Усі мешканці землі перебувають у зоні дії різних випромінювань. До природних джерел (сонячне випромінювання, радіаційний фон землі, електромагнітні хвилі атмосферних явищ), організм людини адаптований, це нормальне довкілля. А ось штучні генератори випромінювання – це проблема для організму.
Які джерела електромагнітного поля (ЕМП) є навколо
- Електропроводка: створює навколо себе електромагнітне поле, величина якого прямо пропорційно до навантаження на лінію. Тобто при включенні бойлера або електричної духовки інтенсивність випромінювання багаторазово зростає.
- Будь-який електроприлад, що має у своєму складі провідники (обмотки трансформаторів, нитки розжарювання фена або калориферного нагрівача є джерелом випромінювання). Навіть якщо немає явних вузлів, що генерують випромінювання.
- Пристрої для відображення інформації: екрани телевізорів, моніторів, планшетів, ноутбуків, ігрових приставок.
- Акустичні системи
- Електродвигуни (пральна машина, холодильник, пилосос, вентилятор, той самий фен).
- Вимірювальні електронні прилади: лічильники електроенергії.
- Місця концентрації електропроводки: електричні щитки, вузли комутації телевізійного або інтернет-кабелю.
- Електроприлади, що мають у своєму складі імпульсні блоки живлення (починаючи від зарядного пристрою для смартфона, закінчуючи комп'ютером та музичним центром).
- Система "тепла підлога", що працює від електричного струму.
- Електричні системи центрального опалення
- Сучасні економні прилади освітлення (мають у своєму складі блоки живлення, що працюють на високій частоті).
- Мікрохвильові (НВЧ) печі, або електродуховки з високочастотним вузлом нагріву. Це бич сучасної цивілізації: такий пристрій є практично у кожному будинку.
Окремо перерахуємо джерела прямого випромінювання передачі інформації
- Мобільні телефони, смартфони, планшети з бездротовим підключенням до мережі.
- Радіотелефони міської мережі зв'язку.
- Портативні радіостанції.
- Бездротові пристрої: навушники, комп'ютерні миші, клавіатури.
- Радіокеровані іграшки.
- Wi-Fi роутери.
І це лише прилади, що оточують нас у приміщенні. Тобто розташовані в безпосередній близькості. На цю небезпеку ми можемо якось вплинути оптимізуючи режими використання. У разі – захист від електромагнітних хвиль перебуває у межах відповідальності власника будівлі.
Вуличні джерела випромінювання
Ми не говоритимемо про радіацію: (атомні станції, кораблі, підводні човни з ядерним реактором). А також місця видобутку, переробки та утилізації ядерного палива та озброєння. У цих регіонах рівень радіоактивного опромінення контролюється спеціальними службами. Від нас із вами залежить лише вибір: перебувати в цьому місці чи ні (проживання, служба, робота).
Такі зони мають характер точкового розміщення, на відміну джерел електромагнітних хвиль.
- Трансформаторні підстанції
- Лінії електропередач (повітряні та підземні). Так само, як у кімнатній електропроводці, рівень електричного поля залежить від навантаження на лінії.
- Передавальні антени: телевежі, радіо транслятори, відомчі центри передачі (військового призначення, порти, авіа-диспетчерські).
- Великі підприємства, де використовується масштабне електрообладнання.
- Тролейбусні лінії (на відміну від ЛЕП вони розташовані близько до місць проживання).
- Власне міський транспорт на електротязі (у той момент, коли ми ним безпосередньо користуємося).
- Вуличне освітлення, рекламні світлодіодні екрани.
Все вищеперелічене не означає, що кожен з нас щомиті наражається на смертельну небезпеку. Однак ми повинні знати, як захиститись від ЕМП. Або, як мінімум, мінімізувати його вплив на організм. Для цього не обов'язково застосовувати спеціальні засоби захисту від електромагнітного випромінювання.
Як захиститися від електромагнітного поля в побуті
Чому саме у побуті? На підприємствах, де персонал зазнає впливу електромагнітного поля, працюють спеціальні служби. До зони їхньої відповідальності входить:
- Здійснення вимірів рівня ЕМП у місцях присутності людей.
- Забезпечення безпечного рівня випромінювання джерел, які неможливо вимикати на час перебування персоналу у безпосередній близькості.
- Контроль за часом перебування працівників у зонах із небезпечним рівнем випромінювання.
- Розробка методичних рекомендацій та вимог під час роботи в зоні впливу ЕМП.
Діяльність таких служб контролюють органи нагляду. А для нас вами існують лише норми СЕС, і здоровий глузд при використанні домашніх електроприладів.
Які засоби захисту від електромагнітного випромінювання можна застосувати в домашніх умовах? Існує три основні напрями захисту:
Захист часом
Багато хто пам'ятає, як усувалися наслідки аварії на Чорнобильській АЕС. Рятувальники працювали за строго контрольованим графіком: організм щодо безпечно може перенести певну дозу випромінювання. Це як засмага на пляжі: час прийняття сонячних ванн регламентований лікарями. Інакше наслідки можуть бути сумними.
Те саме стосується випромінювання від електроприладів. Загальний принцип такий:
- Якщо електроприлад не використовується – його слід вимкнути.
- Якщо прилад вимкнути не можна - зменшіть час перебування в зоні випромінювання.
Практично це виглядає так:
Захист відстанню та напрямком
Дотримуватися цього методу і просто, і складно. Якщо ви точно знаєте, де розташоване активне джерело випромінювання, знаходитеся від нього якнайдалі. У глобальному розумінні проблеми - не слід купувати житло у зоні дії ліній електропередач, на першій лінії від міських вулиць (з тролейбусними проводами), у безпосередній близькості від промислових об'єктів чи трансформаторних підстанцій.
Додаткові засоби захисту від електромагнітного випромінювання
Зрозуміло, ми не обговорюватимемо металізовані сітки для носіння мобільного телефону в кишені або міфічні нейтралізатори випромінювання у вигляді нефритових пірамідок. Ці засоби захисту були популярні в епоху дикого ринку 90-х років. Різні активні «постановники перешкод» також не більше, ніж ефективний засіб для вилучення грошей у клієнта. Крім того, будь-який електроприлад, а тим більше з випромінювачем, - це ще одне джерело електромагнітних хвиль.
Важливо!
З погляду теорії та практики поширення радіохвиль (а також будь-якого іншого електромагнітного випромінювання), єдиний спосіб захисту - це струмопровідний екран, заземлений згідно з Правилами пристрою електроустановок.
Як застосувати метод на практиці
Правда у цих засобів захисту є побічний ефект: крізь такі стіни та вікна не пробивається сигнал стільникового зв'язку. Радіо та телепередачі також прийматимуться лише на зовнішню антену. З огляду на користь для здоров'я, це не проблема.
- А побутові прилади, які розташовані всередині, необхідно підключати до шини заземлення. Більшість електроустаткування має металевий корпус (навіть пластикові на перший погляд телевізори та музичні центри, мають усередині струмопровідний каркас). Рівень випромінювання заземленої техніки наближається до нуля.
Як зрозуміти, чи наражаєтеся ви на небезпеку випромінювання ЕМП
Попереджений – значить озброєний. Постарайтеся максимально точно дізнатися все про ваші електроприлади щодо впливу електромагнітного поля. Можливо, доведеться запросити фахівців СЕС. Витрати виявлення шкідливих приладів окупляться збереженням здоров'я.
Це стосується вашого житла. На території загального користування, а також на підприємствах (у конторах) діють санітарні норми. Якщо у вас є підозра, що ці норми порушуються (немотивоване погіршення стану, перешкоди на телевізорі, музичному програвачі) зверніться до підрозділу СЕС. Або ви отримаєте втішну відповідь, що вашому здоров'ю нічого не загрожує, або відповідальний орган вживе заходів щодо усунення небезпеки.
