Электромагнитное излучение с частотой около 10
Перейти к содержимому

Электромагнитное излучение с частотой около 10

  • автор:

БЖД 611

Сычев, Ю. Н. Безопасность жизнедеятельности : учеб.-метод. комплекс / Ю. Н. Сычев – М. : ЕАОИ, 2008. – С. 104.

ЗАДАНИЕ N 14 сообщить об ошибке

Тема: Аварии с выбросом (угрозой выброса) радиоактивных веществ

Электромагнитное излучение с частотой около 1020 Гц и длиной волны 10-12 м с высокой энергией и большой проникающей способностью называется …

Электромагнитное излучение с частотой около 1020 Гц и длиной волны 10-12 м с высокой энергией и большой проникающей способностью называется γ-излучением. Оно испускается при ядерных превращениях или взаимодействии частиц. Высокая энергия (0,01-3 МэВ) и малая длина волны обуславливают большую проникающую способность γ-излучения. Это излучение обладает меньшей ионизирующей способностью, чем α- и β-излучения.

Безопасность жизнедеятельности: учеб. пособие / под ред. А.И. Сидорова. – М. : КНОРУС, 2007. – С. 206.

Безопасность жизнедеятельности: учеб. для студ. высш. учеб. заведений / Л. А. Михайлов, В. М. Губанов, В. П. Соломин и др.; под ред. Л. А. Михайлов. – М. : Академия, 2009. – С. 129.

ЗАДАНИЕ N 15 сообщить об ошибке

Тема: Аварии с выбросом (угрозой выброса) химически, биологически опасных веществ

Сероуглерод относится к ________ ядам.

Сероуглерод относится к нейротропным ядам. Нейротропные яды – вещества, действующие на проведение и передачу нервного импульса, нарушающие действия центральной и периферической нервных систем. К ним также относятся фосфорорганические соединения, тетраэтилсвинец и т. д.

Макашев, В. А. Опасные ситуации техногенного характера и защита от них : учеб. пособие / В. А. Макашев, С. В. Петров. – М. : ЭНАС, 2008. – С. 39.

ЗАДАНИЕ N 16 сообщить об ошибке

Тема: Аварии на коммунальных системах жизнеобеспечения

Процесс совместной выработки электрической и тепловой энергии называется …

ЗАДАНИЕ N 17 сообщить об ошибке

Тема: Понятие о чрезвычайных ситуациях (ЧС) техногенного характера. Классификация, закономерности проявления ЧС техногенного характера

Гидродинамические аварии с образованием волн прорыва относятся к ___________ чрезвычайным ситуациям.

Гидродинамические аварии с образованием волн прорыва относятся к стремительным чрезвычайным ситуациям. Каждому виду чрезвычайных ситуаций свойственна своя скорость распространения опасности, являющаяся важной составляющей интенсивности протекания чрезвычайного события и характеризующая степень внезапности воздействия поражающих факторов. С этой точки зрения ЧС классифицируются на внезапные, стремительные, умеренные, плавные. К стремительным ЧС также относятся аварии с выбросом газообразных аварийно химически опасных веществ (АХОВ), сели, лавины, пожары и др.

Макашев, В. А. Опасные ситуации техногенного характера и защита от них : учеб. пособие / В. А. Макашев, С. В. Петров. – М. : ЭНАС, 2008. – С. 32.

ЗАДАНИЕ N 18 сообщить об ошибке

Тема: Гидродинамические аварии

Территория катастрофического затопления (15–20 км) при разрушении гидродинамически опасных объектов, где скорость волны прорыва составляет 15–20 км/час, а время прохождения волны – 50–60 минут, относится к зоне ____________ категории.

Территория катастрофического затопления (15–20 км) при разрушении гидродинамически опасных объектов, где скорость волны прорыва составляет 15–20 км/час, а время прохождения волны – 50–60 минут, относится к зоне II категории. Катастрофическое затопление – гидродинамическое бедствие, являющееся результатом разрушения искусственной или естественной плотины и заключающееся в стремительном затоплении ниже расположенной местности. При катастрофическом затоплении также выделяют зоны следующих категорий: I – примыкает к гидродинамическому опасному объекту, простирается на 6–12 км, высота волны прорыва до нескольких метров, скорость течения 30 км/час и более, время прохождения волны 30 минут; III – простирается на 30–50 км, скорость течения 10–15 км/час, время прохождения волны 2–3 часа; IV – простирается на 35–70 км, скорость течения 6–10 км/час, время прохождения волны около 10 часов.

Макашев, В. А. Опасные ситуации техногенного характера и защита от них : учеб. пособие / В. А. Макашев, С. В. Петров. – М. : ЭНАС, 2008. – С. 116.

ЗАДАНИЕ N 19 сообщить об ошибке

Тема: Объект, предмет, методология, теория и практика безопасности

Защита человека от опасностей антропогенного, техногенного и естественного происхождения и достижение комфортных условий жизнедеятельности является ______________ науки о безопасности жизнедеятельности.

ЗАДАНИЕ N 20 сообщить об ошибке

Тема: Безопасность и теория риска

На рисунке представлено расположение гомосферы (Г) и ноксосферы (Н), характеризующее …

условно безопасную ситуацию

ситуацию локальной опасности

На рисунке представлено расположение гомосферы (Г) и ноксосферы (Н), характеризующее опасную ситуацию. Опасности могут быть реализованы в форме травм или заболеваний только в том случае, если зона формирования опасностей (ноксосфера) полностью совпадает с зоной деятельности человека (гомосфера). Совмещение гомосферы и ноксосферы недопустимо.

Безопасность жизнедеятельности : учеб. / под ред. проф. Э. А. Арустамова. – М. : Дашков и К°, 2008. – С. 393.

ЗАДАНИЕ N 21 сообщить об ошибке

Тема: Критерии чрезмерного и приемлемого риска

Зона, где значение вероятности смерти находится в пределах ___________, называют зоной неприемлемого риска.

ЗАДАНИЕ N 22 сообщить об ошибке

Тема: Безопасность в различных сферах жизнедеятельности

Производства, связанные со сжиганием твердого, жидкого и газообразного топлива, по степени пожарной опасности относятся к категории …

Производства, связанные со сжиганием твердого, жидкого и газообразного топлива, по степени пожарной опасности относятся к категории Г. К этой категории пожарной опасности также относятся производства, связанные с обработкой несгораемых веществ и материалов в горячем состоянии, в раскаленном или расплавленном состоянии с выделением лучистой энергии, искр, пламени.

Безопасность жизнедеятельности : учеб. для студентов высш. учеб. заведений / Л. А. Михайлов [и др.]; под ред. Л. А. Михайлова. – М. : Академия, 2009. – С. 181.

Труд-Эксперт.Управление

Просмотр, проверка и анализ результатов аттестации рабочих мест.

Управление здоровьем

Обследования состояния здоровья работников с использованием дистанционных технологий.

Управление обучением

Прохождение обучения по охране труда без отрыва от производства.

Управление документами

Сервис находится в разработке.

Наши проекты

Публикации

Средства индивидуальной защиты предоставляются работнику на работах с вредными и/или опасными условиями труда. В соответствии с частью 1 статьи 221 Трудового кодекса Российской.

Законодательство

С развитием цифровизации у ряда работодателей, использующих систему электронного документооборота, возникает потребность использовать современные технологии при оформлении результатов проведения специальной оценки условий труда в.

Статистика

Большинство опрошенных россиян (86%) убеждены, что реализация в профессии важна. Об этом свидетельствуют данные опроса, который проводился на портале «Работа России» в октябре этого.

Специальная оценка условий труда

Понятие декларирования соответствия условий труда государственным нормативным требованиям охраны труда установлено нормами статьи 11 Федерального закон от 28 декабря 2013 года № 426-ФЗ «О.

Вредное воздействие электромагнитных излучений и полей радиочастот на здоровье работников

Основными источниками электромагнитной энергии радиочастотного диапа­зона в производственных помещениях являются неэкранированные ВЧ-блоки установок (генераторные шкафы, конденсаторы, ВЧ-трансформаторы. магнетроны, клистроны, лампы бегущей волны, волноводные тракты и др.). Основными источниками излучения электромагнитной энергии РЧ в окру­жающую среду служат антенные системы радиолокационных станций (PЛC), радио- и телерадиостанций, в том числе систем мобильной радиосвязи, воз­душные линии электропередачи и пр. Современный этап характеризуется увеличением мощностей источников ЭМИ РЧ, что при определенных условиях может приводить к ухудшению электромагнитной обстановки в окружающей среде и оказывать неблагопри­ятное влияние на организм человека.

Вредное воздействие электромагнитных излучений и полей радиочастот
на здоровье работников

Основными источниками электромагнитной энергии радиочастотного диапа­зона в производственных помещениях являются неэкранированные ВЧ-блоки установок (генераторные шкафы, конденсаторы, ВЧ-трансформаторы. магнетроны, клистроны, лампы бегущей волны, волноводные тракты и др.). Основными источниками излучения электромагнитной энергии РЧ в окру­жающую среду служат антенные системы радиолокационных станций (PЛC), радио- и телерадиостанций, в том числе систем мобильной радиосвязи, воз­душные линии электропередачи и пр. Современный этап характеризуется увеличением мощностей источников ЭМИ РЧ, что при определенных условиях может приводить к ухудшению электромагнитной обстановки в окружающей среде и оказывать неблагопри­ятное влияние на организм человека.

