3.2.6. Електромагнітні поля та електромагнітні випромінювання

3.2.6.1. Загальна характеристика електромагнітних полів та джерела їх утворення

Спектр електромагнітних коливань за частотою сягає 1021 Гц. Залежно від енергії фотонів (квантів) його поділяють на неіонізуючі та іонізуючі випромінювання. До неіонізуючих відносять електромагнітні поля й електромагнітне випромінювання, інфрачервоне, видиме, ультрафіолетове та лазерне випромінювання. До іонізуючих – альфа- і бета-частинки, нейтронне, гамма-випромінювання та рентгенівське випромінювання.

Електромагнітні поля (ЕМП) можуть завдати значної шкоди здоров’ю людини. Часто люди недооцінюють цієї небезпеки або не володіють відповідною інформацією. Це пояснюється і тим, що післядія такого впливу є довготривалою, а органи чуття не здатні виявити опромінення.

Біосфера завжди перебуває під впливом електромагнітних полів так званого фонового випромінювання, спричиненого природою. Такі ЕМП відіграють універсальну роль носіїв інформації; як засіб зв’язку у біосфері порівняно зі звуковою, світловою і хімічною інформацією вони мають такі переваги:

а) поширюються в будь-якому середовищі: воді, повітрі, ґрунті та тканинах організму;

б) мають максимальну швидкість поширення – 300 000 км/с;

в) можуть поширюватися на будь-яку відстань;

г) на них реагують усі біосистеми.

Вони також здатні нагрівати метали, взаємодіяти з речовинами та ін. Ці властивості ЕМП широко використовуються у промисловості, науці, техніці, медицині тощо. Зазначені ЕМП природного походження протягом еволюції спонукали живі організми виробляти механізми захисту від їх негативного впливу. Але вчені все ж спостерігають кореляцію між змінами сонячної активності (магнітні бурі) та станом здоров’я людей.

Фонове електричне поле Землі має напруженість у середньому 130 В/м, а магнітне поле – 19,9-47,3 А/м.

Внаслідок науково-технічного розвитку виникли штучні ЕМП, що підсилило фонове випромінювання і перетворило ЕМП на небезпечний екологічний чинник для людей, які безпосередньо працюють з джерелами випромінювання, а також для населення, що мешкає поблизу цих джерел.

У сучасному техногенному світі джерелом штучних ЕМП є лінії електропередач (ЛЕП), засоби радіозв’язку різного призначення, телевізійні центри, ретранслятори, радіолокаційні станції тощо. При їх роботі у навколишньому середовищі створюються ЕМП.

Навколо провідника зі струмом виникає ЕМП, яке прийнято характеризувати двома нерозривно пов’язаними складовими: електричною та магнітною.

ЕМП мають певну потужність, енергію і поширюються у вигляді електромагнітних хвиль. Основними параметрами електромагнітних коливань є: довжина хвилі (λ), частота коливань (Гц) і швидкість розповсюдження, а також напруга електричного і магнітного полів. Довжина хвилі електромагнітних полів вимірюється поділом швидкості її розповсюдження (300000 км/с) на частоту (Гц). Область поширення ЕМП від джерела випромінювання поділяють на три зони: ближню (зона індукції), проміжну (зона інтерференції) і далеку (хвильова зона).

Радіус зони (R) визначається відповідно до довжини хвилі (А):

радіус ближньої зони R = 1/62;

радіус проміжної зони R = і;

радіус далекої зони R = 6Х.

У зоні індукції електромагнітна хвиля не сформована, а тому на людину діє незалежно одна від одної напруга електричного і магнітного полів. У зоні інтерференції одночасно діють на людину напруга електричного, магнітного полів, а також густина потоку енергії. У хвильовий зоні на людину діє лише енергетична складова електромагнітного поля - густина потоку енергії.

Знання довжини хвиль, що їх формує джерело випромінювання, дозволяє обирати прилади контролю електромагнітного випромінювання. Для діапазонів частот від 30 кГц до 300 мГц необхідно використовувати прилади, які вимірюють електричну і магнітну складові ЕМП, а для діапазонів частот від 300 мГц до 300 ГГц – прилади, що дозволяють вимірювати густину потоку ЕМП.

Електромагнітне поле у 5-8 діапазонах частот від 30 МГц до 300 МГц оцінюється напруженістю електричного і силою магнітного полів. Одиницею виміру напруженості поля для електричної складової є вольт на метр (В/м), а магнітної складової – ампер на метр (А/м).

Електромагнітне поле у 9-11 діапазонах частот від 300 МГц до 300 ГГц оцінюється поверхневою густиною потоку енергії (ГПЕ), одиницею виміру чого є ват на квадратний метр (Вт/м2), або мікроват на квадрат-ний сантиметр (мкВт/см2).