Відео на тему
У багатьох вдома є мікрохвильові печі, багатьох відвідувала думка — яке випромінювання мікрохвильової печі і де воно найбільш інтенсивно? Відповідь на це запитання мені вдалося отримати під час останньої лабораторної роботи з питань Безпека Життєдіяльності. Крім того, я розповім про найбільш ефективні способи захисту від НВЧ-випромінювання мікрохвильової печі.
Експеримент
Дослідження ми проводили так. Встановивши антену на відстані п'яти сантиметрів від дверцят печі, ми почали шукати місце з найбільшою інтенсивністю випромінювання, переміщуючи антенну вгору-вниз і вліво-вправо щодо дверцят. Через деякий час ми знайшли таке місце — щілину між дверцятами та панеллю керування піччю, у верхній частині дверцят.
Потім, антену поступово видаляли від печі з кроком 5 см, вимірюючи випромінювання до позначки 50 см. Що ж ми отримали. На відстані 5 см випромінювання становило 466 Вт/м^2, але в відстані 40 див — 22 Вт/м^2.
І останньою частиною досвіду ми перевіряли ефективність захисту різними екранами. Найефективнішим екраном виявився лист алюмінію товщиною 2 мм, встановлений приблизно на відстані 2-3 см від печі та закріплений для нерухомості. Результати вимірювань показали наступне - на відстані 40 см від печі потужність випромінювання становила 0,63 Вт/м2. Неважко порахувати, що екран зменшив випромінювання на 97,13%.
Окрім алюмінієвого екрану ми перевірили такі екрани: з гуми (нульова ефективність), металева сітка з періодом 10 мм (слабко ефективна), металева сітка з періодом 50 мм (середня ефективність – друге місце за ефективністю) та лист фанери (нульова ефективність).
Висновки
Отже, існує 3 способи захисту від випромінювання.
- Захист відстанню
- Захист часом
- Захист екрануванням
По першому пункту ми можемо захиститися від випромінювання мікрохвильової печі просто не наближаючись до неї на відстань менше 70 см. Звичайно, не завжди є така можливість, але просто не стійте перед мікрохвильовою піччю і не розглядайте як гріється їжа.
З другим пунктом, гадаю, теж все ясно. Якщо ви стоїте близько до печі, намагайтеся звести цей час до мінімуму.
Ну а за третім пунктом - захищайтеся алюмінієвим листом. =))
Узагальнення результатів
Тепер ви знаєте про те, де випромінювання мікрохвильової печі найбільше інтенсивно і як від нього захищатися. Однак, не варто обертатися фольгою і ходити в такому костюмі (якщо вирішите обернутися - не забудьте проводок до ноги і до батареї причепити 😆), а просто не варто занадто близько до мікрохвильової печі розглядаючи як гріється їжа і не розглядайте цей процес щоразу, коли ви щось грієте. Просто перебуваючи на кухні, ви ні чим не ризикуєте!
Вдалих вам свят та вітаю всіх зі священним святом — Днем Перемоги!! УРА!
Захист від надвисокочастотного випромінювання
Мета роботи - ознайомлення з характеристиками електромагнітного випромінювання (ЕМІ) та нормативними вимогами до електромагнітного випромінювання радіочастотного діапазону; проведення вимірювань електромагнітного випромінювання надвисокочастотного (НВЧ) діапазону, створюваного мікрохвильовою піччю; оцінка ефективності захисту від НВЧ випромінювання мікрохвильової печі за допомогою екранів
1 Загальні відомості
1.1 Джерела та характеристики ЕМП
Повний спектр електромагнітних (ЕМ) коливань займає нескінченно великий діапазон довжин хвиль - від найдовших, невизначено великої довжини, до найкоротших гамма-променів із довжиною хвилі
Радіочастотами (РЧ) прийнято називати частоти, що у інтервалі від 3 Гц до 3000 ГГц. У додатку 7.1наведено класифікацію ЕМ випромінювань залежно від частоти або довжини хвилі за міжнародною класифікацією. Дециметрові, сантиметрові та міліметрові діапазони традиційно поєднують загальною назвою - надвисокі частоти (НВЧ) або мікрохвилі.
У промисловості джерелами ЕМП є електричні установки, що працюють на змінному струмі частотою від 10 до 106 Гц, прилади автоматики, електричні установки з промисловою частотою 50 - 60 Гц, установки високочастотного нагріву.
ЕМ хвилі діапазону НВЧ (мікрохвилі) використовуються в радіолокації, радіоастрономії, радіоспектроскопії, геодезії, дефектоскопії, фізіотерапії, мікрохвильових печах і стільникового зв'язку. У промисловості ЕМП радіохвильового діапазону використовуються для індукційного та діелектричного нагрівання матеріалів (загартування, плавка, напайка, зварювання, напилення металів, нагрівання внутрішніх металевих частин електровакуумних приладів у процесі відкачування, сушіння деревини, нагрівання пластмас, склеювання пластикатів та ін.)
Основними джерелами випромінювання НВЧ енергії є антенні системи, лінії передачі енергії, генератори та окремі НВЧ блоки. НВЧ апарати використовуються також для мікрохвильової терапії.
У ряді випадків ЕМП виникають як побічний фактор, що не використовується, наприклад, поблизу повітряних ліній електропередачі, трансформаторних підстанцій, електроприладів, у тому числі побутового призначення.
Джерела випромінювання ЕМП по діапазонах частот наведені в додатку 7.1.
ЕМ випромінювання генерується струмами, що змінюються у часі. ЕМП складається з електричного поля (ЕП), обумовленого напругою на струмоведучих частинах електроустановок, і магнітного (МП), що виникає при проходженні струму по цих частинах. Електромагнітні хвилі (ЕМВ) поширюються великі відстані.
ЕМП характеризується сукупністю змінних електричних та магнітних складових. Різні діапазони ЕМВ об'єднує загальна фізична природа, але вони істотно різняться за укладеною в них енергії, характером поширення, поглинання, відображення, а внаслідок цього за впливом на середовище, в тому числі і на людину.
ЕМП радіочастотного діапазону характеризуються такими параметрами:
напруженістю електричного поля ( E, В/м);
напруженістю магнітного поля ( H, А/м) або магнітною індукцією ( B, Тл);
щільністю потоку енергії (ППЕ): q=E·Hяка показує, яка кількість енергії проходить в одиницю часу через одиничний майданчик, розташовану перпендикулярно до напряму поширення хвилі. ППЕ виявляється у Вт/м 2 або похідних одиницях: мВт/см 2 мкВт/см 2 .
ЕМП, що розповсюджується, від будь-якого джерела умовно поділяють на 3 зони:
1. Близька (зона індукції)
де R- Розмір зони, м.
У цій зоні ЕМВ, що біжить, не сформована, електричне і магнітне поля вважаються незалежними один від одного, і тому опромінення в цій зоні характеризується напруженостями обох складових поля: електричної ( Е ) та магнітної ( Н ). У цій зоні зазвичай знаходяться робочі місця з обслуговування низькочастотних установок (3 - 300 Гц). Наприклад, при роботі на промислових та побутових установках змінного струму частотою 50 Гц.
2. Проміжна (зона інтерференції)
У проміжній зоні ЕМП має складний характер. Є всі компоненти поля. На людину одночасно впливають напруженість електричного поля ( Е ), напруженість магнітного поля ( Н ) та щільність потоку енергії ( ППЕ). Тут розташовані робочі місця високочастотних (60 кГц – 30 МГЦ) та УВЧ (30 МГц – 300 МГц) установок. У цій зоні знаходяться робочі місця плавильника індукційної плавки, плавильника електродугової печі, коваля-штампувальника та ін.
