«ІНСТИТУТ УПРАВЛІННЯ»
(м. Архангельськ)
Волгоградська філія
Кафедра "_______________________________"
Контрольна робота
з дисципліни: " безпека життєдіяльності »
тема: « іонізуюче випромінювання та захист від них »
Виконав студент
гр. ФК – 3 – 2008
Звірків А. В.
(П.І.Б.)
Перевірив викладач:
_________________________
Волгоград 2010
Вступ 3
1. Поняття іонізуючого випромінювання 4
2. Основні методи виявлення ІІ 7
3. Дози випромінювання та одиниці виміру 8
4. Джерела іонізуючого випромінювання 9
5. Засоби захисту населення 11
Висновок 16
Список використаної літератури 17
З іонізуючим випромінюванням та її особливостями людство познайомилося нещодавно: 1895 року німецький фізик В.К. Рентген виявив промені високої проникаючої здатності, що виникають під час бомбардування металів енергетичними електронами (Нобелівська премія, 1901 р.), а 1896 р. А.А. Беккерель виявив природну радіоактивність солей урану. Незабаром цим явищем зацікавилася Марія Кюрі, молодий хімік, полька за походженням, яка й узвичаїла слова «радіоактивність». У 1898 році вона та її чоловік П'єр Кюрі виявили, що уран після випромінювання перетворюється на інші хімічні елементи. Один з цих елементів подружжя назвало полонієм на згадку про батьківщину Марії Кюрі, а ще один – радієм, оскільки латиною це слово означає «промені, що випускають». Хоча новизна знайомства полягає лише в тому, як люди намагалися використовувати іонізуюче випромінювання, а радіоактивність, і супутні їй іонізуючі випромінювання існували на Землі задовго до зародження на ній життя і були присутні в космосі до виникнення самої Землі.
Немає необхідності говорити про те позитивне, що внесло в наше життя проникнення в структуру ядра, вивільнення сил, які там ховалися. Але як будь-який сильнодіючий засіб, особливо такого масштабу, радіоактивність внесла в середовище проживання людини внесок, який до благотворних ніяк не віднесеш.
З'явилося також кількість постраждалих від іонізуючої радіації, а сама вона почала усвідомлюватись як небезпека, здатна привести місце існування в стан, не придатний для подальшого існування.
Причина не тільки в тих руйнуваннях, які здійснює іонізуюче випромінювання. Найгірше те, що воно не сприймається нами: жоден із органів чуття людини не попередить його про наближення або зближення з джерелом радіації. Людина може перебувати у полі смертельно небезпечного йому випромінювання і мати про це ні найменшого уявлення.
Такими небезпечними елементами, у яких співвідношення числа протонів та нейтронів перевищує 1…1,6. Нині з усіх елементів таблиці Д.І. Менделєєва відомо понад 1500 ізотопів. З цієї кількості ізотопів лише близько 300 стабільних та близько 90 є природними радіоактивними елементами.
Продукти ядерного вибуху містять понад сто нестабільних первинних ізотопів. Велика кількість радіоактивних ізотопів міститься в продуктах розподілу ядерного пального в ядерних реакторах АЕС.
Таким чином джерелами іонізуючого випромінювання є штучні радіоактивні речовини, виготовлені на їх основі медичні та наукові препарати, продукти ядерних вибухів при застосуванні ядерної зброї, відходи атомних електростанцій при аваріях на них.
Радіаційна небезпека для населення та всього довкілля пов'язана з появою іонізуючих випромінювань (ІІ), джерелом яких є штучні радіоактивні хімічні елементи (радіонукліди), які утворюються в ядерних реакторах або при ядерних вибухах (ЯВ). Радіонукліди можуть потрапляти в навколишнє середовище внаслідок аварій на радіаційно-небезпечних об'єктах (АЕС та інших об'єктах ядерного паливного циклу – ЯТЦ), посилюючи радіаційний фон землі.
