасно, поскольку к человеку непосредственно прикладывается наибольшее напряжение сети - линейное, а ток зависит только от сопротивления организма и имеет наибольше значение

Рис..2 - Схемы прикосновения человека к сети: а - однофазное, б - двухфазное

Однофазное включение является менее опасным, чем двухфазное, поскольку ток через человека ограничивается сопротивлением обуви и пола, а также сопротивлением изоляции фазных проводов, однако вероятность однофазных прикосновений на порядок выше. Поэтому однофазное включение является основной схемой, вызывающей поражение людей током в сетях любого напряжения. На рис. 2 представлена схема сравнительной опасности поражения человека электрическим током при различных схемах его включения в цепь.

При двухфазном прикосновении человек оказывается под линейным

(межфазным) напряжением Uлин.=Uф√3. При UФ=220В Uлин = 380В. Это самый опасный случай. Иначе обстоит дело при однофазном прикосновении к сети. Рассмотрим случай однофазного прикосновения при различных режимах работы электроустановок.