Влияние на организм человека электромагнитных полей ионизирующих излучений

Содержание

Введение……………………………………………………………………....стр.2

1.Влияние на организм  человека электромагнитных полей,  лазерного и ультрафиолетового  излучения…………………………………………….…стр.3

2. Ионизирующие излучения  и защита от них: нормы радиационной  безопасности

2.1 Источники и область  применения ионизирующих излучений………...стр.8

2.2 Единицы измерения радиоактивности  и доз облучений…….…….….стр.10

2.3 Биологическое действие  ионизирующих излучений и способы  защиты от них………………………………………………………………...………….стр.12

2.4 Защита от ионизирующих  излучений…………………………...……..стр.16

Заключение……………………………………………………………….….стр.19

Список использованной литературы…………………………………….....стр.20

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Введение

        После открытия  деления ядер тяжелых элементов  начала  развиваться ядерная энергетика. Развитие этой новой области  связано  с  появлением различных методов исследования.

        Изучение радиоактивности началось с 1933  г.,  а  ее  губительного воздействия как компонента ядерной бомбы - с  1945  г.  Исследования  с целью определения глобального влияния на биосферу антропогенной  радиации, ядерного оружия, отходов от производства, действующих АЭС,  аварий на них, а также прогнозирование развития атомной энергетики на  далекую перспективу были начаты в 1986 г.

         Быстрое развитие ядерной энергетики и широкое  внедрение  источников ионизирующих излучений в различных областях науки, техники и народного хозяйства создали потенциальную угрозу радиационной опасности  для человека и загрязнения окружающей среды радиоактивными веществами.  Поэтому вопросы защиты от ионизирующих излучений (или радиационная  безопасность) превращаются в одну из важнейших проблем.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1. Влияние на  организм человека электромагнитных  полей, лазерного и ультрафиолетового  излучения

Источниками электромагнитных полей могут быть различные электроустановки переменного тока, в том числе  воздушные линии и открытые распределительные  устройства сверхвысокого напряжения (330 кВ и выше) промышленной частоты.

Токи радиочастот используются в промышленной электротермии - термическая  обработка материалов (плавка, ковка, закалка, пайка металлов, а также  сушка, склеивание неметаллов).

Применению электротермии  в производстве способствует экономичность, отсутствие загрязненностей и вредных  выделений. Однако электромагнитные излучения, воздействуя на организм человека в  дозах, превышающих допустимые, могут  явиться причиной профессиональных заболеваний.

Опасность облучения человека электромагнитным полем радиочастот  можно оценить поглощенной энергией в Ваттах, которая зависит от плотности  потока энергии и поглощающей  поверхности тела человека.

Поглощаемая тканями энергия  электромагнитного поля превращается в тепловую энергию, что может  привести к перегреву тканей и  органов человека, особенно со слабовыраженной  терморегуляцией (мозг, глаза, почки). Возникает  также поляризация макромолекул тканей и ориентация их параллельно  электрическим силовым линиям, что  может привести к изменениям их свойств.

Согласно ГОСТ 12.1.006 для  электромагнитных полей (ЭМП) радиочастот  от 60 кГц до 300 ГГц установлены  предельно допустимые значения напряженности  и плотности потока энергии (ППЭ) на рабочем месте персонала, обслуживающего установки, излучающие энергию ЭМП, и требования к проведению контроля.

Напряженность ЭМП в диапазоне  частот 60 КГц-300 Мгц на рабочих местах персонала в течение рабочего дня не должна превышать предельно  допустимых уровней (ПДУ), его составляющих.

По электрической составляющей, В/м:

50 – для частот от 60 кГц до 3 МГц;

20 – для частот свыше  3 МГц до 30 МГц;

10 – для частот свыше  30 МГц до 50 МГц;

5 – для частот свыше  50 МГц до 300 МГц.

По магнитной составляющей, А/м:

5 – для частот от 60 кГц до 1,5 МГц;

0,3 – для частот от 30 МГц до 50 МГц.

Предельно допустимая плотность  потока энергии ЭМП в диапазоне 300 МГц-300 ГГц на рабочих местах персонала  определяется, исходя из допустимой энергической нагрузки на организм с учетом времени  воздействия, по формуле

 

ППЭ_пду = ЭН_пду/Т,

 

где: ППЭ_пду - предельно допустимое значение плотности потока энергии, Вт/м² (мВт/см², мкВт/см²);

ЭН_пду - нормативная величина энергетической нагрузки за рабочий день, равная: 2 Вт ч/м² (200 мкВт ч/см²) для всех случаев облучения, исключая облучение от вращающихся и сканирующих антенн; 20 Вт ч/м² (2000 мкВт ч/см²) для случаев облучения от вращающихся и сканирующих антенн с частотой вращения или сканирования не более 1 Гц и скважностью не менее 50;

Т – время пребывания в зоне облучения за рабочую смену, ч, Максимальное значение ППЭ_пду не должно превышать 10 Вт/м² (1000 мкВт/см²).