Взаимодействие внешних электромагнитных полей с биологическими объ­ектами осуществляется путем наведения внутренних полей и электрических токов, величина и распределение которых в теле человека и животных зависят от целого ряда параметров, таких как размер, форма, анатомическое строение тела, электрические и магнитные свойства тканей (электрическая/магнитная проницаемость и электрическая/магнитная проводимость), ори­ентация объекта относительно поляризации тела, а также от характеристик ЭМП (частота, интенсивность, модуляция и др.). Поглощение энергии ЭМП в тканях определяется главным образом двумя процессами: колебанием сво­бодных зарядов и колебанием дипольных моментов с частотой воздействую­щего поля.

Первый эффект приводит к возникновению токов проводимости и связанным с электрическим сопротивлением среды потерям энергии (по­тери ионной проводимости), тогда как второй процесс приводит к потерям энергии за счет трения дипольных молекул в вязкой среде (диэлектрические потери). На низких частотах основной вклад в поглощение энергии ЭМИ вносят потери, связанные с ионной проводимостью.

Ионная проводимость возрастает с ростом частоты поля до 106-107 Гц в связи с уменьшением емкостного сопротивления мембран и со все большим участием внутрикле­точной среды в общей проводимости, что ведет к увеличению поглощения энергии. При дальнейшем увеличении частоты ионная проводимость среды остается практически постоянной, а поглощение энергии продолжает увели­чиваться за счет потерь на вращение дипольных молекул среды, главным образом молекул воды и белков [Bernhardt J.H., 1979, 1984].

Поглощение и распределение поглощенной энергии внутри тела сущест­венно зависят также от формы и размеров облучаемого объекта, от соотно­шения этих размеров с длиной волны излучения. С этих позиций в спектре ЭМИ РЧ можно выделить 3 области: ЭМП с частотой до 30 МГц, ЭМП с частотой более 10 ГГц и ЭМИ с частотой 30 МГц-10 ГГц. Для первой области характерно быстрое падение величины поглощения с уменьшением частоты (приблизительно пропорционально квадрату частоты). Отличитель­ной особенностью второй является очень быстрое затухание энергии ЭМИ при проникновении внутрь ткани: практически вся энергия поглощается в поверхностных слоях биоструктур.

Для третьей, промежуточной по частоте области характерно наличие ряда максимумов поглощения, при которых те­ло как бы втягивает в себя поле и поглощает энергии больше, чем приходит­ся на его поперечное сечение. В этом случае резко проявляются интерфе­ренционные явления, приводящие к возникновению локальных максимумов поглощения, так называемых «горячих пятен». Для человека условия воз­никновения локальных максимумов поглощения в голове имеют место на частотах 750-2500 МГц, а максимум, обусловленный резонансом с общим размером тела, лежит в диапазоне частот 50-300 МГц [Савин Б.М., 1978].

Первичные механизмы действия поглощенной энергии на микро-молекулярном, субклеточном, клеточном уровнях изучены слабо. И.Г. Акоевым и соавт. (1986) описаны имеющиеся данные по влиянию ЭМИ на клеточные мембраны, структуру некоторых белков, электрическую активность нейронов. Отмеченные эффекты не всегда могли быть интерпретированы как чисто тепловые. Таким образом, точка в многолетней дискуссии о тепловом и спе­цифическом действии ЭМИ еще не поставлена. В последнее десятилетие получила дальнейшее развитие информационная теория воздействия ЭМИ, основанная на концепции взаимодействия внешних полей с внутренними полями организма.

Организм животных и человека весьма чувствителен к воздействию ЭМИ РЧ. Биологическому действию ЭМИ посвящены тысячи работ отечествен­ных и зарубежных авторов. Наиболее полное представление о влиянии ЭМИ на биообъекты дают монографии и обзоры [Гордон З.В., 1966; тематические сборники НИИ ГТ и ПЗ АМН СССР 1960, 1964, 1968, 1972 гг.). Поскольку подробное рассмотрение имеющихся данных не представляется возможным, основное внимание будет уделено установленным закономерностям биологического действия фактора.

К критическим органам и системам относят центральную нервную систе­му, глаза, гонады. Некоторые авторы к числу критических относят крове­творную систему [Антипов В.В. и др., 1980]. Описаны эффекты со стороны сердечно-сосудистой и нейроэндокринной системы, иммунитета, обменных процессов. В последние годы появились данные об индуцирующем влиянии ЭМИ на процессы канцерогенеза [Szmigielski S., Pool R., 1990].

Биологическое действие ЭМИ зависит от длины волны (или частоты из­лучения), режима генерации (непрерывный, импульсный), условий воздей­ствия на организм (постоянное, прерывистое; общее, местное; интенсив­ность; длительность).

Отмечено, что биологическая активность ЭМИ убывает с увеличением дли­ны волны (или снижением частоты) излучения. В свете сказанного понятно, что наиболее активными являются санти-, деци- и метровый диапазоны ра­диоволн.

По данным ряда авторов, ЭМИ импульсной генерации обладают большей биологической активностью, чем непрерывной. При сравнительной оценке ЭМИ непрерывной и импульсной генерации с частотой следования импуль­сов в сотни герц по ряду показателей также отмечена большая выраженность биоэффектов при действии импульсного излучения. Однако в процессе хро­нического облучения эти различия нивелировались, что явилось основанием для установления единых значений ПДУ для ЭМИ непрерывной и импульс­ной генерации. H.P.Schwan (1971), анализируя скорости реакции систем на эффекты сил, вызванных полем, пришел к выводу, что импульсное поле со средней плотностью мощности, равной ППЭ непрерывного, не может быть более эффективным. По-видимому, это мнение справедливо для импульс­ных воздействий с достаточно высокой частотой следования импульсов, но не может быть распространено на случаи воздействия мощных одиночных или редко повторяющихся импульсов.

На практике люди часто подвергаются прерывистым воздействиям ЭМИ от устройств с перемещающейся диаграммой излучения (радиолокационные станции с вращающимися или сканирующими антеннами). Эксперимен­тальными работами было показано, что при одинаковых интенсивностно-временных параметрах прерывистые воздействия обладают меньшей биоло­гической активностью по сравнению с непрерывными, что объясняется раз­личиями в количестве падающей и поглощенной энергии.

Отмечено, что при скважностях воздействия (Q) от > 2 до 20-30 наблюдается энергетическая обусловленность биологических эффектов. Так, не отмечено существенных различий в биоэффектах непрерывных воздействий при ППЭ = 10 мВт/см2 и прерывистых с Q = 5 при ППЭ = 50 мВт/см2 и с Q = 10 при ППЭ = 100 мВт/см2. Наблюдаемое в ряде случаев на определенных, как правило, ранних, стадиях развития усиление биоэффектов за счет фактора прерывис­тости в условиях длительного хронического опыта нивелируется в силу разви­тия адаптационных процессов. Динамика зависимости биоэффектов от скваж­ности позволяет полагать, что при дальнейшем увеличении Q (> 20-30) эф­фекты прерывистых воздействий будут менее выражены, чем непрерывных равных энергетических характеристик. Это связано с удлинением пауз и бо­лее эффективным протеканием восстановительных процессов.

Существенными различиями в количестве падающей и поглощаемой энер­гии объясняется меньшая биологическая активность локальных облучений частей тела (за исключением головы) по сравнению с общим воздействием.

Вопросы сочетанного действия ЭМИ с другими факторами среды изуче­ны недостаточно. Большая часть опубликованных работ посвящена сочетан­ному действию ЭМИ микроволнового диапазона с ионизирующей радиаци­ей и теплом. При этом выводы авторов неоднозначны. Так К.Н. Клячина (1963) отметила, что ЭМИ СВЧ усугубляет течение лучевой болезни по кри­терию выживаемости экспериментальных животных. Суммационный эффект комбинированного воздействия ЭМИ и рентгеновского излучения по пока­зателям выживаемости, массы тела, количества лейкоцитов и тромбоцитов описан А.Н. Либерманом и соавт. (1972).

В то же время американские авторы [Howland et al., 1962; Michaelson S.M. et al., 1966] получили данные, свиде­тельствующие об антагонистическом характере биологического действия СВЧ-поля и ионизирующей радиации. Аналогичный результат получен в иссле­дованиях JI.А. Севастьяновой (1969). Данные К.В. Никоновой и соавт. (1968, 1972) свидетельствуют о зависимости характера биоэффектов сочетанного воз­действия ЭМИ СВЧ (1, 10, 40 мВт/см2) и мягкого рентгеновского излучения (250 Р и 2500 Р) от уровней воздействия: синергизм на высоких уровнях и независимое действие на низких. В остальных работах приведены данные, свидетельствующие об аддитивном характере биоэффекта при сочетанном действии ЭМИ СВЧ и тепла [Журавлев В.А., 1972; Никонова К.В., 1973].

Клинические проявления неблагоприятного влияния ЭМИ РЧ описаны в основном отечественными авторами [Дрочигина Н.А., Садчикова М.Н., 1964; Кончаловская Н.М. и др., 1964; Соколов В.В. и др., 1964; Белова С.Ф., 1968; Вермель А.Е., Садчикова Н.М., 1983, и др.].