Іонізуючими випромінюваннями називають випромінювання, які прямо чи опосередковано здатні іонізувати середовище (створювати роздільні електричні заряди). Всі іонізуючі випромінювання за своєю природою поділяються на фотонні (квантові) та корпускулярні. До фотонного (квантового) іонізуючого випромінювання відносяться гамма-випромінювання, що виникає при зміні енергетичного стану атомних ядер або анігіляції частинок, гальмівне випромінювання, що виникає при зменшенні кінетичної енергії заряджених частинок, характеристичне випромінювання з дискретним енергетичним спектром, що виникає при зміні випромінювання, що складається з гальмівного та/або характеристичного випромінювань. До корпускулярного іонізуючого випромінювання відносять α-випромінювання, електронне, протонне, нейтронне та мезонне випромінювання. Корпускулярне випромінювання, що складається з потоку заряджених частинок (α-, β-часток, протонів, електронів), кінетична енергія яких достатня для іонізації атомів при зіткненні відноситься до класу безпосередньо іонізуючого випромінювання. Нейтрони та інші елементарні частинки безпосередньо не виробляють іонізацію, але в процесі взаємодії із середовищем вивільняють заряджені частинки (електрони, протони), здатні іонізувати атоми та молекули середовища, через яке проходять. Відповідно, корпускулярне випромінювання, що складається з потоку незаряджених частинок, називають опосередковано іонізуючим випромінюванням.
Нейтронне і гама випромінювання прийнято називати проникаючою радіацією або проникаючим випромінюванням.
Іонізуючі випромінювання за своїм енергетичним складом поділяються на моноенергетичні (монохроматичні) та немоноенергетичні (немонохроматичні). Моноенергетичне (однорідне) випромінювання - це випромінювання, що складається з частинок одного виду з однаковою кінетичною енергією або квантів однакової енергії. Немоноенергетичне (неоднорідне) випромінювання - це випромінювання, що складається з частинок одного виду з різною кінетичною енергією або квантів різної енергії. Іонізуюче випромінювання, що складається з частинок різного виду або частинок та квантів, називається змішаним випромінюванням.
При аваріях реакторів утворюються a+, b± частинки та g-випромінювання. При ЯВ додатково утворюються нейтрони -n°.
Рентгенівське і g-випромінювання мають високу проникаючу і досить іонізуючу здатність (g в повітрі може поширюватися до 100м і побічно створити 2-3 пари іонів за рахунок фотоефекту на 1 см шляху в повітрі). Вони є основною небезпекою як джерела зовнішнього опромінення. Для ослаблення g-випромінювання потрібні значні товщі матеріалів.
Бета-частинки (електрони b- і позитрони b+) короткобіжні в повітрі (до 3,8 м/МеВ), а в біотканині – до кількох міліметрів. Їхня іонізуюча здатність у повітрі 100-300 пар іонів на 1 см шляху. Ці частинки можуть діяти на шкіру дистанційно та контактним шляхом (при забрудненні одягу та тіла), викликаючи «променеві опіки». Небезпечні при потраплянні в організм.
Альфа – частки (ядра гелію) a+ короткобіжні у повітрі (до 11 см), у біотканині до 0,1 мм. Вони мають велику іонізуючу здатність (до 65000 пар іонів на 1 см шляху в повітрі) і особливо небезпечні при потраплянні всередину організму з повітрям і їжею. Опромінення внутрішніх органів значно небезпечніше зовнішнього опромінення.
Наслідки опромінення для людей можуть бути різними. Вони багато в чому визначаються величиною дози опромінення та часом її накопичення. Можливі наслідки опромінення людей за тривалого хронічного опромінення, залежність ефектів від дози одноразового опромінення наведено у таблиці.
Таблиця 1. Наслідки опромінення людей.
| Таблиця 1. | ||
| Радіаційні ефекти опромінення | ||
| 1 | 2 | 3 |
| Тілесні (соматичні) | Імовірнісні тілесні (соматичні – стохастичні) | Гінетичні |
| 1 | 2 | 3 |
Впливають на опромінюваного. Мають дозовий поріг. | Умовно немає дозового порога. | |
| Гостра променева хвороба | Скорочення тривалості життя. | Домінантні генні мутації. |
| Хронічна променева хвороба. | Лейкози (прихований період 7-12 років). | Рецесивні генні мутації. |
| Локальні променеві ушкодження. | Пухлини різних органів (прихований період до 25 років та більше). | Хромосомні абберації. |
2. Основні методи виявлення ІІ
Щоб уникнути жахливих наслідків ІІ, необхідно проводити суворий контроль служб радіаційної безпеки із застосуванням приладів та різних методик. Для вжиття заходів захисту від впливу ІІ їх необхідно вчасно виявити та кількісно оцінити. Впливаючи різні середовища ІІ викликають у яких певні фізико-хімічні зміни, які можна зареєструвати. На цьому ґрунтуються різні методи виявлення ІІ.
