Защита от электромагнитных излучений радиочастотного диапазона. Опасна ли микроволновка для здоровья человека: правда или миф? Физические характеристики функционирования
Сегодня окружает нас в мире везде и постоянно электромагнитные излучения и никто не может себя полностью обезопасить от них, но Все Мы можем свести к минимуму вредное воздействие окружающих нас вокруг электромагнитных полей.
Места общего пользования.
В городах республики Беларусь источниками самого высокого уровня излучения являются: электрический транспорт (троллейбусы, трамваи, и особенно с высоким питающим — электрички и метро) и воздушные линии электропередач (ЛЭП), которые передают от 400 Вольт до 330 000 Вольт. Уровень опасности многократно отличается в зависимости от величины передаваемого напряжения ЛЭП. Например, 330 кВ (можно увидеть возле МКАД, идущую от ТЭЦ) он запредельный, поэтому они особенно опасны. Возле высоковольтных линий запрещено любое возведение построек и домов, потому что самый эффективный метод уменьшения вредного воздействия излучения на людей- это защита расстоянием.
Стоит также избегать мест с близким расположением телевизионных и радиовещательных сигналов. В ближайшее время, благодаря повсеместному переходу на цифровое вещание и отказ от традиционной аналоговой телетрансляции- произойдет значительное снижение излучения передатчиков сигналов, потому что для цифрового телевидения при том же уровне вещания требуется гораздо меньшего уровня мощность ретранслятора.
Мобильная связь.
Сегодня в связи с широким распространением средств мобильной связи, необходимо обязательно предпринимать меры по защите себя от ее пагубного влияния. Последние исследования убедительно доказывают о вреде для человека не только мобильных телефонов, но и да же Wi-Fi точек.
Электрическая проводка и приборы.
Многие ошибочно полагают, что если в розетку ничего не включено, то она безопасна. Это заблуждение, пока включен автомат и на розетке или выключателе присутствует напряжение- они будут источниками излучения, так же как и провода или кабеля в стене или телевизор, принтер в режиме ожидания или включенный в розетку настольный светильник, электрочайник т. п.
Защитится просто- располагайте места для длительного отдыха или времяпровождения по дальше от электроприборов, розеток, светильников, выключателей, электропроводки, идущей в стене.
Выключайте из сети неиспользуемый телевизор, принтер, компьютер. А устройства с металлическим корпусом (микроволновка, холодильник, стиральная машина) будут в много раз меньше излучать, если их корпуса заземлить, подключив к розеткам с заземляющими контактами розетки с трех проводной электропроводкой.
Персональные компьютеры и ноутбуки.
Сегодня у каждого в доме, да и не один компьютер или ноутбук. Нужно помнить и соблюдать следующее: расположить по дальше, желательно под стол системный блок и ни в коем случае не держать на коленях ноутбук. Не забывайте делать перерывы в работе!
Общие рекомендации!
По возможности ограничьте одновременную работу электроприборов вокруг себя! Так мой знакомый, работающий в офисе за компьютером, когда приходит домой включает телевизор сразу, электрический чайник, микроволновку, ноутбук и еще успевает по мобильному телефону поговорить. И не удивительно, что у него голова болит, когда приходит время ложиться спать!
Берегите свое здоровье! Не рекомендую зацикливаться на защите от электромагнитного излучения. Лучше старайтесь максимально придерживаться вышеизложенных рекомендации. И хотя бы раз в неделю делать разгрузку, выезжая за город на природу по дальше от современных устройств и благ!
Похожие материалы.
на тему: Защита от СВЧ- излучений
Цель работы
- 1) ознакомиться с характеристиками электромагнитного излучения и нормативными требованиями к его уровням;
- 2) провести измерения интенсивности электромагнитного излучения СВЧ-диапазона на различных расстояниях от источника;
- 3) оценить эффективность защиты от СВЧ-излучения с помощью экранов из различных материалов. магнитный поле излучение защита
- 1. Теоретическая часть
Электромагнитное поле - это особая форма материи, посредством которой осуществляется воздействие между электрическими заряженными частицами. Электрическое поле характеризуется напряженностью Е, В/м; магнитное поле характеризуется напряженностью Н, А/м, или плотностью магнитного потока В, Тл.
Таблица 1. ПДУ СВЧ - излучений
Внешний вид стенда для проведения Л.Р. №1 представлен на рисунке 1.
Рис. 1. Стенд лабораторный "Защита от СВЧ-излучения БЖ 5м"
В качестве источника СВЧ излучения используется бытовая СВЧ-печь.
Стенд представляет собой стол лабораторный 1, на котором размещаются СВЧ печь 2, стойка 5 с датчиком 4 измерителя плотности потока энергии (далее - датчик), узлы 6 установки сменных защитных экранов.
Стол выполнен в виде металлического сварного каркаса со столешницей, на поверхности которой с помощью самоклеющейся бумаги Jet Laser нанесена координатная сетка 3 с изображением осей X и Y.
Стенд обеспечивает три степени свободы перемещения датчика (перемещение по осям X,Y,Z), что дает возможность исследовать излучение со стороны передней панели СВЧ печи (место наиболее интенсивного излучения) и по всей площади координатной сетки.
В качестве нагрузки в СВЧ печи используется огнеупорный шамотный кирпич, устанавливаемый на неподвижную подставку, в качестве которой используется неглубокая фаянсовая тарелка, что обеспечивает стабильность измеряемого сигнала (предварительно удаляются из печи поворачивающийся столик и роликовое кольцо).
Датчик 4 выполнен в виде полуволнового вибратора на частоту 2,45 ГГц, закрепленного на стойке 5 с возможностью перемещения по вертикали (ось Z), выполненной из диэлектрического материала.
Узлы 6 установки сменных защитных экранов обеспечивают оперативную установку и замену экрана 7. Сменные экраны имеют один типоразмер. Экраны изготовлены из следующих материалов: металлическая сетка, металлический лист, резина, полистирол ударопрочный.
В качестве измерительного прибора используется мультиметр 8, который располагается на свободной части столешницы (за пределами координатной сетки).
2. Практическая часть
Результаты измерений
Таблица 2. Результаты измерений интенсивности излучения
|
Номер измерения |
Координата Х, см |
Координата Y, см |
Координата Z, см |
Интенсивность излучения |
|
|
Показания мультиметра, мкА |
ППЭ, мкВт/см 2 |
||||
Таблица 3. Эффективность экранирования
Вывод
В результате лабораторной работы были изучены характеристики электромагнитного излучения и нормативные требованиями к его уровням, проведены измерения интенсивности электромагнитного излучения СВЧ-диапазона на различных расстояниях от источника, оценена эффективность защиты от СВЧ-излучения с помощью экранов из различных материалов. В результате измерений было установлено, что наиболее эффективными защитными материалами являются металлический экран, металлическая мелкая сетка и ПВХ, а наименее эффективной оказалась резина. СВЧ излучение на расстоянии от 40 см является оптимальным.
Ответы на контрольные вопросы: 1 вопрос.