3. Далека (хвильова або зона випромінювання) починається з відстані R≥ 2πλ або, за деякими даними, R≥ 6λ.
Ця зона характеризується сформованою електромагнітною хвилею. Вплив ЕМП на людину визначається щільністю потоку енергії ( ППЕ). Робочі місця обслуговування СВЧ (300 МГц - 300 ГГЦ) установок перебувають у хвильовій зоні. Наприклад, при зварюванні виробів з полівінілхлоридного пластику робітники перебувають у цій зоні. У зоні випромінювання також знаходяться користувачі мобільних телефонів.
1.2 Вплив ЕМП на організм людини
Впливаючи на тіло людини, ЕМП викликає тепловий ефект, який виникає за рахунок змінної поляризації діелектрика (сухожилля, хрящі і т.д.) та струмів провідності рідких складових тканин, крові тощо. Якщо механізм терморегуляції тіла не здатний розсіювати надлишкове тепло (тепловий поріг q= 10 мВт/см 2), то можливе підвищення температури тіла.
Крім теплового ефекту ЕМП викликає поляризацію макромолекул тканини та їхню орієнтацію паралельно електричним силовим лініям, що може призвести до зміни їх властивостей: порушення функцій серцево-судинної системи та обміну речовин.
Суб'єктивні критерії негативного впливу полів - головний біль, підвищена стомлюваність, дратівливість, погіршення зору, зниження пам'яті.
Іноді проявляється мутагенний вплив та тимчасова стерилізація при опроміненні інтенсивностями вище за тепловий поріг.
Ступінь впливу ЕМП на організм людини залежить від діапазону частот випромінювання, інтенсивності впливу, тривалості, характеру і режиму опромінення, розміру опромінюваної поверхні та особливостей організму.
1.3 Нормування ЕМП
Відповідно до санітарних норм, в діапазоні частот від 0 до 300 МГц контролюють напруженість ЕП та напруженість МП (або індукцію МП) та щільність потоку енергії (ППЕ). У діапазоні НВЧ нормують ППЕ (див. таблицю 7.1). Тривалість перебування людини у зонах впливу джерел випромінювання оцінюється енергетичною експозицією (енергетичним навантаженням):
ЕЕ E =E 2 ∙T,
ЕЕ H =H 2 ∙T,
ЕЕ ППЕ = ППЕ 2 ∙ T,
де ЕЕ E- енергетична експозиція напруженості електричного поля, (В/м) 2 год;
ЕЕ H- енергетична експозиція напруженості магнітного поля, (А/м) 2 год;
ЕЕ ППЕ - енергетична експозиція щільності потоку енергії, (мкВт/см 2) 2 год;
Е- Напруженість електричного поля, В/м;
Н- Напруженість магнітного поля, А/м;
ППЕ - щільність потоку енергії, мкВт/см 2;
Т- час на зміну, год.
Таблиця 7.1 - Параметри ЕМП, що вимірюються при санітарно-гігієнічному контролі
|
Діапазон |
Контрольований параметр |
Позначення |
Одиниця виміру |
|
|
УНЧ, КНЧ, СНЧ |
Напруженість ЕП Напруженість МП Індукція МП |
|||
|
0,3 кГц – 300 МГц |
ІНЧ, ОНЧ, НЧ, СЧ, ВЧ, ОВЧ |
Напруженість ЕП Напруженість МП Індукція МП Щільність потоку енергії |
||
|
30 кГц – 300 МГц |
НЧ, СЧ, ВЧ, ОВЧ |
Енергетична експозиція щодо ЕП Енергетична експозиція з МП |
||
|
300 МГц – 300 ГГц |
Енергетична експозиція щільності потоку енергії |
(мкВт/см 2) 2 · год |
Нормування допустимих значень параметрів залежить від діапазону частот і передбачає диференційований підхід особам, безпосередньо які працюють із джерелами ЕМП, й у населення.
Основними нормативними документами, що встановлюють принципи нормування осіб, які безпосередньо працюють з джерелами ЕМІ діапазону радіочастот , що визначають нормативні параметри та їх максимально можливі значення, є:
ГОСТ 12.1.006-84 ССБТ “Електромагнітні поля радіочастот. Допустимі рівні на робочих місцях та вимоги до проведення контролю”;
СанПіН 2.2.4.1191-03 “Електромагнітні поля у виробничих умовах”;
СанПіН 2.1.8/2.2.4.1190-03 “Гігієнічні вимоги до розміщення та експлуатації засобів сухопутного рухомого радіозв'язку”;
СанПіН 2.1.8/2.2.4.1383-03 “Гігієнічні вимоги до розміщення та експлуатації передавальних радіотехнічних об'єктів” із змінами: СанПіН 2.1.8/2.2.4.2302-07 “Зміни № 1 до санітарно-епідеміологічних правил та нормативів та експлуатації передавальних радіотехнічних об'єктів. СанПіН 2.1.8/2.2.4.1383-03” ( додаток) ;
СанПіН 2.2.2/2.4.1340-03 “Гігієнічні вимоги до персональних електронно-обчислювальних машин та організації роботи” .
Відповідно до ГОСТ 12.1.006-84 та СанПіН 2.2.4.1191-03 встановлено наступний принцип нормування електромагнітних полів радіочастот:
у діапазоні частот до 30 кГц(СанПіН 2.2.4.1191-03), гранично допустимий рівень (ПДУ) напруженості ЕП та МП при впливі протягом усієї зміни становить 500 В/м та 50 А/м, відповідно. ПДУ напруженості ЕП та МП при тривалості дії до 2-х годин за зміну становить 1000 В/м та 100 А/м, відповідно.
у діапазоні частот ≥ 30 кГц – 300 ГГцвикористовується енергетичний (чи дозовий) підхід. Поряд з інтенсивністю параметрів ( Е, Н, ППЕ) нормується енергетична експозиція за робочий день (ЕЕ E, ЕЕ H, ЕЕ ППЕ).
Гранично допустимі рівні інтенсивності ЕМІ РЧ ( ЕПДК, НПДУ, ППЕ (ПДУ) в діапазоні частот 30 кГц - 300ГГц визначаються в залежності від часу впливу, виходячи з гранично допустимої енергетичної експозиції:
де - гранично допустима енергетична експозиція напруженості електричного поля (В/м) 2 ·год;
Гранично допустима енергетична експозиція напруженості магнітного поля (А/м) 2 ·год;
Гранично допустима енергетична експозиція щільності потоку енергії (мкВт/см 2) 2 год;
T- Час впливу, год.
ПДУ енергетичних експозицій на робочих місцях за зміну подано у таблиці 7.2. У будь-якому випадку максимально допустимі рівні напруженості ЕП та МП, щільності потоку енергії ЕМП не повинні перевищувати значень, наведених у таблиці 7.2.
Таблиця 7.2 - ПДК енергетичних експозицій ЕМП діапазону частот ≥ 30 кГц - 300 ГГц.
|
Параметр |
ЕЕ ПДК в діапазонах частот, МГц |
||||
|
≥ 50,0 - 300,0 |
≥ 300,0 - 300000,0 |
||||
|
ЕЕ E, (В/м) 2 · год |
|||||
|
ЕЕ H, (А/м) 2 · год |
|||||
|
ЕЕ ППЕ, (мкВт/см 2) 2 · год |
|||||
|
Максимальний ПДК Е, В/м |
|||||
|
Максимальний ПДК Н, А/м |
|||||
|
Максимальний ПДК ППЕ, мкВт/см 2 |
|||||
Для умов локального опромінення кистей рук.
