Лекция 7

Электромагнитные поля излучения. Ионизирующие излучения.

1. Источники электромагнитных полей излучений.

Все источники электромагнитных полей (ЭМП) и излучений (ЭМИ) в зависимости от происхождения подразделяются на естественные и антропогенные.

Естественное электрическое поле Земли создается избыточным отрицательным зарядом на поверхности(100-500в/м). Грозовые облака могут увеличивать напряженность этого поля до сотен кВ/м.

Геомагнитное поле Земли состоит из основного постоянного поля (~99%) и переменного (1%). Наличие постоянного магнитного поля обусловлено процессами, протекающими в жидком металлическом ядре Земли. Напряженность его в средних широтах составляет около 40 А/м у полюсов -55.7 А/м.

Переменное магнитное поле порождается токами в магнитосфере и ионосфере. В периоды солнечной активности (солнечные вспышки и т.п.) в атмосферу Земли проникают летящие от Солнца со скоростью (1-3)·10³ км/с заряженные частицы, которые многократно увеличивают переменную составляющую геомагнитного поля. Свой вклад вносит и грозовая активность в атмосфере Земли.

В спектр солнечного и галактического излучения, достигающего Земли, входят ЭМИ всего радиочастотного диапазона, инфракрасное и ультрафиолетовое излучения, видимый свет, ионизирующие излучения.

Антропогенные источники ЭМП и ЭМИ делятся на две группы.

1. Источники, генерирующие низкие и сверхнизкие частоты от 0 до 3 кГц.

Сюда относятся все системы производства, передачи и распределения электроэнергии (электростанции, линии электропередач, трансформаторные подстанции, системы электрораспределения); электрифицированный транспорт (железнодорожный, троллейбусный, трамвайный)

2. Источники, генерирующие излучение в радиочастотном диапазоне от 3 кГц до 300 ГГц, включая ЕВЧ - излучение.

Такими источниками являются: передающие радиостанции, радиоцентры НЧ, СЧ, КВЧ, диапазонов, радиостанции FM(87,5 - 10⁸ МГц), мобильные телефоны, радиолокационные станции (метеорологические, аэропортов) установки СВЧ-нагрева, ВДТ и персональные компьютеры.

В промышленности высокочастотные ЭМИ используются для индукционного и диэлектрического нагрева металлов (закалка, плавка, напыление металлов, нагрев пластмасс, термообработка пищевых продуктов и т.п.). При этих способах использования ЭМИ напряженность электрического поля достигает до тысяч. В/м, а напряженность магнитного поля - десятка А/м.

Электростатическое поле возникает при работе с легко-электризующимися материалами и изделиями, при эксплуатации высоковольтных установок постоянного тока.

Статические ЭМП широко используются в промышленности для электрогазоочистки, электростатического нанесения лакокрасочных и полимерных покрытий и др.

1.2 Воздействие электромагнитного излучения на человека. Нормирование.

Взаимодействие внешних ЭМП с организмом человека осуществляется наведением внутренних полей и электрических токов, величина которых и распределение их в теле человека зависит от следующих основных параметров:

-размер, форма, анатомическое строение органов (тела человека);

-электрические и магнитные свойства тканей (электрическая и магнитная проводимость и проницаемость);

-характеристик ЭМП (частота, интенсивность и др.);

Электромагнитная сфера нашей планеты определяется следующими характеристиками ЭМП:

• электрическими Е = 120-150 В/м;

• магнитными Н = 24-40 А/м;

Кроме этих источников ЭМП, воздействуют радиоизлучения Солнца и Галактик, а также полями искусственных источников.

Поглощение энергии ЭМИ в тканях осуществляется за счет электрического сопротивления среды при прохождении токов проводимости. Следствием поглощения энергии ЭМИ является тепловой эффект, т.е. нагрев тканей человека. Чем больше напряженность поля, тем сильнее проявляется эффект. Тепловая энергия, возникающая в тканях человека, увеличивает общее тепловыделение организма. Избыточная теплота отводится до определенного предела механизмом терморегуляции. При интенсивности ЭМИ более 10 мВт/см² организм не справляется с отводом теплоты и температура тела повышается. Наиболее чувствительные к облучению органы и ткани человека со слабовыраженной терморегуляцией (мозг, глаза, почки, печень и др.). При воздействии ЭМП высоких частот и особенно СВЧ на организм оказывается воздействие в виде торможения рефлексов, изменения биоэлектроактивности головного мозга, нарушения памяти, развития синдрома хронической депрессии, понижение кровяного давления и изменение состава крови, нарушения функционирования органов человека, повышенная утомляемость и др.

Нормирование ЭСП представлено в СанПиН 2.2.4.1191-03 Электростатического поля в производственных условиях и ГОСТ 12.1.045-84(2001) «ССБТ. Электростатические поля. Допустимые уровни на рабочих местах и требования к проведению контроля».

Предельно-допустимая величина напряженности ЭМП:

• при воздействии до 1 часа - 60 кВ/м;

• более 1 часа , где t - время воздействия;

• в диапазоне 20-60 кВ/м

• при E_факт > 60 кВ/м - без СИЗ не допускается;

• при Е_факт < 20 кВ/м - не ограничено.

Нормирование электромагнитных полей промышленной частоты (ЭМП ПЧ):

• в частотах 50Гц при длине волны 6000км человек подвергается воздействию ЭМП в ближней зоне;

• нормируемым параметром электрического поля является напряженность электрического поля (Е), кВ/м;

• нормируемый параметр напряженности магнитного поля (Н), А/м;

а) для полного рабочего дня - 5 кВ/м или (Н), А/м;

б) для интервалов 5-20 кВ/м допустимое время пребывания Т = у - 2;

Нормирование ЭМП радиочастот (РЧ).

Нормативные документы:

ГОСТ 2.1.006-99. «ЭМП радиочастот. Допустимые уровни на рабочих местах и требования к проведению контроля».

СанПиН 2.2.4/2.1.8.055-96 «ЭМИ радиочастотного диапазона».

СанПиН 2.2.4.1191-03 «Электромагнитные поля в производственных условиях».

В диапазоне 10-30 кГц:

- Напряженность электрического поля: (Е) = 500 В/м - в течении смены.

- Напряженность магнитного поля: (Н) = 50 А/м - в течении смены.

Нормирование ЭМП, создаваемых ВДТ, ПЭММ, сотовой связи.

Нормативные документы:

СанПиН 2.2.2./2.4.1340-03 «Гигиенические требования к персональным электронно- вычислительным машинам и организации работ».

ГН 2.1.8/2.2.4.019-94 «Временные допустимые уровни воздействия ЭМИ, создаваемых системами сотовой связи».