Радіобіологія фул вершин (передмовалесс, вступлесс етс. едишн)

250

Таблиця 9.17. Гранично допустимі рівні напруг і струмів дотику для людини

Примітка: напруги і струми дотику наведені за тривалості дії не більше 10 хв на добу.

9.9. Захист від впливу неіонізуючих електромагнітних випромінювань

На даний момент більшість населення живе в ЕМП, причому джерела ЕМВ антропогенного походження (радіо- і телевізійні станції, засоби радіолокації та радіозв’язку, комп’ютери, виробничі та побутові електроприлади, ЛЕП, високовольтні підстанції, електротранспорт та ін., джерела електростатичних полів – килими, лінолеуми, одяг з синтетичних тканин тощо) генерують хвилі, які характеризуються складним розподіленням у просторі, в часі та по частоті. Клініко-фізіологічні та епідеміологічні дослідження свідчать, що ЕМВ відіграють певну роль в розвитку серцево-судинних та алергічних захворювань, хвороб крові, підвищення частоти онкозахворювань та генетичних змін, хвороб Паркінсона та Альцгеймера, зміни поведінки тощо. Тому так важливою є розробка методів і засобів захисту, які знижують інтенсивність ЕМВ до рівнів, які не перевищують гранично допустимих. Захист від впливу ЕМВ забезпечується вибором конкретних методів, і засобами з урахуванням економічних показників, простоти та надійності експлуатації. Організація цього захисту має на увазі:

1)оцінку рівнів інтенсивності ЕМВ на робочих місцях та їх співставлення з діючими нормами;

2)вибір необхідних заходів та засобів захисту, які забезпечують ступінь захищеності в заданих умовах;

3)організація системи контролю над захистом.

За своїм призначенням захист може бути колективним, який передбачає міри для групи персоналу, або індивідуальним – для кожного працівника окремо. Останні використовуються тоді, коли застосування колективного захисту неможливе або недоцільне. Вони можуть забезпечувати захист загальний або окремих частин тіла

251

(локальний). В основі колективного та індивідуального захисту лежать організаційні, інженерно-технічні та санітарно-профілактичні міри.

До організаційних мір, насамперед, належать: додержування правил безпеки експлуатації приладів; забезпечення оптимальних варіантів розміщення об’єктів, які є джерелами ЕМВ; вибір раціональних режимів роботи обладнання; врахування поширення ЕМВ в умовах конкретного рельєфу місцевості; обмеженість часу перебування в зонах з підвищеним рівнем опромінення; обладнання робочих місць на відстані від джерела опромінення, яке забезпечує зниження його інтенсивності до безпечного рівня тощо. Щоби зменшити взаємодію між собою випромінюючих пристроїв, Міжнародною комісією з радіочастот регламентовані смуги радіодіапазону, які визначені для кожного типу випромінюючих пристроїв – радіомовлення (в тому числі і супутникового), телебачення, радіолокації, радіонавігації та ін. Регламентовані також і робочі діапазони частот радіоапаратури, випромінювання якої не поширюється на значні відстані. Так, наприклад, для промислового технічного обладнання, медичної апаратури виділені частоти 13, 56; 27, 12; 40, 68 МГц та близькі до них, в УВЧ і ПВЧ діапазонах виділені діапазони 433 і 915 МГц; 2,45; 5, 8 і 22, 185 ГГц. До організаційних мір відноситься також використання засобів наочного попередження про наявність того чи іншого випромінювання, висвітлення відомостей стосовно основних мір обережності. Велике значення має об’єктивність інформації про рівні інтенсивності випромінювання на робочих містах та чітка уява про їх можливий вплив на здоров’я працівників.

Разом з проведенням загальних організаційних мір, існує ще ряд спеціальних. Так, наприклад, обмежують джерела випромінювання в області радіочастот та ПВЧ по азимуту і куту місцевості. Проводять піднімання антени або кута її нахилу за рахунок будівельних та інженерних робіт.

