Защита от энергетического воздействия э/м поля и излучения

метки: Защита, Воздействие, Энергетический, Излучение, Напряженность, Частота, Человек, Превышать

Министерство образования и науки Российской Федерации

федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«Санкт-Петербургский государственный университет

технологии и дизайна»

Инженерная школа одежды (колледж)

«Защита от энергетического воздействия э/м поля и излучения.»

СПГУТД.260903.51.4КД4.20.ПЗ

Студент:

Преподаватель: Лернер Д. А.

Санкт-Петербург

2012

Зашита от электромагнитных полей (излучений)

Различают электромагнитное поле естественного и антропогенного характера.

Естественные источники ЭМП. На Земле люди постоянно подвергаются воздействию ЭМП Земли, солнца и других планет. Так, вокруг Земли, существует электромагнитное поле напряженность 130 Вт/п и оно во времени претерпевает изменений (годовые, суточные, грозовых разрядов, разных осадков, бурь).

Магнитное поле Земли имеет напряженность 47.3 А/м на северном, 39.8 А/м — на южном полюсах, 19.9 А/м — на магнитном экваторе. И оно постоянно претерпевает цикличные изменения(80-годовые и 11-годовые циклы).

ЭМП Солнца на Землю колеблются от 10 МГц до 10 ГГц (спектр излучения от инфракрасного, видимого, ультрафиолетового, рентгеновского и до j- излучения).

В процессе жизнедеятельности человечества выработан защитный механизм от ЭМП естественного происхождения, однако негативные последствия их влияния проявляются в нервных и психологических расстройствах, заболеваниях сердечно-сосудистой системы и т.д.

Антропогенные источники электромагнитных полей (ЭМП).

Антропогенными источниками ЭМП являются: ЭМП естественного происхождения, линии электропередач (ЛЭП), открытые распределительные устройства, антенны теле и радиопередач, радиотехнические и электронные устройства, индукторы, конденсаторы технических устройств, генераторы связи высоких частот, электромагниты, трансформаторы и т.д.

Спектр источников излучения электромагнитных полей очень высок — от 0.003 Гц до 300 ГГц (табл. 2.6.4.)

Таблица 2.

Спектр диапазонов электромагнитных излучений

Название диапазона частот	Диапазон частот	Диапазон длин волн	Название диапазона длин волн
Низкие частоты (НЧ)	0,003…0,3 Гц	10-7…106 км	инфранизкие
	0,3…3,0 Гц	106…10 4км	низкие
	3…300 Гц	104…10 2км	промышленные
	300Гц…30 кГц	102…10км	звуковые
Высокие частоты (ВЧ)	30…300кГц	10…1км	длинные
	300кГц…3МГц	1кг…100м	средние
	3…30МГц	100…10м	короткие
Ультравысокие частоты (УВЧ)	30…300МГц	10…1м	ультракороткие
Сверхвысокие частоты (СВЧ)	300МГц…3ГГц	100…10м	дециметровые
	3…30ГГц	10…1см	сантиметровые
	30…300ГГц	10…1мм	миллиметровые

Влияние электромагнитных полей радиочастот на организм человека. Степень влияния ЭМП на организм человека зависит от интенсивности поля, характера диапазона частот, продолжительности нахождения человека в опасной зоне облучения. Пренебрежительное отношение людей к опасности облучения обусловлено недооценкой или незнанием опасности облучения, отсутствием быстрого появления отрицательных последствий для организма и неспособностью органов чувств обнаруживать облучение.

Длительное воздействие электромагнитных излучений низкой частоты вызывает функциональное нарушение центральной нервной системы, изменения в составе крови, сердечно- сосудистой системы (особенно при высокой напряженности ЭМИ) .

Высокочастотное излучение вызывает в организме изменение условно- рефлекторной деятельности (торможение условных и безусловных рефлексов), падение кровяного давления, снижение пульса. Постоянное воздействие облучения может привести к стойким функциональным изменениям в нервной и сердечно- сосудистой системах.

При попадании человека в зону облучения, энергия магнитного поля частично поглощается его телом. Под действием высокочастотных полей в тканях возникают высокочастотные токи, сопровождающиеся тепловым эффектом. Электромагнитные поля при длительном воздействии могут вызывать повышенную утомляемость, раздражительность, головную боль, нарушение сна, понижение кровяного давления, изменение температуры тела и другие явления, связанные с расстройством центральной нервной и сердечно- сосудистой систем. Поля СВЧ, особенно сантиметрового и миллиметрового диапазонов, кроме того, вызывают изменения в крови, помутнение хрусталика (катаракта), ухудшение обоняния, а в отдельных случаях наблюдаются выпадение волос, ломкость ногтей и т.п.