Поражения, вызываемые ЭМИ РЧ, могут быть острыми и хроническими. Острые поражения возникают при действии значительных тепловых интен­сивностей ЭМИ. Они встречаются крайне редко – при авариях или грубых нарушениях техники безопасности. В отечественной литературе несколько случаев острых поражений описано военными медиками [Малышев В.М., Колесник Ф.А., 1968; Гембицкий Е.В., 1970]. При этом чаще всего речь идет о пострадавших, работающих в непосредственной близости от излучающих антенн РЛС.

Подобный случай облучения двух авиатехников от радара на Филиппинах описан также R.A. Williams и Th.S. Webb (1980). Авторами указаны интенсивности, воздействию которых подвергались пострадавшие: 379 мВт/см2 в течение 20 мин и 16 Вт/см2 в течение 15-30 с. Острые поражения отлича­ются полисимптомностью нарушений со стороны различных органов и систем, при этом характерны выраженная астенизация, диэнцефальные расстройст­ва, угнетение функции половых желез.

Пострадавшие отмечают отчетливое ухудшение самочувствия во время работы с РЛС или сразу после ее прекра­щения, резкую головную боль, головокружение, тошноту, повторные носо­вые кровотечения, нарушение сна. Эти явления сопровождаются общей сла­бостью, адинамией, потерей работоспособности, обморочными состояниями, неустойчивостью артериального давления и показателей белой крови; в слу­чаях развития диэнцефальной патологии ― приступами тахикардии, профузной потливости, дрожания тела и др. Нарушения сохраняются до 1,5-2 мес. При воздействии высоких уровней ЭМИ (более 80-100 мВт/см2) на глаза возможно развитие катаракты.

Для профессиональных условий характерны хронические поражения. Они выявляются, как правило, после нескольких лет работы с источниками ЭМИ микроволнового диапазона при уровнях воздействия, составляющих от деся­тых долей до нескольких мВт/см2 и превышающих периодически 10 мВт/см2. Симптомы и течение хронических форм радиоволновых поражений не имеют строго специфических проявлений. В клинической картине их выделяют три ведущих синдрома: астенический, астеновегетативный (или синдром нейроциркуляторной дистонии) и гипоталамический. Астенический синдром, как правило, наблюдается на начальных стадиях заболевания и проявляется жа­лобами на головную боль, повышенную утомляемость, раздражительность, периодически возникающие боли в области сердца.

Вегетативные сдвиги обычно характеризуются ваготонической направленностью реакций (гипо­тония, брадикардия и др.). В умеренно выраженных и выраженных стадиях заболевания часто диагностируется астеновегетативный синдром, или синд­ром нейроциркуляторной дистонии гипертонического типа. В клинической картине на фоне усугубления астенических проявлений основное значение приобретают вегетативные нарушения, связанные с преобладанием тонуса симпатического отдела вегетативной нервной системы, проявляющиеся со­судистой неустойчивостью с гипертензивными и ангиоспастическими реакциями. В отдельных выраженных случаях заболевания развивается гипотала­мический синдром, характеризующийся пароксизмальными состояниями в виде симпатоадреналовых кризов. В период кризов возможны приступы па­роксизмальной мерцательной аритмии, желудочковой экстрасистолии. Боль­ные повышенно возбудимы, эмоционально лабильны. В отдельных случаях обнаруживаются признаки раннего атеросклероза, ишемической болезни сердца, гипертонической болезни.

Следует отметить, что в западной литературе фактически нет описания вред­ных для здоровья человека эффектов при ППЭ излучения ниже 10 мВт/см2 [Michaelson S.M., 1980, 1991]. По мнению Solon L.R. (1979), верхняя граница безопасного уровня лежит между 1 и 10 мВт/см2.

Экспертами ВОЗ (WHO/VER/IRPA, Document 16, 1990) на основании анализа 10 работ западных авторов, изучавших состояние здоровья работаю­щих при уровнях ЭМИ, не превышающих, как правило, 5 мВт/см2, сделан вывод об отсутствии отчетливых доказательств неблагоприятного влияния на человека этих воздействий. Эксперты полагают, что патология возникает при более высоких уровнях. Нельзя, однако, не обратить внимания на приведенные в том же документе сведения о большей по сравнению с контролем частоте изменений в хрусталике глаз у военных, связанных с обслуживанием радаров, у работающих с источниками микроволн в условиях производства, а также у специалистов, обслуживающих радио- и телерадиоаппаратуру 558 кГц — 527 МГц.

S. Hamburger с соавт. (1983) сообщили о несколько большей частоте сер­дечных заболеваний (нарушение внутрисердечной проводимости, ритма, ишемия) у мужчин-физиотерапевтов, работающих с коротковолновой аппа­ратурой (27 МГц), по сравнению с другими специалистами данной области.

Шведскими учеными [Kallen В. et al., 1982] выявлено несколько большее число случаев аномалий развития у детей, матери которых ― физиотерапев­ты ― в период беременности подвергались воздействию ЭМИ коротковол­нового (27 МГц) и микроволнового диапазонов. Увеличение числа выкиды­шей Oullet-Hellstron и W.F. Stewart (1993) отметили у женщин-физиотерапевтов, подвергающихся микроволновому воздействию (в коротковолновом диапазоне эффект отсутствовал).

К сожалению, в литературе нет описания эффектов длительного воздей­ствия ЭМИ низких интенсивностей. Следует полагать, что такие уровни не могут вызывать чисто радиочастотных поражений [Давыдов Б.И., 1984]. Од­нако высокая частота неврологических нарушений у работающих в сочета­нии с вегетативной дистонией в виде изменения регуляции сосудистого то­нуса и функциональных экстракардиальных расстройств, вызывает необхо­димость тщательного исследования прогностической значимости указанных нарушений и их роди в происхождении некоторых общесоматических забо­леваний, прежде всего гипертонической болезни и хронической ишемиче­ской болезни сердца, а также влияния длительного воздействия ЭМИ на развитие некоторых инволютивных процессов, в том числе на катарактогенез.

Как указывалось выше, в последние годы появились данные о связи ЭМИ с онкологической заболеваемостью, причем это касается как микро­волнового, так и сверхдлинного диапазонов. S. Szmigielski с соавт. (1987) об­наружили более высокую частоту онкологических заболеваний (в первую очередь лейкемией) у военнослужащих польской армии, обслуживающих ра­дары. В литературе активно обсуждается вопрос о роли ЭМИ в развитии лейкемий у детей и некоторых профессиональных контингентов. Результаты ряда работ обобщены в обзоре J.R. Goldsmith (1995). Приведенные данные свидетельствуют о необходимости проведения серьезных эпидемиологических исследований по данному вопросу.

ЛИТЕРАТУРНЫЙ ИСТОЧНИК

Публикация подготовлена по материалам издания: Измеров Н.Ф., Суворов Г.А. «Физические факторы производственной и природной среды. Гигиеническая оценка и контроль».М.: Медицина, 2003.

Электромагнитное излучение

Развитие научно-технического прогресса связано с формированием многочисленных техногенных факторов, оказывающих неблагоприятное воздействие на здоровье человека.

Достижения в энергетике, электронике и радиотехнике привели к насыщению производства и среды обитания человека источниками электромагнитных издучений (ЭМИ). Эволюционно, биологические структуры, не подготовлены к воздействию такого фактора.

ЭМИ (неионизирущее) — излучение, при котором энергия квантов, при взаимодействии с веществом, не вызывает ионизации его атомов. По своей природе, ЭМИ – это волновой процесс и характеризуется такими параметрами как длина волны, частота, скорость распространения. В основном ЭМИ – излучения радиочастотного диапазона (частотой от 3 Гц до 3000 ГГц). Длина волны может составлять от десятых и сотых миллиметра до 100 тыс. км. Чем выше частота, тем меньше длина волны. Скорость распространения энергии принимается близкой к скорости света (300 тыс. км/с). Наличие электрического тока приводит к формированию электромагнитного поля, которое распространяется в пространстве в зависимости от мощности источника и частотного диапазона.

Современные системы электроснабжения и передачи информации максимально приближены к человеку, располагаются в несущих конструкциях зданий, перекрытиях, на прилегающей территории. Помещения, буквально, напичканы различными видами электрооборудования. Количество источников ЭМИ, в среде обитания человека, учесть не возможно.

По области применения, источники ЭМИ, можно разделить на:

  1. Производственные
    • Промышленные электро-технические установки
    • Линии электропередач
    • Передающие радиотехнические объекты
    • Установки СВЧ нагрева и плавки металла
    • Рабочие места, оборудованные компьютерами (ПЭВМ) и видеодисплейными терминалами (ВДТ)
    • Электротранспорт
  2. Непроизводственные
    • Линии электропитания промышленной частоты (50 Гц)
    • Средства связи (радиосвязь, сотовая, спутниковая, транкинговая связь)
    • Средства видеоотображения информации (телевизор, ПЭВМ)
    • Электробытовые приборы (микроволновая печь, бытовой холодильник, электроосветительная арматура и т. д.)
    • Медицинское и косметологическое оборудование (УВЧ терапия, магниторезонансная терапия, рефлексотерапия и т. д.).

