Какое излучение можно обнаружить по тепловому действию

Излучение

В зависимости от их способности причинять вред организму излучения делятся на два вида — ионизирующее и неионизирующее излучения.

Неионизирующее излучение включает, например, инфракрасное излучение, радио- и микроволны, ультрафиолетовое излучение. Коротковолновое ультрафиолетовое излучение также может быть ионизирующим, но легко экранируется, например, одеждой, а также кожей. Подробнее об этих видах излучений можно прочитать в других разделах этого сайта.

Ионизирующее излучение , или радиоактивность, или радиоактивный распад, характеризуется испусканием атомами частиц или энергии. Такую субстанцию называют радиоактивным материалом. Образно радиоактивное вещество можно сравнить с открытой машиной для поп-корна, из которой хаотично во всех направлениях выбрасываются частицы. В отличие от выбрасываемого поп-корна, радиоактивная частица невелика и обладает высокой энергией. В случае попадания такой частички в человека она оказывает ионизирующее воздействие на атомы живых тканей, то есть способна «повредить» их атомы.

Ионизирующее излучение ежедневно сопутствует человеку. Оно сопровождало человека в ходе его эволюции и, по мнению некоторых ученых, даже способствовало развитию человека. Наряду с естественными источниками радиации современный человек также подвергается воздействию радиоактивности из искусственных источников.

Естественная доза радиации состоит главным образом из радиации от почвы и строительных материалов, космической радиации, а также радионуклидов и радона, попадающих в организм человека. Последние два компонента составляют около половины естественной дозы облучения. В Эстонии пропорции радона могут быть еще выше в зависимости от районов с повышенным распространением радона. Радионуклиды попадают в организм через пищу и воду.

Фон космического излучения при определенных профессиях может быть основным источником годовой дозы облучения работника. На пример, на высоте 15 км, где летают пассажирские самолеты, уровень радиации составляет 10 Зв/ч (микрозивертов в час). На той же высоте над уровнем моря 0,03 Зв/ч (МАГАТЭ).

Таблица. Радиоактивное излучение подразделяется на три класса.

Альфа-частицы обладают сильной энергией, но недолговечны. Не могут даже проникать сквозь бумагу. Кожа также останавливает альфа-частицы.

Бета-частица намного меньше альфа-частицы и может проникать гораздо глубже в материалы и живые ткани. Она также обладает большей энергией и в связи с этим большей способностью наносить урон. Бета-частицы останавливает, например, алюминиевая бумага, пластик, стекло или кусок дерева.

Фотоны с очень высокой энергией, являющиеся радиоактивным излучением с наивысшей проникающей способностью. Чтобы остановить их, нужен толстый слой плотного вещества (например, свинец или сталь) или большое количество грунта или бетона.

При внешнем контакте с телом не представляет большой опасности. Представляет большую опасность, если попадает в организм при вдыхании или проглатывании. Например, радон (опасность состоит при вдыхании)

1) при попадании внутрь и

2) воздействии снаружи на кожу. Может вызвать вредные «бета-воспаления» на коже и причинить вред также подкожной кровеносной системе. Обычно, однако, не проникает глубже кожного покрова. Представляет большую опасность, если попадает в организм при вдыхании или проглатывании (например, пища загрязнена).

Гамма-излучение может причинить вред организму, и не попадая внутрь. Опасно для всего организма как при наружном, так и при внутреннем воздействии. Может причинить организму сильный и непоправимый вред.

1) закрытые сосуды.

Альфа-излучение обычно задерживает одежда или внешние слои кожи. На рабочих местах с повышенным уровнем риска альфа-излучения необходимо соблюдать требования гигиены и процедуры очистки загрязнений.

1) закрытые сосуды,

2) локальное экранирование и

3) отслеживание времени контактирования.

Чтобы обеспечить безопасность на рабочих местах с повышенным уровнем риска бета-излучения, необходимо соблюдать требования гигиены и процедуры очистки загрязнений.

1) отойти подальше от источника излучения;

3) минимизация времени контакта.

Одежда для химзащиты не обеспечивает защиты от гамма-излучения, но в то же время дыхательные маски (фильтры) и ношение защитной одежды также препятствуют тому, чтобы радиоактивные материалы попадали в организм.

Гамма-излучение невозможно полностью остановить экранированием — можно только снизить его интенсивность. Коэффициент экранирования гамма-излучения зависит от материала экрана и его толщины.

Главными источниками радиоактивного излучения являются, например:

• медицинское рентген-излучение,
• радиоактивное загрязнение, возникающее при испытании ядерного оружия в атмосфере,
• выброс радиоактивных отходов атомной промышленности в окружающую среду,
• промышленное гамма-излучение,
• другие источники, например, потребительские товары.

В Эстонии с радиоактивностью в связи с профессиональной деятельностью можно столкнуться в основном в двух случаях:

• несоблюдение или игнорирование правил безопасности при обращении с радиоактивными отходами и аварии при транспортировке, несоблюдение мер безопасности при работе с источником излучения.

Помимо указанных выше, источниками риска могут считаться также атомные электростанции, расположенные в соседних странах, которые в случае аварии также представляют угрозу для населения Эстонии (Ловийса в Финляндии и Сосновый Бор).

Последствия для здоровья

Радиоактивность может воздействовать на человека в основном двумя способами: изнутри и извне. При воздействии извне излучение исходит от радиоактивного материала, который облучает тело человека альфа-, бета- или гамма-излучением. Внутреннее облучение имеет место после пребывания в радиоактивно загрязненной среде

• радионуклиды, попавшие в организм при вдыхании или проглатывании, продолжают свою «работу по облучению», находясь внутри человеческого тела. Например, радионуклиды могут осаждаться на поверхности земли из атмосферы, а затем попадать в пищевую цепочку или в питьевую воду.

Чертеж. Попадание радиоактивно загрязненных частиц в организм (кликните по изображению, чтобы увеличить его).

Чертеж. Среднегодовая доза облучения исходит от этих источников (IAEA) (кликните по изображению, чтобы увеличить его)

Освобождающаяся при радиоактивном распаде энергия представляет опасность для биологических тканей (для человека). Излучение повреждает генетический материал внутри клетки, что создает опасность появления опухолей. Чем больше облучение, тем больше урон, причиненный клеткам тела. Генетический ущерб передается из поколения в поколение и представляет опасность для здоровья будущих поколений.

После получения большого количества радиации в течение нескольких дней появляются тяжелые симптомы и может даже последовать смерть при более высокой дозе (если во время инцидента была получена доза, более чем в 1000 раз превышающая годовую). При получении умеренной дозы облучения последствия могут сразу не проявиться, но проблемы со здоровьем могут начаться по прошествии нескольких лет.

Все люди ежедневно получают небольшие дозы облучения из окружающей среды, однако это не сказывается негативно на их здоровье.

Насколько вредно облучение, зависит в основном от дозы и времени облучения. Доза зависит от интенсивности источника излучения, от того, насколько близко к нему находится человек и в какой мере человек защищен средствами индивидуальной защиты.

После получения облучения могут проявиться следующие симптомы:

• повреждения на коже от покраснения до ожога,
• раны и кровотечения на слизистых оболочках рта, носа и желудочно-кишечного тракта,
• тошнота, рвота, диарея,
• тремор рук, судороги,
• головные боли, слабость, сердцебиение,
• выпадение волос на голове и на теле,
• потеря аппетита, апатия, депрессия (нарушение кроветворной системы).

В группу риска входят беременные женщины, поскольку радиоактивное излучение может отрицательно сказаться на развитии плода. Высокие дозы радиации могут привести к гибели плода или серьезным его повреждениям. По данным ICRP, существует прямая связь между задержкой умственного развития ребенка и дозой облучения, полученной во время внутриутробной жизни. Также, если человек подвергался радиоактивному облучению до рождения, возрастает риск развития у него злокачественных новообразований.