Забезпечення захисту персоналу, професійно не пов'язаного з експлуатацією та обслуговуванням джерел ЕМП , здійснюється відповідно до вимог гігієнічних нормативів ЕМП, встановлених для населення. Основними документами, що регламентують позавиробничі впливи ЕМП у діапазоні частот 30 кГц – 300 ГГц, є:
СанПіН 2.1.8/2.2.4.1383-03 “Гігієнічні вимоги до розміщення та експлуатації передавальних радіотехнічних об'єктів”;
МСанПіН 001-96 "Санітарні норми допустимих рівнів фізичних факторів при застосуванні товарів народного споживання в побутових умовах";
СанПіН 2.1.2.1002-00 “Санітарно-епідеміологічні вимоги до житлових будівель та приміщень” .
Додатково регламентуються рівні ЕМП, що генеруються окремими джерелами:
індукційними печами- в діапазоні 20 - 22 кГц (відповідно до СН 2550-82 "Гранично допустимі норми напруженості електромагнітного поля, створюваного індукційними побутовими печами, що працюють на частоті 20 - 22 кГц");
НВЧ-печами- у діапазоні частот 0,3 - 37,7 ГГц (відповідно до СН 2666-83 “гранично допустимі рівні щільності потоку енергії, створюваної мікрохвильовими печами”);
персональними ЕОМ- у діапазоні частот 5 Гц - 400 кГц (відповідно до СанПіН 2.2.2/2.4.1340-03 “Гігієнічні вимоги до персональних електронно-обчислювальних машин та організації роботи”);
засобами сухопутного рухомого радіозв'язкув діапазоні частот 27 - 2400 МГц (відповідно до СанПіН 2.1.8/2.2.4.1190-03 “Гігієнічні вимоги до розміщення та експлуатації засобів сухопутного рухомого радіозв'язку”).
У таблиці 7.3 відповідно до вищеперелічених нормативних документів наведено ПДУ впливу деяких джерел, що найчастіше використовуються населенням ЕМІ, для різних частотних діапазонів.
Таблиця 7.3 - Гігієнічні нормативи впливу електромагнітних полів радіочастотного діапазону населення Росії
|
Джерело |
Діапазон |
Значення ПДК |
Документ |
Умови вимірювання |
|
Індукційні печі |
Епду = 500 В/м Нпду = 4 А/м |
на відстані 0,3 м від корпусу печі |
||
|
ППЕ = 10 мкВт/см 2 |
на відстані 0,50±0,05 м від будь-якої точки, при навантаженні 1 л води |
|||
|
5 Гц – 2 кГц |
Епду = 25 В/м Bпду = 250 нТл |
СанПіН 2.2.2/2.4.1340-03 |
Відстань 0,5 м навколо монітора ПЕОМ |
|
|
2 кГц – 400 кГц |
Епду = 2,5 В/м Bпду = 25 нТл |
|||
|
Поверхневий електростатичний потенціал |
V= 500 В |
Відстань 0,1 м від екрана монітора ПЕОМ |
||
|
Мобільний телефон |
0,8 ГГц – 2,4 ГГц |
ППЕ = 100 мкВт/см 2 |
СанПіН 2.1.8/2.2.4.1190-03 |
на відстані 370 мм від поверхні виробу, при цьому контрольований рівень ППЕ не повинен перевищувати 3 мкВт/см2, що забезпечить дотримання вимог |
|
Інша продукція |
E= 500 В/м |
МСанПіН 001-96 |
Відстань 0,5 м від корпусу виробу |
|
|
0,3 – 300 кГц |
E= 25 В/м |
|||
|
E= 15 В/м |
||||
|
E= 10 В/м |
||||
|
E= 3 В/м |
||||
|
ППЕ = 10 мкВт/см 2 |
1.4 Заходи захисту
Для захисту людини від несприятливого впливу ЕМІ використовуються технічні та організаційні заходи захисту, засоби індивідуального захисту та проводяться лікувально-профілактичні заходи.
Технічні заходи захисту від дії ЕМП зводяться, в основному, до застосування захисного екранування та дистанційного керування пристроями, що випромінюють ЕМВ.
Конструктивно екранують пристрої оформляють у вигляді козирків, навісів або перегородок з металевих канатів, прутків, сіток або пластин з гуми. Екрануючі пристрої повинні мати антикорозійне покриття та бути заземлені.
Захисні екрани поділяються на:
1) відбивають випромінювання (з матеріалів з гарною електричною провідністю: сталь, мідь, алюміній, латунь):
суцільні металеві екрани товщиною не менше 0,5 мм;
екрани із металевої сітки з осередками не більше 4×4 мм;
екрани з металізованої тканини;
2) поглинаючі випромінювання (екрани з радіопоглинаючих матеріалів, наприклад: пресовані листи гуми, наповнювач з графіту або карбонільного заліза на різних основах (кераміка, пластмаса тощо), а також матеріали, що містять феромагнітні порошки, композиційні полімерні матеріали).
Вибір конструкції екрану залежить від характеру технологічного процесу, потужності джерела та діапазону хвиль.
Екрани, що відображають, послаблюють ЕМП внаслідок створення в його товщі поля протилежного напрямку. Якщо потік ЕМВ, відбитих від металевого екрану, може порушити режим роботи установки, екран покривають матеріалом, що поглинає, або використовують поглинаючий екран.
Функціональні якості екрану найчастіше характеризуються коефіцієнтом екранування:
де K- Коефіцієнт екранування;
I е , I- Інтенсивність поля в даній точці відповідно за наявності екрану або за його відсутності (може виражатися електричною (В/м), магнітною (А/м) напруженістю або щільністю потоку енергії (мкВт/см2) залежно від діапазону частот).
Коефіцієнт екранування визначає ступінь зменшення поля в області простору, що екранується. Чим сильніше екрануючу дію екрана, тим менше коефіцієнт екранування. Теоретично не можна отримати повного екранування, тому коефіцієнт екранування завжди задовольняє нерівності: 0 K
Іноді замість коефіцієнта екранування Kвикористовують зворотну величину - ефективність екранування:
В інженерній практиці ефективність екранування часто також визначають у відсотках:
де Е – ефективність екранування, %;
Iе., I- Інтенсивність поля в даній точці відповідно за наявності екрану або за його відсутності (може виражатися електричною (В/м), магнітною (А/м) напруженістю або щільністю потоку енергії (мкВт/см2) залежно від діапазону частот).
Засоби захисту повинні забезпечувати зниження рівня випромінювання до безпечного протягом часу, що визначається призначенням виробу.
Організаційні заходи захисту при проектуванні та експлуатації обладнання, що є джерелом ЕМП або об'єктів, оснащених джерелами ЕМП, включають:
захист відстанню- раціональне розміщення обладнання робочих місць під час проектування; вибір маршрутів переміщення обслуговуючого персоналу на безпечних відстанях від джерел ЕМП, які забезпечують дотримання ПДК; виділення зон з рівнями ЕМП, що перевищують ПДК, де за умовами експлуатації не потрібне навіть короткочасне перебування персоналу;
захист часом- обмеження часу знаходження персоналу в зоні опромінення, вибір раціональних режимів роботи обладнання та обслуговуючого персоналу;
використання забороняючих, попереджуючих та наказуючих знаків безпекидля інформації про електромагнітне опромінення;
використання світловий та звуковий сигналізації;
ремонтобладнання, що є джерелом ЕМП, слід виготовляти (по можливості) поза зоною впливуЕМП з інших джерел;
дотримання правил безпечної експлуатаціїджерел ЕМП.
До засобам індивідуального захисту (ЗІЗ) відносяться: спецодяг, виконаний з металізованої тканини: захисні халати, фартухи, накидки з капюшоном, рукавички, щитки, а також захисні окуляри (при інтенсивності вище 1 мВт/см 2 ), скла яких покриті шаром напівпровідникового окису олова, або сітчасті окуляри у вигляді напівмасок із мідної або латунної сітки.