Основные характеристики ЭМП. Какие параметры характеризуют ЭМП в «ближней» и «дальней» зонах? Электромагнитное поле - это особая форма материи, посредством которой осуществляется воздействие между электрическими заряженными частицами. Электрическое поле характеризуется напряженностью Е, В/м; магнитное поле характеризуется напряженностью Н, А/м, или плотностью магнитного потока В, Тл. Физические причины существования электромагнитного поля связаны с тем, что изменяющееся во времени электрическое поле с напряженностью Е порождает магнитное поле Н, а изменяющееся Н - вихревое электрическое поле: обе компоненты Е и Н, непрерывно изменяясь, возбуждают друг друга. ЭМП неподвижных или равномерно движущихся заряженных частиц неразрывно связано с этими частицами. При ускоренном движении заряженных частиц, ЭМП "отрывается" от них и существует независимо в форме электромагнитных волн, не исчезая с устранением источника (например, радиоволны не исчезают и при отсутствии тока в излучившей их антенне). Электромагнитные волны характеризуются длиной волны л, м, или частотой f , Гц. Для вакуума справедливо соотношение л = с / f , где с - скорость света в вакууме, равная 3 х 108 м/с. В области классификации частот ЭМП следует отметить строго ограниченный диапазон - от 0 Гц (статические поля) до 300 ГГц. Хотя инфракрасное, световое, ультрафиолетовое, рентгеновское излучения (и далее) также имеют электромагнитную природу, как правило, под ЭМП понимают электромагнитные поля и колебания именно в отмеченном диапазоне. На сегодняшний день находят применение три шкалы частот: - "радиотехническая", изложенная в Регламенте радиосвязи; - "медицинская", приведенная в документах ВОЗ; - "электротехническая", предложенная Международным электротехническим комитетом (МЭК), которая является наиболее распространенной. По третьей шкале классификация ЭМП выглядит следующим образом: - низкочастотные (НЧ) - от 0 до 60 Гц; - среднечастотные (СЧ) - от 60 Гц до 10 кГц; - высокочастотные (ВЧ) - от 10 кГц до 300 МГц; - сверхвысокочастотные (СВЧ) - от 300 МГц до 300 ГГц. По энергетическому спектру ЭМП разделяются на следующие группы, первоначально разделенные в теории электромагнитной совместимости: синусоидальные (монохроматические); модулированные; импульсные; флуктуационные (шумовые). Характеризуя зоны воздействия ЭМП, во всех исследованиях, как правило, рассматривают монохроматические поля. Обозначая длину волны ЭМП л, на расстоянии от источника r, выделяют три зоны воздействия 1) ближняя (зона индукции): л / r > > 1; 2) промежуточная (резонансная): л / r ? 1; 3) дальняя (волновая, или квазиоптическая): л / r < < 1. Важная особенность ЭМП - это деление его на так называемую "ближнюю" и "дальнюю" зоны. В "ближней" зоне, или зоне индукции, на расстоянии от источника r < л, ЭМП можно считать квазистатическим. Здесь оно быстро убывает с расстоянием, обратно пропорционально квадрату (кубу) расстояния от источника r2 (r3). В "ближней" зоне излучения электромагнитная волна еще не сформирована. ЭМП в зоне индукции служит для формирования бегущих составляющих поля, ответственных за излучение (электромагнитной волны). Для характеристики ЭМП в ближней зоне измерения напряженности электрического поля Е и напряженности магнитного поля Н производятся раздельно. "Дальняя" зона - это зона сформировавшейся электромагнитной волны, начинается с расстояния r > 3 л. В "дальней" зоне интенсивность поля убывает обратно пропорционально расстоянию до источника r. В "дальней" зоне излучения есть связь между величинами Е и Н: Е = 377Н, где 377 - волновое сопротивление вакуума, Ом. В России на частотах свыше 300 МГц до 300 ГГц (СВЧ - диапазон) измеряется плотность потока электромагнитной энергии ППЭ, Вт/м2, или вектор Пойнтинга. ППЭ характеризует количество энергии, переносимой электромагнитной волной в единицу времени через единицу поверхности, перпендикулярной направлению распространения волны. Чем больше частота излучения f (соответственно, короче длина волны л), тем больше энергия кванта излучения. Связь между энергией Y и частотой f электромагнитных колебаний определяется как Y = h f , где h - постоянная Планка, равная = 6,6 х 10 34 Вт/см 2. Таким образом, ЭМП в дальней (волновой) зоне характеризуется как электромагнитное излучение (ЭМИ), или СВЧ-излучение, а его интенсивность определяется как ППЭ в Вт/м2 (мВт/см2, мкВт/см2).
Ответ на 2 вопрос
Нормы воздействия СВЧ-излучений на работающих и население. Российскими нормативными документами, устанавливающими предельно допустимые уровни (ПДУ) ЭМИ, являются существующие параллельно Государственные стандарты Системы стандартов безопасности труда (ССБТ) и санитарные правила и нормы (СанПин). Гигиенические стандарты и нормы традиционно разрабатывались для двух категорий облучения - профессионального, т.е. облучения на рабочих местах, и непрофессионального - облучения населения, профессионально не связанного с использованием ЭМП. В последнее время формируется еще одна категория - профессиональное облучение особого контингента населения. К нему, прежде всего, относятся женщины в состоянии беременности и лица, не достигшие 18 лет; для этих лиц в современных российских нормах установлены достаточно жесткие ПДУ. Зарубежные стандарты разрабатываются преимущественно на экспериментально-расчетных методах, причем выводы строятся на основе острых опытов с выраженными поражениями биообъекта. Такой подход позволил выполнить непрерывное нормирование во всем диапазоне ЭМП от 0 Гц до 300 ГГц. В ряде зарубежных стандартов дополнительно установлены особые ПДУ также для людей с имплантированными кардиостимуляторами. Биофизической основой для разработки отечественных нормативных документов послужили две группы биоэффектов, помимо "кратковременного термического": - кумуляция эффекта воздействия в организме при длительном непрерывном и дробном воздействии, особенно в пределах дотепловых уровней; - обратимость эффектов и адаптация облучаемого организма при наличии больших пауз между экспозициями. Подобный подход потребовал значительного объема медико-биологических исследований и не позволил интерполировать результаты нормирования на другие частотные диапазоны. Этим, в частности, объясняется разрывный (ступенчатый) характер отечественных ПДУ, к тому же не перекрывающих весь частотный диапазон от 0 Гц до 300 ГГц. Следует отметить, что темпы развития техники существенно опережают темпы разработки отечественных стандартов и норм. ПДУ ППЭ в диапазоне частот свыше 300 МГц до 300 ГГц, согласно СанПиН 2.2.4.1191-03 «Электромагнитные поля в производственных условиях", представлены в табл.1. Т а б л и ц а 1 ПДУ СВЧ-излучений Категория облучаемых лиц Плотность потока энергии СВЧ-излучения, мкВт/см2 Работающие с источниками излучения в течение 8-часовой смены 10 Не более 2 час. в смену 100 Не более 20 мин. в смену 1000 Лица, не связанные с источниками излучения профессионально 1 Население 1 Оценка и нормирование воздействия ЭМП диапазона частот свыше 30 кГц до 300 ГГц, включая СВЧ ЭМИ, осуществляется по величине энергетической экспозиции (ЭЭ). Энергетическая экспозиция в диапазоне частот свыше 300 МГц до 300 ГГц рассчитывается по формуле:
ЭЭппэ = ППЭ х Т, (Вт/м2) ч, (мкВт/см2) ч, (1) где ППЭ - плотность потока энергии (Вт/м2, мкВт/см2); Т - время воздействия за смену (час.). ПДУ ЭЭ в диапазоне частот свыше 300 МГц до 300 ГГц на рабочих местах за смену не должен превышать величины 200 мкВт/см2 х час.
- 3 вопрос. Организационные и лечебно-профилактические мероприятия по защите от ЭМП. Организационные мероприятия при проектировании и эксплуатации оборудования, являющегося источником ЭМП или объектов, оснащенных источниками ЭМП, включают: - выбор рациональных режимов работы оборудования; - выделение зон воздействия ЭМП (зоны с уровнями ЭМП, превышающими предельно допустимые, где по условиям эксплуатации не требуется даже кратковременное пребывание персонала, должны ограждаться и обозначаться соответствующими предупредительными знаками); - расположение рабочих мест и маршрутов передвижения обслуживающего персонала на расстояниях от источников ЭМП, обеспечивающих соблюдение ПДУ; - проведение ремонта оборудования, являющегося источником ЭМП, вне зоны влияния ЭМП от других источников (по возможности); - соблюдение правил безопасной эксплуатации источников ЭМП. Защита временем применяется, когда нет возможности снизить интенсивность излучения в данной точке до предельно допустимого уровня. В действующих ПДУ предусмотрена зависимость между интенсивностью плотности потока энергии и временем облучения. Защита расстоянием применяется, если невозможно ослабить ЭМП другими мерами, в том числе и защитой временем. Защита расстоянием положена в основу зон нормирования излучений для определения необходимого разрыва между источниками ЭМП и жилыми домами, служебными помещениями и т.п. Для каждой установки, излучающей электромагнитную энергию, должны определяться санитарно-защитные зоны в которых интенсивность ЭМП превышает ПДУ. Границы зон определяются расчетно для каждого конкретного случая размещения излучающей установки при работе их на максимальную мощность излучения и контролируются с помощью приборов. В соответствии с ГОСТ 12.1.026-80 зоны излучения ограждаются либо устанавливаются предупреждающие знаки с надписями: «Не входить, опасно!». В целях предупреждения и раннего обнаружения изменений состояния здоровья все лица, профессионально связанные с обслуживанием и эксплуатацией источников ЭМП, должны проходить предварительный при поступлении и периодические профилактические медосмотры в соответствии с действующим законодательством. Лица, не достигшие 18-летнего возраста, и женщины в состоянии беременности допускаются к работе в условиях воздействия ЭМП только в случаях, когда интенсивность ЭМП на рабочих местах не превышает ПДУ, установленных для населения.