Инфракрасное излучение

Инфракрасное излучение является естественной частью жизненной и рабочей среды человека, поэтому люди сталкиваются с ним регулярно. Например, когда человек находится на солнце, инфракрасная часть солнечного излучения создает ощущение тепла. Также при топке (каменной) печи от нагревшихся камней исходит инфракрасное излучение. Когда двое или более человек в обнаженном виде находятся рядом друг с другом, они чувствуют исходящее от них тепло (инфракрасное излучение).

Многие производственные процессы требуют интенсивного нагревания, что увеличивает воздействие инфракрасного излучения на работников, связанных с этими процессами, по сравнению с занятыми других отраслях промышленности. Примерами таких процессов являются, например, пожаротушение, выпечка, выдувка стекла, сушка, сжигание, сварка, формовое литье, плавка и др. работы, связанные с железом. Также источниками сильного инфракрасного излучения являются промышленные, медицинские и лабораторные лазеры.

Таблица. Примеры инфракрасного излучения в связи с профессиональной деятельностью.

источник

действия и сталкивающиеся лица

экспозиция

работа под открытым небом: земледельцы, строительные рабочие, моряки и др.

сушка чернил и краски, обычное освещение

10 5 -10 6 Вт / м² /sr

сушка, выпечка, нагревание, копировальные машины

50-200 Вт/м² (на расстоянии 50 см)

процессы печати, проекционные системы, прожекторы, персонал лабораторий

работы, связанные с железоплавильными печами

промышленная сушка и нагревание

10 3 -8×10 3 Вт / м²

инфракрасные лампы для больниц

Инфракрасное излучение (также инфракрасный свет) не воспринимается зрением человека, начиная с 780 нанометров (последние красные длины волн, которые способен видеть человек). Глаз человека в состоянии воспринимать только очень небольшую часть (400-780 нм) всего электромагнитного спектра, эта область различается по цветам: фиолетовый, синий, зеленый, желтый, оранжевый, красный.

Инфракрасное излучение иногда называют тепловым излучением, потому что некоторые из его длин волн могут восприниматься человеком как ощущение тепла на коже.

Инфракрасное излучение подразделяется (согласно ISO 20473) на три области (кликните по рисунку):

ближняя 0,78-3 м, средняя 3-50 м и дальняя 50-1000 м.

Чертеж. Расположение инфракрасного излучения в электромагнитном спектре (кликните по изображению, чтобы увеличить его)

Последствия для здоровья

Поскольку оптическое излучение обычно не проникает очень глубоко в биологические ткани, больше всего внимания следует уделять глазам и коже. При инфракрасном излучении обычно возникает тепловой эффект.

Глаза

В целом глаза человека хорошо защищены от естественного оптического излучения, в том числе от солнечного. Эта защита распространяется и на яркое искусственное освещение. Излучение в основном поражает сетчатку глаза, поскольку внутренняя часть глаза прозрачна для света. Однако прозрачность хрусталика глаза может снизиться, если смотреть прямо на яркий источник в ближнем инфракрасном диапазоне.

Повреждение хрусталика происходит на длинах волн ниже 3 м (яркий ближний инфракрасный и видимый свет). Чем длиннее длина волны инфракрасного излучения, тем меньше оно достигает глазного дна. Среднее и дальнее инфракрасное излучение в основном поглощается роговицей глаза. Однако поглощение роговицей длинноволнового инфракрасного излучения может привести к повышению температуры в глазу. Интенсивное излучение в дальнем инфракрасном диапазоне может вызвать ожоги роговицы, подобно ожогам кожи. Впрочем, такие ожоги случаются редко, потому что сначала возникает болезненная реакция. Тепловое повреждение глаза — это, например, катаракта (помутнение хрусталика), которая чаще встречается у стеклодувов, чем у других профессий.

Инфракрасное излучение не проникает очень глубоко в тело. Поэтому при интенсивном инфракрасном излучении в основном возникает локальный термический эффект и даже ожоги. В частности, длинноволновое инфракрасное излучение может вызвать высокие температуры и ожоги кожи на обнаженной части тела. Поскольку кожа также способна рассеивать тепло, время, в течение которого возникают неблагоприятные эффекты, зависит от интенсивности и времени воздействия. Например, инфракрасное излучение мощностью 10 кВт/м² вызывает болевую реакцию за пять секунд; 2 кВт/м² — примерно за 50 секунд. Если воздействие длится долгое время, тепловая нагрузка на тело может оказаться высокой, особенно если тепло получает все тело (например, при работе перед железоплавильной печью). Это может привести к дисбалансу механизма терморегуляции в организме. Переносимость такой среды также зависит от индивидуальной переносимости работника и условий окружающей среды (влажность, скорость движения воздуха) . Не выполняя физическую работу, человек может переносить 300 Вт/м² за 8-часовой рабочий день, а при тяжелой физической работе — всего 140 Вт/м².

Таблица. Чувствительные к инфракрасному излучению органы

Тип инфракрасного излучения

в глазу

на коже

Профилактика

Инфракрасное излучение обычных ламп или большей части промышленного оборудования не представляет опасности для работников. Однако на определенных рабочих местах, где используются специальные лампы, обогреватели и другие источники инфракрасного излучения, рабочий процесс может нанести вред здоровью рабочих.

Самая эффективная защита от инфракрасного излучения — это полное экранирование источника излучения. Следует также обратить внимание на тепловые мосты нагрева, которые могут возникнуть под воздействием источника. В большинстве случаев термоэкранирование источника излучения приводит рабочую среду в соответствие с предельными значениями. В других случаях необходимо использовать средства индивидуальной защиты. К термически экранирующим средствам индивидуальной защиты относятся:

• маска для лица или защитные очки,
• термокостюм,
• термоперчатки, термообувь и головные уборы.

В исключительных случаях, когда условия труда не позволяют использовать предварительные меры защиты, необходимо для защиты работников принять меры по организации труда. Можно, например, ограничить доступ работников на слишком «горячие» участки работы. Можно также уменьшить потребляемую мощность источника тепла на то время, в течение которого работники должны находиться около него. Сокращение рабочего времени, удлинение перерывов и сменная работа также могут быть использованы для минимизации времени воздействия излучения на одного работника. Следует учитывать, что работа в жаркой среде может вызвать у человека тепловой стресс, вследствие чего ему требуется больше времени отдыха для восстановления.

При оценке биологического влияния инфракрасного излучения необходимо учитывать длину волн, интенсивность источника излучения и время его воздействия на работника. Предельные нормы в основном защищают сетчатку и роговицу от вредного термического воздействия. Также предельные нормы защищают от пролонгированного вредного воздействия на хрусталик.

Работодатель обязан определить источники инфракрасного излучения в рабочей среде. В случае их выявления необходимо оценить и при необходимости измерить уровень излучения и, если это необходимо, принять меры по ограничению излучения до предельных норм. Обычные источники света на предприятии не рассматриваются в качестве факторов риска.

Работодатель должен проинформировать работников обо всех факторах риска и потребовать использования средств индивидуальной защиты, а также обеспечить перерывы для отдыха глаз.

Ультрафиолетовое излучение

Ультрафиолетовое излучение (называемое также ультрафиолетовым светом) близко к синим длинам волн видимого света. Если видимый свет имеет длину волн 400-780 нм (нанометров), то длина волн ультрафиолетового света составляет менее 400 нм (кликните также на прилагаемый рисунок).

Ультрафиолетовый свет делится на три области: UVA (315-400 нм), UVB (280-315) и UVC (100-280 нм). Из них UVA-свет в определенной мере входит и в состав белого света обычных ламп.

Хотя человек не видит ультрафиолетовый свет, в более темном помещении он может замечать излучающие УФ-свет материалы (например, защитные элементы на денежных купюрах).

Где встречается ультрафиолетовое излучение?

Наружные работы

По ходу своей профессиональной деятельности человек в основном сталкивается с ультрафиолетовым излучением при выполнении наружных работ. Сила УФ-излучения зависит от времени года и толщины озонового слоя.