Существующие сети электроснабжения, зачастую, оказываются не приспособленными к такому большому количеству электроприборов, что приводит к появлению «токов утечки». В данной ситуации происходят наводки тока на металлические конструкции (арматура, оконная решётка, водосточная труба, радиатор отопления). Металлические конструкции становятся, так называемыми «вторичными» источниками магнитного поля, электромагнитные поля расползаются из изолированного помещения по всему зданию. Современные офисные и жилые помещения характеризуются как «больные здания».

Современные источники ЭМИ можно охарактеризовать следующими особенностями:

  1. постоянным увеличением количества
  2. постоянным увеличением мощности
  3. воздействию подвергаются массовые контингенты
  4. максимальное приближение источника к человеку
  5. человек чаще всего подвергается добровольному облучению

Механизм неблагоприятного воздействия электромагнитного излучения, на биологические структуры, связан с возникновением теплового и нетеплового эффектов.

Тепловой эффект ЭМИ характеризуется повышением температуры тканей, органов, клеток. ЭМИ активизирует колебательные процессы в биологических структурах. Под влиянием естественного геомагнитного поля земли, молекулы в биологических структурах, находятся в определённом колебательном состоянии. При воздействии ЭМИ молекулы начинают колебаться с различными амплитудами, соударяться между собой, что приводит к появлению ненормальных температурных градиентов.

Способность ЭМИ к тепловому воздействию известна давно и широко используется в промышленности, медицине (УВЧ терапия), быту (СВЧ печи) и т. д. К примеру — лечебный эффект ЭМИ связан с повышением температуры локально в поражённом органе, ткани, вследствие чего происходит улучшение кровоснабжения, питание поражённого участка. Применение СВЧ – печей в быту существенно экономит время приготовления пищи. В данном случае не стоит бить тревогу, так как, при УВЧ терапии, электромагнитные волны применяются локально и на ограниченный период времени, при использовании СВЧ печей, человек находится на безопасном расстоянии (более 50 см). Однако в иных ситуациях, при отсутствии адекватных мер по защите, тепловой эффект ЭМИ приводит к тепловой денатурации белковых структур и серьёзным функциональным нарушениям в организме.

Нетепловой эффект ЭМИ связан с колебательными процессами в биологических структурах, в результате чего происходит разрыв белковых цепей (нетепловая денатурация белка), повреждению клеток, увеличению концентрации продуктов распада в тканях. Следует отметить, что исследования, в области нетеплового эффекта ЭМИ, продолжаются.

Органами – мишенями ЭМИ являются:

  1. центральная нервная система
  2. зрительный анализатор
  3. сердечно-сосудистая система
  4. желудочно-кишечный тракт
  5. репродуктивные органы

Вследствие низкой терморегуляции, наиболее уязвимы головной мозг и глаза.

Клинические проявления воздействия ЭМИ носят, в основном, неспецифический характер.

Типичные жалобы влияния ЭМИ:

  • головная боль
  • боль в области сердца
  • снижение работоспособности
  • сонливость
  • эмоциональная неустойчивость
  • нарушения артериального давления
  • нарушения со стороны желудочно – кишечного тракта

При действии ЭМИ СВЧ (сверхвысокочастотного, более 3 Ггц) диапазона могут возникать тяжёлые патологические состояния организма (катаракта хрусталика, нарушение слуха и вестибулярного аппарата, язва желудка и кишечника, атрофия семенников). Данные заболевания возникаю при хроническом (длительном) воздействии ЭМИ. Острое облучение ЭМИ отмечается достаточно редко, т. к. у человека возникает ощущение «жара», что побуждает его покинуть облучаемую зону.

Наибольшую опасность вызывает хроническое воздействие ЭМИ малой интенсивности. Данному виду воздействия подвержено практически всё население, как в условиях производства, так и в быту.

Современные условия производственного воздействия ЭМИ оцениваются как менее опасные в сравнении с бытовыми, по следующим основаниям:

  • в условиях производства существует контроль уровней ЭМИ (степень влияния изучена)
  • в условиях производства человек находится в течении ограниченного времени
  • в условиях производства применяются мероприятия индивидуальной и коллективной защиты (экранирование источников, использование СИЗ, защита временем и расстоянием, система мед. осмотров и т. д.)

К примеру – в школе, ученик занимается на компьютере 45 мин, исследования ЭМИ проводятся перед открытием компьютерного класса. В домашних условиях ребёнок проводит за компьютером 2 – 3 час, при этом степень влияния не известна, профилактические мероприятия отсутствуют.

Клиническая картина хронического ЭМИ облучения характеризуется нарушениями со стороны центральной нервной системы (неврозы, астеновегетативный синдром), сердечно-сосудистой системы (нейроциркуляторная дистония, гипертония), желудочно – кишечного тракта (гастрит, дискенезия желче – выводящих путей), репродуктивной системы (снижение тестостерона, потенции, нарушение менструальной функции), иммунной системы. Угнетение иммунитета способствует росту повторяющихся случаев ОРЗ, гриппа, ангин, радикулитов. Картина крови характеризуется неустойчивостью содержания лейкоцитов. В крови отмечается увеличение содержания холестерина, липопротеинов, что является причиной «раннего» атеросклероза

Отдалёнными последствиями влияния ЭМИ являются:

  • преждевременное старение
  • генетические нарушения у потомства
  • злокачественные заболевания

Неблагоприятное воздействие ЭМИ на организм человека достаточно широко и разнообразно, однако человек не может отказаться от применения источников ЭМИ. Удобство и незаменимость источников ЭМИ приводит и будет приводить к их количественному увеличению. Например — такое средство связи, как мобильный телефон. Количество данных источников сопоставимо с населением на земле. Средства мобильной связи используются в экономически не развитых странах, где большая часть населения не грамотна.

Мобильные телефоны, или подвижные станции сухопутной радиосвязи являются источниками ЭМИ ультравысокочастотного диапазона (300 МГц – 2400 МГц). Чем выше частота, тем более интенсивны колебательные процессы молекул в биологических структурах, что в свою очередь способствует появлению теплового эффекта в течении нескольких минут. В экспериментальных исследованиях, отечественных и зарубежных учёных, доказано увеличение температуры на поверхности головного мозга, барабанной перепонки, в области наружного уха до 37 – 41 о С, при времени воздействия более 20 мин. Глубина проникновения электромагнитной волны, в ткани, составляет от 1 до 10 см.

Органами-мишенями ЭМИ средств передвижной радиосвязи являются головной мозг, слуховой и зрительный анализаторы. Пользователи средств передвижной радиосвязи предъявляют типичные жалобы: головные боли, головокружение, повышенная утомляемость, нарушение сна. Повышение температуры головного мозга на 1 о С приводит к нарушениям проводимости нервных клеток, вследствие чего увеличивается время реакции человека, снижается внимание и способность к концентрации, снижается память. Определённый интерес представляют исследования в области увеличения реакции, при вождении автомобиля. Так при воздействии ЭМИ сотового телефона, реакция увеличивается на 0,5 – 1 сек., что выражается в дополнительных 22 метрах проезда, при скорости 80 км/час. Более длительные (по времени) воздействия ЭМИ средств передвижной сухопутной связи способствуют развитию типичных (для ЭМИ) патологических состояний.

Иногда у пользователей средств мобильной связи можно наблюдать признаки «маниакальных состояний». Данные пользователи (в основном дети и подростки) практически постоянно держат в руках смартфон. На замечание пользователь прореагирует элементами немотивированной агрессии.

Что следует помнить, чтобы снизить степень неблагоприятного воздействия средств сухопутной радиосвязи:

  1. В соответствие с требованиями санитарных правил, реализация и эксплуатация каждого вида средств радиосвязи, должна осуществляться при наличии санитарно – эпидемиологического заключения. При покупке телефона, потребитель имеет право получить информацию о безопасности продукции (ст. 8 ФЗ № 52 от 30.03.99 г.).
  2. Время разговора по мобильному телефону следует максимально сократить. Рекомендуемая продолжительность разговора 3 мин. Максимально рекомендованный промежуток между разговорами 15 мин. Следует помнить о том что, мобильный телефон – это «средство для передачи информации».

Необходимо максимально ограничить использование подвижных средств радиосвязи лицам до 18 лет, женщинам в период беременности, лицам, имеющим имплантированные водители ритмов.

  1. Следует помнить о том, что в момент приёма – передачи информации, уровень излучении увеличивается в 100 раз. При этом, чем дальше вы находитесь от базовой станции, тем выше уровень излучения. Поэтому, не следует разговаривать по мобильному телефону, находясь в замкнутом помещении (подвал, машина).
  2. При разговоре, не следует прижимать телефон к уху. Не следует громко говорить. Чем тише вы говорите, тем меньше уровень ЭМИ. В случае, если вы носите очки на металлической оправе, при разговоре, следует их снимать.

Целесообразно использование специальной гарнитуры «наушника», в данном случае источник (телефон) находится на безопасном расстоянии.

  1. Не следует использовать средства мобильной связи во время грозовых явлений.
  2. При использовании средств мобильной связи в диспетчерских целях, обязательно следует произвести замеры уровня ЭМИ и определить безопасное время использования.