Інженерно-технічні міри використовуються у тих випадках, коли вичерпана ефективність організаційних мір. Найефективнішим є екранування джерела випромінювання радіопоглинаючими або радіовідбиваючими матеріалами, використання спеціальних конструкцій або природних перешкод. Для професійних працівників існують індивідуальні засоби захисту, до яких відносяться спеціальні окуляри, а також маски, шлеми, фартухи, бахіли, рукавиці, костюми тощо на основі металізованих матеріалів.

252

Санітарно-профілактичні міри, насамперед, це контроль виконання санітарно-гігієнічних нормативів, розробка умов безпечної праці, обов’язковий медичний огляд при прийомі на роботу з наступним періодичним таким оглядом для виявлення можливих ранніх захворювань, відсторонення від роботи при виражених змінах стану здоров’я тощо. Вплив випромінювання не повинен викликати навіть тимчасового порушення стану здоров’я як в найближчий, так і у віддалений час у працівника так і його нащадків.

Екрануючі матеріали. Основними принципами добору екрануючих матеріалів є наскрізне і диференціальне затухання, а

також радіопоглинання. Наскрізне затухання обумовлене проникненням ЕМВ через матеріал і визначає кратність захисту. Найбільше наскрізне затухання притаманне суцільним металевим екранам. Для конкретних санітарно-гігієнічних цілей вибір товщини екрануючого матеріалу не має принципового значення і визначається тільки економічними міркуваннями. Тому вибирають, як правило, тонку металеву фольгу товщиною декілька сотих часток міліметру. Широке застосування мають також екрани з металевої сітки. Для визначення ступеню поглинання (затухання) ЕМВ радіочастот та ПВЧ від товщини металів використовують номограми.

Певні захисні властивості від ЕМВ мають будівельні матеріали та конструкції з них (табл. 9.18).

У випадку, коли фронт падаючої хвилі стикається з пружком екрануючих матеріалів, необхідно враховувати диференціальне затухання. При цьому ефективність захисту буде визначатися перевищенням рівня захисту екрану по відношенню до джерела і об’єкта випромінювання.

Оцінку ефективності мір захисту необхідно проводити з урахуванням відбиття, коли мається відбиваюча поверхня. Якщо місце розрахунку знаходиться точно в промені відбиття, то затухання при відбитті (В відб.) розраховується за формулою:

Ввідб. = (Rвідб. / Rпр.)2·Fвідб.,

де Rпр. – пряма відстань від джерела опромінення до точки опромінювання; Rвідб. – відстань від джерела опромінення до відбиваючої поверхні і назад до точки опромінення; Fвідб. – коефіцієнт відбиття.

Таблиця 9.18. Захисні властивості будівельних матеріалів від ЕМВ

253

*- дБ - децибел (0,01 Б), дорівнює 0,01 бела (Б); бел – одиниця логарифмічної відносної величини (десяткового логарифму відношень значень двох фізичних величин, наприклад Р1 і Р2: 1Б=lgР2/Р1, за умови Р2=10 Р1).

Захист від ЕМВ, який оснований на принципі радіопоглинання використовується, в основному, при обкладанні місць стикування внутрішньої поверхні шаф з генеруючою та підсилюючою ЕМВ апаратурою; при закладці щілин між деталями хвилепровідних структур, які не можуть бути з’єднані зварюванням чи пайкою тощо. Радіопоглинаючі матеріали повинні максимально поглинати ЕМВ в широкому діапазоні довжин хвиль, мати мінімальну відбиваючу здатність , характеризуватися відсутністю шкідливих випаровувань, невеликими габаритами та вагою, бути вогнебезпечними.

Максимальним радіопоглинанням і мінімальним відбиттям володіють матеріали з вічковою, пірамідальною або шпильковою поверхнею. Радіопоглинаючі матеріали за електричними і магнітними властивостями розділяють на діелектричні та магнітодіелектричні матеріали; за гасінням електромагнітних хвиль – інтерференційного типу ( гасіння за рахунок інтерференції) та ті, в яких електромагнітна енергія перетворюється в теплову за рахунок наведення розсіяних струмів, магнітогітерезисних або високочастотних діелектричних втрат; за робочим діапазоном – вузько- та широкодіапазонні. Як правило, сторона радіопоглинаючого матеріалу, що не опромінюється, покривається радіовідбиваючим покриттям. Наслідком цього є значне посилення радіоекрануючих властивостей.

254

Розповсюджені радіопоглинаючі матеріали – резинові килими (В2, Ф2, ВКФ-1 та ін.), магнітодіелектричні пластини (ХВ та ін. ), на основі поролону (Б-2, БР-3, ВРТМ та ін.), текстоліт графітований тощо. Поглинання електромагнітної енергії лежить в основі використання так званих поглиначів потужності, які використовуються замість відкритих випромінювачів. Поглинаючі потужності – це відрізки коаксіальних або хвилеводних ліній, що заповнені поглинаючим матеріалом, в якому поглинена енергія ЕМП перетворюється в тепло. Такими матеріалами можуть бути чистий графіт або в суміші з цементом, гумою, керамікою, піском та ін., вода, дерево. Для зниження рівня потужності ЕМВ в тракті використовуються також атенюатори – прилади, які містять радіопоглинаючі матеріали або сконструйовані таким чином, що здатні викликати затухання електромагнітних хвиль.

У деяких випадках для захисту від зовнішнього ЕМВ використовують радіовідбиваючі матеріали – листовий алюміній, латунна сітка тощо, у приміщеннях металізовані шпалери та штори, металеві сітки на вікнах тощо.

Використання для захисту від ЕМВ лісонасаджень також базується на радіопоглинанні. Захисний ефект лісонасаджень найбільше виражений, коли вони знаходяться у безпосередньому наближенні від об’єкту захисту. При великому протязі об’єкту випромінювання та щільній захисній смузі лісонасаджень з великих дерев, крім наскрізного затухання, потрібно враховувати і диференціальне затухання. Розрахунок захисного ефекту лісонасаджень проводять за спеціальними номограмами.

Індивідуальні засоби захисту. Ці засоби бувають тотальними

(комбінезони в комплекті з шоломами, масками, капюшонами, бахілами, рукавицями) або локальними (фартухи, капюшони, маски, шоломи, окуляри та ін.). Вони використовуються, як правило, за аварійних ситуацій, при виконанні ремонтних робіт в зоні опромінення за неможливої зупинки апаратури, яка генерує ЕМВ, випробовування радіовипромінюючих засобів тощо.

Для виготовлення індивідуальних засобів захисту від ЕМВ використовують екрануючі тканини. В основі їх лежать металізовані нитки з характерним розміщенням у вигляді гратки. В захисних тканинах з відкритою металізацією на бавовняні нитки накручується металева фольга, внаслідок чого тканина має металевий блиск. Хоча такі тканини мають достатні екрануючі властивості, але не знайшли широкого використання із-за того, що людина у такому комбінезоні в електричних полях відчуває легке поколювання електричним

255

струмом. Більш широко використовуються тканини, у яких металевий мікропровід вплітається в бавовняні нитки. Такі тканини в діапазоні частот хвиль 0,6 - 10 ГГц послаблюють ЕМВ в декілька сотень разів.

На більш низьких та високих частотах ступінь захисту зменшується, нижня частотна межа для екрануючих тканин складає 0,3 – 0,6 ГГц, що пояснюється появою резонансних змін величини наскрізного затухання при співрозмірності довжини хвилі випромінювання з розмірами одягу. Верхня межа радіозахисної дії обмежена кількома десятками ГГц, що обумовлене недостатнім контактом між провідниками тканини. З ціллю підвищення ефективності захисту від ЕМВ місця швів просякаються електропровідним клеєм.

Захисні маски виготовляють з любого світлопрозорого матеріалу з включенням в нього радіовідбиваючих структур – напилення металу, плівки з окислів металів, покриття з металізованих сіток тощо. Форма і розмір маски вибирають таким, щоб величина дифракційного затухання на рівні очей була не менша затухання захисного матеріалу. Внутрішню поверхню перфораційних отворів для дихання та теплообміну по всій товщині маски покривають радіозахисним матеріалом.

Для забезпечення необхідної ефективності захисту шлеми, фартухи, куртки, бахіли, рукавиці тощо виготовляють з урахуванням усіх вимог зменшення як наскрізного, так і дифракційного затухання. Слід враховувати можливість виникнення резонансних ефектів, які притаманні різним нерівностям на виробах, розміри яких кратні довжині хвилі випромінювання.

Для виготовлення захисного скла окулярів використовують різні матеріали в залежності від ступеня їх оптичної прозорості та захисних властивостей. Поширеним є скло, яке покрите олова двоокисом, що забезпечує затухання електромагнітних хвиль в діапазоні 6 - 20 ГГц до 20 дБ за прозорості 73 %; золота плівка товщиною 11 нм – від 6,4 дБ (частота 5,9 ГГц) до 21 дБ (18,8 ГГц) за прозорості 4,9%, мідна сітка (8 вічок/см) в діапазоні частот 6 – 20 ГГц до 30 дБ за прозорості

50%.

Захист від випромінювання персональних комп’ютерів.

Спектр випромінювання ПК включає широкий діапазон електромагнітних хвиль. В основі зменшення ЕМВ ПК лежать наступні принципи:

1) створення відеодисплейних терміналів зі зниженим рівнем випромінювання;

256

2)зменшення випромінювання з поверхні та через екран дисплею за рахунок використання покриттів та зовнішніх фільтрів;

3)перехід на техніку відображення без використання електроннопроменевих трубок.

В сучасних моніторах екран електронно-променевої трубки з внутрішньої або зовнішньої поверхні покритий майже прозорим шаром металу, який заземлюється. Це приводить тільки до часткового

зменшення ЕМВ. Тому застосовуються ще додатково захисні фільтри, які розміщуються перед екраном. Вибір матеріалу таких фільтрів залежить від інтенсивності випромінювання в необхідному діапазоні частот, рівня яскравості екрану електронно-променевої трубки, а також вимог до психофізичних параметрів і сприйняття зображення. Конструкція цих захисних екранів найрізноманітніша: тонкі плівки, силікатне скло та склополімерні матеріали з струмопровідним покриттям, металеві сітки між силікатним склом, металізовані поліетерні сітки, поляроїдні плівки тощо. Використання захисних фільтрів не тільки суттєво покращує екранування від електромагнітного та електростатичного випромінювання, але у багатьох випадках поліпшує візуальні параметри екранів моніторів. Практика свідчить, що рівні ЕМВ у всіх режимах роботи із зображенням на екранах сучасних сертифікованих дисплеїв і екранних захисних фільтрів не перевищує 8 В/см (за санітарної норми 25 В/м) в діапазоні частот 5Гц – 2 кГц і 0,2 В/м (за санітарної норми 2,5 В/м) в діапазоні частот 2 – 400 кГц.

Електромагнітні випромінювання, які генеруються в середині відеодисплейного терміналу, можуть бути екрановані за допомогою металевого кожуха, який заземляється. В останні роки такі кожухи створюють з металізованих полімерних смол, наприклад, поліпропілену з наповнювачем, яким можуть бути алюмінієві і латунні волокна, алюмінієві луски, металізовані скловолокна та інші композитні матеріали, неметалізовані наповнювачі (сажа, вуглеводні волокна). Ослаблення ЕМВ при застосуванні таких кожухів складає

30 – 60 дБ.

На користувача ПК може впливати випромінювання не тільки його комп’ютера, але також інших, які розміщені в тому ж приміщенні. Відеодисплейні термінали повинні бути по можливості розміщені в один ряд на відстані не менше 1 м від стін. Робочі місця операторів повинні бути на відстані більше 1,5 м між собою. Допускається також розміщення відеодисплейних терміналів у формі „ромашки”. Слід врахувати, що яким би не було розміщення ПК у приміщенні, задня стінка комп’ютера не повинна бути направлена в

258

людини. Для зменшення впливу випромінювання електропроводки та електрообладнання необхідно виконувати наступні рекомендації:

1)бажано не знаходитись поруч з довгими проводами під напругою;

2)не згортати проводи у кільця, оскільки це збільшує інтенсивність випромінювання (ефект магнітного диполя);

3)не залишати виделку в розетці при вимкненому приладі, оскільки провід живлення є додатковим джерелом електричного поля;

4)доцільно заземляти металічні корпуса електроприладів;

5)рівень електричного поля суттєво зменшується при співпаданні „нульового” проводу мережі живлення і загального проводу схеми електроприладу у вилці;

6)не рекомендується розміщати електроприлади в кутах кімнат будинків залізобетонних конструкцій, оскільки у цьому випадку рівень випромінювання значно зростає через зворотне відбиття від сторін кута (кутове відбиття). Це особливо відноситься до холодильників, а також телевізорів та інших приладів, які містять електронно-променеві трубки.

В промислових та житлових приміщеннях рівень ЕМВ від електропроводів можна знизити, якщо живлення електроприладів буде здійснюватися не безпосередньо від мережної розетки, а через „нейтралізатор”. Електричне поле у цьому випадку локалізується у просторі між мережною розеткою та „нейтралізатором”. Одночасно зі зниженням електричних полів „нейтралізатор” забезпечує фільтрацію зовнішніх мережних вад та захист від несанкціонованого знімання інформації від комп’ютерів по ланцюгам їх живлення.

Захист від дії магнітних полів. Захист від впливу магнітних

полів, як і електричних, включає організаційні, інженерно-технічні та санітарно-профілактичні міри, які за своїм призначенням бувають колективними та індивідуальними. До колективних організаційних мір відносяться, в першу чергу, розробка оптимальних режимів праці, які забезпечують мінімально можливий контакт з магнітним полем; попередження створення додаткових джерел магнітного поля (виведення зі зон дії цих полів потужних електроустановок); зниження рівня дії виробничих факторів, які можуть бути супутниками магнітного поля. Як колективними, так і індивідуальними організаційними мірами є захист за рахунок раціонального розміщення об’єктів, магнітних матеріалів та магнітних пристроїв на відстані не менше 0,5 – 1 м один від одного та від робочих місць.

259

Інженерно-технічні колективні міри захисту від дії магнітного поля включають, насамперед, використання захисних екранів, які повинні бути замкнуті та виготовлені з „магнітом’яких” матеріалів; зберігання та транспортування магнітовмісних виробів необхідно проводити тільки у пристосуваннях, які замикають магнітне поле. Індивідуальні такі заходи передбачають використання блокуючих пристроїв, які дозволяють відключати апаратуру, що генерує магнітне поле, у випадку попадання в зону індукції цього поля тіла або його різних частин; використання інструментів з немагнітних матеріалів або тих, якими можна керувати дистанційно.

Санітарно-профілактичні міри захисту від дії магнітних полів, як і від інших несприятливих чинників, передбачають: колективні – використання засобів наочного попередження про наявність магнітних полів, висвітлення основних мір застережливих заходів; доведення відомостей щодо безпеки праці; індивідуальні - проведення медичних оглядів при прийманні на роботу, так і періодичних працівників, наявність об’єктивної інформації про рівні індукції магнітного поля на робочому місці і чітка уява про можливі наслідки їх дії на організм людини.

Таким чином, основна міра захисту від надлишкової дії магнітних полів, як і інших негативних факторів довкілля - це попереджувальна.

9.10. Інфрачервоне випромінювання

Атоми і молекули будь-якої речовини постійно знаходяться в хаотичному русі. Чим більша температура речовини, тим більша кінетична енергія такого руху. Частина кінетичної енергії молекул, які зіштовхуються, передається орбітальним електронам атомів, що викликає їх перехід на більш віддалені рівні (збуджені рівні). Повернення з цих рівнів орбітального електрона на основний супроводжується ЕМВ оптичного діапазону. До такого діапазону відноситься інфрачервоне випромінювання (ІЧ-випромінювання), для якого характерна довжина хвилі від 1 мм до 0,75 мкм. За його допомогою теплова енергія передається від одного тіла до іншого або довкіллю.

Основна відмінність цього випромінювання від інших більш довгохвильових ЕМВ полягає в тому, що за цих довжин хвиль починають проявлятись квантові властивості, причому зі зменшенням довжини хвилі випромінювання енергія квантів світла збільшується. По–друге, це опромінення розповсюджується за