От солнца земли достигает в основном UVA-свет, интенсивность UVВ-света, достигающего земли, уже намного меньше. UVС-свет полностью поглощается в верхних слоях атмосферы, поэтому земли он не достигает. По этой причине человек приспособился в определенной мере выносить UVA- и UVВ-излучение.

Чертеж. В наибольшей степени человек подвержен УФ-излучению (UVA и UVВ) при выполнении наружных работ, где при длительном времени работы необходимо позаботиться о том, чтобы не пострадали кожа и глаза.

Дуговая сварка

Дуговая сварка является одним из наиболее распространенных источников искусственного УФ-излучения с очень высоким уровнем излучения. Острое воздействие на глаза и кожу может проявиться в течение 3-10 минут на расстоянии нескольких метров. Поэтому защита глаз и кожи является обязательной.

Промышленные УФ-лампы

УФ-лампы используют во многих промышленных процессах: при отверждении клея, пластика, краски. Конструкция таких ламп обычно предусматривает экранирование, чтобы исключить облучение работников, однако при игнорировании правил безопасности или в случае аварии облучение все же может произойти.

УФ — лампы ( т . н . black-light)

Ультрафиолетовые лампы низкой интенсивности, вызывающие свечение определенных материалов, могут использоваться для проверки денежных купюр и документов, для проверки составных частей порошков, в качестве элемента интерьера в ночных клубах и других местах. Такие лампы не представляют опасности для человека, кроме отдельных случаев, когда кожа обладает повышенной чувствительностью.

Медицинские УФ-лампы

УФ-излучение широко используется в медицине для диагностики и лечения заболеваний. УФ-свет позволяет лучше видеть повреждения и заболевания кожи определенного типа.

УФО-терапия применяется, например, для лечения псориаза, экземы, пигментных пятен и др. дерматологических проблем.

Персонал, использующий УФ-излучение как в диагностических, так и в терапевтических целях, должен пройти соответствующее обучение, чтобы правильно выбрать дозу облучения.

Бактерицидные UVC-лампы

Противомикробные (бактерицидные) УФ-лампы считаются одним из самых эффективных методов стерилизации. Они излучают свет на длинах волн UVC, уничтожающий летающие в воздухе и находящиеся на рабочих поверхностях и инструментах микроорганизмы. UVC-лампы используются в основном в больницах, а также в микробиологических лабораториях. Необходимо, чтобы размещение ламп, рабочие процедуры и использование средств индивидуальной защиты обеспечивали безопасность работников.

Солярии

Для искусственного загара в соляриях используют длины волн UVA, однако в облучении присутствует и UVВ-излучение. Некоторые новые модели изготовлены для производства более интенсивного UVB-излучения.

Регулярное посещение солярия может существенно повысить годовую дозу УФ-облучения человека. Защита глаз необходима как посетителям, так и работникам солярия.

Энергосберегающие лампы

Как показывают исследования, в небольших количествах УФ-излучение (наряду с UVA также UVB и немного UVC) присутствует и в некоторых энергосберегающих лампочках. Если такие энергосберегающие лампочки оказываются в поле зрения глаз и человек находится рядом с ними, их UVB и UVC вызывают снежную слепоту. Однако, как правило, энергосберегающие лампочки не представляют собой опасности, так как в большинстве из них UVB и UVC отфильтровываются.

Последствия для здоровья

Под действием UVB-света кожа вырабатывает витамин D3, который наряду с кальцием играет важную роль в здоровье опорно-двигательного аппарата. Однако доза UVB-света, необходимая для достижения указанного эффекта, зависит от:

• количества витамина D в пище человека,
• типа кожи,
• использования средств защиты (одежды),
• географической широты,
• времени суток (УФ-излучение более интенсивно в полдень) и времени года (УФ-излучение интенсивнее в середине лета).

Об ущербе здоровью, вызванном УФ-излучением, человек может узнать с помощью своих органов чувств только после того, как неблагоприятные последствия уже произошли.

Неблагоприятные последствия УФ-излучения могут быть острыми (или внезапными и немедленными), длительными после большой дозы и после хронического воздействия (регулярно получает больше, чем допустимо, чтобы организм мог полностью восстановиться).

Воздействию UVC-излучения человек подвергается только из искусственных источников, таких как бактерицидные лампы. UVB-излучение считается наиболее опасным для человека УФ-излучением, поскольку чрезмерные дозы могут повредить кожу и глаза.

Кожа

Низкое количество UVB-излучения, попадающего на землю через атмосферу, вызывает, например, солнечные ожоги и другие биологические последствия.

Хотя UVA-излучение проникает глубже всего через кожу, оно не чревато столь сильными негативными биологическими последствиями, как UVB и UVC.

Солнечный ожог, или ожог кожи, является признаком кратковременного чрезмерного воздействия УФ-излучения, в то время как преждевременное старение кожи и рак кожи являются признаком хронической передозировки УФ-излучением. Преждевременное старение происходит, когда под действием большого количества UVA кожа теряет эластичность и становится морщинистой.

УФ-излучение ослабляет также иммунную систему, повышая восприимчивость к кожным инфекциям.

Глаза

Когда в глаз попадают прямой или отраженный солнечный свет (в т. ч. УФ-излучение), конструкция зрачка, закрытие глаз и реакция прищуривания заботятся о том, чтобы защитить глаза от избыточного света. Однако эту реакцию вызывает видимый свет, а не УФ-свет, поэтому при воздействии только УФ-излучения подобная защитная реакция не происходит, и возникает риск повреждения ультрафиолетовым излучением.

Считается, что UVB-излучение усиливает катаракту (помутнение хрусталика), ведущую причину слепоты в мире. По оценкам ВОЗ, 20% случаев катаракты могут быть связаны с чрезмерным воздействием УФ-света.

Фотокератит, или фотоожог роговицы, и фотоконъюнктивит — это воспалительные реакции, которые вызывают боль в глазах и временную утрату четкости зрения. Однако они не оказывают длительного воздействия на глаза и зрение, и проблемы исчезают.

Снежная слепота — одна из острых форм фотокератита. Она наблюдается у работников, которые подвергаются воздействию более высокого уровня УФ-излучения на открытом воздухе — в случае отражения от поверхности в более высоких регионах. Например, снег может отражать до 80% УФ-излучения. В большинстве случаев поврежденные клетки глазного яблока восстанавливаются в течение нескольких дней, и зрение нормализуется.

Научные исследования показали, что некоторые виды рака глаз также могут быть связаны с продолжительным воздействием солнечного света.

Воздействие УФ-излучения на человека, как и других факторов риска рабочей среды, зависит от продолжительности облучения и интенсивности излучения. Свою роль в этом играет и то, насколько работник защищен от УФ-излучения в рабочей среде или в процессе работы — использование защитных очков и одежды.

Некоторые виды лекарств, такие как антибиотики, детские таблетки, продукты с перекисью бензоила и некоторые косметические средства, могут повысить чувствительность кожи к УФ-излучению.

Группой риска в отношении УФ-излучения, как и других оптических излучений (инфракрасного и лазерного излучения), считаются прежде всего несовершеннолетние и беременные лица. Необходимо учитывать также результаты медицинского осмотра работника: например, если у человека есть фоточувствительность (при которой кожа гиперчувствительна к ультрафиолету). В случае фоточувствительности для появления аллергической реакции (сыпь на коже или солнечные ожоги) достаточно минимального (несколько минут) воздействия УФ-света Солнца.

При оценке риска, связанного с УФ-излучением в рабочей среде, также должны учитываться химические вещества, чувствительные к УФ-излучению, и совокупное воздействие этих двух факторов. Например, затвердевание клея или пластика под УФ-светом при определенном стечении обстоятельств может негативно сказаться на здоровье работника.