 

К организационным мерам  защиты относятся: допуск к работе на установках ВЧ и СВЧ лиц не моложе 18 лет, при отсутствии ряда заболеваний (болезней крови, глаз, расстройства нервной системы и др.); ограничение времени пребывания человека в рабочей зоне (защита временем); предоставление дополнительного отпуска и сокращение рабочего дня при облучении свыше 10 Вт/м; увеличение площади помещений: не менее 25 м² при мощности установки до 30 кВт и более 40 м² при мощности свыше 30 кВт, что уменьшает отражение потока энергии.

К техническим средствам  защиты относятся: увеличение расстояния между источником излучения и  персоналом (защита расстоянием), уменьшение излучения в самом источнике (поглотители  излучения генератора, аттенюаторы), применение экранов и индивидуальных средств защиты.

Для экранирования широко применяются металлы, которые обладают высокими отражательной и поглощательной способностями. Часто применяются  сетчатые экраны, но ослабление значительней при сплошном экране.

Глубина проникновения электромагнитной энергии ВЧ и СВЧ мала, например, для меди - десятые и сотые доли мм, поэтому толщина экранов выбирается по конструктивным соображениям. Экраны заземляются. Экранируются как установки, так и рабочие места.

Поглощение энергии электромагнитных излучений обеспечивается применением  поглощающих нагрузок (коаксиальных или волноводных), поглотителями, в  которых могут быть графитовый или  углеродистый состав, а также различные  диэлектрики; кроме того, применяются  ослабители мощности - аттенюаторы, которые  работают на принципе поглощения энергии  материалами с большим коэффициентом  поглощения (резина, полистирол и др.).

Электромагнитное поле частотой 50 Гц при длительном воздействии  оказывает отрицательное биологическое  воздействие на человека – головные боли, повышенная утомляемость, одышка; кроме того, под влиянием электростатического поля происходит электризация тела человека как проводника, и возможно возникновение разряда между человеком и другим предметом с меньшим потенциалом (землей), что вызывает болезненные ощущения.

Воздействие ЭМП промышленной частоты можно оценить по величине тока, стекающего с человека в землю, который не должен превышать 50 мкА.

Потенциалы электрического поля (ЭП) различны в различных точках и зависят от емкости и напряжения проводника относительно земли и  расстояния от провода до рассматриваемой  точки. Например, на высоте роста человека (1,7 м) под фазой 500 кВ потенциал равен 10 кВ.

Пребывание в ЭП напряженностью до 25 кВ/м без применения средств  защиты не допускается. Пребывание в  ЭП напряженностью до 5 кВ/м включительно допускается в течение рабочего дня, а при напряженности свыше 20 до 25 кВ/м – не более 10 мин.

Допустимое время Т  пребывания в ЭП напряженностью свыше 5 до 20 кВ/м включительно вычисляется  по формуле

 

Т=(50/Е) – 2,

 

где: Е – напряженность  воздействующего ЭП в контролируемой зоне, кВ/м. При заданном времени (от 0,5 до 8 ч) пребывания в ЭП уровень  напряженности ЭП в кВ/м вычисляется  по формуле

 

Е= 50/(Т=2),

 

где Т- время пребывания в  ЭП, ч.

 

ГОСТ 12.1.045 устанавливает  допустимые уровни напряженности электростатических полей в зависимости от времени  пребывания персонала на рабочих  местах и требования к проведению контроля.

Предельно допустимый уровень  напряженности электростатических полей (Е_пред) установлен равным 60 кВ/м в течение 1 ч. При напряженности электростатических полей менее 20 кВ/м время пребывания в электростатических полях не регламентируется.

В диапазоне напряженности  от 20 до 60 кВ/м допустимое время пребывания персонала в электростатическом поле без средств защиты t_доп в часах определяется по формуле

 

t_доп = (Е_пред / Е _факт )²,

 

где: Е_факт - фактическое значение напряженности электростатического поля, кВ/м (в диапазоне от 0,3 до 300 кВ/м).

 

Предельно допустимые напряженности  магнитных полей примышленной частоты  установлены санитарными нормами  СН 3206-85 в зависимости от времени  и прерывистости воздействия.

Для защиты человека в установках и сетях высокого напряжения применяются  экраны, экранирующие козырьки и тросы, которые заземляются [ГОСТ 12.4.154, 12.4.124].