Если, условно, по распространённости, такой источник ЭМИ, как средство мобильной связи, можно поставить на 1 место, то на 2 место следует поставить персональный компьютер (ПК). Компьютер нашёл широкое применение на производстве и в быту. Работа современного офиса не представляется без оргтехники.

ПК является источником ЭМИ широкого спектра (от 5 Гц до 400 кГц).

Мощность излучения ПК сопоставима с излучением от СВЧ печи, однако, вблизи компьютера, человек проводит значительно больше времени.

При использовании ПК и оргтехники, на пользователя оказывает неблагоприятное воздействие комплекс вредных факторов:

При эксплуатации ПК и оргтехники, в зону дыхания поступает комплекс химических веществ. Источником являются комплектующие из полимерно – синтетических материалов (транзисторы, сопротивления, обмотка, корпус и т. д.). При нагревании происходит миграция мономеров во внешнюю среду, в связи с чем в воздух могут поступать полихлорированные бифенилы, формальдегид (вещества с доказанной канцерогенной активностью), озон, окислы азота. Концентрация таких веществ в замкнутом помещении, без условий вентиляции и проветривания, может превышать ПДК в десятки раз.

Как уже говорилось выше, ПК является источником ЭМИ. Спектр излучения включает в себя широкий диапазон, от низких частот (включая диапазон промчастоты 50 Гц) до ультрафиолетового и мягкого рентгеновского излучения. Эксплуатация оргтехники приводит к наведению полей ЭМИ, формированию электростатического поля.

Сопутствующим неблагоприятным физическим фактором, при работе с ПК, является шум. Источником шума являются системы охлаждения ПК, печатающие устройства. В условиях размещения на ограниченной площади большого количества единиц ПК, уровень шума может значительно превышать нормативные требования. Неблагоприятное влияние шума, в данном случае, проявляется в виде неспецифического неблагоприятного воздействия (повышается утомляемость, раздражительность, снижается работоспособности). Нормативный уровень шума не должен превышать 50 Дб.

Формирование электростатических полей приводит к изменениям аэроионного состава воздуха. Для нормального функционирования организма необходим определённый баланс положительно и отрицательно заряженных частиц воздуха.

При эксплуатации ПК, пользователь находится в определённой вынужденной рабочей позе. Длительная работа на ПК приводит к нарушениям кровоснабжения в органах малого таза, нарушениям со стороны опорно-двигательного аппарата, заболеваниям суставов верхних конечностей, кистей рук.

Таким образом, работа с ПК способствует возникновению и развитию следующих групп заболеваний:

  1. Заболевания зрительного анализатора в виде снижения остроты зрения, развития катаракты хрусталика, а так же в виде различных глазных симптомов (покраснение роговицы, зуд в области век и т. д.)
  2. Заболевания костно–мышечной системы, в основном верхних конечностей, кистей рук
  3. Стрессовые состояния. У пользователей отмечаются различные психические расстройства (тревога, не решительность, нервозность). У детей отмечаются нарушения поведения (повышенная возбудимость, снижение успеваемости, раздражительность). В литературе описаны такие понятия как «киберзависимость» и «синдром видеоигровой эпилепсии». Данные состояния связаны с серьёзными изменениями в центральной нервной системе у пользователей ПК детского возраста.
  4. Кожные заболевания (сыпь, эритемы, дерматит). Причиной данных заболеваний является тепловой эффект ЭМИ, ультрафиолетовое излучение и электростатическое поле. Под воздействием электростатического поля, взвешенные вещества, находящиеся в воздухе, прилипают к поверхности кожных покровов.
  5. Неблагоприятные исходы беременности

Что следует помнить, чтобы снизить степень неблагоприятного воздействия при работе с ПК

  1. Основной принцип профилактики при работе с источниками ЭМИ – защита временем и расстоянием
  2. рекомендуемая продолжительность работы 45 мин с 15 мин перерывом. Во время перерыва обязательно проветривание помещения
  3. экран монитора должен располагаться не ближе 500 мм от глаз пользователя
  4. Перед установкой ПК рекомендуется произвести замеры фона ЭМИ, найти оптимальное месторасположение. Площадь на 1 рабочее место должна составлять не менее 4,5 кв. м. Не следует размещать рабочие места вблизи электрощитовых устоновок, силовых кабелей и т. д.
  5. Рабочие места следует оборудовать специальной мебелью соответствующей требованиям эргономики.
  6. Обязательно выполнение заземления в здании, помещении. Рекомендуется использование, при работе с ПК, приборов автоматического контроля исправности заземления. В случае нарушения (порыва) в контуре заземления, такой прибор подаёт световой, либо звуковой сигнал.
  7. Уровень освещения на рабочих поверхностях должен составлять не менее 400 Лк.
  8. Большое значение имеет соблюдение параметров микроклимата на рабочих местах. Температура воздуха д. б. в пределах 19 – 21 о С, относительная влажность 15 – 75 %.
  9. Проведение инструментальных исследований параметров ЭМИ, шума, показателей освещённости, микроклимата, аэроионного состава воздуха обязательно при организации рабочих мест, каких либо изменениях (модернизации). Исследования, в плане производственного контроля, должны проводиться не реже 1 раза в 3 года.
  10. Обязательное медицинское освидетельствование студентов, учащихся, а так же работающих профессионально более 50 % рабочего времени
  11. Отстранение от работы с ПК беременных женщин, либо ограничение работы с ПК до 3 часов.

Главный врач филиала ФБУЗ «Центр гигиены и эпидемиологии
в Кемеровской области — Кузбассе» в г. Юрге и Юргинском районе
С. В. Шадский

Ионизирующие излучения

8. ионизирующие излучения Ионизирующее излучение – излучение, которое создается при радиоактивном распаде, ядерных превращениях, торможении заряженных частиц в веществе и образует при взаимодействии со средой ионы разных знаков. Радиоактивное вещество или устройство, испускающее или способное испускать ионизирующее излучение, называют источником ионизирующего излучения [1]. Источник ионизирующего излучения природного происхождения называется природным источников излучения. Источник ионизирующего излучения, специально созданный для его полезного применения или являющийся побочным продуктов этой деятельности, называется техногенным источником излучения. Источники ионизирующих излучений используются в различных отраслях промышленности, строительстве и других областях. В машино- и приборостроении ионизирующее излучение применяют для определения износа деталей, качества сварных швов, структуры металла и т.д. Радиоактивные изотопы применяют в строительстве и промышленности строительных материалов при дефектоскопии, в контрольно-измерительных и регулирующих приборах (толщиномеры, плотномеры, регуляторы уровня). Радиоактивные вещества в металлургии применяют для технологических целей (в контрольно-измерительных приборах – измерители толщины прокатных профилей) и при проведении исследований (изучении распределения деформаций при прокатке, распределения и поведения вредных примесей в литом и деформированном металле). Источники ионизирующих излучений представляют потенциальную угрозу здоровью и жизни людей, которые их используют. 8.1. Виды ионизирующих излучений

Рекомендуемые материалы

Исследование методов защиты от лазерного излучения
Безопасность жизнедеятельности (БЖД и ГРОБ или ОБЖ)
Исследование методов защиты от лазерного излучения
Безопасность жизнедеятельности (БЖД и ГРОБ или ОБЖ)
Исследование методов защиты от ультрафиолетового излучения
Безопасность жизнедеятельности (БЖД и ГРОБ или ОБЖ)
149 129 руб.
Безопасность жизнедеятельности (БЖД и ГРОБ или ОБЖ)
Вариант 8 – ДЗ №1
Безопасность жизнедеятельности (БЖД и ГРОБ или ОБЖ)
350 299 руб.
Вариант 8 — ЛР №2 — Шум
Безопасность жизнедеятельности (БЖД и ГРОБ или ОБЖ)