тип УФ

В глазу

На коже

• Фотокератит
• Фотоконъюнктивит
• Бельмо
• пигмента
• вызвано
• повреждение сетчатки

• Эритема
• Эластоз (фотостарение)
• Немедленное потемнение
• от света
• Рак кожи

Профилактика

Работодатель обязан установить источники УФ-излучения в рабочей среде. В случае их выявления необходимо оценить и при необходимости измерить уровень излучения и, если это необходимо, принять меры по ограничению излучения до предельных норм. Обычные источники света на предприятии не рассматриваются в качестве факторов риска.

Как правило, УФ-излучающие устройства оснащены защитными экранами и другими предохранительными средствами, которые снижают воздействие УФ-излучения на работника. Поэтому важно самовольно не снимать эти защитные средства во время работы.

Воздействие УФ-излучения на человека может быть в основном уменьшено за счет рабочей одежды и средств индивидуальной защиты, включая защитные очки, защитный щит с радиационным фильтром, перчатки и т.д. Одной защиты работника средствами индивидуальной защиты может оказаться недостаточно, если это возможно, то радиационный риск необходимо устранить на месте возникновения или свести его к минимуму.

Работодатель должен проинформировать работников обо всех факторах риска и потребовать использования средств индивидуальной защиты, а также обеспечить перерывы для отдыха глаз.

Измерение

УФ-излучение измеряется химическими или физическими детекторами, к которым часто добавляются различные фильтры для определения соотношения УФ-компонентов (UVA, UVB, UVC).

Лазерное излучение

Лазерное излучение — это оптическое излучение, которое может быть видимым и невидимым. Если длина волны лазерного луча находится в диапазоне 400-780 нм (нанометр), луч можно увидеть человеческим глазом. В то же время, когда воздух окружающей среды очищается от парящей пыли и других частиц, луч может стать невидимым, за исключением точки быстрого отражения на объекте цели. Невидимое лазерное излучение в основном является инфракрасным излучением, но существуют и ультрафиолетовые лазеры. Лазер с невидимым лучом делает опасным то обстоятельство, что, поскольку человек не видит луч, он не знает, как воспринимать опасность. При несчастном случае, когда, например, инфракрасный лазерный луч попадает в глаз, человек не воспринимает его как свет, т.е. не возникает защитной реакции (закрытие глаз, прищуривание, сокращение радужной оболочки), что может привести к необратимому повреждению глазного дна. Поэтому рабочие зоны лазерных приборов должны быть четко и надлежащим образом обозначены и необходимо следить за тем, чтобы луч не попал в стоящих рядом.

Лазерное излучение — это особый случай других оптических лучей, поскольку из-за своей высокой скорости лазер опасен даже для находящихся вдали от источника излучения. В то время как другая оптическая или невидимая световая энергия (например, от светильников) значительно рассеивается по мере увеличения расстояния.

Последствия для здоровья

Лазерное излучение характеризуется следующими физическими свойствами:

• излучение происходит на одной определенной длине волны, в отличие от других светильников, которые в основном имеют широкий спектр;
• электромагнитная волна, создаваемая лазером, является когерентной, т.е. все волны находятся в одной фазе;
• точка источника излучения очень мала, а степень яркости луча очень велика.

Вследствие этих обстоятельств опасность лазера заключается в том, что за очень короткий промежуток времени можно направить очень большое количество энергии излучения на очень маленький участок (например, на поверхность кожи). Как следствие, повреждения могут получить кожа или другие биологические ткани.

Лазерное излучение, будучи искусственным светом, не способно проникать очень глубоко в организм, поэтому наиболее уязвимыми органами являются кожа и глаза. Лазеры со слабой силой излучения также могут представлять опасность, поскольку лазерный луч при попадании в глаз может повредить сетчатку.

Глаза

Даже при уровнях, значительно ниже предельных норм, отслеживание лазерного луча может раздражать глаза и приводить к утрате четкости зрения. Особое внимание следует уделить использованию лазера в дорожном движении, так как мгновенное ослепление, в свою очередь, может привести к дорожно-транспортному происшествию.

Наибольшую опасность для человека представляют лазеры на длинах волн 400-1400 нм — это лазеры видимого света (400-780 нм) и ближнего инфракрасного излучения (780-1400 нм). Поскольку система хрусталиков глаз действует в области видимого света, передняя часть глаз также не подавляет соответствующие длины волн. Поэтому лазерный луч проникает в сетчатку глаза и может вызвать ее повреждение.

Будет ли причинен ущерб и в какой степени, зависит от:

• количества поглощенной энергии и от того, был ли это пульсирующий лазер,
• в каком фокусном положении находился глаз и
• из какого места лазерный луч попал в глаз.

В результате причинения вреда здоровью лазерным лучом зрение внезапно исчезает, и на мгновение становится видна яркая вспышка. Иногда может слышаться потрескивающий звук и ощущаться боль. Является ли повреждение устойчивым или нет, зависит от того, в какую точку глаза попадет лазерный луч. Например, повреждение периферии сетчатки может остаться незамеченным.

При несчастных случаях с более мощными лазерами повреждение глаза может не ограничиваться областью касания лазерной точки. Повреждения могут получить соединения зрительного нерва, сетчатка, и могут иметь место внутриглазные кровотечения.

Потому что повреждения, вызванные средним инфракрасным лазером, в основном связаны с термическим (или тепловым) излучением. Поскольку излучение среднего инфракрасного диапазона поглощается водой, большая часть энергии лазерного излучения поглощается, прежде чем достигнет задней части глаза.

Повреждения кожи

Повреждение кожи от лазера чаще всего ограничивается небольшим ожогом. В более легких случаях наблюдается только покраснение кожи, которое быстро проходит. Более длительное воздействие может привести к образованию волдырей, ожогов 3 степени и даже обугливанию кожных тканей.

Подкожные ткани в основном хорошо защищены от лазерного излучения. В то же время непрерывный лазерный луч очень большой мощности (более нескольких киловатт) может проникать сквозь кожу и повреждать подкожные ткани. Однако при соблюдении правил безопасности опасность такого несчастного случая минимальна.

Профилактика

Наибольшая доля несчастных случаев на производстве, связанных с лазерами, произошла во время экспериментальных работ в исследовательских лабораториях. В основном, их причиной является игнорирование правил безопасности.

Несчастные случаи были вызваны также лазерными дальномерами, используемыми в военных целях. Последние ввиду их большой мощности представляют угрозу как для обслуживающего их персонала, так и для гражданских лиц, находящихся на расстоянии нескольких километров.

Когда дело касается лазерного излучения, главным образом необходимо позаботиться о безопасности глаз. Работники, подвергающиеся воздействию лазерного излучения, должны носить защитные очки. Но даже при использовании защитных очков луч лазера никогда нельзя направлять в глаза.

Принципы общих мер предосторожности:

• тщательное обучение персонала всем рискам и приемам безопасной работы,
• если рабочий процесс позволяет, полностью экранировать лазерный луч от людей,
• не направлять лазерный луч на людей,
• использовать лазер под надзором,
• условия хранения и транспортировки не должны повреждать лазер,
• особые требования безопасности в зависимости от класса лазера,
• надзор за соблюдением правил безопасности.

Наиболее распространенным средством защиты от лазерного излучения являются защитные очки. Используя их, следует обязательно проследить, чтобы очки были выбраны так, чтобы заблокировать те длины волн, на которых работает лазер. Необходимо следить за тем, чтобы защитные очки защищали от всех длин волн, создаваемых лазером. Отмечается, что спецификация более дешевых очков, которая прилагается к ним, не соответствует их фактическому диапазону защиты (длины волн).

В процессе сварки CO2-лазером в качестве побочного эффекта также возникает сильное ультрафиолетовое излучение. Поэтому весь процесс должен быть по возможности полностью отделен. Если экранирование невозможно, то все присутствующие лица должны носить средства индивидуальной защиты (защитную одежду, маску).