В качестве индивидуальной защиты применяется защитный костюм (рис. 39)из металлизированной ткани: комбинезон, каска и ботинки с  проводящими подошвами. Все части  костюма соединяются гибкими  проводниками. Металлический экран  изменяет картину электрического поля: линии емкостного тока направляются к экрану, а емкостный ток стекает  в землю по заземляющему проводнику.

Стационарные козырьки, навесы и перегородки выполняются из металлической сетки с ячейками 50x50 мм и заземляются. Козырьки устанавливают над шкафами аппаратуры управления и щитами. Ширина козырька 1 м.

Световое излучение - это  электромагнитные колебания в оптической области спектра; наряду с видимой  частью дает невидимую - ультрафиолетовую (длина волны 0,1 - 0,38 мкм) и инфракрасную (0,78-3,4 мкм). Ультрафиолетовое излучение  является носителем, в основном, химической энергии, инфракрасное - тепловой.

Ультрафиолетовое излучение (УФ) оказывает биологически положительное  воздействие на организм человека, одновременно вызывая потемнение кожи - эритемный эффект (загар).

Однако при высоких  интенсивностях УФ может вызвать  ожоги кожи, ожог сетчатки глаз, что  может привести к потере зрения. УФ излучение возникает при: работе кварцевых ламп, электрической дуги, работе лазерных установок, электро- и  газовой сварках.

Защита от УФ - одежда, ткань, очки с обычным стеклом.

Инфракрасное излучение (ИК) проявляется в основном тепловым влиянием и при длительном воздействии  может быть причиной теплового и  солнечного удара.

Источники теплового излучения  в промышленности - пламенные печи, паропроводы, теплоагрегаты.

Защита от теплового излучения:

1. Устранение источников тепловыделения;
2. Экранирование (отражающие экраны из кирпича, алюминия, жести, асбеста);
3. Поглощающие экраны (водяные и цепные завесы);
4. Индивидуальная защита (спецодежда, шляпы из войлока, теплостойкие обувь и рукавицы, защитные очки с синим стеклом).

 

            2. Ионизирующие излучения и защита  от них: нормы радиационной  безопасности

 

2.1 Источники и  область применения ионизирующих  излучений

 

Быстрое развитие ядерной  энергетики и широкое применение источников ионизирующих излучений (ИИИ) в различных областях науки, техники  и народного хозяйства создали  потенциальную угрозу радиационной опасности для человека и загрязнения  окружающей среды радиоактивными веществами. Поэтому вопросы защиты от ионизирующих излучений (радиационная безопасность) превращаются в одну из важнейших  проблем.

Радиация (от латинского radiatio - излучение) характеризуется лучистой энергией. Ионизирующим излучением (ИИ) называют потоки частиц и электромагнитных квантов, образующихся при ядерных  превращениях, т.е. в результате радиоактивного распада. Чаще всего встречаются  такие разновидности ионизирующих излучений, как рентгеновское и  гамма-излучения, потоки альфа-частиц, электронов, нейтронов и протонов. Ионизирующее излучение прямо или  косвенно вызывает ионизацию среды, т.е. образование заряженных атомов или молекул - ионов.

Источниками ИИ могут быть природные и искусственные радиоактивные  вещества, различного рода ядерно-технические  установки, медицинские препараты, многочисленные контрольно-измерительные  устройства (дефектоскопия металлов, контроль качества сварных соединений). Они используются также в сельском хозяйстве, геологической разведке, при борьбе со статическим электричеством и др.

Альфа-частицы представляют собой положительно заряженные ядра атомов гелия. Эти частицы испускаются  при радиоактивном распаде некоторых  элементов с большим атомным  номером, в основном это трансурановые  элементы с атомными номерами более 92. Альфа-частицы распространяются в средах прямолинейно со скоростью  около 20 тыс. км/с, создавая на своём  пути ионизацию большой плотности. Альфа-частицы, обладая большой массой, быстро теряют свою энергию и поэтому  имеют незначительный пробег: в воздухе - 20-110 мм, в биологических тканях - 30-150 мм, в алюминии - 10-69 мм.

Бета-частицы - это поток  электронов или позитронов, обладающий большей проникающей и меньшей  ионизирующей способностью, чем альфа-частицы. Они возникают в ядрах атомов при радиоактивном распаде и  сразу же излучаются оттуда со скоростью, близкой к скорости света. При  средних энергиях пробег бета-частиц в воздухе составляет несколько  метров, в воде - 1-2 см, в тканях человека - около 1 см, в металлах - 1 мм.