В промышленности встречаются следующие виды ионизирующих излучений: 1) корпускулярное (a-, b и нейтронное излучение) – потоки частиц; 2) фотонное (g и рентгеновское излучение) – электромагнитные волны высокой частоты. a-излучение представляет собой поток ядер гелия, испускаемых при радиоактивном распаде ядер некоторых химических элементов. Атомы таких химических элементов называют радионуклидами. Энергия a-частиц лежит в диапазоне 3. 9 МэВ. Длина пробега a-частицы в воздухе составляет 2. 12 см, а с повышением плотности материала проникающая способность a-излучения резко уменьшается. В твердых веществах длина пробега a-частицы не превышает нескольких микрон, а в мягкой биологической ткани – нескольких десятков микрометров; задерживается листом бумаги. a-частицы обладают высокой ионизирующей способностью. b-излучение состоит из потока электронов или позитронов ядерного происхождения, возникающих при радиоактивном распаде ядер. Масса b-частиц в несколько тысяч раз меньше a-частиц. Максимальная энергия b-частиц, испускаемых различными радионуклидами, составляет 0,1…3,5 МэВ. Длина пробега электрона в воздухе – 0,2…1,6 м, а в биологических тканях – 2,5 см, свинце –
0,04 см. Ионизирующая способность b-частиц низка, а проникающая выше, чем a-частиц. Поток b-частиц задерживается металлической фольгой. Нейтронное излучение является потоком электронейтральных частиц ядра. Масса нейтрона примерно в 4 раза меньше массы a-частицы. В зависимости от энергии различают медленные нейтроны (с энергией менее
1 кэВ), нейтроны промежуточных энергий (от 1 до 500 кэВ) и быстрые нейтроны (от 500 кэВ до 20 МэВ). Среди медленных нейтронов различают тепловые нейтроны с энергией менее 0,2 эВ. Проникающая способность нейтронов зависит от их энергии, но она существенно выше, чем у a- и b-частиц. Так, длина пробега нейтронов промежуточной энергии составляет около 15 м в воздушной среде и 3 см в биологической ткани, аналогичные показатели для быстрых нейтронов: соответственно 120 м и 10 см. Таким образом, нейтронное излучение обладает высокой проникающей способностью и представляет для человека наибольшую опасность из всех видов корпускулярного излучения. Так называемое вторичное излучение нейтрона, когда он сталкивается с каким-либо ядром или электроном, оказывает сильное ионизирующее воздействие. Ослабление нейтронного излучения эффективно осуществляется на ядрах легких элементов, особенно водорода, а также на материалах, содержащих такие ядра: воде, парафине, полиэтилене и др. g-излучение представляет собой электромагнитное излучение частотой около 10 20 Гц и длиной волн приблизительно 10 –12 м с высокой энергией. Оно испускается при ядерных превращениях или взаимодействии частиц. Высокая энергия (0,01. 3 МэВ) и малая длина волны обусловливают большую проникающую способность g-излучения. Это излучение обладает меньшей ионизирующей способностью, чем a- и b-излучения. Рентгеновское излучение возникает в среде, окружающей источник
b-излучения, в рентгеновских трубках, в ускорителях электронов и т.п. и представляет собой совокупность тормозного и характеристического излучений, энергия фотонов которых составляет не более 1 МэВ. Характеристическое излучение – это фотонное излучение с дискретным спектром, испускаемое при изменении энергетического состояния атома. Тормозное излучение – это фотонное излучение с непрерывным спектром, испускаемое при изменении кинетической энергии заряженных частиц. Ионизирующая способность рентгеновского излучения примерно как у b-излучения, но большая проникающая способность. Замедление рентгеновского и g-излучения наиболее интенсивно происходит на тяжелых элементах, например, свинце (пробег 20–25 см), железе, тяжелом бетоне и др. 8.2. Взаимодействие ионизирующих излучений с веществом Возникающие в процессе радиоактивного распада излучения, проходя через вещество, взаимодействуют с атомами и молекулами среды, передавая им свою энергию [2]. a- и b-излучения, представляющие собой поток заряженных частиц, проходя через вещество, в основном взаимодействуют с электронами атомов, передавая им свою энергию, которая расходуется на ионизацию (отрыв электронов от атома) и возбуждение атома (перевод электрона на более удаленную от ядра оболочку). Число ионизированных и возбужденных атомов, образуемых a-частицей на единице длины пути в среде в сотни раз больше, чем у b-частицы. Это обусловлено тем, что масса a-частицы примерно в 7000 раз больше массы b-частицы (электрона), а скорость значительно меньше, чем у b-частицы при одной и той же энергии, а значит, тем больше вероятность ее взаимодействия с атомами среды. Нейтроны при прохождении через вещество взаимодействуют с ядрами атомов среды, передавая им часть своей энергии. Ядра, получившие от нейтрона часть кинетической энергии, «вылетают» из электронной оболочки и, будучи положительно заряженными, производят ионизацию атомов среды. Этот процесс называется упругим рассеянием. Доля энергии, переданная нейтроном в процессе упругого рассеяния, тем больше, чем меньше масса атомов среды. Поэтому наиболее эффективными поглотителями энергии нейтронов являются водород, углерод, бор. Наряду с упругим возможно неупругое рассеяние нейтронов. В этом случае нейтрон захватывается ядрами атомов среды, происходит перераспределение энергии между частицами во вновь образуемом ядре, и из него вылетает нейтрон с меньшей энергией и фотон. Следовательно, при упругом и неупругом взаимодействиях нейтронов с веществом образуются либо заряженные частицы, которые непосредственно производят ионизацию атомов, либо фотонное излучение, ионизирующая способность которого обусловлена вторичными электронами. Фотоны взаимодействуют с электронами атома и с электрическим полем ядра. Проходя через вещество, фотонное излучение ослабляется по экспоненциальному закону, т.е. никогда не поглощается полностью. В этом его принципиальное отличие от корпускулярного излучения. Передача энергии фотонного излучения происходит в процессе фотоэлектрического поглощения, в результате которого фотон исчезает, расходуя всю свою энергию на отрыв электрона от атома среды (преимущественно с К-оболочки) и сообщая ему кинетическую энергию; при этом чем больше атомный номер атомов среды, тем выше вероятность фотоэффекта. Другим типом взаимодействия фотона с электронами является комптон-эффект, когда фотон передает электрону только часть своей энергии, в основном электронам высшей оболочки. Сам же фотон меняет направление своего движения, или как говорят, рассеивается. Чем выше энергия фотона, тем меньше вероятность комптоновского рассеивания, однако она возрастает с увеличением количества электронов на пути фотона, т.е. с повышением атомного номера элемента и плотности вещества. В результате взаимодействия фотона с электрическим полем ядра фотон исчезает и образуется пара частиц: ­ электрон и позитрон. Этот процесс возможен, если энергия фотона больше суммы энергий покоя электрона и позитрона, т.е. больше 1,02 МэВ. Таким образом, фотонное излучение непосредственно ионизации не производит, но в процессе взаимодействия с атомами среды передает часть своей энергии или полностью всю энергию электронам, которые затем производят ионизацию. Следовательно, и для корпускулярного, и для g-излучения, испускаемого при радиоактивном распаде, конечным эффектом взаимодействия с веществом является ионизация и возбуждение. Поэтому разные биологические эффекты, наблюдаемые под воздействием a- и b-частиц, нейтронов или g-излучения, обусловлены не их физической природой, а закономерностями пространственного распределения ионизированных и возбужденных атомов в облучаемом объекте. 8.3. Основные характеристики ионизирующих излучений Воздействие излучения на вещество будет тем больше, чем больше распадов ядер происходит в единицу времени [3]. Для характеристики числа распадов вводится понятие активности. Активность À мера радиоактивности какого-либо количества радионуклида, находящегося в данном энергетическом состоянии в данный момент времени: À, (8.1) где dN – ожидаемое число спонтанных ядерных превращений из данного энергетического состояния, происходящих за промежуток времени dt. Единицей активности является беккерель (Бк). Использовавшаяся ранее внесистемная единица активности кюри (Ки) составляет 3,7 × 10 10 Бк (ядерных превращений в секунду). Для характеристики воздействия ионизирующего излучения на вещество введено понятие дозы излучения. Количественной характеристикой взаимодействия ионизирующего излучения и вещества является поглощенная доза излучения. Поглощенная доза Д – величина энергии ионизирующего излучения, переданная веществу: (8.2) где – средняя энергия, переданная ионизирующим излучением веществу, находящемуся в элементарном объеме; dm – масса вещества в этом объеме. Поглощенная доза – основная дозиметрическая величина. В системе Си в качестве единицы поглощенной дозы принят грей (Гр). 