Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Безопасность жизнедеятельности. Конспект лекций
.pdf
62
3.2. ЗАЩИТА ОТ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ ПОЛЕЙ (ЭМП)
3.2.1. Источники ЭМП и их характеристики
Источники электромагнитных полей. В зависимости от частоты ЭМП
подразделяются:
промышленной частоты 3…300 Гц;
радиочастоты 60 кГц…300 МГц.
Источники ЭМП промышленной частоты:
высоковольтные линии электропередач (ЛЭП);
распределительные устройства;
устройства защиты и автоматики.
Источники ЭМП радиочастот:
трансформаторы;
конденсаторы;
нагревательные устройства токов высокой частоты (ТВЧ);
электроннолучевые трубки.
Характеристики ЭМП. Напряженность магнитного поля (МП) обозначается Н, А/м.
Напряженность электрического поля (ЭП) обозначается Е, В/м.
Совокупность МП и ЭП образует ЭМП, распространяющееся в пространстве.
В зависимости от длины волны λ рассматриваются три зоны распространения ЭМП:
ближняя зона (зона индукции) λ/6;
промежуточная (зона интерференции) – λ/6-6λ;
волновая зона – 6λ.
В ближней зоне нет устойчивой бегущей волны, поэтому она и характеризуется отдельными составляющими Ε и Н.
В зоне интерференции преобладает магнитная составляющая, волна
сформирована, характеризуется Ε и Η.
63
Волновая зона характеризуется плотностью потока энергии q, оценивается по Ε и Н.
Рабочие места сверхвысоких частот (СВЧ) установок находятся в волновой зоне.
Рабочие места низких частот (НЧ) установок — в зоне индукции.
Рабочие места ультравысоких частот (УВЧ), высоких частот (ВЧ) в зоне
интерференции.
3.2.2. Воздействия ЭМП на организм человека
Характер воздействия. Для низких частот ЭМП характерно воздействие
на нервную и сердечно сосудистые системы при высоких значениях напряженности ЭП.
Для высоких частот – тепловое и аритмичное воздействие, наблюдаются
боли в области сердца (на ранних стадиях воздействие обратимо).
Основные факторы, влияющие на степень воздействия ЭМП:
диапазон частот v,Гц;
интенсивность воздействия Ε, Η, q;
продолжительность воздействия τ, ч;
энергетическая нагрузка (ЭН) или экспозиция:
ЭНЕ=Е
ЭНН=Н
2
2
τ;
τ;
ЭHq = q τ,
характер и режим облучения (непрерывный или модулированный
сигнал, длительное облучение или кратковременное);
особенности организма.
3.2.3. Меры защиты от ЭМП
Нормирование параметров и организационные меры защиты. При нормировании параметров ЭМП учитываются следующие диапазоны частот:
промышленной частоты v= 3…300 Гц (ГОСТ 12.1.006 нормирует
время фактического пребывания τ= φ(Ε));
64
радиочастот ν= 60 кГц…300 МГц (ВЧ и УВЧ диапазон) ГОСТ
Е
д
ЭН
E
Н
д
ЭН
Н
q
до п
ЭН
q
12.1.006 нормирует допустимые напряженности электрической и
магнитной составляющих:
,
радиочастот СВЧ излучения ν= 300 МГц…300 ГГц нормируется
допустимая плотность потока энергии
Организационные меры защиты предусматривают:
обучение и стажировку для работы с источниками ЭМП;
график ремонта оборудования;
недопущение к работе с источниками ЭМП лиц моложе 18 лет.
Технические меры защиты включают:
дистанционное управление;
ограждение;
блокировку;
;
экранирование.
Выбор того или иного способа защиты зависит от диапазона частот, интенсивности воздействия, режима работы.
Чаще всего используют экранирование. Экраны делятся на поглощающие
и отражающие. Поглощающие экраны обладают большой электрической проводимостью и выполняются из меди и алюминия. Отражающие экраны изготовляются из резиновых материалов.
Степень ослабления ЭМП оценивается:
по эффективности Э = Е
/ Е
0
пд
,
где Е0 – электрическая напряженность поля до экранирования;
Е
– предельно допустимая величина электрической напряженности согласно
пд
санитарным нормам;
в случае многократного снижения напряженности Ε– по
уровню экранирования L= 10lg(q0/ q
), дБ,
экр
65
где q0 – плотность потока энергии до экрана;
Источники излучения
Температура излуче-
ния t, °С
Длинна волны
λ, мкм
Спектральная харак-
теристика
Наружные поверхности
печей
<500
9,3…3,7
Инфракрасные (ИК) излучения
Внутренние поверхности печей
500…1200
3,7…1,9
ИК, видимая < 0,1 %
Расплавленный металл
1200…1800
1,9…1,4
ИК, видимая < 1 %
Пламя дуговых печей
> 1800
1,2…0,8
ИК, видимая, ультрафиолетовое (УФ) излучение <0,1%
q
– плотность потока энергии после экрана.