До основних відносяться: 1) іонізаційний, у якому використовується ефект іонізації газового середовища, що викликається впливом на неї ІІ, і як наслідок – зміна її електропровідності; 2) сцинтиляційний, який полягає в тому, що в деяких речовинах під впливом ІІ утворюються спалахи світла, що реєструються безпосереднім спостереженням або за допомогою фотомножників; 3) хімічний, в якому ІІ виявляються за допомогою хімічних реакцій, зміни кислотності та провідності, що відбуваються при опроміненні рідинних хімічних систем; 4) фотографічний, що полягає в тому, що при впливі ІІ на фотоплівку на ній у фотошарі відбувається виділення зерен срібла вздовж траєкторії частинок; 5) спосіб, заснований на провідності кристалів, тобто. коли під впливом ІІ виникає струм у кристалах, виготовлених з діелектричних матеріалів та змінюється провідність кристалів з напівпровідників та ін.
3. Дози випромінювання та одиниці виміру
Дія іонізуючих випромінювань є складним процесом. Ефект опромінення залежить від величини поглиненої дози, її потужності, виду випромінювання, обсягу опромінення тканин та органів. Для його кількісної оцінки введені спеціальні одиниці, які поділяються на позасистемні та одиниці у системі СІ. Наразі використовуються переважно одиниці системи СІ. Нижче в таблиці 10 дано перелік одиниць вимірювання радіологічних величин та проведено порівняння одиниць системи СІ та позасистемних одиниць.
Таблиця 2. Основні радіологічні величини та одиниці
Таблиця 3. Залежність ефектів від дози одноразового (короткочасного) опромінення людини.
Необхідно враховувати, що радіоактивне опромінення, отримане протягом першої чотирьох діб, прийнято називати одноразовими, а за велику годину – багаторазовими. Доза радіації, що не призводить до зниження працездатності (боєздатності) особового складу формувань (особового складу армії під час війни): одноразова (протягом першої чотирьох діб) – 50 рад; багаторазова: протягом перших 10-30 діб – 100 рад; протягом трьох місяців – 200 рад; протягом року – 300 рад. Не плутати, йдеться про втрату працездатності, хоча наслідки опромінення зберігаються.
4. Джерела іонізуючого випромінювання
Розрізняють іонізуюче випромінювання природного та штучного походження.
Опромінення від природних джерел радіації піддаються всі жителі Землі, при цьому одні з них отримують більші дози, ніж інші. Залежно, зокрема, від місця проживання. Так рівень радіації в деяких місцях земної кулі, там, де особливо залягають радіоактивні породи, виявляється значно вищим за середній, в інших місцях - відповідно, нижчим. Доза опромінення залежить також від способу життя людей. Застосування деяких будівельних матеріалів, використання газу для приготування їжі, відкритих вугільних жаровень, герметичність приміщень і навіть польоти на літаках – це збільшує рівень опромінення за рахунок природних джерел радіації.
Земні джерела радіації у сумі відповідальні більшу частину опромінення, якому піддається людина з допомогою природної радіації. Решту радіації вносять космічні промені.
Космічні промені в основному приходять до нас із глибин Всесвіту, але деяка їхня частина народжується на Сонці під час сонячних спалахів. Космічні промені можуть досягати поверхні Землі або взаємодіяти з її атмосферою, породжуючи вторинне випромінювання та призводячи до утворення різних радіонуклідів.
За останні кілька десятиліть людина створила кілька сотень штучних радіонуклідів і навчилася використовувати енергію атома в різних цілях: в медицині і для створення атомної зброї, для виробництва енергії і виявлення пожеж, для пошуку корисних копалин. Усе це призводить до збільшення дози опромінення як окремих людей, і населення Землі загалом.
Індивідуальні дози, які отримують різні люди від штучних джерел радіації, сильно відрізняються. У більшості випадків ці дози дуже невеликі, але іноді опромінення за рахунок техногенних джерел виявляється у багато тисяч разів інтенсивніше, ніж за рахунок природних.