Лікувально-профілактичні заходи включають попередній (при вступі на роботу) медогляд та періодичні профілактичні медогляди. Особ, які не досягли 18 річного віку, і вагітних жінок допускають до роботи в умовах впливу ЕМП тільки у випадках, коли інтенсивність ЕМП на робочих місцях не перевищує ПДК, встановлених для населення.
Спосіб захисту в кожному конкретному випадку повинен визначатися з урахуванням робочого діапазону частот, характеру робіт, що виконуються, необхідної ефективності захисту.
1.5 Прилади для вимірювання НВЧ діапазону ЕМП
Відповідно до СанПіН 2.2.4.1191-03 для вимірювань рівнів ЕМП у діапазоні частот ≥ 300 МГц - 300 ГГц використовуються прилади, призначені для оцінки середніх значень густини потоку енергії з допустимою відносною похибкою: не більше ± 40 % у діапазоні ≥ 3 ГГц і трохи більше ± 30 % у діапазоні понад 2 ГГц.
Засоби вимірювання ППЕ наведено у таблиці 7.4.
Таблиця 7.4 - Вимірники густини потоку енергії
|
Діапазон частот, ГГц |
Межі вимірів, мкВт/см 2 |
|
|
П3-18 |
||
Вимірювачі щільності потоку енергії, наведені у таблиці 7.4, призначені для вимірювання середніх значень ППЕ електромагнітного поля у широкому діапазоні частот. Використовуються для оцінки ступеня біологічної небезпеки НВЧ випромінювань у режимах безперервної генерації та імпульсної модуляції у вільному просторі та обмежених обсягах поблизу потужних джерел випромінювання.
Прилади типу П3, що вимірюють ППЕ, складаються з антен-перетворювачів та індикатора. Антена-перетворювач включає систему послідовно з'єднаних резистивних тонкоплівкових термопарних перетворювачів, які розміщені на конічній поверхні. При вимірах енергія ЕМП поглинається елементами термопар. На кожній термопарі виникає термо-ЕРС, пропорційна ППЕ. Вимірник термопари підсумовує та посилює за логарифмічним законом постійні ЕРС термопар. Відлік інтенсивності ЕМП висвічується на цифровому табло в децибелах щодо нижньої межі вимірювань антени-перетворювача, що використовується. Серед засобів вимірювань ППЕ є прилади, які можуть визначати дозу опромінення - сумарну ППЕ за проміжок часу.
В даний час для визначення щільності потоку випромінювання НВЧ діапазону широко використовуються прилади: П3-33, П3-33М, П3-40, П3-41 та ІПМ-101М.
Вимірювач щільності потоку НВЧ випромінювання П3-33 (П3-33М) представлений малюнку 7.1.
Малюнок 7.1 - Вимірювач потоку НВЧ випромінювання П3-33 (П3-33М)
Багато приладів, призначені для вимірювання ЕМІ, дозволяють визначити не тільки ППЕ, але й напруженість електричного та магнітного полів і працюють відповідно у різних частотних діапазонах. До такого типу приладів відносяться портативний вимірювальний прилад П3-40 (рисунок 7.2), вимірювач напруженості ЕМІ П3-41, вимірювач напруженості поля малогабаритний мікропроцесорний ІПМ-101М та ін.
Малюнок 7.2 - Портативний вимірювальний прилад П3-40
2 Опис лабораторної установки
Зовнішній вигляд лабораторної установки представлено малюнку 7.3.
Малюнок 7.3 – Лабораторна установка
Стенд являє собою стіл, виконаний у вигляді зварного каркаса зі стільницею 1, під якою розмішаються змінні екрани 2, що використовуються для вивчення властивостей екрануючих різних матеріалів. На стільниці 1 розміщені НВЧ піч 3 (джерело випромінювання) та координатний пристрій 4.
Координатний пристрій 4 реєструє переміщення датчика 5 НВЧ поля по осях "X", "Y". Координата Z визначається за шкалою, нанесеною на вимірювальну стійку 6, по якій датчик 5 може вільно переміщатися. Це дає можливість досліджувати розподіл НВЧ випромінювання в просторі передньої панелі НВЧ печі (елементи найбільш інтенсивного випромінювання).
Датчик 5 виконаний у вигляді напівхвильового вібратора, розрахованого на частоту 2,45 ГГц і що складається з діелектричного корпусу, вібраторів та НВЧ діода.
Координатний пристрій 4 виконано у вигляді планшета, який нанесена координатна сітка. Планшет приклеєний безпосередньо до стільниці 1. Стійка 6 виготовлена з діелектричного матеріалу (органічного скла), щоб унеможливити спотворення розподілу НВЧ поля.
Як навантаження в НВЧ печі використовується вогнетривка шамотна цегла.
Сигнал з датчика 5 надходить на мультиметр 7, розміщений на вільній частині стільниці 1 (за межами координатної сітки).
У роботі використовується цифровий електронний мультиметр DT-830D, який може працювати в положенні вольтметра, амперметра і омметра (див. малюнок 7.4). Для вимірювання інтенсивності випромінювання НВЧ печі мультиметр включають в положення "А 2000 µ". У такому положенні мультиметр працює як міліамперметр постійного струму і застосовується для вимірювання маленьких струмів, величиною до 2000 мкА з точністю вимірювання ± 1% ± 2 одиниці рахунку.
На стільниці 1 є гнізда для встановлення змінних захисних екранів 2, виконаних з наступних матеріалів:
сітка з оцинкованої сталі з осередками 50 мм;
сітка з оцинкованої сталі з осередками 10 мм;
лист алюмінієвий;
полістирол;
Малюнок 7.4 - Мультиметр DT-830D
3 Вимоги безпеки під час виконання лабораторної роботи
До роботи допускаються студенти, ознайомлені з влаштуванням лабораторного стенду, принципом дії та заходами безпеки під час проведення лабораторної роботи.
Забороняється працювати з відкритими дверцятами НВЧ печі.
Забороняється самостійно регулювати або ремонтувати двері, панель керування, вимикачі системи блокування або інші частини печі. Ремонт повинен проводитись лише фахівцями.
НВЧ піч має бути заземлена.
Не допускається включення та робота печі без навантаження. Рекомендується у перервах між робочими циклами залишати в печі цеглу. При випадковому включенні печі цегла виконуватиме роль навантаження.
4 Порядок проведення роботи
1. Ознайомитись із заходами з техніки безпеки під час проведення лабораторної роботи.
2. Підключити НВЧ піч до мережі змінного струму.
3. У піч на підставку покласти цеглу.
4. Датчик, розміщений на стійці (координата = 13 см), встановлюється на початок координат.
5. Увімкнути мультиметр шляхом встановлення перемикача у положення “А 2000 µ” (на екрані “0”).
6. Встановити режим роботи НВЧ печі:
клавішею "Micro" встановити навантаження Р = 100%;
кнопкою “1 min” встановити час експерименту 5 хвилин;
натисканням кнопки “Start” увімкнути піч.
7. Повільно переміщуючи датчик осі Y координатної системи визначити зону найбільш інтенсивного випромінювання і за допомогою мультиметра зафіксувати положення датчика осі Y (над протоколом 7.1).
8. Переміщуючи стійку з датчиком по координаті Х (видаляючи його від печі до граничної позначки 24 см), знімати показання мультиметра дискретно з кроком 30 мм. Дані вимірів занести до протоколу 7.1. Потім перевести значення інтенсивності випромінювання в мкВт/см 2 (1 мкА = 0,35 мкВт/см 2) і порівнявши їх з допустимими значеннями (таблиця 7.3), зробити висновок про безпечну відстань. Побудувати графік розподілу інтенсивності випромінювання у просторі перед піччю.