экр
Средства индивидуальной защиты от ЭМП:
диэлектрический инструмент;
экранирующий костюм;
защитные очки (прозрачные).
3.3. ЗАЩИТА ОТ ТЕПЛОВЫХ ИЗЛУЧЕНИЙ
3.3.1. Источники тепловых излучений и их характеристика
Источники тепловых излучений. Это практически все нагретые тела, открытые поверхности плавильных агрегатов, нагревательных печей. Тепловое
излучение состоит из конвективной составляющей (если температура t источника менее 300 °С), радиационной составляющей (t > 300 °С).
Характеристики источников теплового излучения (табл.3.3)
Таблица 3.3
Источники теплового излучения
3.3.2. Воздействия на организм человека тепловых излучений
Влияние перегрева. При температуре t>30 °C и значительных тепловых
излучений нарушается терморегуляция организма, что может привести к перегреву, при котором проявляется слабость, головная боль, шум в ушах, искажение цветового восприятия, тошнота, повышение температуры тела.
66
В тяжелых случаях наступает тепловой удар. Возможны судороги тела и
S, %
>50
25…50
<25
ρ, Вт/м2
35
70
100
профессиональная катаракта глаз.
При температуре t=31°C и относительной влажности φ=80…90 %, к концу 6-ти часового рабочего дня работоспособность снижается на 62 %, мышечная сила рук на 40 %.
3.3.3. Меры защиты от теплового излучения
Нормирование параметров и организационные меры защиты. Нормируются следующие параметры:
температура воздуха на рабочих местах (в зависимости от времени
года и категории работ по тяжести);
температура наружных поверхностей оборудования;
интенсивность теплового облучения ρ зависит от площади облуче-
ния тела человека S (табл.3.4).
Таблица 3.4.
Интенсивность теплового излучения для закрытых помещений
При наличии высокотемпературных источников излучения принимается ρ =140 Вт/м2.
Организационные меры защиты:
категорирование помещений по теплонапряженности помещения
присваивается категория «горячее», если Qяв > 23 Вт/м2, то, например, цех горячий);
продолжительность рабочего дня в горячих цехах не должна пре-
вышать 6 ч, в противном случае производится доплата за вредные
условия работы;
дополнительные перерывы в работе в горячих цехах.
Технические меры защиты:
механизация, автоматизация, дистанционное управление и наблюдение;
герметизация и охлаждение печей;
67
экранирование печей и рабочих мест. Экраны применяются для ло-
кализации источников теплового излучения, снижения облученности на рабочих местах, снижения температуры поверхности окружающей рабочее место.
Экраны подразделяются по следующим принципам
1. По основному физическому принципу действия:
теплопоглощающие;
теплоотражающие;
теплоотводящие.
2. По прозрачности:
прозрачный (светопропускание > 75 %);
полупрозрачный (40…75 %);
светофильтр (< 40%).
Интенсивность теплового излучения измеряется с помощью актинометров, у которого основной измерительный инструмент – серебряная пластина.
Средства индивидуальной защиты и питьевой режим. СИЗ: одежда воздухопроницаемая (брезент, шерсть); обувь кожаная с утолщенной подошвой;
каска; специальный щиток или очки (затемненные в зависимости от температуры источника излучения – от желтых до синих).
Питьевой режим: употребляется подсоленная или минеральная газированная вода для компенсации потери солей.
3.4. ЗАЩИТА ОТ ИОНИЗИРУЮЩИХ ИЗЛУЧЕНИЙ
3.4.1. Источники и характеристики ионизирующих излучений
Источники излучений. Естественные — радиоактивный фон создается
космическими лучами, радиоактивными веществами, распределенными на поверхности земли и верхнем слое почвы, а также находящихся в продуктах питания.
Искусственные – ядерные реакторы, рентгеновские установки, искусственные радиоактивные изотопы, электронно-лучевые трубки.
68
Виды излучения. Корпускулярное излучение — излучение, состоящее из
частиц с массой покоя, не равное полю:
α – частицы;
β – частицы;
поток нейтронов и протонов.
Фотонное излучение – электромагнитное излучение:
γ – излучение;
рентгеновское излучение – совокупность тормозного и характери-
стического излучения с длиной волны λ = 107…1014 мкм и энергией
от 1 кэВ до 1 МэВ).
Тормозное излучение – электромагнитное излучение с непрерывным спек-
тром, испускаемое при изменении кинетической энергии заряженных частиц.
Характеристическое излучение – с дискретным спектром, испускаемое
при дискретном изменении состояний атома.
Некоторые характеристики ионизирующего излучения и радиоак-тивных
веществ. Активность радиовещества А = N/ τ, Бк (Ки),
где N – число спонтанных превращений за время τ,
1 Ки (Кюри) = 7 · 1010 Бк.
Плотность потока энергии (интенсивность излучения) q= Ε/(Sτ), Вт/м2 (МэВ/(см2·с)).
Для корпускулярного излучения – линейная передача энергии заряженных частиц в среде LΔ = (dE / dl)Δ, Дж/м (КэВ/мкм),
где dE – энергия, теряемая частицей в среде при соударении с частицами среды
с передачей энергии меньше Δ, А/м;
dl – малый отрезок, м.