В даний час основний внесок у дозу, яку отримує людина від техногенних джерел радіації, вносять медичні процедури та методи лікування, пов'язані із застосуванням радіоактивності. У багатьох країнах це джерело відповідальне практично за всю дозу, що отримується від техногенних джерел радіації.
Радіація використовується в медицині як у діагностичних цілях, так і для лікування. Одним із найпоширеніших медичних приладів є рентгенівський апарат. Набувають все більшого поширення і нових складних діагностичних методів, що спираються на використання радіоізотопів. Як не парадоксально, але одним із способів боротьби з раком є променева терапія.
Джерелом опромінення, навколо якого ведуться найінтенсивніші суперечки, є атомні електростанції, хоча в даний час вони роблять дуже незначний внесок у сумарне опромінення населення. При нормальній роботі ядерних установок викиди радіоактивних матеріалів у довкілля дуже невеликі. Атомні електростанції є лише частиною ядерного паливного циклу, який починається з видобутку та збагачення уранової руди. Наступний етап – виробництво ядерного палива. Відпрацьоване в АЕС ядерне паливо іноді піддають вторинній обробці, щоб витягти з нього уран та плутоній. Закінчується цикл, зазвичай, поховання радіоактивних відходів. Але на кожній стадії ядерного паливного циклу в довкілля потрапляють радіоактивні речовини.
5. Засоби захисту населення
1. Колективні засоби захисту: притулки, швидкомонтовані притулки (БВУ), протирадіаційні укриття (ПРУ), найпростіші укриття (ПУ);
2. Індивідуальні засоби захисту органів дихання: фільтруючі протигази, ізолюючі протигази, фільтруючі респіратори, ізолюючі респіратори, саморятувальники, шлангові, автономні, патрони до протигазів;
3. Індивідуальні засоби захисту шкіри: фільтруючі, ізолюючі;
4. Прилади дозиметричної розвідки;
5. Прилади хімічної розвідки;
6. Прилади – визначники шкідливих домішок у повітрі;
7. Фотографії.
6. Радіаційний контроль
Під радіаційною безпекою розуміється стан захищеності сьогодення та майбутнього покоління людей, матеріальних засобів та навколишнього середовища від шкідливого впливу ІІ.
Радіаційний контроль є найважливішою частиною забезпечення радіаційної безпеки, починаючи із стадії проектування радіаційно-небезпечних об'єктів. Він має на меті визначення ступеня дотримання принципів радіаційної безпеки та вимог нормативів, включаючи не перевищення встановлених основних меж доз та допустимих рівнів при нормальній роботі, отримання необхідної інформації для оптимізації захисту та прийняття рішень про втручання у разі радіаційних аварій, забруднення місцевості та будівель радіонуклідами, а також на територіях та в будинках з підвищеним рівнем природного опромінення. Радіаційний контроль здійснюється за всіма джерелами випромінювання.
Радіаційному контролю підлягають: 1) радіаційні характеристики джерел випромінювання, викидів в атмосферу, рідких та твердих радіоактивних відходів; 2) радіаційні чинники, створювані технологічним процесом на робочих місцях та у навколишньому середовищі; 3) радіаційні фактори на забруднених територіях та в будинках з підвищеним рівнем природного опромінення; 4) рівні опромінення персоналу та населення від усіх джерел випромінювання, на які поширюється дія цих Норм.
Основними контрольованими параметрами є: річна ефективна та еквівалентна дози; надходження радіонуклідів в організм та їх вміст в організмі для оцінки річного надходження; об'ємна або питома активність радіонуклідів у повітрі, воді, продуктах харчування, будівельних матеріалів; радіоактивне забруднення шкірних покривів, одягу, взуття, робочих поверхонь.
Тому адміністрація організації може вводити додаткові, більш жорсткі числові значення контрольованих параметрів - адміністративні рівні.
При цьому державний нагляд за виконанням Норм радіаційної безпеки здійснюють органи Держсанепіднагляду та інші органи, уповноважені Урядом Російської Федерації відповідно до чинних нормативних актів.
Контроль за дотриманням Норм в організаціях незалежно від форм власності покладається на адміністрацію цієї організації. Контроль за опроміненням населення доручається органи виконавчої суб'єктів Російської Федерації.
Контроль за медичним опроміненням пацієнтів покладається на адміністрацію органів та закладів охорони здоров'я.