класс

длины волн

характеристика

требования безопасности

примеры

ультрафиолетовый, видимый свет, инфракрасный

Лазеры со слабой мощностью. Лазерное излучение также не представляет опасности в течение длительного периода воздействия. Сюда относятся также более сильные лазеры, которые работают внутри защитного кожуха и не извлекаются из него.

Безопасность обеспечена без принятия особых мер

игрушки, лазерные принтеры, CD- и DVD-плееры

ультрафиолетовый, видимый свет, инфракрасный до 500 мВт

удельная мощность превышает присущую 1 классу, но так как луч рассеивается, то лишь малая часть общей мощности лазера может попасть в глаз

Избегать смотреть на луч с помощью оптических вспомогательных средств (например, бинокля)

определенные беспроводные решения для передачи данных

видимый свет до 1 мВт

Лазеры малой мощности. Рефлекс закрытия глаз, который составляет около 0,25 сек, считают достаточным для защиты глаз от повреждений. Лазер может представлять опасность только в том случае, если он направлен прямо в глаз и человек намеренно смотрит на лазерный луч.

помимо предыдущего, прекращение луча, надзор за путем движения луча

считыватели штрих-кодов определенные лазерные маркеры,

видимый свет до 500 мВт

Имеет большую мощность по сравнению с классом 2, но, как и у лазеров класса 1M, лазерный луч рассеянный. Лазер может представлять опасность только в том случае, если он направлен прямо в глаз и человек смотрит на лазерный луч намеренно или с помощью оптического устройства, которое концентрирует луч.

помимо предыдущего, обозначение пути движения и области использования луча, устранение ненужных отражений.

нивелир, используемый на строительных работах, и лазеры направленного действия

определенные лазеры направленного действия

Мощность излучения превышает мощность лазеров класса 3R. Прямой или отраженный лазерный луч всегда опасен для глаз.

помимо предыдущего, защита кожи, при наличии мощных лазеров активные и пассивные защитные барьеры

Лазерная хирургия, резка металла, сварка, show-лазеры

Для безопасности лазеров важно:

• какое количество энергии поглощается биологическими тканями и
• какова длина излучаемой волны (какого типа лазер).

При воздействии лазерного излучения в основном отслеживается плотность энергии (Дж/м²) и удельная мощность (Вт/м²) лазерного луча, падающего на поверхность глаз и кожи.

Ультрафиолетовое излучение

Каждый из нас подвергается воздействию солнечного ультрафиолетового (УФ) излучения, и все возрастающее число людей испытывает воздействие искусственных источников УФ-излучения – в промышленности, торговле и на отдыхе. Излучение солнца включает видимый свет, тепловую энергию и УФ-излучение.

Спектр УФ-излучения охватывает волны длиной от 100 до 400 нм. При этом различают три участка спектра:

• УФ-А (315-400 нм)
• УФ-B (280-315 нм)
• УФ-C (100-280 нм).

Когда солнечный свет проходит сквозь атмосферу, все УФ-С лучи и примерно 90% УФ-В лучей поглощаются озоном, парами воды, кислородом и углекислым газом. На УФ-А лучи атмосфера влияет в меньшей степени. Поэтому УФ-излучение, достигающее поверхности Земли, в основном состоит из УФ-А лучей и незначительного количества УФ-В лучей.

Истощение озонового слоя, вероятно, еще более усугубит отрицательные эффекты для здоровья от воздействия УФ-излучения, поскольку стратосферный озон особенно эффективно поглощает УФ-лучи. По мере того, как озоновый слой истончается, атмосферный защитный фильтр становится все слабее и слабее. В результате, люди и окружающая среда оказываются под воздействием более высоких уровней УФ-излучения, особенно УФ-В излучения, а ведь именно УФ-В лучи оказывают наиболее сильное неблагоприятное воздействие на здоровье людей, животных, морские организмы и жизнь растений.

Согласно прогнозам, составленным с использованием компьютерных моделей, 10%-е снижение концентрации стратосферного озона может стать причиной ежегодного увеличения заболеваемости меланомой (на 4 500 случаев), другими разновидностями рака кожи (на 300 000 случаев), а также дополнительно вызывать 1,6-1,75 миллионов случаев заболевания катарактой во всем мире.

• Высота солнца над горизонтом: чем выше солнце, тем выше уровень УФ-излучения. Таким образом, УФ-излучение различается как в течение дня, так и в течение года, а максимальные уровни будут отмечаться тогда, когда солнце находится в зените, т.е. примерно в полдень (астрономический полдень) в течение летних месяцев.
• Географическая широта: чем ближе к экватору, тем выше уровни УФ-излучения.
• Состояние облачного покрова: уровни УФ-излучения наиболее высоки при безоблачном небе. Но и при наличии облаков уровни УФ-излучения могут быть высокими из-за рассеивания УФ-лучей молекулами воды и мельчайшими частицами в атмосфере.
• Высота над уровнем моря: на значительной высоте атмосфера более разреженная и она легче пропускает УФ-лучи. С увеличением высоты над уровнем моря на каждую тысячу метров уровни УФ-излучения возрастают на 10-12%.
• Концентрация атмосферного озона над земной поверхностью: озон поглощает часть УФ-лучей, которые, в противном случае, достигали бы поверхности Земли. Уровни концентрации озона различаются в течение года и даже одного дня.
• Степень отражения УФ-лучей от поверхности: УФ-лучи отражаются и рассеиваются в различной степени в зависимости от поверхности. Например, снежный покров может отражать до 80% УФ-лучей, сухой пляж – около 15%, а морская пена – примерно 25%.

Диапазоны излучения и вещество

Хотя в вакууме электромагнитные волны всех частот распространяются одинаково — со скоростью света, их взаимодействие с веществом очень сильно зависит от частоты (а равным образом от длины волны и энергии кванта). По характеру взаимодействия с веществом излучение делят на диапазоны: гамма-излучение, рентген, ультрафиолет, видимый свет, инфракрасное излучение и радиоволны, которые вместе образуют электромагнитный спектр. Сами эти диапазоны в свою очередь разделяют на поддиапазоны, причем в науке нет единой устоявшейся традиции такого деления. Тут многое зависит от применяемых технических средств для генерации и регистрации излучения. Поэтому в каждой сфере науки и техники поддиапазоны определяют по-своему, а нередко даже сдвигают границы основных диапазонов.

Видимое излучение

Из всего спектра человеческий глаз способен улавливать излучение только в очень узком диапазоне видимого света. От одного его края до другого частота излучения (а равно длина волны и энергия квантов) меняется менее чем в два раза. Для сравнения самые длинные радиоволны в 10 14 раз длиннее видимого излучения, а самые энергичные гамма-кванты — в 10 20 энергичнее. Тем не менее, на протяжении многих тысяч лет большую часть информации об окружающем мире люди черпали из диапазона видимого излучения, границы которого определяются свойствами светочувствительных клеток человеческой сетчатки.

Разные длины волн видимого света воспринимаются человеком как разные цвета — от красного до фиолетового. Традиционное деление видимого диапазона спектра на семь цветов радуги является культурной условностью. Никаких четких физических границ между цветами нет. Англичане, например, обычно делят радугу на шесть цветов. Известны и другие варианты. За восприятие всего разнообразия цветов и оттенков видимого света отвечают всего три различных типа рецепторов, которые чувствительны к красному, зеленому и синему цвету. Это позволяет воспроизводить практически любой цвет, смешивая на экране эти три основных цвета.

Для приема видимого света от далеких космических источников используют вогнутые зеркала, которые собирают излучение с большой площади практически в одну точку. Чем крупнее зеркала, тем мощнее телескоп. Зеркала должны изготавливаться с чрезвычайно высокой точностью — отклонения формы поверхности от идеальной не должны превышать десятой доли длины волны — 40 нанометров, то есть 0,04 микрона. И такая точность должна сохраняться при любых поворотах зеркала. Это определяет высокую стоимость больших телескопов. Диаметр зеркал самых крупных оптических инструментов — телескопов Кека на Гавайях — 10 метров.