9. Помістити датчик на відмітці 20 мм по осі X у зоні найбільшого значення ЕМП. Зафіксувати показання мультиметра (над протоколом 7.2).
10. По черзі встановлювати захисні екрани та фіксувати показання мультиметра (протокол 7.2).
11. Визначити ефективність екранування кожному екрану за такою формулою 7.4.
12. Побудувати гістограму ефективності екранування від матеріалу захисних екранів.
13. Зробити висновки.
фільм. Частина 1. Частина 2.
5 Протоколи
Протокол 7.1 – Результати вимірювань інтенсивності випромінювання від НВЧ печі Yмаксимального випромінювання = ……. см
|
Відстань по осі Х, см |
Інтенсивність випромінювання (покази мультиметра), мкА |
Щільність потоку енергії (ППЕ), мкВт/см2 (1 мкА = 0,35 мкВт/см2) |
Протокол 7.2 – Дослідження ефективності екранування залежно від матеріалу захисних екранів Iбез екрана = ……. мкА = ……… мкВт/см 2 .
|
Матеріал захисних екранів |
Iе, мкА |
ППЕ, мкВт/см 2 |
Ефективність екранування Е, % |
|
Полістирол |
|||
|
Металевий лист |
|||
|
Дрібна металева сітка |
|||
|
Велика металева сітка |
6 Контрольні питання
Вкажіть діапазон НВЧ.
Назвіть зони, які формуються навколо джерела ЕМІ та покажіть, як визначають відстань кожної зони.
Принцип нормування ЕМП.
Як впливає ЕМП на людину?
Перерахуйте нормативні характеристики залежно від діапазону випромінювання.
Назвіть основні характеристики ЕМП та одиниці виміру.
Як визначити ефективність екранування ЕМП?
Назвіть основні заходи захисту від ЕМП.
Класифікація та принцип дії захисних екранів.
Специфіка ЗІЗ під час роботи з джерелом ЕМП.
Література
ГОСТ 12.1.006-84 Система стандартів безпеки праці “Електромагнітні поля радіочастот. Допустимі рівні на робочих місцях та вимоги до проведення контролю”.
СанПіН 2.2.4.1191-03 "Електромагнітні поля у виробничих умовах".
СанПіН 2.1.8/2.2.4.1190-03 “Гігієнічні вимоги до розміщення та експлуатації засобів сухопутного рухомого радіозв'язку”.
СанПіН 2.1.8/2.2.4.1383-03 “Гігієнічні вимоги до розміщення та експлуатації передавальних радіотехнічних об'єктів”.
СанПіН 2.1.8/2.2.4.2302-07 “Зміни № 1 до санітарно-епідеміологічних правил та нормативів “Гігієнічні вимоги до розміщення та експлуатації передавальних радіотехнічних об'єктів. СанПіН 2.1.8/2.2.4.1383-03” (додаток).
СанПіН 2.2.2/2.4.1340-03 “Гігієнічні вимоги до персональних електронно-обчислювальних машин та організації роботи”.
МСанПіН 001-96 "Санітарні норми допустимих рівнів фізичних факторів при застосуванні товарів народного споживання у побутових умовах".
СанПіН 2.1.2.1002-00 “Санітарно-епідеміологічні вимоги до житлових будівель та приміщень”.
СН 2550-82 "гранично допустимі норми напруженості електромагнітного поля, створюваного індукційними побутовими печами, що працюють на частоті 20 - 22 кГц".
СН 2666-83 "гранично допустимі рівні щільності потоку енергії, створюваної мікрохвильовими печами".
Апполонський З. М., Каляда Т. У., Синдаловский Б. Є. Безпека життєдіяльності людини у електромагнітних полях: Учеб. посібник. – СПб.: Політехніка, 2006. – 263 с.: іл. - (Сер. Безпека життя та діяльності).
Захист людини від небезпечних випромінювань / Н. Н. Грачов, Л. О. Мирова - М: БІНОМ. Лабораторія знань, 2005. – 317 с.
Програми
Додаток 1 – Класифікація електромагнітних випромінювань
|
Діапазон |
Найменування частот |
Діапазон |
Найменування хвиль |
Джерело |
|||
|
Міжнародне |
Міжнародне |
Прийняте у гігієнічній практиці |
|||||
|
УНЧ (ультранизкі частоти) |
ІЗЛ (інфразвукова частота) |
∞ - 10 5 км |
Електроприлади, у тому числі побутового призначення, високовольтні лінії електропередачі, трансформаторні підстанції, радіозв'язок, наукові дослідження, спеціальний зв'язок |
||||
|
КНЧ (вкрай низькі частоти) |
10 5 - 10 4 км |
декамегаметрові |
|||||
|
СНЧ (наднизкі частоти) |
ЗЧ (звукова частота) |
10 4 - 10 3 км |
Мегаметрові |
||||
|
ІНЧ (інфранізкі частоти) |
10 3 - 10 2 км |
гектокілометрові |
Радіозв'язок, електропечі, індукційне нагрівання металу, лампові генератори, фізіотерапія |
||||
|
ОНЧ (дуже низькі частоти) |
миріаметрові |
Наддовгохвильовий радіозв'язок, індукційне нагрівання металу (загартування, плавка, паяння), фізіотерапія, відеодисплейні термінали (ВДТ) |
|||||
|
НЧ (низькі частоти) |
ВЧ (висока частота) |
Кілометрові (довгі) |
ДВ (довгі хвилі) |
Радіонавігація, зв'язок з морськими та повітряними суднами, довгохвильовий радіозв'язок, індукційне нагрівання металів, електроерозійна обробка, ВДТ |
|||
|
СЧ (середні частоти) |
Гектометрові (середні) |
СВ (середні хвилі) |
Радіозв'язок та радіомовлення, радіонавігація, індукційне та діелектричне нагрівання матеріалів, медицина, радіолокація, космічні дослідження |
||||
|
ВЧ (високі частоти) |
Декаметрові (короткі) |
КВ (короткі хвилі) |
Радіозв'язок та радіомовлення, міжнародний зв'язок, діелектричний нагрів, медицина, установки ядерно-магнітного резонансу (ЯМР), нагрів плазми, метеорологія, служба космічних досліджень |
||||
|
ОВЧ (дуже високі частоти) |
УВЧ (ультрависока частота) |
метрові |
УКХ (ультракороткі хвилі) |
Радіозв'язок, телебачення, медицина (фізіотерапія, онкологія), діелектричне нагрівання матеріалів, установки ЯМР, нагрівання плазми, радіоастрономія, служба космічних досліджень |
|||
|
УВЧ (ультра високі частоти) |
НВЧ (надвисока частота) |
дециметрові |
МКВ (мікрохвилі) |
Радіолокація, радіонавігація, радіотелефонний зв'язок, телебачення, мікрохвильові печі, фізіотерапія, нагрівання та діагностика плазми, стільниковий зв'язок, супутниковий зв'язок, служба космічних досліджень |
|||
|
НВЧ (надвисокі частоти) |
сантиметрові |
Радіолокація, супутникове телебачення, супутниковий зв'язок, метеолокація, радіорелейний зв'язок, нагрівання та діагностика плазми, радіоспектроскопія, служба космічних досліджень |
|||||
|
КВЧ (вкрай високі частоти) |
міліметрові |
Радари, супутниковий зв'язок, радіометеорологія, радіоастрономія, медицина (фізіотерапія, онкологія), супутникові служби, служба космічних досліджень |
|||||
|
300 – 3000 ГГц |
ГВЧ (гіпервисокі частоти) |
дециміліметрові |
Документ | ||||
Захист персоналу, який обслуговує установки ВЧ, УВЧ та НВЧ досягається:
зменшенням випромінювання безпосередньо від джерела випромінювання;
екранування джерела випромінювання;
екрануванням робочого місця біля джерела випромінювань чи видаленням робочого місця від нього (дистанційне керування);
застосуванням окремих випадках засобів індивідуального захисту. Інтенсивність ЕМП радіочастот на робочих місцях не повинна перевищувати:
у діапазоні НВЧ при опроміненні протягом усього робочого дня - 10мкВт/см 2 .