- 4 вопрос. Инженерно-технические методы и средства защиты от ЭМП. Инженерно-технические мероприятия должны обеспечивать снижение уровней ЭМП на рабочих местах путем внедрения новых технологий и применения средств коллективной и индивидуальной защиты (когда фактические уровни ЭМП на рабочих местах превышают ПДУ, установленные для производственных воздействий). Руководители организаций для снижения риска вредного влияния ЭМП, создаваемого средствами радиолокации, радионавигации, связи, в том числе подвижной и космической, должны обеспечивать работающих средствами индивидуальной защиты. Инженерно-технические защитные мероприятия строятся на использовании явления экранирования электромагнитных полей непосредственно в местах пребывания человека либо на мероприятиях по ограничению эмиссионных параметров источника поля. Последнее, как правило, применяется на стадии разработки изделия, служащего источником ЭМП. Радиоизлучения могут проникать в помещения, где находятся люди, через оконные и дверные проемы. Для экранирования смотровых окон, окон помещений, застекления потолочных фонарей, перегородок применяется металлизированное стекло, обладающее экранирующими свойствами. Такое свойство стеклу придает тонкая прозрачная пленка либо окислов металлов, чаще всего олова, либо металлов - медь, никель, серебро и их сочетания. Пленка обладает достаточной оптической прозрачность и химической стойкостью. Будучи нанесенной на одну сторону поверхности стекла она ослабляет интенсивность излучения в диапазоне 0,8 - 150 см на 30 дБ (в 1000 раз). При нанесении пленки на обе поверхности стекла ослабление достигает 40 дБ (в 10000 раз). Для защиты населения от воздействия электромагнитных излучений в строительных конструкциях в качестве защитных экранов могут применяться металлическая сетка, металлический лист или любое другое проводящее покрытие, в том числе и специально разработанные строительные материалы. В ряде случаев достаточно использования заземленной металлической сетки, помещаемой под облицовочный или штукатурный слой. В качестве экранов могут применяться также различные пленки и ткани с металлизированным покрытием. В последние годы в качестве радиоэкранирующих материалов получили металлизированные ткани на основе синтетических волокон. Их получают методом химической металлизации (из растворов) тканей различной структуры и плотности. Существующие методы получения позволяет регулировать количество наносимого металла в диапазоне от сотых долей до единиц мкм и изменять поверхностное удельное сопротивление тканей от десятков до долей Ом. Экранирующие текстильные материалы обладают малой толщиной, легкостью, гибкостью; они могут дублироваться другими материалами (тканями, кожей, пленками), хорошо совмещаются со смолами и латексами.
- 5 вопрос. Чем определяется эффективность применяемых защитных экранов? Эффективность средств защиты определяется по степени ослабления интенсивности ЭМП, выражающейся коэффициентом экранирования (коэффициент поглощения или отражения), и должна обеспечивать снижение уровня излучения до безопасного в течение времени, определяемого назначением изделия. Оценка безопасности и эффективности средств защиты должна производиться в испытательных центрах (лабораториях), аккредитованных в установленном порядке. Контроль эффективности коллективных средств защиты на рабочих местах должен производиться в соответствии с техническими условиями, но не реже 1 раза в 2 года; индивидуальных средств защиты - не реже 1 раза в год.
Все жители земли находятся в зоне действия различных излучений. К естественным источникам (солнечное излучение, радиационный фон земли, электромагнитные волны атмосферных явлений), организм человека адаптирован, это нормальная среда обитания. А вот искусственные генераторы излучения - это проблема для организма.
Какие источники электромагнитного поля (ЭМП) имеются вокруг
- Электропроводка: создает вокруг себя электромагнитное поле, величина которого прямо пропорционально нагрузке на линию. То есть, при включении бойлера или электрической духовки, интенсивность излучения многократно возрастает.
- Любой электроприбор, имеющий в своем составе проводники (обмотки трансформаторов, нити накаливания фена или калориферного нагревателя - являются источником излучения). Даже если нет явных узлов, генерирующих излучение.
- Устройства отображения информации: экраны телевизоров, мониторов, планшетов, ноутбуков, игровых приставок.
- Акустические системы.
- Электродвигатели (стиральная машина, холодильник, пылесос, вентилятор, тот же фен).
- Электронные измерительные приборы: счетчики электроэнергии.
- Места концентрации электропроводки: электрические щитки, узлы коммутации телевизионного или интернет кабеля.
- Электроприборы, имеющие в своем составе импульсные блоки питания (начиная от зарядного устройства для смартфона, заканчивая компьютером и музыкальным центром).
- Система «теплый пол», работающая от электрического тока.
- Электрические системы центрального отопления.
- Современные экономные приборы освещения (имеют в своем составе блоки питания, работающие на высокой частоте).
- Микроволновые (СВЧ) печи, или электродуховки с высокочастотным узлом нагрева. Это бич современной цивилизации: подобное устройство имеется практически в каждом доме.
Отдельно перечислим источники прямого излучения для передачи информации
- Мобильные телефоны, смартфоны, планшеты с беспроводным подключением к сети.
- Радиотелефоны городской сети связи.
- Портативные радиостанции.
- Всевозможные беспроводные устройства: наушники, компьютерные мыши, клавиатуры.
- Радиоуправляемые игрушки.
- Wi-Fi роутеры.
И это лишь приборы, окружающие нас в помещении. То есть, расположенные в непосредственной близости. На эту опасность мы можем как-то повлиять, оптимизируя режимы использования. В данном случае – защита от электромагнитных волн находится в пределах ответственности собственника здания.
Уличные источники излучения
Мы не будем говорить о радиации: (атомные станции, корабли, подводные лодки с ядерным реактором). А также места добычи, переработки и утилизации ядерного топлива и вооружения. В этих регионах уровень радиоактивного облучения контролируется специальными службами. От нас с вами зависит лишь выбор: находиться в этом месте или нет (проживание, служба, работа).
Такие зоны имеют характер точечного размещения, в отличие от источников электромагнитных волн.
- Трансформаторные подстанции.
- Линии электропередач (воздушные и подземные). Так же, как в комнатной электропроводке - уровень электрического поля зависит от нагрузки на линии.
- Передающие антенны: телевышки, радио трансляторы, ведомственные передающие центры (военного назначения, порты, авиа-диспетчерские).
- Крупные предприятия, в которых используется масштабное электрооборудование.
- Троллейбусные линии (в отличие от ЛЭП, они расположены близко к местам проживания).
- Собственно, городской транспорт на электротяге (в тот момент, когда мы им непосредственно пользуемся).
- Уличное освещение, рекламные светодиодные экраны.
Все вышеперечисленное не означает, что каждый из нас ежесекундно подвергается смертельной опасности. Однако мы должны знать, как защититься от ЭМП. Или как минимум, минимизировать его воздействие на организм. Для этого вовсе не обязательно применять специальные средства защиты от электромагнитного излучения.
Как защититься от электромагнитного поля в быту
Почему именно в быту? На предприятиях, где персонал подвергается воздействию электромагнитного поля, работают специальные службы. В зону их ответственности входит:
- Произведение замеров уровня ЭМП в местах присутствия людей.
- Обеспечение безопасного уровня излучения источников, которые невозможно выключать на время нахождения персонала в непосредственной близости.
- Контроль за временем пребывания работников в зонах с опасным уровнем излучения.
- Разработка методических рекомендаций и требований при работе в зоне воздействия ЭМП.
Деятельность таких служб контролируют надзорные органы. А для нас вами существуют лишь нормы СЭС, и здравый смысл при использовании домашних электроприборов.
Какие способы защиты от электромагнитного излучения можно применить в домашних условиях? Существует три основных направления защиты:
Защита временем
Многие помнят, как устранялись последствия аварии на Чернобыльской АЭС. Спасатели работали по строго контролируемому графику: организм относительно безопасно может перенести определенную дозу излучения. Это как загар на пляже: время принятия солнечных ванн регламентировано врачами. Иначе последствия могут быть печальными.
То же самое касается излучения от электроприборов. Общий принцип такой:
- Если электроприбор не используется - его следует выключить.
- Если прибор выключить нельзя - сократите время пребывания в зоне излучения.
Практически это выглядит так:
Защита расстоянием и направлением
Соблюдать этот метод и просто, и сложно. Если вы точно знаете, где расположен активный источник излучения, находитесь от него как можно дальше. В глобальном понимании проблемы - не следует приобретать жилье в зоне действия линий электропередач, на первой линии от городских улиц (с троллейбусными проводами), в непосредственной близости от промышленных объектов или трансформаторных подстанций.