Хотя атмосфера прозрачна для видимого света (отмечено голубыми стрелками на плакате), она всё же создает серьезные помехи для наблюдений. Даже если забыть про облака, атмосфера немного искривляет лучи света, что снижает четкость изображения. Кроме того, сам воздух рассеивает падающий свет. Днем это голубое свечение, вызванное рассеянным светом Солнца, не позволяет вести астрономические наблюдения, а ночью — рассеянный свет звезд (и в последние десятилетия искусственная засветка неба наружным освещением городов, автомобилями и т. п.) ограничивает видимость самых бледных объектов. Справиться с этими трудностями позволяет вынос телескопов в космос. Телескоп «Хаббл» по земным меркам имеет очень скромные размеры — диаметр 2,24 метра, однако благодаря заатмосферному размещению он позволил сделать множество первоклассных астрономических открытий.

Ультрафиолетовое излучение

С коротковолновой стороны от видимого света располагается ультрафиолетовый диапазон, который делят на ближний и вакуумный. Как и видимый свет, ближний ультрафиолет проходит через атмосферу. Органами чувств человек его не воспринимает, но на коже ближний ультрафиолет вызывает появление загара. Это защитная реакция кожи на определенные химические нарушения под действием ультрафиолета. Чем короче длина волны, тем большие нарушения может вызывать ультрафиолетовое излучение в биологических молекулах. Если бы весь ультрафиолет проходил через атмосферу, жизнь на поверхности Земли была бы невозможна. Однако выше некоторой частоты атмосфера перестает пропускать ультрафиолетовое излучение, поскольку энергии его квантов становится достаточно для разрушения (диссоциации) молекул воздуха. Одним из первых ультрафиолетовый удар принимает на себя озон, за ним следует кислород. Вместе атмосферные газы предохраняют поверхность Земли от жесткого ультрафиолетового излучения Солнца, которое называют вакуумным, поскольку оно может распространяться только в пустоте (вакууме). Верхний предел вакуумного ультрафиолета — 200 нм. С этой длины волны начинает поглощать ультрафиолет молекулярный кислород (O₂).

Телескопы для ближнего ультрафиолетового излучения строятся по тем же принципам, что и для видимого диапазона. В них тоже используются зеркала, покрытые тонким отражающим металлическим слоем, но изготавливать их надо с еще большей точностью. Ближний ультрафиолет можно наблюдать с Земли, вакуумный — только из космоса.

Рентгеновское излучение

Формальной границы между жестким ультрафиолетовым и рентгеновским излучением нет. К ее определению есть два основных подхода: с одной стороны, к рентгену принято относить излучение, способное вызывать возбуждение атомных ядер — подобно тому, как видимое и инфракрасное излучение возбуждает электронные оболочки атомов и молекул. В этом случае даже жесткий вакуумный ультрафиолет в некоторых случаях может быть отнесен к рентгену. В другом подходе рентгеном считают излучение с длиной волны меньше характерного размера атомов (0,1 нм). Тогда получается, что большую часть мягкого рентгеновского диапазона следует считать сверхжестким ультрафиолетом.

Мягкое рентгеновское излучение еще может отражаться от полированного металла, но только при скользящем падении — под углом менее 1 градуса. Более жесткое излучение приходится концентрировать иными способами. Для задания направления используют узкие трубки, отсекающие кванты, приходящие сбоку, а приемником служит сцинтиллятор, в котором рентгеновские кванты ионизируют атомы, а те, вновь объединяясь с электронами, испускают видимое или ультрафиолетовое излучение, которое регистрируют при помощи фотоэлектронных умножителей. По сути, в телескопах жесткого рентгеновского диапазона ведется подсчет отдельных квантов излучения и уже потом при помощи компьютера формируется изображение.

От рентгена к гамма

Граница, на которой рентгеновский диапазон сменяется гамма-излучением, также условна. Обычно ее связывают с энергией квантов, которые испускаются при ядерных реакциях (или наоборот, могут их вызывать). Другой подход связан с тем, что тепловое излучение не принято относить к гамма-диапазону, как бы ни была высока его энергия. Во Вселенной наблюдаются относительно стабильные макроскопические объекты, разогретые до десятков миллионов градусов — это центральные участки аккреционных дисков вокруг нейтронных звезд и черных дыр. А вот объекты с температурой в миллиарды градусов — например, ядра массивных красных гигантов — практически всегда укрыты непрозрачной оболочкой. Впрочем, нередко даже излучение в их недрах называют не мягким гамма-излучением, а сверхжестким рентгеном. Устойчивых образований с температурой выше десятков миллиардов градусов в современной Вселенной неизвестно. Это дает основание считать, что гамма-излучение всегда генерируется нетепловым путем. Основным механизмом является излучение при столкновении заряженных частиц, разогнанных до околосветовых скоростей мощными электромагнитными полями, например, у нейтронных звезд.

Гамма-излучение

Деление гамма-излучения на поддиапазоны носит еще более условный характер. К сверхвысоким энергиям относят гамма-кванты, генерация которых выходит за пределы возможностей современных технологий. Все источники такого излучения связаны исключительно с космосом. Но поскольку технологиям свойственно развиваться, это определение нельзя назвать четким.

Атмосфера защищает нас и от гамма-излучения. В мягком и жестком поддиапазонах она полностью его поглощает. Кванты диапазона сверхвысоких энергий, сталкиваясь с ядрами атомов в атмосфере, порождают каскады частиц, энергия которых постепенно снижается и рассеивается. Однако первые эшелоны частиц в них движутся быстрее скорости света в воздухе. В таких условиях заряженные частицы порождают так называемое тормозное (черенковское) излучение, в чем-то подобное звуковой ударной волне от сверхзвукового самолета. Ультрафиолетовые и видимые кванты тормозного излучения достигают поверхности Земли, где улавливаются специальными телескопами. Можно сказать, что сама атмосфера становится частью телескопа, и это позволяет наблюдать с Земли гамма-излучение сверхвысоких энергий. Это отмечено на плакате красными стрелками.

Еще более энергичные кванты — ультравысоких энергий — порождают настолько мощные каскады частиц, что они пробивают атмосферу насквозь и достигают поверхности Земли. Их называют широкими атмосферными ливнями (ШАЛ) и регистрируют сцинтилляционными датчиками. Частицы ШАЛ наряду с естественной радиоактивностью земных пород могут повреждать биологические молекулы, в частности ДНК, и вызывать мутации в живых организмах. Тем самым они вносят свой вклад в эволюцию жизни на Земле. Но если бы их интенсивность была заметно выше, это могло бы стать серьезным препятствием для жизни. К счастью, чем выше энергия гамма-квантов, тем реже они встречаются. Самые энергичные кванты с энергией около 10 20 эВ приходят примерно раз в сто лет на квадратный километр земной поверхности. Происхождение столь энергичных гамма-квантов пока не вполне ясно. Значительно большей энергией кванты обладать не могут, так как выше некоторого порога они начинают взаимодействовать с реликтовым микроволновым излучением, приводя к рождению заряженных частиц. Иначе говоря, Вселенная непрозрачна для излучения заметно более энергичного, чем 10 21 –10 24 эВ.

Инфракрасное излучение

Отправляясь от видимого света в длинноволновую сторону спектра, мы попадаем в диапазон инфракрасного излучения. Ближнее ИК-излучение физически ничем не отличается от видимого света, за исключением того, что не воспринимается сетчаткой глаза. Его можно регистрировать теми же приборами, в частности, телескопами, что и видимый свет. Человек также ощущает инфракрасное излучение кожей — как тепло. Именно благодаря инфракрасному излучению нам тепло сидеть у костра. Большую часть энергии горения уносит вверх восходящий поток воздуха, на котором мы кипятим воду в котелке, а инфракрасное (и видимое) излучение испускается в стороны молекулами газов, продуктов сгорания и раскаленными частицами угля.