1 Гр соответствует поглощению в среднем 1 Дж энергии ионизирующего излучения в массе вещества, равной 1 кг, т.е. 1 Гр = 1 Дж/кг. Используемая ранее внесистемная единица рад равна 0,01 Гр. До недавнего времени за количественную характеристику только рентгеновского и g-излучения, основанную на их ионизирующем действии в сухом атмосферном воздухе, принималась экспозиционная доза. Экспозиционная доза Х –отношение суммарного заряда dQ всех ионов одного знака, созданных в воздухе, когда все электроны и позитроны, освобожденные фотонами в элементарном объеме воздуха с массой dm, полностью остановились в воздухе, к массе воздуха в указанном объеме: . (8.3) Единица экспозиционной дозы в СИ – кулон на килограмм (Кл/кг). Внесистемная единица – рентген (Р). 1 Р = 2,58 × 10 –4 Кл/кг. Для различных видов излучения биологический эффект при одинаковой поглощенной дозе оказывается различным. Например, при одинаковой поглощенной дозе a-излучение гораздо опаснее b- или фотонного излучения. Поэтому для оценки биологического эффекта воздействия любого состава является эквивалентная доза. Эквивалентная доза НТ,R – поглощенная доза в органе или ткани, умноженная на соответствующий взвешивающий коэффициент для данного вида излучения, WR : НТ,R = WR × ДT,R , (8.4) где ДT,R – средняя поглощенная доза в органе или ткани Т; WR – взвешивающий коэффициент для излучения R. Единицей эквивалентной дозы в СИ является Дж/кг, имеющей специальное название зиверт (Зв). Внесистемная единица – бэр (биологический эквивалент рада). 1 Зв = 10 2 бэр. 1 бэр = 10 –2 Зв. Разные органы или ткани имеют разные чувствительности к излучению. Поэтому введено понятие эффективной дозы. Эффективная доза Е – величина, используемая как мера риска возникновения отдаленных последствий облучения всего тела человека и отдельных его органов и тканей с учетом их радиочувствительности. Она представляет собой сумму произведений эквивалентной дозы в органах и тканях на соответствующие взвешивающие коэффициенты: , (8.5) где Нт – эквивалентная доза в органе или ткани Т; Wт – взвешивающий коэффициент для органа или ткани. Единица эффективной дозы– зиверт (Зв). Внесистемная единица – бэр. Значения взвешивающих коэффициентов WR и Wт приведены в «Нормах радиационной безопасности НРБ-99». Существует еще одна характеристика ионизирующего излучения – мощность дозы. Мощность дозы – доза за единицу времени (секунду, минуту, час). Мощность поглощенной дозы (мощность экспозиционной дозы , мощность эквивалентной дозы , мощность эффективной дозы ) – отношение приращения поглощенной дозы dД, (экспозиционной дозы dX, эквивалентной дозы dН, эффективной дозы dЕ) за интервал времени dt к этому интервалу: . (8.6) Единицы мощности доз – частные от деления единиц поглощенной дозы (экспозиционной дозы, эквивалентной дозы, эффективной дозы) или их кратных или дольных единиц на соответствующую единицу времени. Например, Гр/с, мкГр/ч, мкР/ч, мкЗв/ч. 8.4. Биологическое действие ионизирующих излучений Ионизирующее излучение вызывает в организме человека цепочку обратимых и необратимых изменений [4]. Пусковым механизмом воздействия являются процессы ионизации и возбуждения атомов и молекул в тканях. Чем больше происходит в веществе актов ионизации под воздействием излучения, тем больше биологический эффект. Ионизация живой ткани приводит к разрыву молекулярных связей и изменению химической структуры различных соединений. Изменения в химическом составе значительного числа молекул приводят к гибели клеток. Существенную роль в формировании биологических эффектов играют радиационно-химические изменения, обусловленные продуктами радиолиза воды. Под влиянием излучений в живой ткани происходит расщепление воды на атомарный водород Н и гидроксильную группу ОН, которые, обладая высокой химической активностью, вступают в химические реакции с молекулами белка, ферментов и других элементов биологической ткани, что приводит к нарушению биохимических процессов в организме. В результате нарушаются обменные процессы, замедляется и прекращается рост тканей, возникают новые химические
соединения, не свойственные организму. Это приводит к нарушению деятельности отдельных функций и систем организма [5]. Индуцированные свободными радикалами Н и ОН химические реакции развиваются с большим выходом, вовлекая в процесс сотни и тысячи молекул, не задействованных излучением. В этом состоит специфика действия ионизирующего излучения на биологические объекты. Эффекты развиваются в течение различных промежутков времени: от нескольких секунд до многих часов, дней, лет. Ионизирующее излучение при воздействии на организм человека может вызвать два вида эффекта, которые клинической медициной относятся к болезням: детерминированные пороговые эффекты (лучевая болезнь, лучевое бесплодие, аномалии в развитии плода и др.) и стохастические (вероятностные) беспороговые эффекты (злокачественные опухоли, лейкозы, наследственные болезни). Различают три степени лучевой болезни: первая (легкая), вторая и третья
(тяжелая). Симптомами лучевой болезни первой степени служат слабость, головные боли, нарушение сна и аппетита, усиливающиеся на второй стадии заболевания, но здесь они дополняются нарушениями в деятельности сердечно-сосудистой системы, изменением обмена веществ и состава крови, расстройством пищеварительных органов. На третьей стадии болезни наблюдаются кровоизлияния и выпадение волос, нарушается деятельность центральной нервной системы и половых желез. У людей, перенесших лучевую болезнь, повышается вероятность развития злокачественных опухолей и заболеваний кроветворных органов. Лучевая болезнь в острой (тяжелой) форме развивается в результате облучения организма большими дозами ионизирующих излучений за короткий промежуток времени. Однако воздействие на организм человека и малых доз радиации также опасно, поскольку может привести к нарушению наследственной информации человеческого организма, мутации. Нижний уровень развития легкой формы лучевой болезни возникает при дозе облучения, эквивалентной приблизительно 1 Зв; тяжелая форма лучевой болезни, при которой погибает половина всех облученных, наступает при дозе облучения, эквивалентной 4,5 Зв. 100%-ный смертельный исход лучевой болезни соответствует дозе облучения, эквивалентной 5,5…7,0 Зв. В настоящее время разработан ряд химических препаратов (протекторов), существенно снижающих негативный эффект воздействия ионизирующего излучения на организм человека. Степень воздействия ионизирующего излучения зависит от того, является ли облучение внешним или внутренним. Внутреннее облучение осуществляется радиоактивными веществами, попавшими внутрь организма через дыхательные органы, желудочно-кишечный тракт или через кожные покровы. Внутреннее облучение организма длится до тех пор, пока радиоактивное вещество не распадется или не будет выведено из организма в результате процессов физиологического обмена; оно опасно тем, что вызывает длительно не заживающие язвы различных органов и злокачественные опухоли. 8.5. Нормирование воздействия ионизирующих излучений Основным нормативным документом, регламентирующим уровни воздействия ионизирующих излучений в Российской Федерации, являются «Нормы радиационной безопасности» (НРБ-99). Документ относится к категории санитарных правил (СП 2.6.1.758-99), утвержден государственным санитарным врачом Российской Федерации 2 июля 1999 г. Нормы распространяются на воздействие ионизирующего излучения на человека от техногенных, природных источников и при медицинском облучении. Для ограничения техногенного облучения в нормальных условиях эксплуатации техногенных источников излучения НРБ-99 устанавливают следующие категории облучаемых лиц: · персонал (группы А и Б); · все население, включая лиц из персонала, вне сферы и условий их производственной деятельности. Персонал – лица, работающие с техногенными источниками излучения (группа А) или находящиеся по условиям работы в сфере их воздействия (группа Б). Для категорий облучаемых лиц устанавливаются три класса нормативов: 1) основные пределы доз (ПД), приведенные в табл. 8.1; 2) допустимые уровни монофакторного воздействия (для одного радионуклида, пути поступления или одного вида внешнего облучения), являющиеся производными от основных пределов доз: пределы годового поступления (ПГД), допустимые среднегодовые объемные активности (ДОА), допустимые среднегодовые удельные активности (ДУА) и другие; 3) контрольные уровни (дозы, уровни, активности, плотности потока и др.). Их значения должны учитывать достигнутый в организации уровень радиационной безопасности и обеспечивать условия, при которых радиационное воздействие будет ниже допустимого. Таблица 8.1 Основные пределы доз

