2.10.3. Нормування електромагнітних випромінювань

РАДІОЧАСТОТНОГО ДІАПАЗОНУ

Джерелами електромагнітних випромінювань в радіотехнічних

пристроях є генератор, тракти передачі енергії від генератора до антени,

антенні пристрої, електромагніти в установках для термічної обробки

матеріалів, конденсатори, високочастотні трансформатори, фідерні лінії.

При їх роботі в навколишнє середовище поширюються ЕМП.

Встановлені правилами гранично допустимі рівні (ГДР) ЕМП

поширюються на діапазон частот ЗО кГц— 300 ГТц (табл. 2.14).

Електромагнітне поле ВЧ і НВЧ, що несе з собою енергію, може

самостійно поширюватися в просторі без провідника електроструму зі

183

ОСНОВИ ФІЗІОЛОГІЇ, ГІГІЄНИ ПРАЩ ТА ВИРОБНИЧОЇ САНПАРІЇ

швидкістю, близькою до швидкості світла. Воно змінюється з цією

частотою, що і струм, який його створив. Електромагнітне поле в 5—н

діапазонах частот оцінюється напруженістю поля. Одиницею вимір

напруженості поля для електричної складової є вольт на метр (В/м

Поле у 9—11 діапазонах частот оцінюється поверхневою густиної

потоку енергії, (ГПЕ). Одиницею виміру ГПЕ є Ват на квадратни

метр — (1 Вт/м2 = 0,1 мВт/см2 =100 мкВт/см2).

Таблиця 2.1

Номенклатура діапазонів частот

Діапазон частот Діапазон хвиль

Відповідний

{виключаючи {виключаючи

Номер метричний

нижню,нижню,

діапазоне розподіл

включаючи включаючи

діапазонів

верхню межу) верхню межу)

5 Від ЗО до 300 кГц Від 104до 103м Кілометрові хвилі

(низькі частоти, НЧ)

6 Від 300 до 3000 кГц Вщ 103до 102м Гектаметрові хвилі

(середні частоти, СЧ)

7 Від 3 до ЗО МГц Вщ 102до 10 м Декаметрові хвилі

(високі частоти, ВЧ)

8 Від ЗО до 300 МГц Від 10 до 1 м Метрові хвилі

(дуже високі частоти,

ДВЧ)

9 Від 300 до 3000 МГц Вщ 1 до 0, 1м Дециметрові хвилі

(ультрависокі частоти,

УВЧ)

10 Від 3 до ЗО ГТц Від 10 до 1 см Сантиметрові хвилі

(надвисокі частоти, НВЧ)

11 Від ЗО до 300 ГТц Від 1 до 0, 1 см Міліметрові хвилі

(надзвичайно високі

частоти, НЗВЧ)

Коли дози електромагнітних випромінювань електромагнітнЦ

установок радіочастот перевищують допустимі значення, виникаюї

;

професійні захворювання.

Гранично допустимі рівні напруженості електричного пол

(електрична складова ЕМП) виражаються середньоквадратични

(ефективним) значенням, і рівень ГПЕ, який виражається середні

значенням, визначається в залежності від частоти (довжини) хвш

і режиму випромінювання за табл. 2.15.

Розділ 2

ГДР, наведені в даній таблиці, не поширюються на радіозасоби

телебачення, які нормуються окремо.

Гранично допустимі рівні ЕМП, які створюють телевізійні

радіостанції в діапазоні частот від 48 до 1000МГц, визначаються за

формулою:

,21/-(2.60)

де гдр— ГДР напруженості У МП (електричної складової ЕМП), В/м;

/— несуча частота оцінюваного канала (канала зображення або

супроводу), МГц.

Таблиця 2.15

Гранично допустимі рівні електромагнітних полів

(безперервне випромінювання, амплітудна або кутова модуляція)

Метричний розподіл Довжина

№ діапазону Частоти ГДР

діапазонів " хвиль

5 Кілометрові хвилі 30—300 кГц 10—1км 25 В/м(низькі частоти, НЧ)

6 Гептаметрові хвилі 0,3—3 МГц 1—0,1 км 15 В/м

(середні частоти, СЧ)

7 Декаметрові хвилі 3— ЗО МГц 100—10 м 3 ІдХ В/м'

(високі частоти, ВЧ)

8 Метрові хвилі 30—300 МГц 10— їм ЗВ/м

(дуже високі частоти,

ДВЧ)

'Примітка. Я - довжина хвилі в метрах або ГДР = 7,43-3/д/, де /-частота в МГц.