Функциональные сдвиги, вызванные воздействием электромагнитных полей после прекращения облучения обратимы. При этом следует учитывать, что обратимость функциональных сдвигов не беспредельна. Она определяется интенсивностью облучения, продолжительностью воздействия, а также индивидуальными особенностями организма. Поэтому профилактика профессиональных заболеваний должна включать, наряду с разработкой технических средств защиты, организационные мероприятия. Одной из основных проблем является защита работников на их рабочих местах.

Гигиеническое нормирование электромагнитных излучений. Гигиеническим критерием безопасного пребывания человека в электромагнитном поле промышленной частоты(50 Гц) с напряжением 400 кВ и более принята напряженность электрического поля (Е).

Нормируется, при этом, время пребывания человека в зависимости от напряженности электрического поля. В соответствии с ГОСТ 12.002-84 «Электрические поля промышленной частоты»: предельно допустимый уровень (ПДУ) напряженности Е устанавливается равным 25 кВ/м; пребывание в зоне с напряженностью более 25 кВ/м без средств защиты запрещено. В таблице 2.6.5. приведено время безопасного пребывания людей в электрическом поле.

Таблица. 3.

Время безопасного пребывания людей в зоне электромагнитных полей

Напряженность электрического поля, кВ/м	Время безопасного пребывания людей на протяженности 1 суток, мин.
менее 5	не нормировано
от 5 до 10	не более 180
от 10 до 15	не более 90
от 15 до 20	не более 20
от 20 до 25	не более 5

Допустимое время пребывания в ЭП может быть реализовано единовременно и по частям в течении рабочего дня. В остальное время Е не должно превышать 5 кВ/м.

Напряженность постоянных магнитных полей на рабочем месте не должна превышать 8 кА/м. А ПДУ напряженности электростатических полей составляет 60 кВ/м в течении одного часа.

При напряженности менее 20 кВ/м время пребывания в электростатических полях не регламентируется.

В диапазоне частот 60 кГц … 300 МГц нормируются напряженности электрической и магнитной составляющих, электромагнитных излучений.

Согласно ГОСТ 12.1.006-84 «ССБТ электромагнитного поля радиочастот. Общие требования безопасности» напряженность ЭМП на рабочих местах и в местах возможного нахождения персонала не должна превышать значений приведенных в табл. 2.6.6

Таблица 4.

Предельно-допустимые уровни напряженности электромагнитного поля (радиочастотный диапазон) при продолжительности воздействия 8 ч.

Допустимые уровни напряженности ЭМП		Частоты ЭМИ
по электрической составляющей (Е) Вт/м	по магнитной составляющей (Н), А/м
50	5	60 кГц…3 МГц
20	—	3МГц…30МГц
10	0,3	30МГц…50МГц
5	—	50МГц…300МГц

В диапазоне частот 300МГц — 300 ГГц нормируется плотность потока энергии (ППЭ) электрического поля. Предельную плотность потока энергии ЭМП радиочастот 300МГц-300ГГц на рабочих местах и в местах возможного нахождения персонала, связанного с воздействием ЭМП, устанавливают исходя из допустимого значения энергетической нагрузки на организм и времени пребывания в зоне облучения. Во всех случаях она не должна превышать 10 Вт/м. кв., а при наличии рентгеновского излучения или высокой температуры воздуха в рабочих помещениях (выше 28 С) – 1 Вт/м. кв. (Гост 12.1.006 — 84).

Приведенные значения ПДУ напряженности электрического поля в табл. 2.6.6. не распространяются на радио – и теле излучения (нормируются отдельно).

Защита от воздействия ЭМП — радиочастот. Основными способами защиты от воздействия ЭМП – радиочастот являются: уменьшение интенсивности облучения, экранирование рабочего места или удаление его от источника облучения, применение средств индивидуальной защиты. На практике может применяться один или одновременно несколько методов защиты.

Источники излучения или рабочие места экранируют металлическими камерами или щитами, покрытыми поглощающими материалами или сделанными из ферритового поглощающего материала, а также мягкими экранами из специальных тканей, обладающих экранирующими свойствами. Применение различных экранирующих устройств является надежной защитой от электромагнитного излучения. Действие всех применяемых в настоящее время защитных материалов основано на их способности отражения или поглощения излучения. К отражающим материалам относятся любые обладающие высокой токопроводимостью материалы, например металлы. Однако, эти материалы обладают и отрицательным свойством: в некоторых случаях возможно образование отраженных электромагнитных полей, которые могут усилить облучение.