Людина піддається опроміненню двома способами. Радіоактивні речовини можуть бути поза організмом і опромінювати його зовні; у цьому випадку говорять про зовнішнє опромінення. Або вони можуть опинитися в повітрі, яким дихає людина, в їжі або у воді і потрапити всередину організму. Такий спосіб опромінення називають внутрішнім.
Від альфа-променів можна захиститися шляхом:
Збільшення відстані до ДІВ, т.к. альфа-частинки мають невеликий пробіг;
Використання спецодягу та спецвзуття, т.к. проникаюча здатність альфа-часток невисока;
Винятки влучення джерел альфа-часток з їжею, водою, повітрям і через слизові оболонки, тобто. застосування протигазів, масок, окулярів тощо.
Як захист від бета-випромінювання використовують:
Огородження (екрани), з огляду на те, що лист алюмінію товщиною кілька міліметрів повністю поглинає потік бета-часток;
Методи та способи, що виключають влучення джерел бета-випромінювання всередину організму.
Захист від рентгенівського випромінювання та гамма-випромінювання необхідно організовувати з урахуванням того, що ці види випромінювання відрізняються великою здатністю, що проникає. Найбільш ефективні такі заходи (як правило, що використовуються в комплексі):
збільшення відстані до джерела випромінювання;
Скорочення часу перебування у небезпечній зоні;
Екранування джерела випромінювання матеріалами з великою щільністю (свинець, залізо, бетон та ін.);
Використання захисних споруд (протирадіаційних укриттів, підвалів тощо) для населення;
Використання індивідуальних засобів захисту органів дихання, шкірних покривів та слизових оболонок;
Дозиметричний контроль довкілля та продуктів харчування.
Для населення країни у разі оголошення радіаційної небезпеки існують такі рекомендації:
Сховатись у житлових будинках. Важливо знати, що стіни дерев'яного будинку послаблюють іонізуюче випромінювання у 2 рази, а цегляного – у 10 разів. Погреби та підвали будинків послаблюють дозу випромінювання від 7 до 100 і більше разів;
Вжити заходів захисту від проникнення у квартиру (будинок) радіоактивних речовин із повітрям. Закрити кватирки, ущільнити рами та дверні отвори;
Зробити запас питної води. Набрати воду в закриті ємності, підготувати найпростіші засоби санітарного призначення (наприклад мильні розчини для обробки рук), перекрити крани;
Провести екстрену йодну профілактику (якомога раніше, але тільки після спеціального оповіщення!). Йодна профілактика полягає у прийомі препаратів стабільного йоду: йодистого калію або водно-спиртового розчину йоду. При цьому досягається стовідсотковий ступінь захисту від накопичення радіоактивного йоду у щитовидній залозі. Водно-спиртовий розчин йоду слід приймати після їди 3 рази на день протягом 7 діб: а) дітям до 2 років - по 1-2 краплі 5%-ної настойки на 100 мл молока або поживної суміші; б) дітям старше 2 років і дорослим – по 3-5 крапель на склянку молока чи води. Наносити на поверхню кистей рук настоянку йоду у вигляді сітки 1 раз на день протягом 7 діб.
Почати готуватися до можливої евакуації: підготувати документи та гроші, предмети, першу необхідність, запакувати ліки, мінімум білизни та одягу. Зібрати запас консервованих продуктів. Всі речі слід запакувати в поліетиленові мішки. Намагатися виконати такі правила: 1) приймати консервовані продукти; 2) не пити воду із відкритих джерел; 3) уникати тривалих пересування по забрудненій території, особливо по курній дорозі або траві, не ходити в ліс, не купатися; 4) входячи до приміщення з вулиці, знімати взуття та верхній одяг.
У разі пересування відкритою місцевістю використовуйте підручні засоби захисту:
Органів дихання: прикрити рот і ніс змоченими водою марлевою пов'язкою, хусткою, рушником або будь-якою частиною одягу;
Шкіри та волосяного покриву: прикрити будь-якими предметами одягу, головними уборами, хустками, накидками, рукавичками.
Висновок
І оскільки були відкриті іонізуючі випромінювання та його шкідливий вплив на живі організми, виникла потреба контролювати опромінення цими випромінюваннями людини. Кожна людина має знати про небезпеку радіації та вміти захищатися від неї.