С ростом длины волны атмосфера теряет прозрачность для инфракрасного излучения. Это связано с так называемыми колебательно-вращательными полосами поглощения молекул атмосферных газов. Будучи квантовыми объектами, молекулы не могут вращаться или колебаться произвольным образом, как грузы на пружинке. У каждой молекулы есть свой набор энергий (и, соответственно, частот излучения), которые они могут запасать в форме колебательных и вращательных движений. Однако даже у не самых сложных молекул воздуха набор этих частот столь обширен, что фактически атмосфера поглощает всё излучение в некоторых участках инфракрасного спектра — это так называемые инфракрасные полосы поглощения. Они перемежаются небольшими участками, в которых космическое ИК-излучение достигает поверхности Земли — это так называемые окна прозрачности, которых насчитывается около десятка. Их существование представлено на плакате разрозненными голубыми стрелками в инфракрасном диапазоне. Интересно отметить, что поглощение ИК-излучения почти полностью происходит в нижних слоях атмосферы из-за повышения плотности воздуха у поверхности Земли. Это позволяет вести наблюдения почти во всем инфракрасном диапазоне с аэростатов и высотных самолетов, которые поднимаются в стратосферу.

Деление инфракрасного излучения на поддиапазоны также весьма условно. Граница между ближним и средним инфракрасным излучением проводится примерно в районе абсолютной температуры 300 К, которая характерна для предметов на земной поверхности. Поэтому все они, включая приборы, являются мощными источниками инфракрасного излучения. Чтобы в таких условиях выделить излучение космического источника, аппаратуру приходится охлаждать до температур, близких к абсолютному нулю, и выносить за пределы атмосферы, которая сама интенсивно светит в среднем ИК-диапазоне — именно за счет этого излучения Земля рассеивает в космос энергию, постоянно поступающую от Солнца. Основной тип приемника излучения в этом диапазоне — болометр, то есть, попросту говоря, маленькое черное тело, поглощающее излучение, соединенное со сверхточным термометром.

Дальний инфракрасный диапазон — один из наиболее сложных, как для генерации, так и для регистрации излучения. В последнее время благодаря разработке особых материалов и сверхбыстродействующей электроники с ним научились достаточно эффективно работать. В технике его часто называют терагерцевым излучением. Сейчас активно идет разработка бесконтактных сканеров для определения химического состава объектов на основе генераторов терагерцевого излучения. Они смогут выявлять пластиковую взрывчатку и наркотики на контрольных пунктах в аэропортах.

В астрономии этот диапазон чаще называют субмиллиметровым излучением. Он интересен тем, что в нем (а также в соседнем с ним микроволновом диапазоне) наблюдается реликтовое излучение Вселенной. До уровня моря субмиллиметровое излучение не доходит, но поглощается оно в основном в самых нижних слоях атмосферы. Поэтому в горах Чили и Мексики на высоте около 5 тысяч метров над уровнем моря сейчас строятся крупные субмиллиметровые телескопы — в Мексике 50-метровый, а в Чили массив из 64 телескопов диаметром 12 метров.

Микроволны и радиоволны

К инфракрасному диапазону примыкает радиоизлучение, которое охватывает весь длинноволновый край электромагнитного спектра. Энергия квантов в радиодиапазоне очень мала. Ее обычно не хватает для существенных изменений в структуре атомов и молекул, но хватает, чтобы взаимодействовать с вращательными уровнями молекул, например, воды. Энергии радиоволн также достаточно для того, чтобы воздействовать на свободные электроны, например, в проводниках. Колебания электромагнитного поля радиоволны вызывают синхронные колебания электронов в антенне, то есть переменный электрический ток.

При высокой интенсивности микроволнового излучения этот ток может вызывать значительный нагрев вещества. Это свойство используется для разогрева продуктов, содержащих воду, в микроволновых печах. Микроволновое излучение также называют сверхвысокочастотным (СВЧ) излучением. Оно является самым коротковолновым поддиапазоном радиоизлучения с длиной волны от 1 мм до 30 см. СВЧ-излучение проникает в толщу продуктов на глубину до нескольких сантиметров, что обеспечивает прогрев по всему объему, а не только с поверхности, как в случае обработки инфракрасным излучением на гриле. В микроволновом диапазоне также работают все системы сотовых телефонов и локальной радиосвязи, например, протоколы Bluetooth и WiFi, используемые беспроводными электронными устройствами.

Чем больше длина радиоволны, тем меньшую энергию она несет и тем труднее ее зарегистрировать. Для приема антенну, в которой под действием радиоволны возникают электрические колебания, подключают к электрическому контуру. При попадании в резонанс с его собственной частотой колебания усиливаются и их можно зарегистрировать. Чтобы поймать радиоволны, идущие из космоса, применяют зеркала-антенны параболической формы, которые собирают радиоизлучение всей своей площадью и концентрируют его на небольшой антенне. Тем самым повышается чувствительность инструмента.

Большая часть микроволнового излучения (начиная с длины волны 3–5 мм) проходит через атмосферу. То же можно сказать про ультракороткие волны (УКВ), на которых вещают местные телевизионные и радиостанции (в т. ч. FM-станции) и ведется космическая радиосвязь. Излучение их передатчиков регистрируется только в пределах прямой видимости антенн. Окно прозрачности атмосферы в радиодиапазоне (голубые стрелки на плакате) заканчивается примерно на длине волны 10–30 метров.

Более длинные радиоволны отражаются от ионосферы Земли. Это не позволяет наблюдать космические радиоисточники на более длинных волнах, но зато обеспечивает возможность глобальной коротковолновой радиосвязи. Радиоволны в диапазоне от 10 до 100 метров могут огибать всю Землю, многократно отражаясь от ионосферы и поверхности Земли. Правда, их распространение зависит от состояния ионосферы, на которую сильно влияет солнечная активность. Поэтому коротковолновая связь не отличается высоким качеством и надежностью.

Средние и длинные волны также отражаются от ионосферы, но сильнее затухают с расстоянием. Для того чтобы сигнал можно было поймать на расстоянии более тысячи километров, требуются очень мощные передатчики. Сверхдлинные радиоволны, с длиной в сотни и тысячи километров, огибают Землю уже не благодаря ионосфере, а за счет волновых эффектов, которые также позволяют им проникать на некоторую глубину под поверхность океана. Это свойство используется для экстренной связи с боевыми подводными лодками в погруженном состоянии. Другие радиоволны не проходят через морскую воду, которая из-за растворенных в ней солей представляет из себя хороший проводник и поглощает или отражает радиоизлучение.

Никакого теоретического предела для длины радиоволн неизвестно. На практике экспериментально удалось создать и зарегистрировать радиоволну с длиной волны 38 тыс. км (частота 8 Гц).

ИК-излучение

Лучи в дальней инфракрасной области являются частью солнечного спектра, не включающей ультрафиолетовые лучи, которые повреждают кожу, и именно поэтому в космических аппаратах НАСА используется этот вид тепла. В Азии и Европе уже произошел соответствующий перелом в отраслях, отвечающих за косметические и лечебные препараты.

Лучи в дальней инфракрасной области представляют собой форму световой энергии солнца. Они относятся к той же группе инфракрасных лучей оптического спектра, но благодаря большей длине волн, человеческий глаз не в состоянии уловить лучи дальней инфракрасной области, также как и ультрафиолетовые лучи. Такой вид энергии КРАЙНЕ ВАЖЕН И ПОЛЕЗЕН для всех людей, и именно он используется в согревающей одежде RedLaika.

Излучение в дальней инфракрасной области спектра способно проникать, возвращаться, излучаться и отражаться. Человеческое тело может поглощать излучение в дальней инфракрасной области спектра благодаря его способности проникать глубоко в ткани организма. Когда излучение в дальней инфракрасной области спектра проникает через кожу в подкожные ткани, оно трансформируется из световой энергии в тепловую. Тепловое действие в глубоких слоях тканей вызывает расширение кровеносных сосудов в капиллярах, способствует лучшему кровотоку и помогает избавляться от токсинов и отходов метаболизма через пот.