Нормируемые величины Пределы доз
Персонал (группа А) Население
Эффективная доза 20 мЗв в год в среднем за любые последовательные
5 лет, но не более 50 мЗв в год
1 мЗв в год в среднем за любые последовательные 5 лет, но не более 5 мЗв в год
Эквивалентная
доза за год:
в хрусталике глаза 150 мЗв 15 мЗв
в коже 500 мЗв 50 мЗв
в кистях и стопах 500 мЗв 50 мЗв

Основные пределы доз облучения не включают в себя дозы от природного и медицинского облучения, а также дозы вследствие радиационных аварий. На эти виды обучения устанавливаются специальные ограничения. Основные пределы доз, как и все остальные допустимые уровни облучения персонала группы Б, равны ¼ значений для персонала группы А. Эффективная доза для персонала не должна превышать за период трудовой деятельности (50 лет) – 1000 мЗв, а для населения за период жизни (70 лет) –
70 мЗв. При одновременном воздействии на человека источников внешнего и внутреннего облучения годовая эффективная доза не должна превышать пределов доз, установленных в табл. 8.1. Для студентов и учащихся старше 16 лет, проходящих профессиональное обучение с использованием источников излучения, годовые дозы не должны превышать значений, установленных для персонала группы Б. Планируемое облучение персонала группы А выше установленных пределов доз (см. табл. 8.1) при ликвидации или предотвращении аварии может быть разрешено только в случае необходимости спасения людей и (или) предотвращения их облучения. Планируемое повышенное облучение допускается для мужчин старше 30 лет лишь при их добровольном письменном согласии после информирования о возможных дозах облучения и риске для здоровья. Планируемое повышенное облучение в эффективной дозе до 100 мЗв в год допускается с разрешения территориальных органов Госсанэпиднадзора, а до
200 мЗв в год – только с разрешения федерального органа Госсанэпиднадзора. Лица, подвергшиеся облучению в эффективной дозе, превышающей 100 мЗв
в течение года, при дальнейшей работе не должны подвергаться облучению в дозе свыше 20 мЗв в год. Облучение эффективной дозой свыше 200 мЗв в течение года должно рассматриваться как потенциально опасное. Лица, подвергшиеся такому облучению, должны немедленно выводиться из зоны облучения и направляться на медицинское обследование. В производственных условиях (любые профессии и производства) эффективная доза облучения природными источниками излучения всех работников, включая персонал, не должна превышать 5 мЗв в год. При проведении профилактических медицинских рентгенологических исследований и научных исследований практически здоровых лиц годовая эффективная доза облучения этих лиц не должна превышать 1 мЗв. НРБ-99 устанавливают также требования по ограничению облучения населения в условиях радиационной аварии. 8.6. Обеспечение безопасности при работе с источниками
ионизирующих излучений
Все работы с источниками ионизирующих излучений санитарные правила подразделяют на два вида: на работу с закрытыми источниками излучений и устройствами, генерирующими ионизирующее излучение, и работу с открытыми источниками излучений (радиоактивными веществами) [6]. Закрытый источник излучения – источник излучения, устройство которого исключает поступление содержащихся в нем радионуклидов в окружающую среду в условиях применения и износа, на которые он рассчитан. Открытый источник излучения – источник излучения, при использовании которого возможно поступление содержащихся в нем радионуклидов в окружающую среду. Поэтому отдельно разработаны требования к безопасной работе с закрытыми и открытыми источниками ионизирующих излучений на производстве. Главной опасностью закрытых источников ионизирующих излучений является внешнее облучение, определяемое видом излучения, активностью источника, плотностью потока излучения и создаваемой им дозой облучения и поглощенной дозой. Защита от внешнего облучения предусматривает разработку таких методов, которые бы снижали дозу внешнего облучения до предельно допустимых значений. Основные принципы обеспечения радиационной безопасности при применении закрытых источников: уменьшение мощности источника до минимальной величины (защита количеством); сокращение времени работы с источниками (защита временем); увеличение расстояния от источника до работающих (защита расстоянием) и экранирование источников излучения материалами, поглощающими ионизирующее излучение (защита экранами). Защита количеством подразумевает проведение работы с минимальным количеством радиоактивных веществ, т.е. пропорционально сокращает мощность излучения. На практике применение этого метода защиты ограничено, так как требования технологического процесса часто не позволяют сократить количество радиоактивного вещества в источнике. Защита временем основана на сокращении времени работы с источником, что позволяет уменьшать дозы облучения персонала. Этот принцип особенно часто применяется при непосредственной работе персонала с малыми активностями. Защита расстоянием – достаточно простой и надежный способ защиты. Это связано со способностью излучения терять свою энергию во взаимодействиях с веществом: чем больше расстояние от источника, тем больше процессов взаимодействия с атомами и молекулами, что в конечном итоге приводит к снижению дозы облучения. Для защиты от a-излучения достаточно обеспечить расстоянии 8…10 см. Защита экранами наиболее эффективный способ защиты от излучений. В зависимости от вида излучений для изготовления экранов применяют различные материалы, а их толщина определяется мощностью излучения [5]. По своему назначению защитные экраны условно разделяют на пять групп: 1) защитные экраны – контейнеры, в которые помещаются радиоактивные препараты. Они используются при транспортировке радиоактивных веществ и источников излучений; 2) защитные экраны для оборудования. В этом случае экранами полностью окружают все рабочее оборудование при положении радиоактивного препарата в рабочем положении или при включении высокого напряжения на источнике ионизирующего излучения; 3) передвижные защитные экраны. Этот тип защитных экранов применяется для защиты рабочего места на различных участках рабочей зоны; 4) защитные экраны, монтируемые как части строительных конструкций (стены, перекрытия полов и потолков, специальные двери и т.д.); 5) экраны индивидуальных средств защиты (щиток из оргстекла, просвинцовые перчатки и др.). Лучшими экранами для защиты от рентгеновского и g-излучения являются материалы с большим атомным номером, например свинец. Более дешевые экраны делаются из просвинцованного стекла, железа, бетона, барритобетона, железобетона и воды. Для защиты от b-излучения применяют защитные конструкции из плексигласа, алюминия или стекла толщиной, превышающей максимальный пробег
b-частиц. Для защиты от нейтронного излучения обычно используют воду или полиэтилен. Передвижные экраны для защиты от a-излучений устраиваются из обычного или органического стекла толщиной несколько миллиметров. Защитные сейфы применяются для хранения источников g-излучения. Они изготовляются из свинца и стали. Защита от открытых источников ионизирующих излучений предусматривает как защиту от внешнего облучения, так и защиту персонала от внутреннего облучения, связанного с возможным проникновением радиоактивных веществ в организм через органы дыхания, пищеварения или через кожу. Все виды работ с открытыми источниками излучений разделены на 3 класса. Класс работ устанавливается в зависимости от группы радиационной опасности радионуклида и его активности на рабочем месте. Способы защиты персонала при работе с открытыми источниками следующие: 1) использование принципов защиты, применяемых при работе с закрытыми источниками. 2) герметизация производственного оборудования с целью изоляции процессов, которые могут явиться источниками поступления радиоактивных веществ во внешнюю среду. К мероприятиям, обеспечивающим безопасность персонала, относятся следующие. · Мероприятия планировочного характера. Планировка помещений предполагает максимальную изоляцию работ с радиоактивными веществами от других помещений и участков, имеющих иное функциональное назначение. Помещения для работ I класса должны размещаться в отдельных зданиях или изолированной части зданий, имеющей отдельный вход. Помещения для работ II класса должны размещаться изолированно от других помещений; работы III класса могут
проводиться в отдельных помещениях, соответствующих требованиям, предъявляемым к химическим лабораториям. · Применение санитарно-гигиенических устройств и оборудования, использование специальных защитных мероприятий. · Использование средств индивидуальной защиты персонала. · При работах I класса и отдельных работах II класса работники обеспечиваются комбинезонами или костюмами, тапочками, спецбельем, носками, легкой обувью или ботинками, перчатками, бумажными полотенцами и носовыми платками разового пользования, а также средствами защиты органов дыхания; при работах II и III класса работники снабжаются халатами, тапочками, легкой обувью и при необходимости средствами защиты органов дыхания (фильтрующими или изолирующими респираторами). · Выполнение правил личной гигиены. Эти правила предусматривают личностные требования к работающим с источниками ионизирующих излучений: запрещение курения в рабочей зоне, тщательная очистка (дезактивация) кожных покровов после окончания работы, проведение дозиметрического контроля загрязненной спецодежды, спецобуви и кожных покровов. Все эти меры предполагают исключение возможности проникновения радиоактивных веществ внутрь организма. 8.7. Радиационный контроль Безопасность работы с источниками ионизирующих излучений на предприятиях контролируют службы радиационной безопасности. Основные задачи по контролю радиационной обстановки в зависимости от характера проводимых работ следующие: · контроль мощности дозы рентгеновского, гамма- и нейтронного излучений, плотности потока частиц ионизирующего излучения на рабочих местах, в смежных помещениях, на территории организации, в санитарно-защитной зоне и зоне наблюдения; · контроль уровней загрязнения радиоактивными веществами рабочих поверхностей, оборудования, транспортных средств, средств индивидуальной защиты, кожных покровов и одежды персонала; · контроль объемной активности газов и аэрозолей в воздухе рабочих помещений; · контроль или оценка активности выбросов и сбросов радиоактивных веществ; · контроль уровней радиоактивного загрязнения объектов окружающей среды в санитарно-защитной зоне и зоне наблюдения. Санитарно-защитная зона – территория вокруг источника ионизирующего излучения, на которой уровень облучения людей в условиях нормальной эксплуатации данного источника может превысить установленный предел дозы облучения населения. Зона наблюдения – территория за пределами санитарно-защитной зоны, на которой проводится радиационный контроль. Администрация еще до получения источников ионизирующих излучений определяет перечень лиц, которые будут работать с этими источниками, а также инструктирует и обучает их и назначает работников, ответственных за радиационный контроль, учет и хранение источников. Контрольные вопросы к главе 8 1. Охарактеризуйте виды ионизирующих излучений. 2. Назовите типы взаимодействия фотонов с веществом. 3. Что является конечным эффектом взаимодействия с веществом различных видов ионизирующего излучения? 4. Что характеризует активность радионуклида? 5. Назовите единицы измерения поглощенной, экспозиционной, эквивалентной доз излучения? 6. Что такое эффективная доза? 7. Какие эффекты могут вызвать в организме человека ионизирующие излучения? 8. Какие классы нормативов установлены для ограниченно-техногенного облучения? 9. В чем разница между закрытым и открытым источниками излучения? 10. Назовите способы защиты человека от ионизирующих излучений. Библиографический список к главе 8 2 — Немного истории — лекция, которая пользуется популярностью у тех, кто читал эту лекцию. 1. Нормы радиационной безопасности: НРБ-99:2.6.1: Ионизирующее излучение, радиационная безопасность: СП 2.6.1.758-99. – Офиц. изд. – М.: Минздрав России, 2000. – 115 с. 2. Булдаков Л.А. Радиоактивные вещества и человек. – М.: Энергоатомиздат, 1990 – 160 с. 3. Безопасность жизнедеятельности: Учеб. пособие для вузов – 2-е изд., перераб. и доп./ Под ред. проф. Л.А. Муравья.– М.: ЮНИТИ-ДАНА, 2002. – 431 с. 4. Безопасность жизнедеятельности: Учебник для вузов – 2-е изд., испр. и
доп./ С.В.Белов, А.В. Ильницкая, А.Ф. Козьяков и др.; Под общ. ред. С.В. Белова.– М.: Высш. шк., 1999. – 448 с. 5. Безопасность жизнедеятельности. Безопасность технологических процессов и производств. Охрана труда: Учеб. пособие для вузов/ П.П. Кукин, В.Л. Лапин, Н.Л. Пономарев и др. – М.: Высш. шк., 2001. – 319 с. 6. Основные санитарные правила обеспечения радиационной безопасности (ОСПОРБ-99):2.6.1. Ионизирующее излучение, радиационная безопасность СП2.6.1.799-99. – М.: Минздрав России, 2000. – 98 с.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *