8.4. Електромагнітні випромінювання

Усі електромагнітні поля та випромінювання діляться на природні та антропогенні.

ЕМП природного походження. Навколо Землі існує електричне поле напруженістю у середньому 130 В/м, яке зменшується від середніх широт до полюсів та до екватора, а також за експоненціальним законом з віддаленням від земної поверхні. Спостерігаються річні, добові та інші варіації цього поля, а також випадкові його зміни під впливом грозових розрядів, опадів, завірюх, пилових бур, вітрів.

Наша планета також має магнітне поле з напруженістю 47,3 А/м на північному, 39,8 А/м – на південному полюсах. 19,9 А/м – на магнітному екваторі. Це магнітне поле коливається з 80-річним та 11-річним циклами змін.

Антропогенні випромінювання фактично охоплюють усі діапазони.

Електромагнітні випромінювання з частотою від 3 до Гц належать до радіохвильового діапазону.

У табл. 27 наведена номенклатура діапазонів частот ЕМП

Таблиця 27

Назва діапазону	Діапазон частот	Довжина хвилі	Назва діапазону
Низькі частоти НЧ	0,003 - 0,3 Гц 0,3 - 3,0 Гц 3,0 - 300 Гц 300 Гц - 30 кГц	107 - 106 км 106 - 104 км 104 - 102 км 102 - 10 км	Інфранизькі Низькі Промислові Звукові
Високі частоти ВЧ	30 - 300 кГц 300 кГц - 3 МГц 3 - 30МГц	10 - 1 км 1 км - 100 м 100 - 10 м	Довгі Середні Короткі
Ультрависокі частоти УВЧ	30 - 300 МГц	10 - 1 м	Ультракороткі
Надвисокі частоти НВЧ	300 МГц - 3 ГГц 3 ГГц - 30ГГц 30 ГГц - 300 ГГц	100 - 10 см 10 - 1 см 10 - 1 мм	Дециметрові Сантиметрові Міліметрові

Ступінь впливу ЕМП на організм людини залежить від діапазону частот, інтенсивності та тривалості дії, характеру випромінювання, розміру опромінювальної поверхні тіла, та індивідуальних особливостей організму. Основні несприятливі ефекти в організмі людини, що виникають під впливом ЕМП наведено на рис. 48.

Рис. 48. Вплив електромагнітного випромінювання на людину

Для попередження професійних захворювань, які виникають в результаті тривалої дії електромагнітних випромінювань, встановлені гранично допустимі рівні електромагнітних випромінювань. Відповідно до ГОСТ 12.11006-84 „ССБТ. Электромагнитное поле радиочастот. Допустимые уровни на рабочих местах и требования к проведению контроля” наведені в табл.28.

Таблиця 28

Допустимі рівні напруженості електромагнітного поля радіочастотного діапазону

Діапазон частот	Допустимі рівні напруженості ЕПМ		Допустима поверхнева густина потоку енергії, Вт/м2
	За електричною складовою (Е), В/м	За магнітною складовою (Н), А/м
60 кГц до 3 МГц	50	5	-
3 МГц - 30 МГц	20	-	-
30 МГц - 50 МГц	10	0,3	-
50 МГц - 300 МГц	5	-	-
300 МГц - 300 ГГц	-	-	10

Дотримання допустимих значень ЕМП контролюють шляхом вимірювання напруженостей Н та Е на робочих місцях за допомогою спеціальних вимірювачів рис. 49. Контроль проводять періодично не рідше одного разу на рік, а також при введенні в експлуатацію нових чи модернізованих установок з джерелами ЕМП.

Під час налагоджування, ремонту, випробування та експлуатації радіоелектронної апаратури електромеханічних установок існує можливість опромінення персоналу. Тому необхідно здійснювати попередній розрахункок інтенсивності опромінення електромагнітного поля та передбачити використання засобів захисту від випромівнювань

При направленому опромінюванні (рис. 50) щільність потоку енергії в ближній зоні (r_б) по осі діаграми напрямленості випромінювання

,

де Р_с – середня потужність випромінювання, Вт;

S – площа випромінювальної системи, м².

а)	б)

Рис. 49. Вимірювачі електромагнітних випромінювань: а – ПЗ-41; б – Циклон-4.

Рис. 50. Межі зон при напрямленому опроміненні

Для установок котрі працюють в імпульсному режимі, середня потужність

,

де Р_і – потужність випромінювання в імпульсному режимі;

τ – тривалість імпульсу;

Т – період чергування імпульсів.

У проміжній зоні (r_п) щільності потоку енергії

,

де r – відстань від центра розкриття антени до даної точки в проміжній зоні.

У дальній зоні (r_д) щільності потоку енергії по осі випромінювання

,

де σ – коефіцієнт підсилення антени.

Класифікація засобів та заходів захисту від ЕМП випромінювань радіочастотного діапазону наведена на рис. 51.

Одним з найбільш ефективних технічних засобів захисту від ЕМ випромінювання радіочастотного діапазону є екранування рис. 52. Для екранів використовуються, матеріали з великою електричною провідністю.

Принцип дії захисних екранів базується на поглинанні енергії випромінювання матеріалом з наступним відведенням в землю, а також на відбиванні її від екрану.

Знаючи характеристики металу, можна розрахувати товщину екрану.

Особливу увагу потрібно зосередити на захист людини від електромагнітного випромінювання комп’ютерів, які стрімко входять в наше життя. Одним із шкідливих елементів ЕОМ є монітор. Вони сконструйовані на основі електронно-променевої трубки, яка є джерелами електромагнітного випромінювання, м’якого рентгенівського, ультрафіолетового, інфрачервоного, видимого, низькочастотного, над низькочастотного та високочастотного електромагнітного випромінювання. Існують переконливі докази несприятливого комплексного впливу моніторів ПК на організм працюючих. У табл. 29 наведені результати медико-біологічних досліджень впливу ПК на користувачів.

Профілактика порушень стану здоров’я користувачів ПК проводиться за двома напрямками:

• вдосконалення конструкції;

• - розробка та застосування захисних засобів.

Вдосконалення конструкції сьогодні проводиться таким чином:

• екранування корпусів дисплеїв;

• застосування дисплеїв з автоматичною зміною яскравості зображення на екрані, в залежності від умов навколишнього середовища;

• зміна скла з люмінофором багатошаровими екранами, які вже самі поглинають небезпечні випромінювання;

• зміна форми екрану на плоску, що менше спотворює зображення;

• виконання екранів на основі апаратурної решітки;

• використання систем динамічного керування фокусуванням променя;

• вдосконалення рідинно-кристалічних і плазмових екранів.

Рис. 51. Класифікація засобів захисту від електромагнітних випромінюваню

Рис. 52. Структурна схема екранування робочого місця від ЕМ випромінювань:

1 – робоче місце;

2 – металева пластина;

3 – радіопоглинальний матеріал