Тип излучения в дальней инфракрасной области спектра

Ближняя инфракрасная область спектра

Средняя инфракрасная область спектра

Дальняя инфракрасная область спектра

Надписи на рисунке:

• (m=м, nm=нм)
• Гамма-излучение
• Рентгеновское излучение
• Ультрафиолетовое излучение
• Инфракрасное излучение
• Микроволны
• Радиоволны
• Излучение в видимой области спектра
• Увеличение длин волн
• Усиление энергии

Влияние на кровообращение

Надписи на рисунке:

• До
• Через 11 минут
• Через 28 минут
• Через 42 минуты
• До
• Через 35 минут

Кровообращение

Видеокамеры, работающие в инфракрасной области спектра, используют, чтобы зафиксировать изменения в кровотоке. На ИК-изображении показано, как увеличивается температура и ускоряется кровоток в мышцах после проведения терапии. Для наших исследований и проверки гипотезы об улучшении кровотока человеческого тела мы используем высокотехнологичную термографическую видеокамеру. Аналогичную картин, но с отличающемся распределением температур по поверхности тела, можно наблюдать под воздействием, например, жилета с инфракрасным подогревом RedLaika — картина будет зависеть от расположения греющих элементов из углеродного волокна.

Польза излучения в дальней инфракрасной области спектра

Надписи на рисунке:

• Вибрация молекул воды
• Энергия излучения в дальней инфракрасной области спектра
• Угол вибрации
• Поглощение

Энергия излучения в дальней инфракрасной области спектра в зависимости от частоты и вибрации сужает форму и кластеры молекул воды, усиливая гидратацию. Наряду с расширением кровеносных сосудов вследствие воздействия тепла, разжижаются жидкости в организме (кровь, лимфа, жир), усиливается кровообращение и ускоряется выведение токсинов.

Кровь и лимфа, не подверженные воздействию энергии излучения в дальней инфракрасной области спектра, более густые (неизмененная вода). Более узкие кровеносные сосуды + более густые жидкости = замедление кровообращения и повышение риска появления сгустков, тромбоза глубоких вен, инсульта.

Если бы существовал способ усилить энергию тела, сбросить вес, уменьшить стресс, провести детоксикацию организма и очистить кожу, а также одновременно с этим укрепить иммунную систему для борьбы против различных заболеваний, начиная с обычной простуды, плохого кровообращения, астмы, бронхита и других респираторных заболеваний до тяжелых опасных для жизни состояний, чего бы это стоило?

Что, если бы для того, чтобы получить все эти преимущества, человеку нужно было только расслабиться и прилечь на 15-30 минут в день, три или четыре раза в неделю, слушая музыку? Чего бы это стоило?

Надписи на рисунке:

• Энергия излучения в дальней инфракрасной области спектра
• Источник питания недостаточно мощный, поэтому энергия излучения в дальней инфракрасной области спектра проникает неглубоко
• Источник питания достаточной мощности обеспечивает оптимальное проникновение энергии излучения в дальней инфракрасной области спектра
• Неглубокое проникновение происходит, когда источник энергии, активирующий источник энергии излучения в дальней инфракрасной области спектра, является недостаточно мощным

Более глубокое проникновение происходит, когда достаточно мощный источник энергии активирует источник энергии излучения в дальней инфракрасной области спектра

Сотни лет назад люди обратились к термотерапии как к источнику природного лечения многих заболеваний и дискомфортных состояний. Тепло от излучения в дальней инфракрасной области спектра простым и естественным образом находится в самом верху списка оздоровительных видов лечения.

Активированным теплом материал, использующий излучение в дальней инфракрасной области спектра, выделяет соответствующий вид энергии, поглощаемой человеческими клетками, и вызывает физический феномен, называемый «РЕЗОНАНС». Таким образом, немедленно усиливается клеточная активность, что приводит к улучшению кровообращения и общему повышению скорости метаболизма.

Проведение терапии теплом от излучения в дальней инфракрасной области спектра может помочь сбросить вес благодаря ускорению метаболических процессов жизненно важных органов и эндокринных желез, что в результате приводит к существенному сжиганию калорий на протяжении сеанса обработки теплом.

Также повышается частота сердечных сокращений и ускоряется кровообращение, что крайне важно для поддержания хорошего состояния здоровья. Частота сердечных сокращений увеличивается по мере того, как от внутренних органов к поверхности кожи поступает больше крови, причем артериальное давление при этом не повышается.

Надписи на рисунке:

• Удельная упругая энергия = температурная функция
• Тело с более высокой температурой = источник излучения
• Электромагнитные волны
• Тело с более низкой температурой
• Возбуждение атомов и молекул электромагнитными волнами

В случае каких-либо повреждений тепло стимулирует вазодилятацию периферических кровеносных сосудов, насыщая кислородом суставы и конечности, расслабляя напряженные мышцы, ускоряя излечение растяжений и вывихов. Усиление кровотока помогает быстрейшему устранению боли и лечению уставших мускулов по причине более сильного тока крови, более быстрого метаболизма и выведения токсинов через кожу с потом. В китайской медицине кожа считается третьей почкой, поскольку, как верят китайцы, она отвечает за удаление до 30% отходов жизнедеятельности.

Проведение терапии теплом от излучения в дальней инфракрасной области спектра позволяет усилить кровообращение, доставляя множество питательных веществ в кожу и, таким образом, улучшая ее тонус и структуру и мягко ее очищая.

Мнение исследователей об излучении в дальней инфракрасной области спектра

Энергия инфракрасного излучения не только безопасна, но и чрезвычайно полезна для нашего организма. Лампы дальнего инфракрасного излучения активно используются для лечения врачами, хиропрактиками, иглотерапевтами, физиотерапевтами, массажистами для лечения артрита, боли в суставах, мышечных спазмов, повреждений сухожилий и связок, способствуя более быстрому выздоровлению.

Тепло от излучения в дальней инфракрасной области спектра является теплом «ИЗЛУЧЕНИЯ». Лучистое тепло представляет собой просто форму энергии, нагревающую предметы непосредственно в процессе, называемом конверсия, не нагревая воздух.

• Инфракрасное излучение — поглощение
• Отражение и передача
• Отражение
• Инфракрасное излучение
• Поглощение
• Передача

Лучистое тепло также называют энергией инфракрасного излучения (ИК). Инфракрасный сегмент спектра электромагнитных волн можно увидеть, но нельзя ощутить, как тепло. В атмосфере есть «окно», через которое могут проникать инфракрасные лучи в диапазоне 7-14 микрон и безопасно достигать поверхности земли. При нагревании земля испускает инфракрасные лучи в диапазоне 7-14 микрон, с максимальным излучением в 10 микрон.

Доктор Цу-Цаир Оливер Чи обобщил данные о механизме действия инфракрасных устройств, воздействующих на человеческое тело. Ткани, нуждающиеся в повышении энергетических запасов, избирательно поглощают эти лучи. Внутреннее производство энергии инфракрасного излучения, обычным образом протекающее в тканях организма, связано с множеством оздоровительных методик и максимальным повышением обменных процессов, что гарантирует полный лечебный эффект, какой только возможен в тканях, подвергнувшихся воздействию. После насыщения тканей энергией до максимума остаток лучей проходит через них без какого-либо вреда. Этот феномен называется «РЕЗОНАНСНОЕ ПОГЛОЩЕНИЕ».

+7(495)374-90-45
Одежда с подогревом
RedLaika

• Доставка и оплата
• Для бизнеса
• Размеры одежды
• Возврат товара
• Помощь покупателям
• Политика конфиденциальности
• Каталог

• Контакты / Обратная связь
• Новости / блог
• Размеры одежды
• Размер перчаток
• Регистрация/Вход
• Форма подписки