Контроль інтенсивності опромінення повинен проводитись не рідше

1 разу на рік, а також при введенні в дію нових чи реконструйованих

старих генераторних установок і при зміні умов праці.

2.10.4. ЗАХИСТ ВІД ЕЛЕКТРОМАГНІТНИХ ВИПРОМІНЮВАНЬ

Для зменшення впливу ЕМП на персонал та населення, яке

знаходиться у зоні дії радіоелектронних засобів, потрібно вжити ряд

захисних заходів. До'їх числа можуть входити організаційні, інженернотехнічні

та лікарсько-профілактичні.

Здійснення організаційних та інженерно-технічних заходів

покладено передусім на органи санітарного нагляду. Разом з санітарними

ОСНОВИ ФІЗІОЛОГІЇ, ГІГІЄНИ ПРАЦ/ ТА ВИРОБНИЧОЇ CAHTTAPtt______

лабораторіями підприємств та установ, які використовують джерелі

електромагнітного випромінювання, вони повинні вживати заходи

з гігієнічної оцінки нового будівництва та реконструкції об'єктів, котр

виробляють та використовують радіозасоби, а також нови;

технологічних процесів та обладнання з використанням ЕМП,проводит!

поточний санітарний нагляд за об'єктами, які використовують джерелі

випромінювання, здійснювати організаційно-методичну роботі

з підготовки спеціалістів та інженерно-технічний нагляд.

Ще на стадії проектування повинне бути забезпечене таке взаємні

розташування опромінюючих та опромінюваних об'єктів, яке б зводшк

до мінімуму інтенсивність опромінення. Оскільки повністю уникнуп

опромінення неможливо, потрібно зменшити ймовірність проникненні

людей у зони з високою інтенсивністю ЕМП, скоротити час перебуванні

під опроміненням. Потужність джерел випромінювання мусить буті

мінімально потрібною.

Виключно важливе значення мають інженерно-технічні методи тч

засоби захисту: колективний (група будинків, район, населений пункті

локальний (окремі будівлі, приміщення) та індивідуальний. Колективний

захист спирається На розрахунок поширення радіохвиль в умова)

конкретного рельєфу місцевості. Економічно найдоцільніші

використовувати природні екрани — складки місцевост1

лісонасадження, нежитлові будівлі. Встановивши антену на горі, можи

зменшити інтенсивність поля, яке опромінює населенний пунку

багато разів. Аналогічний результат дає відповідна орієнтаці

діаграми напрямленості, особливо високоспрямованих анте»

наприклад, шляхом збільшення висоти антени. Але висока антен

складніша, дорожча, менш стійка. Крім того, ефективність таког

захисту зменшується з відстанню.

При захисті від випромінювання екрана повинне враховуватис

затухання хвилі при проходженні через екран (наприклад, через лісої

смугу). Для екранування можна використовувати рослинність. СпеціальІ

екрани у вигляді відбивальних і радіопоглинальних щитів дорог

малоефективні і використовуються дуже рідко.

Локальний захист дуже ефективний і використовується част*

Він базується на використанні радіозахисних матеріалів, яі

Розділ 2

забезпечують високе поглинання енергії випромінювання у матеріалі

та віддзеркалення від його поверхні. Для екранування шляхом

віддзеркалення використовують металеві листи та сітки з доброю

провідністю. Захист приміщень від зовнішніх випромінювань можна

здійснити завдяки обклеюванню стін металізованими шпалерами,

захисту вікон сітками, металізованими шторами. Опромінення

у такому приміщенні зводиться до мінімуму, але віддзеркалене від

екранів випромінювання перерозповсюджується у просторі та

потрапляє на інші об'єкти

До інженерно-технічних засобів захисту також належать:

— конструктивна можливість працювати на зниженій потужності

и процесі налагоджування, регулювання та профілактики;

— робота на еквівалент налагоджування;

— дистанційне керування.

Для персоналу, шо обслуговує радіозасоби та знаходиться на

невеликій відстані, потрібно забезпечити надійний захист шляхом

екранування апаратури. Поряд із віддзеркалюючими широко

розповсюджені екрани із матеріалів, що поглинають випромінювання.

