- •Глава 23. Средства защиты человека от электромагнитных излучений
- •23.1. Общие сведения о электромагнитных
- •Излучениях
- •23.2. Источники электромагнитных излучений
- •23.3. Биологическое действие электромагнитных излучений
- •23.4. Методы защиты от электромагнитных излучений Защита работающих от действия электромагнитных излучений описывается аналогично всем защитам
Глава 23. Средства защиты человека от электромагнитных излучений
23.1. Общие сведения о электромагнитных
Излучениях
Электромагнитные поля генерируются токами, изменяющимися во времени. Физические причины существования электромагнитного поля связаны с тем, что изменяющееся во времени электрическое поле Е порождает магнитное поле Н, а изменяющееся магнитное поле вихревое электрическое поле. Непрерывно изменяясь, обе компоненты поддерживают существование электромагнитного поля.
Электромагнитные волны это распространяющееся в пространстве и во времени электромагнитное поле. Электромагнитные волны поперечны – векторы E и H перпендикулярны друг другу и лежат в плоскости, перпендикулярной направлению распространения волны (рис. 23.1).
Основные характеристики электромагнитных волн: напряженность электрического поля Е (В/м); напряженность магнитного поля Н (А/м); длина волны (м); частота волны f (Гц); плотностью потока энергии (ППЭ) или интенсивность I электромагнитной энергии, переносимой волной за единицу времени через единицу площади поверхности (Вт/м2), расположенную перпендикулярно движению волны; скорость распространения электромагнитной волны V (м/с).
Длина волны λ и частота f связаны отношением
. (23.1)
Чем короче длина волны и больше частота колебаний f, тем больше энергии e несет в себе электромагнитная волна.
, (23.2)
где V – скорость распространения электромагнитных волн (примерно 3108 м/с),
h – постоянная Планка, равная 6,61034 Дж∙с
, (23.3)
где ППЭ – плотностью потока энергии (Вт/м2);
I – интенсивность электромагнитной энергии (Вт/м2);
– напряженность электрического поля (В/м);
– напряженность магнитного поля (А/м).
Электромагнитные поля вокруг любого источника излучения разделяют на три зоны: ближнюю – зону индукции, промежуточную – зону интерференции и дальнюю – волновую зону. Если геометрические размеры источника излучения меньше длины волны излучения λ (т.е. источник можно рассматривать как точечный), границы зон определяются следующими расстояниями R:
-
ближняя зона (индукции) ;
-
промежуточная зона (интерференции) ;
-
дальняя зона (волновая) .
23.2. Источники электромагнитных излучений
Источниками электромагнитных полей промышленной частоты 50 Гц являются все электроустановки переменного тока: линии электропередачи (ЛЭП), распределительные устройства, электросварочное оборудование, высоковольтное электрооборудование промышленного, научного и медицинского назначения и др.
Источниками электромагнитных полей (излучений) радиочастотного диапазона являются генерирующее, передающее и излучающее оборудование радио- и телевизионных центров, радиолокационных станций, установки высокочастотной термообработки, высокочастотные установки для нагрева металла и диэлектриков, физиотерапевтические аппараты и пр.
Рис. 23.1. Основные характеристики электромагнитных волн.
23.3. Биологическое действие электромагнитных излучений
По законам физики изменения в веществе может вызвать только та часть энергии излучения, которая поглощается этим веществом, а отраженная или проходящая через него энергия действия не оказывает. Электромагнитные волны лишь частично поглощаются тканями биологического объекта, поэтому биологически и эффект зависит от физических параметров электромагнитного излучения: длины волны (частоты колебаний), интенсивности и режима излучения (непрерывный, прерывистый, импульсно-модулированный), продолжительности и характера облучения организма, а также от площади облучаемой поверхности и анатомического строения органа или ткани.
Степень поглощения энергии тканями зависит от их способности к ее отражению на границе раздела, определяемой содержанием воды в тканях и другими их особенностями. Колебания дипольных молекул воды и ионов, содержащихся в тканях, приводят к преобразованию электромагнитной энергии внешнего поля в тепловую, что сопровождается повышением температуры тела или локальным избирательным нагревом тканей, органов, клеток, особенно с плохой терморегуляцией (хрусталик глаза, стекловидное тело, семенники и др.). При облучении электромагнитными полями наблюдаются: постоянные изменения в крови (фазовые изменения лейкоцитов, эритроцитов и гемоглобина), поражение глаз в виде помутнения хрусталика (катаракты), изменения функционального состояния сердечно-сосудистой и центральной нервной систем, нарушения обменных процессов.