Дополнительные средства защиты от электромагнитного излучения
Разумеется, мы не будем обсуждать металлизированные сетки для ношения мобильного телефона в кармане, или мифические нейтрализаторы излучения в виде нефритовых пирамидок. Эти «средства защиты» были популярны в эпоху дикого рынка 90-х годов. Различные активные «постановщики помех» - также не более, чем эффективное средство для извлечения денег у клиента. Кроме того, любой электроприбор, а тем более с излучателем - это еще один источник электромагнитных волн.
Важно!
С точки зрения теории и практики распространения радиоволн (а также любого другого электромагнитного излучения), единственный способ защиты - это токопроводящий экран, заземленный согласно Правилам устройства электроустановок.
Как применить метод на практике
Правда у этих средств защиты есть побочный эффект: сквозь такие стены и окна не пробивается сигнал сотовой связи. Радио и телепередачи также будут приниматься лишь на внешнюю антенну. С учетом пользы для здоровья, это не проблема.
- А бытовые приборы, расположенные внутри, необходимо подключать к шине заземления. Большинство электрооборудования имеет металлический корпус (даже пластиковые на первый взгляд телевизоры и музыкальные центры, имеют внутри токопроводящий каркас). Уровень излучение у заземленной техники приближается к нулю.
Как понять, подвергаетесь ли вы опасности излучения ЭМП
Предупрежден - значит вооружен. Постарайтесь максимально точно узнать все о ваших электроприборах в плане воздействия электромагнитного поля. Возможно, понадобится пригласить специалистов СЭС. Затраты на выявление вредоносных приборов окупятся сохранением здоровья.
Это касается вашего жилища. На территории общего пользования, а также на предприятиях (в конторах), действуют санитарные нормы. Если у вас есть подозрение, что эти нормы нарушаются (немотивированное ухудшение состояния, помехи на телевизоре, музыкальном проигрывателе) - обратитесь в подразделение СЭС. Либо вы получите утешительный ответ, что вашему здоровью ничего не угрожает, либо ответственный орган примет меры по устранению опасности.
Видео по теме
Среди огромного разнообразия электромагнитных волн, существующих в природе, весьма скромное место занимает микроволновое или сверхвысокочастотное излучение (СВЧ). Отыскать этот частотный диапазон можно между радиоволнами и инфракрасной частью спектра. Протяжённость его не особенно велика. Это волны длиной от 30 см до 1 мм.
Поговорим о его происхождении, свойствах и роли в сфере обитания человека, о том, как влияет этот «молчаливый невидимка» на человеческий организм.
Источники СВЧ-излучения
Существуют природные источники микроволнового излучения - Солнце и другие космические объекты. На фоне их излучения и происходило формирование и развитие человеческой цивилизации.
Но в наш, насыщенный всевозможными техническими достижениями век, к естественному фону присовокупились ещё и рукотворные источники:
- радиолокационные и радионавигационные установки;
- системы спутникового телевидения;
- сотовые телефоны и микроволновые печи.
Как микроволновое излучение влияет на здоровье человека
Результаты исследования влияния микроволнового излучения на человека позволили установить, что СВЧ лучи не обладают ионизирующим действием. Ионизированные молекулы - это дефектные частички вещества, приводящие к мутации хромосом. В результате живые клетки могут приобрести новые (дефектные) признаки. Этот вывод не означает, что микроволновое излучение не оказывает вред на человека.
Изучение влияния СВЧ-лучей на человека, позволило установить следующую картину - при их попадании на облучаемую поверхность, происходит частичное поглощение поступающей энергии тканями человека. В результате в них возбуждаются высокочастотные токи, нагревающие организм.
Как реакция механизма терморегуляции, следует усиление циркуляции крови. Если облучение было локальным, возможен быстрый отвод тепла от разогретых участков. При общем облучении такой возможности нет, поэтому оно является более опасным.
Поскольку циркуляция крови выполняет роль охлаждающего фактора, то в органах, обеднённых кровеносными сосудами, тепловой эффект выражен наиболее ярко. В первую очередь - в хрусталике глаза, вызывая его помутнение и разрушение. К сожалению, эти изменения необратимы.
Наиболее значительной поглощательной способностью отличаются ткани с большим содержанием жидкого компонента: крови, лимфы, слизистой желудка, кишечника, хрусталика глаза.
В результате могут наблюдаться:
- изменения в крови и щитовидной железе;
- снижение эффективности адаптационных и обменных процессов;
- изменения в психической сфере, которые могут привести к депрессивным состояниям, а у людей с неустойчивой психикой - спровоцировать склонность к суициду.
Микроволновое излучение обладает кумулятивным эффектом. Если в первое время его воздействие проходит бессимптомно, то постепенно начинают формироваться патологические состояния. Вначале они проявляются в учащении головных болей, быстрой утомляемости, нарушениях сна, повышении артериального давления, сердечных болях.
При длительном и регулярном воздействии СВЧ излучение приводит к глубинным изменениям, перечисленным ранее. То есть, можно утверждать, что СВЧ излучение оказывает негативное влияние на здоровье человека. Причём отмечена возрастная чувствительность к микроволнам - молодые организмы оказались более подверженными влиянию СВЧ ЭМП (электромагнитного поля).
Средства защиты от СВЧ-излучения
Характер воздействия СВЧ излучения на человека зависит от следующих факторов:
- удалённости от источника излучения и его интенсивности;
- продолжительности облучения;
- длины волны;
- вида излучения (непрерывное или импульсное);
- внешних условий;
- состояния организма.
Для количественной оценки опасности введено понятие плотности излучения и допустимой нормы облучения. В нашей стране этот стандарт взят с десятикратным «запасом прочности» и равен 10 микроватт на сантиметр (10 мкВт/см). Это означает, что мощность потока СВЧ энергии, на рабочем месте человека не должна превышать 10 мкВт на каждый сантиметр поверхности.
Как же быть? Сам собой напрашивается вывод, что следует всячески избегать воздействия микроволновых лучей. Уменьшить воздействие СВЧ-излучения в сфере быта достаточно просто: следует ограничить время контакта с бытовыми его источниками.
Совершенно иной механизм защиты должен быть у людей, чья профессиональная деятельность связана с воздействием СВЧ радиоволн. Средства защиты от СВЧ-излучения подразделяются на общие и индивидуальные.
Поток излучаемой энергии убывает обратно пропорционально увеличению квадрата расстояния между излучателем и облучаемой поверхностью. Поэтому важнейшей коллективной защитной мерой является увеличение расстояния до источника излучения.
Другими действенными мерами по защите от СВЧ-излучения являются следующие:
Большая часть из них базируется на основных свойствах микроволнового излучения - отражении и поглощении веществом облучаемой поверхности. Поэтому защитные экраны подразделяются на отражающие и поглощающие.
Отражательные экраны выполняются из листового металла, металлической сетки и металлизированной ткани. Арсенал защитных экранов достаточно разнообразен. Это листовые экраны из однородного металла и многослойные пакеты, включающие слои изоляционных и поглощающих материалов (шунгита, углеродистых соединение) и т. д.
Конечным звеном в этой цепи являются средства индивидуальной защиты от СВЧ-излучения. Они включают спецодежду, выполненную из металлизированной ткани (халаты и фартуки, перчатки, накидки с капюшонами и вмонтированными в них очками). Очки покрыты тончайшим слоем металла, отражающего излучение. Их ношение обязательно при облучении в 1 мкВт/см.
Ношение спецодежды снижает уровень облучения в 100–1000 раз.
Польза микроволнового излучения
Вся предыдущая информация c негативной направленностью, имеет своей целью упредить нашего читателя от, исходящей от СВЧ-излучения, опасности. Однако среди специфических действий микроволновых лучей встречается термин стимуляция, то есть улучшение под их влиянием общего состояния организма или чувствительности его органов. То есть воздействие СВЧ-излучения на человека может быть и полезным. Терапевтическое свойство микроволнового излучения основано на его биологическом действии при физиотерапии.
Излучения, исходящие от специализированного медицинского генератора, проникает в организм человека на заданную глубину, вызывая прогревание тканей и целую систему полезных реакций. Сеансы СВЧ-процедур оказывают болеутоляющее и противозудное действие.
Их с успехом используют для лечения фронтита и гайморита, невралгии тройничного нерва.
Для воздействия на эндокринные органы, органы дыхания, почки, и лечения гинекологических заболеваний используют микроволновое излучение с большей проникающей способностью.
Исследование влияния СВЧ-излучения на организм человека начались несколько десятилетий назад. Накопленных знаний достаточно, чтобы быть уверенными в безвредности естественного фона этих излучений для человека.
Разнообразные генераторы этих частот, создают дополнительную дозу воздействия. Однако, их доля очень мала, а, используемая защита достаточно надёжна. Поэтому фобии об их огромном вреде не более чем миф, если соблюдаются все условия эксплуатации и защиты от промышленных и бытовых источников микроволновых излучателей.