при опроміненні не більше двох годин за робочий день - 100мкВт/см 2 при опроміненні не більше 10-15хв за робочий день -мкВт/см 2 (мВт/см 2), за умови обов'язкового користування захисними окулярами;
у діапазоні НВЧ для осіб, не пов'язаних професійно з опроміненням, і для населення інтенсивність випромінювання не повинна перевищувати 1мк Вт/см 2 . Вибір способу захисту чи комбінації їх визначаються типом джерела випромінювання, робочим діапазоном хвиль, характером виконуваних робіт.
Для зменшення інтенсивності випромінювання від джерела необхідно:
при обробці високочастотної частини РЛЗ, окремих НВЧ генераторів тощо. застосовувати різні типи поглиначів потужності, еквіваленти навантажень;
використовувати імітатори мети під час перевірок індикаторних, приймальних обчислювальних, керуючих тощо. систем РЛС, коли не потрібно включення генераторних та випромінюючих високочастотних пристроїв (передавачів, антен);
використовувати хвилеводні відгалужувачі, ослаблювачі, дільники потужності при відпрацюванні ліній передачі енергії та антенних пристроїв;
у всіх випадках роботи з апаратурою необхідно переконатися у відсутності витоків енергії на лініях передачі місцях зчленування елементів хвилеводного тракту, з катодних висновків магнетронів і т.п.
Екранування джерел випромінювання та робочих місць виконується по-різному залежно від генерованої потужності, взаємного розташування джерела та робочого місця, характеру технологічного процесу.
Випробування джерел випромінювання високому рівні потужності (антенні пристрої, комплекси РЛС) повинні проводитися, зазвичай, на спеціальних полігонах.
Вимоги до виробничих приміщень та розміщення обладнання:
діючі генератори НВЧ, радіо та телевізійні передавачі повинні розміщуватись у спеціально призначених приміщеннях;
при роботі кількох генераторів НВЧ в одному приміщенні необхідно вжити заходів, що унеможливлюють перевищення ПДУ опромінення за рахунок підсумовування енергії випромінювання;
при роботі генераторів НВЧ, радіопередаючих та телевізійних пристроїв великою потужністю випромінювання необхідно виключити можливість опромінення людей, які постійно перебувають у суміжних з виробничими приміщеннями;
на антенних полях радіостанцій, полігонах, аеродромах та інших, не обмежених приміщенням ділянках повинні бути позначені місця, де інтенсивність опромінення може перевищувати допустиму.
Залежно від типу джерела випромінювань, його потужності, характеру технологічного процесу може бути застосований один із зазначених методів захисту або будь-яка з комбінацій.
Для захисту від проникнення НВЧ енергії до робочого приміщення рекомендується екранувати джерела випромінювання. Екранування не повинно порушувати процес регулювання налаштування випробування під час роботи з випромінюючим пристроєм. Тому при конструкції пристроїв, що екранують, необхідно враховувати основні параметри, що характеризують випромінювання і призначення виробничого процесу, пов'язаного з екрануючим джерелом випромінювання.
Тип, форма, розміри та матеріал екрануючого пристрою залежить від того, чи має місце безпосереднє випромінювання, спрямоване чи ненаправлене, безперервне або імпульсне, яка випромінювана потужність та робочий діапазон частот.
Будь-яка система, що екранує, для захисту від проникнення НВЧ енергії заснована на радіофізичних принципах відображення або поглинання електромагнітної енергії.
Відомо, що повне відображення електромагнітної хвилі забезпечується матеріалами з високою електропровідністю (метали), повне поглинання можливе в матеріалах з поганою електропровідністю (напівпровідники, діелектрики з великими втратами).
З урахуванням зазначених властивостей матеріалів, характеру та параметрів джерела випромінювання, особливостей виробничого процесу було рекомендовано та впроваджено в практику ряд типових екрануючих пристроїв, які показали хорошу ефективність.
Типи екранів:
Відображають екрани . Якщо виробничий процес заснований на безпосередньому випромінюванні енергії хвиль у просторі, повне або часткове екранування джерела може призвести до порушення процесу або навіть неможливості його здійснення. Хвилі, що відображаються стінками експлуатуючих пристроїв, звернені у бік випромінювача, впливатимуть на режим роботи РЛС: пробій у генераторних лампах передавачів, зміна його робочої частоти і т.д.
У подібних випадках раціонально застосовувати поглинаючі покриття. Поверхні екрануючого пристрою, що відображають, покриваються матеріалом, що практично повністю поглинає енергію падаючих хвиль.
У тих випадках, коли є тільки витоку в лініях передачі НВЧ енергії, відбиття від стінок пристрою не впливають на режим роботи випромінювача генераторної установки або РЛС в цілому, екранування може бути зроблено без поглинаючих покриттів.
Екрани можуть бути використані для екранування приміщення, джерела випромінювання, робочого місця. Усі екрани мають бути ретельно заземлені.
Суцільні металеві екрани забезпечують надійне екранування при будь-яких, що практично зустрічаються інтенсивності НВЧ поле з урахуванням допустимих величин (10мкВт/см 2). Екран може бути виготовлений із металу будь-якої товщини. При товщині екрана в 0,01 мм поле НВЧ послаблюється приблизно в 100000 разів. Отже, ослаблення у суцільних металевих екранах досить велике і для полегшення ваги можна користуватися навіть тонкою металевою фольгою.
Сітчасті екрани мають гірші екрануючі властивості. Однак у ряді випадків з технічних міркувань і коли потрібно ослаблення потоку потужності НВЧ в 100-1000, екрани з сіток знаходять широке застосування. Форма екрануючого пристрою може бути у вигляді:
Екранованої камери (замкнутого екрану);
Незамкнутий екран.
Як замкнутий екран може бути розглянутий металевий каркас шафи передавача. У період регулювання у разі необхідності спостереження за режимом роботи всієї генераторної установки обшивку та
дверцята шафи, виконані з листового металу, можна тимчасово замінювати обшивкою та дверцятами, виконаними з металевої сітки.
Екрановану камеру можна рекомендувати для окремих виробничих процесів у разі спрямованого випромінювання, коли інтенсивність джерела випромінювання занадто велика. В цьому випадку може виявитися необхідним екранування подвійною камерою із сітки або суцільним листовим металом.
Розміри екрануючої камери визначаються розмірами джерела випромінювання та робочого приміщення, однак, мінімально можливі розміри камери обумовлюються в першу чергу значенням потужності, що випромінюється.
З спрямованим випромінюванням доводиться зустрічатися, головним чином, при випробуванні комплексу РЛС, випробуваннях антенних пристроїв, відпрацюванні елементів НВЧ тракту на усунення електричних пробоїв та інших роботах.
Більшість робіт, пов'язаних із спрямованим опроміненням, відноситься до випробувань та досліджень антенних пристроїв (зняття діаграми спрямованості, вимірювання частотних характеристик антен). Незважаючи на те, що ці дослідження найчастіше виробляються на невисоких рівнях потужності вимірювальних генераторів (до 5Вт), інтенсивність опромінення може значно перевищувати допустимі величини щільності потоку потужності (ППМ).
