Воздействие на человека электромагнитного излучения

Большую часть спектра ЭМИ составляют радиоволны диапазона 3 Гц - 3000 ГГц (ГОСТ 12.1.006-84), меньшую часть - колебания оптического диапазона. В зависимости от места и условий воздействия ЭМИ различают четыре вида Облучения: профессиональное, непрофессиональное, облучение в быту и облучение, осуществляемое в лечебных целях, а по характеру облучения — общее и местное.

Степень и характер воздействия ЭМИ на организм определяются плотностью потока энергий, частотой излучения, продолжительностью воздействия, режимом облучения (непрерывный, прерывистый, импульсный), размером облучаемой поверхности, индивидуальными особенностями организма, наличием сопутствующих факторов (повышенная температура окружающей среды, свыше 28°С, наличие рентгеновского излучения). Наряду с интенсивностно-временными параметрами воздействия имеют значение режимы модуляции (амплитудный, частотный или смешенный) и условия облучения. Установлено, что биологическая активность импульсных излучений выше непрерывных.

В настоящий момент доказано, что поглощенная организмом электрическая энергия может вызвать как термический, так и специфический биологический эффект.

Поглощение энергии ЭМИ зависит от частоты колебаний, электрических и магнитных свойств среды. При одинаковых значениях напряженности поля коэффициент поглощения в тканях с высоким содержанием воды примерно в 60 раз выше, чем в тканях с низким содержанием. С увеличением длины волны глубина проникновения электромагнитных волн возрастает, различие диэлектрических свойств тканей приводит к неравномерности их нагрева, возникновению макро- и микротепловых эффектов со значительным перепадом температур.

Интенсивность биологического действия нарастает с увеличением мощности и длительности действия ЭМИ. Интенсивное облучение сначала вызывает тепловой эффект. Влияние микроволн большой интенсивности связано с выделением тепла биообъекта (человека, животного и др.), что приводит к нежелательным последствиями (нагрев органов и тканей, термическое поражение и т.п.). В то же время при излучении ниже допустимого уровня наблюдается своеобразное (нетермическое) действие, проявляющееся возбуждением блуждающего нерва и синапсов. Нарушения в организме под действием различных диапазонов радиоволн малой интенсивности имеют также одинаковую направленность. Экспериментально установлены особая чувствительность нервной системы, затем миокарда, наличие дистрофических изменений в семенниках и отставание в развитие животных.

Биологические эффекты от ЭМИ могут проявляться в различной форме: от незначительных функциональных сдвигов до нарушений, свидетельствующих о развитии явной патологии. Следствием поглощения энергии электромагнитного поля является тепловой эффект. Избыточная теплота, выделяющая в организме человека, отводиться путем увеличения нагрузки механизма терморегуляции, но, начиная с определенного предела, организм не справляется с отводом теплоты от отдельных органов, и температура может повышаться. Воздействие ЭМИ особенно вредно для тканей со слаборазвитой сосудистой системой или недостаточным кровообращением (глаза, мозг, почки, желудок, желчный и мочевой пузырь). Облучение глаз может привести к помутнению хрусталика (катаракте), причем развитие катаракты является одним из немногих специфических поражений, вызываемых ЭМИ радиочастот.

В настоящие время для защиты от ЭМИ используют экранирование. Под экранированием в общем случае понимается как защита приборов от воздействия внешних полей, так и локализация излучения каких-либо средств, препятствующая проявлению этих излучений в окружающей среде. Различают следующие способы экранирования: электростатическое; магнитостатическое; электромагнитное;

Электростатическое и магнитостатическое экранирование основаны на замыкании экраном (обладающим в первом случае высокой

электропроводностью, а во втором - магнитопроводностью) соответственно электрического и магнитного полей.

Эффективность магнитного экранирования зависит от частоты и электрических свойств экрана. Чем ниже частота, тем слабее действует экран, Тем большей толщины приходится его делать для достижения одного и того же экранирующего эффекта. Для высоких частот, начиная с диапазона средних волн, экран из любого металла толщиной 0,5 ... 1,5 мм действует весьма эффективно. При выборе толщины и материала экрана следует учитывать механическую прочность, жесткость, стойкость против коррозии, удобство стыковки отдельных деталей и осуществления между ними переходных контактов с малым сопротивлением, удобство пайки, сварки и пр.

На высоких частотах применяется исключительно электромагнитное экранирование.

Обычно для конструирования экрана используют следующие материалы: сталь, пермаллой, феррит, медь, алюминий, свинец. Эффективность магнитостатического экранирования повышается при применении многослойных экранов.

Для защиты от ЭМП обычно применяют металлические листы, которые обеспечивают быстрое затухание поля в материале. Однако во многих случаях экономически выгодно вместо металлического экрана использовать проволочные сетки, фольговые и радиопоглощающие материалы, сотовые решетки. В сортамент фольговых материалов толщиной 0,01...0,05 мм входят в основном диамагнитные материалы - алюминий, латунь, цинк.

Радиопоглощающие материалы изготавливают в виде эластичных и жестких пенопластов, тонких листов, рыхлой сыпучей массы или заливочных компаундов. В последнее время всё большее распространение получают керамико-металлические композиции. Эффективность экранирования сотовыми решетками зависит вплоть до сантиметрового диапазона от отношения глубины к ширине ячейки.

Экранироваться могут не только отдельные блоки (узлы) аппаратуры и их соединительных линий, но и помещения в целом.