Защита от сверхвысокочастотного излучения
Цель работы - ознакомление с характеристиками электромагнитного излучения (ЭМИ) и нормативными требованиями к электромагнитному излучению радиочастотного диапазона; проведение измерений электромагнитного излучения сверхвысокочастотного (СВЧ) диапазона, создаваемого микроволновой печью; оценка эффективности защиты от СВЧ излучения микроволновой печи с помощью экранов.
1 Общие сведения
1.1 Источники и характеристики ЭМП
Полный спектр электромагнитных (ЭМ) колебаний занимает бесконечно большой диапазон длин волн - от самых длинных, неопределенно большой длины, до самых коротких гамма-лучей с длиной волны
Радиочастотами (РЧ) принято называть частоты, лежащие в интервале от 3 Гц до 3000 ГГц. В приложении 7.1 приведена классификация ЭМ излучений в зависимости от частоты или длины волны по международной классификации. Дециметровые, сантиметровые и миллиметровые диапазоны традиционно объединяют общим названием - сверхвысокие частоты (СВЧ) или микроволны.
В промышленности источниками ЭМП являются электрические установки, работающие на переменном токе частотой от 10 до 10 6 Гц, приборы автоматики, электрические установки с промышленной частотой 50 - 60 Гц, установки высокочастотного нагрева.
ЭМ волны диапазона СВЧ (микроволны) используются в радиолокации, радиоастрономии, радиоспектроскопии, геодезии, дефектоскопии, физиотерапии, в микроволновых печах и сотовой связи. В промышленности ЭМП радиоволнового диапазона используются для индукционного и диэлектрического нагрева материалов (закалка, плавка, напайка, сварка, напыление металлов, нагрев внутренних металлических частей электровакуумных приборов в процессе откачки, сушка древесины, нагрев пластмасс, склейка пластикатов и др.).
Основными источниками излучения СВЧ энергии являются антенные системы, линии передачи энергии, генераторы и отдельные СВЧ блоки. СВЧ аппараты используются также для микроволновой терапии.
В ряде случаев ЭМП возникают как побочный неиспользуемый фактор, например, вблизи воздушных линий электропередачи, трансформаторных подстанций, электроприборов, в том числе бытового назначения.
Источники излучения ЭМП по диапазонам частот приведены в приложении 7.1 .
ЭМ излучение генерируется токами, изменяющимися во времени. ЭМП складывается из электрического поля (ЭП), обусловленного напряжением на токоведущих частях электроустановок, и магнитного (МП), возникающего при прохождении тока по этим частям. Электромагнитные волны (ЭМВ) распространяются на большие расстояния.
ЭМП характеризуется совокупностью переменных электрических и магнитных составляющих. Различные диапазоны ЭМВ объединяет общая физическая природа, но они существенно различаются по заключенной в них энергии, характеру распространения, поглощения, отражения, а вследствие этого по действию на среду, в том числе и на человека.
ЭМП радиочастотного диапазона характеризуются следующими параметрами:
напряженностью электрического поля (E , В/м);
напряженностью магнитного поля (H , А/м) или магнитной индукцией (B , Тл);
плотностью потока энергии (ППЭ): q=E·H , которая показывает, какое количество энергии проходит в единицу времени через единичную площадку, расположенную перпендикулярно к направлению распространения волны. ППЭ выражается в Вт/м 2 или производных единицах: мВт/см 2 , мкВт/см 2 .
Распространяющееся ЭМП от любого источника условно разделяют на 3 зоны:
1. Ближняя (зона индукции)
где R - размер зоны, м.
В этой зоне бегущая ЭМВ не сформирована, электрическое и магнитное поля считаются не зависимыми друг от друга, и поэтому облучение в этой зоне характеризуется напряженностями обеих составляющих поля: электрической (Е ) и магнитной (Н ). В этой зоне, как правило, находятся рабочие места по обслуживанию низкочастотных установок (3 - 300 Гц). Например, при работе на промышленных и бытовых установках переменного тока частотой 50 Гц.
2. Промежуточная (зона интерференции)
В промежуточной зоне ЭМП имеет сложный характер. Присутствуют все компоненты поля. На человека одновременно воздействуют напряженность электрического поля (Е ), напряженность магнитного поля (Н ) и плотность потока энергии (ППЭ ).Здесь расположены рабочие места высокочастотных (60 кГц - 30 МГЦ) и УВЧ (30 МГц - 300 МГц) установок. В этой зоне находятся рабочие места плавильщика индукционной плавки, плавильщика электродуговой печи, кузнеца-штамповщика и др.
3. Дальняя (волновая или зона излучения) начинается с расстояния R ≥ 2πλ или, по некоторым данным, R ≥ 6λ.
Эта зона характеризуется сформировавшейся электромагнитной волной. Воздействие ЭМП на человека определяется плотностью потока энергии (ППЭ ). Рабочие места по обслуживанию СВЧ (300 МГц - 300 ГГЦ) установок находятся в волновой зоне. Например, при сварке изделий из поливинилхлоридного пластика рабочие находятся в этой зоне. В зоне излучения также находятся и пользователи мобильных телефонов.
1.2 Воздействие ЭМП на организм человека
Воздействуя на тело человека, ЭМП вызывает тепловой эффект, который возникает за счёт переменной поляризации диэлектрика (сухожилия, хрящи и т.д.) и токов проводимости в жидких составляющих тканей, крови и т.п. Если механизм терморегуляции тела не способен рассеивать избыточное тепло (тепловой порог q = 10 мВт/см 2), то возможно повышение температуры тела.
Кроме теплового эффекта ЭМП вызывает поляризацию макромолекул ткани и их ориентацию параллельно электрическим силовым линиям, что может привести к изменению их свойств: нарушению функций сердечнососудистой системы и обмена веществ.
Субъективные критерии отрицательного воздействия полей - головные боли, повышенная утомляемость, раздражительность, ухудшение зрения, снижение памяти.
Иногда проявляется мутагенное воздействие и временная стерилизация при облучении интенсивностями выше теплового порога.
Степень воздействия ЭМП на организм человека зависит от диапазона частот излучения, интенсивности воздействия, продолжительности, характера и режима облучения, размера облучаемой поверхности и особенностей организма.
1.3 Нормирование ЭМП
Согласно санитарным нормам, в диапазоне частот от 0 до 300 МГц контролируют напряженность ЭП и напряженность МП (или индукцию МП) и плотность потока энергии (ППЭ). В диапазоне СВЧ нормируют ППЭ (см. таблицу 7.1). Длительность пребывания человека в зонах влияния источников излучения оценивается энергетической экспозицией (энергетической нагрузкой):
ЭЭ E =E 2 ∙T ,
ЭЭ H =H 2 ∙T ,
ЭЭ ППЭ =ППЭ 2 ∙T ,
где ЭЭ E - энергетическая экспозиция напряженности электрического поля, (В/м) 2 ·ч;
ЭЭ H - энергетическая экспозиция напряженности магнитного поля, (А/м) 2 ·ч;
ЭЭ ППЭ - энергетическая экспозиция плотности потока энергии, (мкВт/см 2) 2 ·ч;
Е - напряженность электрического поля, В/м;
Н - напряженность магнитного поля, А/м;
ППЭ - плотность потока энергии, мкВт/см 2 ;
Т - время воздействия за смену, ч.
Таблица 7.1 - Параметры ЭМП, измеряемые при санитарно-гигиеническом контроле
|
Диапазон |
Контролируемый параметр |
Обозначение |
Единица измерения |
|
|
УНЧ, КНЧ, СНЧ |
Напряженность ЭП Напряженность МП Индукция МП |
|||
|
0,3 кГц - 300 МГц |
ИНЧ, ОНЧ, НЧ, СЧ, ВЧ, ОВЧ |
Напряженность ЭП Напряженность МП Индукция МП Плотность потока энергии |
||
|
30 кГц - 300 МГц |
НЧ, СЧ, ВЧ, ОВЧ |
Энергетическая экспозиция по ЭП Энергетическая экспозиция по МП |
||
|
300 МГц - 300 ГГц |
Энергетическая экспозиция плотности потока энергии |
(мкВт/см 2) 2 ·ч |
Нормирование допустимых значений параметров зависит от диапазона частот и предусматривает дифференцированный подход для лиц, непосредственно работающих с источниками ЭМП, и для населения.