Існує велика кількість радіопоглинальних матеріалів як однорідного

складу, так і композиційних, котрі складаються з різнорідних

діелектричних та магнітних речовин. З метою підвищення ефективності

поглинача поверхня екрана виготовляється шорсткою, ребристою або

у вигляді шипів.

Радіопоглинальні матеріали можуть використовуватися для захисту

навколишнього середовища від ЕМП, яке генерується джерелом, що

знаходиться в екранованому об'єкті. Крім того, радіопоглиначами для

захисту від віддзеркалення личкуються стіни безлунких камер —

приміщень, де випробовуються випромінювальні пристрої.

Радіопоглинальні матеріали використовуються в кінцевих навантаженнях,

еквівалентах системах.

Засоби індивідуального захисту використовують лише у тих

випадках, коли інші захисні заходи неможливо застосувати або вони

недостатньо ефективні: при переході через зони збільшеної

Інтенсивності випромінення, при ремонтних та налагоджувальних

роботах у аварійних ситуаціях, під час короткочасного контролю та

187

ОСНОВИ Ф/3/ОЛОГД ППЄНИ ПРАЩ ТА ВИРОБНИЧОЇ САНІТАРІЇ ___

при зміні інтенсивності опромінення. Такі засоби незручні в експлуатації

обмежують можливість виконання робочих операцій, погіршуют

гігієнічні умови.

Для захисту тіла використовується одяг із металізованих тканин

радіопоглинаючих матеріалів. Металізована тканина складається

бавовняних чи капронових ниток, спіральне обвитих металевим дрото\

Таким чином, ця тканина, мов металева сітка (при віддалі між нитками цц

0,5 мм) послаблює випромінювання не менш, як на 20— ЗО дБ.

зшиванні деталей захисного одягу потрібно забезпечити контакті

ізольованих провідників. Тому електрогерметизація швів проводитьсй

електропровідними розчинами чи клеями, які забезпечують гальванічний

контакт або збільшують ємнісний зв'язок проводів, котрі не контактують^

Очі захищають спеціальними окулярами зі скла з нанесеною на

внутрішній бік провідною плівкою двоокису олова. Гумова оправа окулярів

має запресовану металеву сітку або обклеєна металізованою тканиною;

Цими окулярами випромінювання НВЧ послаблюється на 20— ЗО дБ.

Раніше використовувані рукавички та бахили зараз вважають

непотрібними, оскільки допустима величина щільності потоку енергйі

для рук та ніг у багато разів вища, ніж для тіла.

Колективні та індивідуальні засоби захисту можуть забезпечити

тривалу безпечну роботу персоналу на радіооб'єктах.

2.11. ВИПРОМІНЮВАННЯ ОПТИЧНОГО ДІАПАЗОНУ

Цим терміном позначається випромінювання видимого діапазону

хвиль (0,4— 0,77 мкм), а також межуючих з ним діапазонів —'•

інфрачервоного (ІЧ) з довжиною хвилі 0,77— 0.1 мкм та

ультрафіолетового (УФ) з довжиною хвилі 0,4— 0,05 мкм.

Таким чином, з боку довгих хвиль між оптичним діапазоном та НВЧ

лежить маловивчений та поки що маловикористовуваний діапазон

субміліметрових хвиль (0— 0,1 мм), а з боку коротких хвиль — перехід

до рентгенівського випромінювання.

Радіоелектронні прилади, як і будь-які інші, мають ККД менше

100 % , і частина енергії джерел живлення витрачається на покриття втраті

та в кінцевому рахунку переходить у тепло, тобто, в ІЧ випромінювання.

Розділ 2

Джерелами ІЧ випромінювання є багато елементів та вузлів

радіоапаратури — електровакуумні, напівпровідникові та квантові

прилади, індуктивності, резистори, трансформатори, з'єднувальні

проводи тощо. Аналогічним чином електровакуумні прилади у скляних

балонах дають випромінювання у видимій області спектра. Але такого

роду випромінювання порівняно малої інтенсивності не викликає

помітного екологічного впливу. Це ж стосується і некогерентного УФ

випромінювання, яке використовується у технологічному процесі

фотолітографії при виробництві мікросхем.