Экспозиционная доза (степень заражения фотонным излучением воздушной среды) Х= dθ / dm, Кл/кг (Ρ – рентген),
где dθ – полный заряд ионов одного знака, Кл;
dm – масса воздуха, кг.
Мощность экспозиционной дозы Рх = dX / dτ, Кл/кг (Р/час)
69
3.4.2. Воздействие ионизирующего излучения на организм человека
Воздействия ионизирующего излучения на организм человека (его последствия).
1. Общее:
острое (смерть);
хроническое (лучевая болезнь).
2. Местное (воздействие на отдельные органы, возникновение злока-
чественных опухолей).
Факторы, определяющие степень поражения ионизирующим излучением.
Степень воздействия ионизирующего излучения на организм человека зависит от дозы излучения. Различают поглощенная, экспозиционная, эквивалентная дозы.
Количество энергии, которая поглощается единицей массы ткани, называется поглощенной дозой. Единицей измеренияпоглощенной дозы является
грей (1 Гр = 1 Дж/кг). Часто поглощенную дозу измеряют в радах (1 Гр = 100 рад).
D = dE / dm,
где dE – количество энергии, поглощаемой биологической массой, Дж;
dm – масса ткани, кг.
Если поглощенная доза не превышает 0,25 Гр, то видимых нарушений в
организме нет; если 1…2 Гр – потеря работоспособности; если > 6 Гр, то в 100 %
случаях наступает смертельный исход.
Поглощенная доза, отнесенная к единице времени, называется мощностью поглощенной дозы.
Мощность поглощенной дозы PD = dD / dτ,
где PD – мощность поглощенной дозы, Гр/с;
dD – поглощенная доза, Гр;
dτ – единица времени, с.
Экспозиционная доза рентгеновского и гамма-излучения выражается отношением числа ионов одного знака, образованных излучением, поглощенным
некоторой массой воздуха к значению этой массы.
70
Χ = Q/m,
где Х – экспозиционная доза, Кл/кг;
Q – сумма электрических зарядов ионов одного знака, Кл;
m – масса воздуха, кг.
Проникающая способность экспозиционной дозы характеризуется длиной
пробега l в среде, например толщиной материала необходимого для полного
поглощения потока ионизирующих частиц и зависит от энергии ионизирующего излучения Е, плотности материала и других факторов.
Эквивалентная доза излучения характеризует степень радиационной опасности:
Deq = D KKKP,
где D
– эквивалентная доза, Зв;
eq
D – поглощенная доза, Гр;
KK – коэффициент качества, который характеризует эффективность данного
вида ионизирующего излучения по отношению к гамма-излучению, принятому
за единицу;
KP – коэффициент распределения, учитывающий влияние неоднородного распределения радиоактивных изотопов.
Организм наиболее устойчив к ионизирующему излучению в возрасте
25…30 лет.
3.4.3. Меры защиты от ионизирующего излучения
Нормирование параметров и организационные меры защиты.
Значения нормирования параметров приведены в НРБ-2001 (нормы радиационной безопасности), где установлены следующие категории лиц:
А – персонал (лица, непосредственно работающие с источниками
ионизирующего излучения);
Б – ограниченная часть населения (лица, которые по условиям ра-
бочих мест или проживания могут подвергаться воздействиям ионизирующих излучений);
В – все население, для которого установлены три класса нормативов:
71
основные дозовые пределы;
Нормированные величины
Категория А
Категория В
Эквивалентная доза, Deq
20 мЗв/год
1 мЗв/год
Эквивалентная доза:
в хрусталике,
в коже, кистях, стопах
150 мЗв/год
500 мЗв/год
15 мЗв/год
50 мЗв/год
допустимые уровни;
рабочие контрольные уровни.
Основные дозовые пределы для категории лиц приведены в таблице 3.5.
Таблица 3.5
Дозовые пределы
Для категории Б берется 1/4 часть от категории А.
Предел допустимой дозы – это такой годовой уровень облучения персо-
нала, который при равномерном накоплении в течении 50 лет не оказывает
вредных последствий на организм человека и его потомство.
Организационные меры защиты регламентированы согласно Основным
Санитарным Правилам работы с радиоактивными веществами и другими источниками ионизирующего излучения (ОСП-96), которые вводят пять групп
радиоактивности веществ: А, Б, В, Г, Д (группа устанавливается по предельно
допустимой активности вещества) и три класса работ (класс работ определяется
по группе, фактической активности радиоактивного вещества).
Технические меры защиты. Меры: механизация, автоматизация, дистанционное управление, защитное экранирование и герметизация источников.
Защита от α-излучения.
Ядра (α-частиц), тяжелые частицы с малой длиной пробега, поэтому для
защиты человека применяют:
удаление источника излучения на расстояние большее длины пробега;
легкие экраны из оргстекла или алюминия толщиной равной длине
пробега частицы в алюминии или оргстекле.
lα= k е
3/2
,
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]