Основными нормативными документами, устанавливающими принципы нормирования для лиц, непосредственно работающих с источниками ЭМИ диапазона радиочастот , определяющими нормативные параметры и их максимально возможные значения, являются:
ГОСТ 12.1.006-84 ССБТ “Электромагнитные поля радиочастот. Допустимые уровни на рабочих местах и требования к проведению контроля” ;
СанПиН 2.2.4.1191-03 “Электромагнитные поля в производственных условиях” ;
СанПиН 2.1.8/2.2.4.1190-03 “Гигиенические требования к размещению и эксплуатации средств сухопутной подвижной радиосвязи” ;
СанПиН 2.1.8/2.2.4.1383-03 “Гигиенические требования к размещению и эксплуатации передающих радиотехнических объектов” с изменениями: СанПиН 2.1.8/2.2.4.2302-07 “Изменения № 1 к санитарно-эпидемиологическим правилам и нормативам “Гигиенические требования к размещению и эксплуатации передающих радиотехнических объектов. СанПиН 2.1.8/2.2.4.1383-03” (приложение ) ;
СанПиН 2.2.2/2.4.1340-03 “Гигиенические требования к персональным электронно-вычислительным машинам и организации работы” .
В соответствии с ГОСТ 12.1.006-84 и СанПиН 2.2.4.1191-03 установлен следующий принцип нормирования электромагнитных полей радиочастот:
в диапазоне частот до 30 кГц (СанПиН 2.2.4.1191-03 ), предельно допустимый уровень (ПДУ) напряженности ЭП и МП при воздействии в течение всей смены составляет 500 В/м и 50 А/м, соответственно. ПДУ напряженности ЭП и МП при продолжительности воздействия до 2-х часов за смену составляет 1000 В/м и 100 А/м, соответственно.
в диапазоне частот≥ 30 кГц - 300 ГГц используется энергетический (или дозный) подход. Наряду с интенсивностными параметрами (Е , Н , ППЭ) нормируется энергетическая экспозиция за рабочий день (ЭЭ E , ЭЭ H , ЭЭ ППЭ).
Предельно допустимые уровни интенсивности ЭМИ РЧ (Е ПДУ, Н ПДУ, ППЭ ПДУ) в диапазоне частот 30 кГц - 300ГГц определяются в зависимости от времени воздействия, исходя из предельно допустимой энергетической экспозиции:
где - предельно допустимая энергетическая экспозиция напряженности электрического поля, (В/м) 2 ·ч;
Предельно допустимая энергетическая экспозиция напряженности магнитного поля, (А/м) 2 ·ч;
Предельно допустимая энергетическая экспозиция плотности потока энергии, (мкВт/см 2) 2 ·ч;
T - время воздействия, ч.
ПДУ энергетических экспозиций на рабочих местах за смену представлены в таблице 7.2. В любом случае максимально допустимые уровни напряженности ЭП и МП, плотности потока энергии ЭМП не должны превышать значений, представленных в таблице 7.2.
Таблица 7.2 - ПДУ энергетических экспозиций ЭМП диапазона частот ≥ 30 кГц - 300 ГГц.
|
Параметр |
ЭЭ ПДУ в диапазонах частот, МГц |
||||
|
≥ 50,0 - 300,0 |
≥ 300,0 - 300000,0 |
||||
|
ЭЭ E , (В/м) 2 ·ч |
|||||
|
ЭЭ H , (А/м) 2 ·ч |
|||||
|
ЭЭ ППЭ, (мкВт/см 2) 2 ·ч |
|||||
|
Максимальный ПДУ Е , В/м |
|||||
|
Максимальный ПДУ Н , А/м |
|||||
|
Максимальный ПДУ ППЭ, мкВт/см 2 |
|||||
Для условий локального облучения кистей рук.
Обеспечение защиты персонала, профессионально не связанного с эксплуатацией и обслуживанием источников ЭМП , осуществляется в соответствии с требованиями гигиенических нормативов ЭМП, установленных для населения. Основными документами, регламентирующими внепроизводственные воздействия ЭМП в диапазоне частот 30 кГц - 300 ГГц, являются:
СанПиН 2.1.8/2.2.4.1383-03 “Гигиенические требования к размещению и эксплуатации передающих радиотехнических объектов” ;
МСанПиН 001-96 “Санитарные нормы допустимых уровней физических факторов при применении товаров народного потребления в бытовых условиях” ;
СанПиН 2.1.2.1002-00 “Санитарно-эпидемиологические требования к жилым зданиям и помещениям” .
Дополнительно регламентируются уровни ЭМП, генерируемые отдельными источниками:
индукционными печами - в диапазоне 20 - 22 кГц (в соответствии с СН 2550-82 “Предельно допустимые нормы напряженности электромагнитного поля, создаваемого индукционными бытовыми печами, работающими на частоте 20 - 22 кГц” ;
СВЧ-печами - в диапазоне частот 0,3 - 37,7 ГГц (в соответствии с СН 2666-83 “Предельно допустимые уровни плотности потока энергии, создаваемой микроволновыми печами” );
персональными ЭВМ - в диапазоне частот 5 Гц - 400 кГц (в соответствии с СанПиН 2.2.2/2.4.1340-03 “Гигиенические требования к персональным электронно-вычислительным машинам и организации работы” );
средствами сухопутной подвижной радиосвязи в диапазоне частот 27 - 2400 МГц (в соответствии с СанПиН 2.1.8/2.2.4.1190-03 “Гигиенические требования к размещению и эксплуатации средств сухопутной подвижной радиосвязи” ).
В таблице 7.3 в соответствии с вышеперечисленными нормативными документами приведены ПДУ воздействия некоторых наиболее часто используемых населением источников ЭМИ для разных частотных диапазонов.
Таблица 7.3 - Гигиенические нормативы воздействия электромагнитных полей радиочастотного диапазона на население России
|
Источник |
Диапазон |
Значение ПДУ |
Документ |
Условия измерения |
|
Индукционные печи |
Е пду = 500 В/м Н пду = 4 А/м |
на расстоянии 0,3 м от корпуса печи |
||
|
ППЭ = 10 мкВт/см 2 |
на расстоянии 0,50 ± 0,05 м от любой точки, при нагрузке 1 л воды |
|||
|
5 Гц - 2 кГц |
Е пду = 25 В/м B пду = 250 нТл |
СанПиН 2.2.2/2.4.1340-03 |
Расстояние 0,5 м вокруг монитора ПЭВМ |
|
|
2 кГц - 400 кГц |
Е пду = 2,5 В/м B пду = 25 нТл |
|||
|
Поверхностный электростатический потенциал |
V = 500 В |
Расстояние 0,1 м от экрана монитора ПЭВМ |
||
|
Мобильный телефон |
0,8 ГГц - 2,4 ГГц |
ППЭ = 100 мкВт/см 2 |
СанПиН 2.1.8/2.2.4.1190-03 |
на расстоянии 370 мм от поверхности изделия, при этом контролируемый уровень ППЭ не должен превышать 3 мкВт/см 2 , что обеспечит соблюдение требований |
|
Прочая продукция |
E = 500 В/м |
МСанПиН 001-96 |
Расстояние 0,5 м от корпуса изделия |
|
|
0,3 - 300 кГц |
E = 25 В/м |
|||
|
E = 15 В/м |
||||
|
E = 10 В/м |
||||
|
E = 3 В/м |
||||
|
ППЭ = 10 мкВт/см 2 |
1.4 Меры защиты
Для защиты человека от неблагоприятного воздействия ЭМИ используются технические и организационные меры защиты, средства индивидуальной защиты, а также проводятся лечебно-профилактические мероприятия.
Технические меры защиты от действия ЭМП сводятся, в основном, к применению защитного экранирования и дистанционного управления устройствами, излучающими ЭМВ.
Конструктивно экранирующие устройства оформляют в виде козырьков, навесов или перегородок из металлических канатов, прутков, сеток или пластин из резины. Экранирующие устройства должны иметь антикоррозионное покрытие и быть заземлены.
Защитные экраны делятся на:
1) отражающие излучение (из материалов с хорошей электрической проводимостью: сталь, медь, алюминий, латунь):
сплошные металлические экраны, толщиной не менее 0,5 мм;
экраны из металлической сетки с ячейками не более 4×4 мм;
экраны из металлизированной ткани;
2) поглощающие излучение (экраны из радиопоглощающих материалов, например: прессованные листы резины, наполнитель из графита или карбонильного железа на различных основах (керамика, пластмасса и пр.), а также материалы, содержащие ферромагнитные порошки, полимерные композиционные материалы).
Выбор конструкции экрана зависит от характера технологического процесса, мощности источника и диапазона волн.