Залежно від характеру робіт можуть бути застосовані різні форми незамкнених екранів та матеріали для їх виготовлення.
Форма, розмір, матеріал замкнутого екрану по відношенню до джерела випромінювання повинні вибиратися в кожному конкретному випадку з таким розрахунком, щоб працюючі в приміщенні не піддавалися опроміненню з інтенсивністю вище допустимої норми.
Серед величезної різноманітності електромагнітних хвиль, що існують у природі, вельми скромне місце займає мікрохвильове або надвисокочастотне випромінювання (НВЧ). Знайти цей частотний діапазон можна між радіохвилями та інфрачервоною частиною спектру. Протяжність його не дуже велика. Це хвилі завдовжки від 30 см до 1 мм.
Поговоримо про його походження, властивості та роль у сфері проживання людини, про те, як впливає цей «мовчазний невидимка» на людський організм.
Джерела НВЧ-випромінювання
Існують природні джерела мікрохвильового випромінювання – Сонце та інші космічні об'єкти. На тлі їхнього випромінювання і відбувалося формування та розвиток людської цивілізації.
Але в наш, насичений всілякими технічними досягненнями століття, до природного фону долучилися ще й рукотворні джерела:
- радіолокаційні та радіонавігаційні установки;
- системи супутникового телебачення;
- стільникові телефони та мікрохвильові печі.
Як мікрохвильове випромінювання впливає на здоров'я людини
Результати дослідження впливу мікрохвильового випромінювання на людину дозволили встановити, що НВЧ промені не мають іонізуючої дії. Іонізовані молекули – це дефектні частинки речовини, що призводять до мутації хромосом. В результаті живі клітини можуть набути нових (дефектних) ознак. Цей висновок не означає, що мікрохвильове випромінювання не шкодить людині.
Вивчення впливу НВЧ-променів на людину, дозволило встановити наступну картину - при їх попаданні на поверхню, що опромінюється, відбувається часткове поглинання енергії, що надходить тканинами людини. В результаті в них збуджуються високочастотні струми, які нагрівають організм.
Як реакція механізму терморегуляції слід посилення циркуляції крові. Якщо опромінення було локальним, можливе швидке відведення тепла від розігрітих ділянок. При загальному опроміненні такої можливості немає, тому воно є більш небезпечним.
Оскільки циркуляція крові виконує роль охолоджуючого чинника, то органах, збіднених кровоносними судинами, тепловий ефект виражений найяскравіше. Насамперед – у кришталику очі, викликаючи його помутніння та руйнування. На жаль, ці зміни необоротні.
Найбільш значною поглинальною здатністю відрізняються тканини з великим вмістом рідкого компонента: крові, лімфи, слизової оболонки шлунка, кишечника, кришталика ока.
В результаті можуть спостерігатися:
- зміни в крові та щитовидній залозі;
- зниження ефективності адаптаційних та обмінних процесів;
- зміни у психічній сфері, які можуть призвести до депресивних станів, а у людей із нестійкою психікою – спровокувати схильність до суїциду.
Мікрохвильове випромінювання має кумулятивний ефект. Якщо спочатку його вплив проходить безсимптомно, то поступово починають формуватися патологічні стани. Спочатку вони проявляються в почастішанні головного болю, швидкої стомлюваності, порушеннях сну, підвищенні артеріального тиску, серцевих болях.
При тривалому та регулярному впливі НВЧ випромінювання призводить до глибинних змін, перерахованих раніше. Тобто можна стверджувати, що НВЧ випромінювання негативно впливає на здоров'я людини.Причому відзначена вікова чутливість до мікрохвиль - молоді організми виявилися більш схильними до впливу НВЧ ЕМП (електромагнітного поля).
Засоби захисту від НВЧ-випромінювання
Характер впливу НВЧ випромінювання на людину залежить від наступних факторів:
- віддаленості від джерела випромінювання та його інтенсивності;
- тривалості опромінення;
- довжини хвилі;
- виду випромінювання (безперервне чи імпульсне);
- зовнішніх умов;
- стани організму.
Для кількісної оцінки небезпеки запроваджено поняття щільності випромінювання та допустимої норми опромінення. У нашій країні цей стандарт узятий із десятикратним «запасом міцності» і дорівнює 10 мікроват на сантиметр (10 мкВт/см). Це означає, що потужність потоку НВЧ енергії на робочому місці людини не повинна перевищувати 10 мкВт на кожен сантиметр поверхні.
Як же бути? Сам собою напрошується висновок, що слід всіляко уникати впливу мікрохвильових променів. Зменшити вплив НВЧ-випромінювання у сфері побуту досить просто: слід обмежити час контакту з його побутовими джерелами.
Зовсім інший механізм захисту має бути у людей, чия професійна діяльність пов'язана з впливом НВЧ радіохвиль. Засоби захисту від НВЧ-випромінювання поділяються на загальні та індивідуальні.
Потік випромінюваної енергії зменшується пропорційно збільшенню квадрата відстані між випромінювачем і опромінюваною поверхнею. Тому найважливішим колективним захисним заходом є збільшення відстані до джерела випромінювання.
Іншими дієвими заходами захисту від НВЧ-випромінювання є:
Більшість з них базується на основних властивостях мікрохвильового випромінювання - відображенні і поглинанні речовиною поверхні, що опромінюється. Тому захисні екрани поділяються на відбивають і поглинають.
Відбивні екрани виконуються з листового металу, металевої сітки та металізованої тканини. Арсенал захисних екранів досить різноманітний. Це листові екрани з однорідного металу та багатошарові пакети, що включають шари ізоляційних та поглинаючих матеріалів (шунгіта, вуглецевих сполук) і т.д.
Кінцевою ланкою в цьому ланцюзі є засоби індивідуального захисту від НВЧ-випромінювання. Вони включають спецодяг, виконаний з металізованої тканини (халати та фартухи, рукавички, накидки з капюшонами та вмонтованими в них окулярами). Окуляри вкриті найтоншим шаром металу, що відбиває випромінювання. Їх носіння обов'язково при опроміненні 1 мкВт/див.
Носіння спецодягу знижує рівень опромінення у 100–1000 разів.
Користь мікрохвильового випромінювання
Вся попередня інформація з негативною спрямованістю має на меті попередити нашого читача від небезпеки, що виходить від НВЧ-випромінювання. Проте серед специфічних процесів мікрохвильових променів зустрічається термін стимуляція, тобто поліпшення під впливом загального стану організму чи чутливості його органів. Тобто вплив НВЧ-випромінювання на людину може бути корисним. Терапевтична властивість мікрохвильового випромінювання ґрунтується на його біологічній дії при фізіотерапії.
Випромінювання, що виходять від спеціалізованого медичного генератора, проникає в організм людини на задану глибину, викликаючи прогрівання тканин та цілу систему корисних реакцій. Сеанси НВЧ-процедур мають болезаспокійливу та протисвербіжну дію.
Їх з успіхом використовують для лікування фронтиту та гаймориту, невралгії трійчастого нерва.
Для впливу на ендокринні органи, органи дихання, нирки та лікування гінекологічних захворювань використовують мікрохвильове випромінювання з більшою проникаючою здатністю.
Дослідження впливу НВЧ-випромінювання на організм людини розпочалося кілька десятиліть тому. Накопичених знань достатньо, щоб бути впевненими у нешкідливості природного фону цих випромінювань для людини.
Різноманітні генератори цих частот створюють додаткову дозу впливу. Однак, їхня частка дуже мала, а використовується захист досить надійна. Тому фобії про їхню величезну шкоду не більше ніж міф, якщо дотримуються всі умови експлуатації та захисту від промислових та побутових джерел мікрохвильових випромінювачів.