Лазерне випромінювання має ряд особливостей. Воно

характеризується великою часовою та просторовою когерентністю —

кореляцією (сумісністю) фаз коливань у деякій точці простору на певну

величину моменту часу, а також кореляцією фаз коливань у різних точках

простору в один і той же момент часу.

Часова когерентність зумовлює монохроматичність (одночастотність)

випромінювання, що випливає із самого принципу дії

лазера як квантового прилада. У реальних умовах з ряду причин

ширина спектра лазерного випромінювання обмежна, хоча й

досить немала.

Просторова когерентність зумовлює високу скерованість лазерного

випромінювання, тобто малу кутову розбіжність променя на великих

відстанях. У зв'язку із малою довжиною хвилі лазерне випромінювання

може бути сфокусоване оптичними системами (лінзами та дзеркалами)

невеликих геометричних розмірів, обмежених дифракцією, завдяки чому

на малій площі досягається велика густина випромінювання.

Вказані властивості та їх поєднання є основою для широкого

використання лазерів. За їх допомогою здійснюється багатоканальний

зв'язок на великих відстанях (причому кількість каналів тут у десятки

тисяч разів може перевищувати можливості НВЧ діапазону), лазерна

локація, дальнометрія, швидке опрацювання інформації.

Вплив лазерного випромінювання на біологічні тканини може

призвести до теплової, ударної дії світлового тиску, електрострикції

(механічні коливання під дією електричної складової ЕМП), перебудови

внутріклітинних структур. Залежно від різних обставин прояв кожного

ефекту зокрема чи їх сумарна дія можуть відрізнятися.

189

ОСНОВИ ФІЗІОЛОГІЇ, ППЄНИ ПРАЩ ТА ВИРОБНИЧОЇ САНГГАРО______

При великій інтенсивності і дуже малій тривалості імпульсів

спостерігається ударна дія лазерного випромінювання, яка

розповсюджується з великою швидкістю та призводить до пошкодження

внутрішніх тканин за відсутності зовнішніх проявів.

Найважливішим фактором дії потужного лазерного випромінювання

на біологічне середовище є тепловий ефект, який проявляється у вигляді

опіку, іноді з глибинним руйнуванням — деформацією і навіть

випаровуванням клітинних структур. При менш інтенсивному

випромінюванні на шкірі можуть спостерігатися видимі зміни (порушення

пігментації, почервоніння) з досить чіткими межами ураженої ділянки.

Шкірний покрив, який сприймає більшу частину енергії лазерного

випромінювання, значною мірою захищає організм від серйозних

внутрішніх ушкоджень. Але є відомості, що опромінення окремих ділянок

шкіри викликає порушення у різних системах організму, особливо

нервової та серцево-судинної.

У зв'язку з різною поглинальною здатністю живих тканин при

відносно слабких ушкодженнях шкіри можуть виникати серйозні ураження

внутрішніх тканин — набряки, крововиливи, змертвіння, згортання крові.

Результатом навіть дуже малих доз лазерного випромінювання можуть

бути такі явища, як майже при НВЧ опроміненні — нестійкість

артеріального тиску, порушення серцевого ритму, втома, роздратування.

Звичайно, такі порушення зворотні і зникають після відпочинку.

Найсильніше впливає лазерне випромінювання на очі. Тут

найсерйознішу небезпеку становить випромінювання УФ діапазону,

яке може призвести до коагуляції білка, рогівки та опіку слизової

оболонки, що викликає повну сліпоту. Випромінювання видимого

діапазону впливає на клітини сітківки, внаслідок чого настає тимчасова

сліпота або втрата зору від опіку з наступною появою рубцевих ран.

Випромінювання ІЧ діапазону, яке поглинається райдужною

оболонкою, кришталиком та скловидним тілом, більш-менш безпечне,

але також може спричинити сліпоту. г

Таким чином, лазерне випромінювання ушкоджує (часом

безповоротно) усі структури ока.

Внаслідок лазерного опромінення у біологічних тканинах можуть

виникати вільні радикали, які активно взаємодіть з молекулами та

Розділ 2

порушують нормальний хід процесів обміну на клітинному рівні.

Наслідком цього є загальне погіршення стану здоров'я,(як і при впливі

іонізаційних випромінювань).