Отражающие экраны ослабляют ЭМП вследствие создания в его толще поля противоположного направления. Если поток ЭМВ, отраженных от металлического экрана, может нарушить режим работы установки, экран покрывают поглощающим материалом либо используют поглощающий экран.
Функциональные качества экрана чаще всего характеризуются коэффициентом экранирования:
где K - коэффициент экранирования;
I э , I - интенсивность поля в данной точке соответственно при наличии экрана или при его отсутствии (может выражаться электрической (В/м), магнитной (А/м) напряженностями или плотностью потока энергии (мкВт/см 2) в зависимости от диапазона частот).
Коэффициент экранирования определяет степень уменьшения поля в экранируемой области пространства. Чем сильнее экранирующее действие экрана, тем меньше коэффициент экранирования. Теоретически нельзя получить полного экранирования, поэтому всегда коэффициент экранирования удовлетворяет неравенству: 0 K
Иногда вместо коэффициента экранирования K используют обратную величину - эффективность экранирования:
В инженерной практике эффективность экранирования часто также определяют в процентах:
где Э - эффективность экранирования, %;
I э, I - интенсивность поля в данной точке соответственно при наличии экрана или при его отсутствии (может выражаться электрической (В/м), магнитной (А/м) напряженностями или плотностью потока энергии (мкВт/см 2) в зависимости от диапазона частот).
Средства защиты должны обеспечивать снижение уровня излучения до безопасного в течение времени, определяемого назначением изделия.
Организационные меры защиты при проектировании и эксплуатации оборудования, являющегося источником ЭМП или объектов, оснащенных источниками ЭМП, включают:
защиту расстоянием - рациональное размещение оборудования рабочих мест при проектировании; выбор маршрутов перемещения обслуживающего персонала на безопасных расстояниях от источников ЭМП, обеспечивающих соблюдение ПДУ; выделение зон с уровнями ЭМП, превышающих ПДУ, где по условиям эксплуатации не требуется даже кратковременное пребывание персонала;
защита временем - ограничение времени нахождения персонала в зоне облучения, выбор рациональных режимов работы оборудования и обслуживающего персонала;
использование запрещающих, предупреждающих и предписывающих знаков безопасности для информации об электромагнитном облучении;
использование световой и звуковой сигнализации ;
ремонт оборудования, являющегося источником ЭМП, следует производить (по возможности) вне зоны влияния ЭМП от других источников;
соблюдение правил безопасной эксплуатации источников ЭМП.
К средствам индивидуальной защиты (СИЗ) относятся: спецодежда, выполненная из металлизированной ткани: защитные халаты, фартуки, накидки с капюшоном, перчатки, щитки, а также защитные очки (при интенсивности выше 1 мВт/см 2), стекла которых покрыты слоем полупроводниковой окиси олова, или сетчатые очки в виде полумасок из медной или латунной сетки.
Лечебно-профилактические мероприятия включают предварительный (при поступлении на работу) медосмотр и периодические профилактические медосмотры. Лиц, не достигших 18 летнего возраста, и беременных женщин допускают к работе в условиях воздействия ЭМП только в случаях, когда интенсивность ЭМП на рабочих местах не превышает ПДУ, установленных для населения.
Способ защиты в каждом конкретном случае должен определяться с учетом рабочего диапазона частот, характера выполняемых работ, необходимой эффективности защиты.
1.5 Приборы для измерения СВЧ диапазона ЭМП
В соответствии с СанПиН 2.2.4.1191-03 для измерений уровней ЭМП в диапазоне частот ≥ 300 МГц - 300 ГГц используются приборы, предназначенные для оценки средних значений плотности потока энергии с допустимой относительной погрешностью: не более ± 40 % в диапазоне ≥ 300 МГц - 2 ГГц и не более ± 30 % в диапазоне свыше 2 ГГц.
Средства измерения ППЭ приведены в таблице 7.4.
Таблица 7.4 - Измерители плотности потока энергии
|
Диапазон частот, ГГц |
Пределы измерений, мкВт/см 2 |
|
|
П3-18 |
||
Измерители плотности потока энергии, приведенные в таблице 7.4, предназначены для измерения средних значений ППЭ электромагнитного поля в широком диапазоне частот. Используются для оценки степени биологической опасности СВЧ излучений в режимах непрерывной генерации и импульсной модуляции в свободном пространстве и ограниченных объёмах вблизи мощных источников излучения.
Приборы типа П3, измеряющие ППЭ, состоят из антенн-преобразователей и индикатора. Антенна-преобразователь включает в себя систему последовательно соединенных резистивных тонкопленочных термопарных преобразователей, которые размещены на конической поверхности. При измерениях энергия ЭМП поглощается элементами термопар. На каждой термопаре возникает термо-ЭДС, пропорциональная ППЭ. Измеритель термопары суммирует и усиливает по логарифмическому закону постоянные ЭДС термопар. Отсчет интенсивности ЭМП высвечивается на цифровом табло в децибелах относительно нижнего предела измерений используемой антенны-преобразователя. Среди средств измерений ППЭ имеются приборы, которые могут определять и дозу облучения - суммарную ППЭ за промежуток времени.
В настоящее время для определения плотности потока излучения СВЧ диапазона широко используются приборы: П3-33, П3-33М, П3-40, П3-41 и ИПМ-101М.
Измеритель плотности потока СВЧ излучения П3-33 (П3-33М) представлен на рисунке 7.1.
Рисунок 7.1 - Измеритель потока СВЧ излучения П3-33 (П3-33М)
Многие приборы, предназначенные для измерения ЭМИ, позволяют определить не только ППЭ, но и напряженности электрического и магнитного полей и работают соответственно в различных частотных диапазонах. К такому типу приборов относятся портативный измерительный прибор П3-40 (рисунок 7.2), измеритель напряженности ЭМИ П3-41, измеритель напряженности поля малогабаритный микропроцессорный ИПМ-101М и др.
Рисунок 7.2 - Портативный измерительный прибор П3-40
2 Описание лабораторной установки
Внешний вид лабораторной установки представлен на рисунке 7.3.
Рисунок 7.3 - Лабораторная установка
Стенд представляет собой стол, выполненный в виде сварного каркаса со столешницей 1, под которой размешаются сменные экраны 2, используемые для изучения экранирующих свойств различных материалов. На столешнице 1 размещены СВЧ печь 3 (источник излучения) и координатное устройство 4.
Координатное устройство 4 регистрирует перемещение датчика 5 СВЧ поля по осям “X”, “Y”. Координата “Z” определяется по шкале, нанесенной на измерительную стойку 6, по которой датчик 5 может свободно перемещаться. Это дает возможность исследовать распределение СВЧ излучения в пространстве со стороны передней панели СВЧ печи (элементы наиболее интенсивного излучения).
Датчик 5 выполнен в виде полуволнового вибратора, рассчитанного на частоту 2,45 ГГц и состоящего из диэлектрического корпуса, вибраторов и СВЧ диода.
Координатное устройство 4 выполнено в виде планшета, на который нанесена координатная сетка. Планшет приклеен непосредственно к столешнице 1. Стойка 6 изготовлена из диэлектрического материала (органического стекла), чтобы исключить искажение распределения СВЧ поля.
В качестве нагрузки в СВЧ печи используется огнеупорный шамотный кирпич.
Сигнал с датчика 5 поступает на мультиметр 7, размещенный на свободной части столешницы 1 (за пределами координатной сетки).
В работе используется электронный цифровой мультиметр DT-830D, который может работать в положении вольтметра, амперметра и омметра (см. рисунок 7.4). Для измерения интенсивности излучения СВЧ-печи мультиметр включают в положение “А 2000 µ”. В таком положении мультиметр работает в качестве миллиамперметра постоянного тока и применяется для измерения маленьких токов, величиной до 2000 мкА с точностью измерения ± 1 % ± 2 единицы счета.
На столешнице 1 имеются гнезда для установки сменных защитных экранов 2, выполненных из следующих материалов:
сетка из оцинкованной стали с ячейками 50 мм;
сетка из оцинкованной стали с ячейками 10 мм;
лист алюминиевый;
полистирол;
Рисунок 7.4 - Мультиметр DT-830D
3 Требования безопасности при выполнении лабораторной работы
К работе допускаются студенты, ознакомленные с устройством лабораторного стенда, принципом действия и мерами безопасности при проведении лабораторной работы.
Запрещается работать с открытой дверцей СВЧ печи.
Запрещается самостоятельно регулировать или ремонтировать дверь, панель управления, выключатели системы блокировки или какие-либо другие части печи. Ремонт должен производиться только специалистами.
СВЧ печь должна быть заземлена.