Степень ослабления напряженности электромагнитного поля за счет экранирования выражается величиной эффективности экранирования, она показывает, во сколько раз уменьшается напряженность поля на данном участке при экранировании его источника:

(7)

где Э – эффективность экранирования;

• Ео – напряженность поля до экранирования;
• Еэ – напряженность поля после экранирования.

Сплошные металлические экраны обеспечивают в СВЧ – диапазоне надежное экранирование при любых практически встречающихся интенсивностях. Сетчатые экраны обладают худшими экранирующими свойствами, но широко используются, когда достаточно ослабления мощности до 1000 раз. Удаление рабочего места от источника облучения – одно из средств снижения интенсивности облучения людей на предприятии. Оно реализуется благодаря дистанционному управлению и автоматизированному контролю, определению границы опасной зоны, где прогноз потока мощности (ППМ) может превышать предельно допустимые значения, определяются при работе аппаратуры в режиме максимальной мощности излучения. По границам зон с ППМ, превышающей ПДУ, следует установить предупредительные знаки: «Не входить! Опасно!».

Ориентировочное расстояние от источника излучения, на котором ППМ не превышает ПДУ, можно определить по формуле:

(8)

где Rн – искомое расстояние, м; R – расстояние, на котором производились измерения, м; Р – измеренная ППМ, мкВт/см ² ; Рдоп – допустимая ППМ, мкВт/см² .

Снижение интенсивности электромагнитных полей в рабочей зоне может быть достигнуто экранированием источников облучения сплошными металлическими и сетчатыми экранами. Интенсивность облучения возможно снизить также с помощью поглощающих покрытий, часто в качестве материала экрана применяют фольгу.

В качестве защитных покрытий применяют резиновые коврики с коническими шипами, магнитоэлектрические пластины с покрытием на основе поролона ВРМП, поглощающие электромагнитную энергию соответственно в диапазоне 0,8 – 10,6 см, и т.п.

Для снижения вредного влияния ЭМП на работающих важное место занимает установление рационального режима труда и отдыха и применение средств индивидуальной защиты (СИЗ).

В качестве СИЗ применяется спецодежда, которая изготовлена из металлической ткани (комбинезоны, халаты, передники, куртки с капюшонами с вмонтированными в них защитными очками).

При интенсивном излучении более 10 Вт/см2 применение защитных очков обязательно, даже, при кратковременных работах. Применяются специальные очки: типа ОРЗ-5 (стекла которых покрыты слоем полупроводника из оксида олова – ослабление мощности в диапазоне волн 0,8 …..150см более чем в 1000 раз), сетчатые очки в виде полумаски с числом ячеек 186-560 на см ² при диаметре проволоки 0,07- 0,14 мм.

Следует учесть, что применение СИЗ (металлизированная среда) повышает электроопасность.

6. Обеспечение безопасности при работе и эксплуатации лазеров

Оптические квантовые генераторы (ОКГ), или лазеры, находят широкое применение в различных сферах жизнедеятельности Украины: обработка материалов (резка, пайка, точечная сварка, сверление отверстий в металлах, сверхтвердых материалах и кристаллах), строительство, радиоэлектроника, медицина, космос и т.д.

Принцип действия лазера основан на свойстве атома (сложной квантовой системы) излучать фотоны при переходе из возбужденного состояния.

Возбуждение атомов достигается с помощью различных приемов подачи на рабочее тело (кристалл, газ, жидкость) энергии накачки (свет, ВЧ — электромагнитное поле и т.д.).

При этом число атомов, находящихся в возбужденном состоянии, возникает больше числа атомов, находящихся на основном уровне энергии. Лавинообразный переход атомов за короткий промежуток времени из возбужденного состояния в основное приводит к возникновению лазерного излучения.

Излучение существующих лазеров охватывает практически весь оптический диапазон – от ультрафиолетовой до инфракрасной области спектра электромагнитных волн. Электромагнитная энергия образуется в результате возбуждения атомов так называемых рабочих веществ, создающих лазерный эффект. У большинства современных лазеров плотность потока мощности достигает 10¹¹ – 10¹⁴ Вт/см² . Лазеры позволяют концентрировать энергию на сравнительно малой площади.