Не допускается включение и работа печи без нагрузки. Рекомендуется в перерывах между рабочими циклами оставлять в печи кирпич. При случайном включении печи кирпич будет выполнять роль нагрузки.
4 Порядок проведения работы
1. Ознакомиться с мерами по технике безопасности при проведении лабораторной работы.
2. Подключить СВЧ печь к сети переменного тока.
3. В печь на подставку положить кирпич.
4. Датчик, размещенный на стойке (координата = 13 см), устанавливается в начало координат.
5. Включить мультиметр путем установки переключателя в положение “А 2000 µ” (на экране “0”).
6. Установить режим работы СВЧ печи:
клавишей “Micro” установить нагрузку Р = 100 %;
клавишей “1 min” установить время эксперимента 5 минут;
нажатием кнопки “Start” включить печь.
7. Медленно перемещая датчик по оси Y координатной системы определить зону наиболее интенсивного излучения и с помощью мультиметра зафиксировать положение датчика по оси Y (над протоколом 7.1).
8. Перемещая стойку с датчиком по координате Х (удаляя его от печи до предельной отметки 24 см) снимать показания мультиметра дискретно с шагом 30 мм. Данные замеров занести в протокол 7.1. Затем перевести значения интенсивности излучения в мкВт/см 2 (1 мкА = 0,35 мкВт/см 2) и, сравнив их с допустимыми значениями (таблица 7.3), сделать вывод о безопасном расстоянии. Построить график распределения интенсивности излучения в пространстве перед печью.
9. Поместить датчик на отметке 20 мм по оси X в зоне наибольшего значения ЭМП. Зафиксировать показания мультиметра (над протоколом 7.2).
10. Поочередно устанавливать защитные экраны и фиксировать показания мультиметра (протокол 7.2).
11. Определить эффективность экранирования для каждого экрана по формуле 7.4.
12. Построить гистограмму эффективности экранирования от вида материала защитных экранов.
13. Сделать выводы.
Фильм. Часть 1 . Часть 2 .
5 Протоколы
Протокол 7.1 - Результаты измерений интенсивности излучения от СВЧ печи Y максимального излучения = ……. см
|
Расстояние по оси Х, см |
Интенсивность излучения (показания мультиметра), мкА |
Плотность потока энергии (ППЭ), мкВт/см 2 (1 мкА = 0,35 мкВт/см 2) |
Протокол 7.2 - Исследование эффективности экранирования в зависимости от материала защитных экранов I без экрана = ……. мкА = ……… мкВт/см 2 .
|
Материал защитных экранов |
I э, мкА |
ППЭ, мкВт/см 2 |
Эффективность экранирования Э, % |
|
Полистирол |
|||
|
Металлический лист |
|||
|
Мелкая металлическая сетка |
|||
|
Крупная металлическая сетка |
6 Контрольные вопросы
Укажите диапазон СВЧ.
Назовите зоны, которые формируются вокруг источника ЭМИ и покажите, каким образом определяют расстояние каждой зоны.
Принцип нормирования ЭМП.
Как воздействует ЭМП на человека?
Перечислите нормативные характеристики в зависимости от диапазона излучения.
Назовите основные характеристики ЭМП и единицы измерения.
Как определить эффективность экранирования ЭМП?
Назовите основные защитные меры от ЭМП.
Классификация и принцип действия защитных экранов.
Специфика СИЗ при работе с источником ЭМП.
Литература
ГОСТ 12.1.006-84 Система стандартов безопасности труда “Электромагнитные поля радиочастот. Допустимые уровни на рабочих местах и требования к проведению контроля”.
СанПиН 2.2.4.1191-03 “Электромагнитные поля в производственных условиях”.
СанПиН 2.1.8/2.2.4.1190-03 “Гигиенические требования к размещению и эксплуатации средств сухопутной подвижной радиосвязи”.
СанПиН 2.1.8/2.2.4.1383-03 “Гигиенические требования к размещению и эксплуатации передающих радиотехнических объектов”.
СанПиН 2.1.8/2.2.4.2302-07 “Изменения № 1 к санитарно-эпидемиологическим правилам и нормативам “Гигиенические требования к размещению и эксплуатации передающих радиотехнических объектов. СанПиН 2.1.8/2.2.4.1383-03” (приложение).
СанПиН 2.2.2/2.4.1340-03 “Гигиенические требования к персональным электронно-вычислительным машинам и организации работы”.
МСанПиН 001-96 “Санитарные нормы допустимых уровней физических факторов при применении товаров народного потребления в бытовых условиях”.
СанПиН 2.1.2.1002-00 “Санитарно-эпидемиологические требования к жилым зданиям и помещениям”.
СН 2550-82 “Предельно допустимые нормы напряженности электромагнитного поля, создаваемого индукционными бытовыми печами, работающими на частоте 20 - 22 кГц”.
СН 2666-83 “Предельно допустимые уровни плотности потока энергии, создаваемой микроволновыми печами”.
Апполонский С. М., Каляда Т. В., Синдаловский Б. Е. Безопасность жизнедеятельности человека в электромагнитных полях: Учеб. пособие. - СПб.: Политехника, 2006. - 263 с.: ил. - (Сер. Безопасность жизни и деятельности).
Защита человека от опасных излучений/ Н. Н. Грачев, Л. О. Мырова - М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2005. - 317 с.
Приложения
Приложение 1 - Классификация электромагнитных излучений
|
Диапазон |
Наименование частот |
Диапазон |
Наименование волн |
Источник |
|||
|
Международное |
Международное |
Принятое в гигиенической практике |
|||||
|
УНЧ (ультранизкие частоты) |
ИЗЧ (инфразвуковая частота) |
∞ - 10 5 км |
Электроприборы, в том числе бытового назначения, высоковольтные линии электропередачи, трансформаторные подстанции, радиосвязь, научные исследования, специальная связь |
||||
|
КНЧ (крайне низкие частоты) |
10 5 - 10 4 км |
декамегаметровые |
|||||
|
СНЧ (сверхнизкие частоты) |
ЗЧ (звуковая частота) |
10 4 - 10 3 км |
Мегаметровые |
||||
|
ИНЧ (инфранизкие частоты) |
10 3 - 10 2 км |
гектокилометровые |
Радиосвязь, электропечи, индукционный нагрев металла, ламповые генераторы, физиотерапия |
||||
|
ОНЧ (очень низкие частоты) |
мириаметровые |
Сверхдлинноволновая радиосвязь, индукционный нагрев металла (закалка, плавка, пайка), физиотерапия, видеодисплейные терминалы (ВДТ) |
|||||
|
НЧ (низкие частоты) |
ВЧ (высокая частота) |
Километровые (длинные) |
ДВ (длинные волны) |
Радионавигация, связь с морскими и воздушными судами, длинноволновая радиосвязь, индукционный нагрев металлов, электроэрозионная обработка, ВДТ |
|||
|
СЧ (средние частоты) |
Гектометровые (средние) |
СВ (средние волны) |
Радиосвязь и радиовещание, радионавигация, индукционный и диэлектрический нагрев материалов, медицина, радиолокация, космические исследования |
||||
|
ВЧ (высокие частоты) |
Декаметровые (короткие) |
КВ (короткие волны) |
Радиосвязь и радиовещание, международная связь, диэлектрический нагрев, медицина, установки ядерно-магнитного резонанса (ЯМР), нагрев плазмы, метеорология, служба космических исследований |
||||
|
ОВЧ (очень высокие частоты) |
УВЧ (ультравысокая частота) |
метровые |
УКВ (ультракороткие волны) |
Радиосвязь, телевидение, медицина (физиотерапия, онкология), диэлектрический нагрев материалов, установки ЯМР, нагрев плазмы, радиоастрономия, служба космических исследований |
|||
|
УВЧ (ультра высокие частоты) |
СВЧ (сверхвысокая частота) |
дециметровые |
МКВ (микроволны) |
Радиолокация, радионавигация, радиотелефонная связь, телевидение, микроволновые печи, физиотерапия, нагрев и диагностика плазмы, сотовая связь, спутниковая связь, служба космических исследований |
|||
|
СВЧ (сверхвысокие частоты) |
сантиметровые |
Радиолокация, спутниковое телевидение, спутниковая связь, метеолокация, радиорелейная связь, нагрев и диагностика плазмы, радиоспектроскопия, служба космических исследований |
|||||
|
КВЧ (крайне высокие частоты) |
миллиметровые |
Радары, спутниковая связь, радиометеорология, радиоастрономия, медицина (физиотерапия, онкология), спутниковые службы, служба космических исследований |
|||||
|
300 - 3000 ГГц |
ГВЧ (гипервысокие частоты) |
децимиллиметровые |
Документ | ||||