Радіація за своєю природою шкідлива життя. Малі дози опромінення можуть «запустити» не до кінця ще вивчений ланцюг подій, що призводять до раку чи генетичних ушкоджень. При великих дозах радіація може руйнувати клітини, пошкоджувати тканини органів та стати причиною швидкої загибелі організму.
У медицині одним з найпоширеніших приладів є рентгенівський апарат, також набувають все більшого поширення і нових складних діагностичних методів, що спираються на використання радіоізотопів. Як не парадоксально, але одним із способів боротьби з раком є променева терапія, хоча і опромінення спрямоване на лікування хворого, але нерідко дози виявляються невиправдано високими, оскільки дози, які отримують від опромінення в медичних цілях, становлять значну частину сумарної дози опромінення від техногенних джерел.
Величезні збитки завдають і аварії на об'єктах, де є радіація, яскравий цьому приклад Чорнобильська АЕС
Таким чином необхідно всім нам замислитись, щоб не вийшло так, що втрачене сьогодні може виявитися абсолютно непоправним завтра.
Список використаної літератури
1. Небіл Б. Наука про довкілля. Як улаштований світ. У 2 томах, М., "Світ", 1994.
2. Сітніков В.П. Основи безпеки життєдіяльності. -М.: АСТ. 1997.
3. Захист населення та територій від НС. (Ред. М.І.Фалєєв) - Калуга: ГУП «Обліздат», 2001.
4. Смирнов А.Т. Основи безпеки життєдіяльності. Підручник для 10, 11 класів ЗОШ. - М.: Просвітництво, 2002.
5. Фролов. Основи безпеки життєдіяльності. Підручник для студентів навчальних закладів середньої професійної освіти. - М.: Просвітництво, 2003.
ФЕДЕРАЛЬНЕ АГЕНТСТВО З ОСВІТИ РФ
Вплив на організм неіонізуючого випромінювання
Курськ, 2010
Вступ
2. Вплив на нервову систему
5. Вплив на статеву функцію
7. Комбінована дія ЕМП та інших факторів
8. Захворювання, що викликаються впливом неіонізуючих випромінювань
9. Основні джерела ЕМП
10. Біологічна дія неіонізуючого випромінювання
11. Мікрохвилі та радіочастотне випромінювання
12. Інженерно-технічні заходи щодо захисту населення від ЕМП
13. Лікувально-профілактичні заходи
Висновок
Список використаної літератури
Вступ
Відомо, що випромінювання можуть шкодити здоров'ю людини і що характер наслідків, що спостерігаються, залежить від типу випромінювання і від дози. Вплив випромінювань здоров'я залежить від довжини хвилі. Наслідки, які найчастіше мають на увазі, говорячи про ефекти опромінення (радіаційне ураження та різні форми раку), викликаються лише короткішими хвилями. Ці типи випромінювань відомі як іонізуюча радіація. На відміну від цього, довші хвилі - від ближнього ультрафіолету (УФ) до радіохвиль і далі - називають неіонізуючим випромінюванням, його вплив на здоров'я зовсім інший. У сучасному світі нас оточує величезна кількість джерел електромагнітних полів та випромінювань. У гігієнічній практиці до неіонізуючих випромінювань відносять також електричні та магнітні поля. Випромінювання буде неіонізуючим у тому випадку, якщо воно не здатне розривати хімічні зв'язки молекул, тобто не здатне утворювати позитивно та негативно заряджені іони.
Отже, до неіонізуючих випромінювань відносяться: електромагнітні випромінювання (ЕМІ) діапазону радіочастот, постійні та змінні магнітні поля (ПМП та ПеМП), електромагнітні поля промислової частоти (ЕМППЛ), електростатичні поля (ЕСП), лазерне випромінювання (ЛИ).
Нерідко дії неіонізуючого випромінювання супроводжують інші виробничі фактори, що сприяють розвитку захворювання (шум, висока температура, хімічні речовини, емоційно-психічна напруга, світлові спалахи, напруга зору). Так як основним носієм неіонізуючого випромінювання є ЕМІ, більшість реферату присвячена саме цьому виду випромінювання.
1. Наслідки дії випромінювання для здоров'я людини
У переважній більшості випадків опромінення відбувається полями щодо низьких рівнів, нижче наведені наслідки відносяться до таких випадків.
Численні дослідження в галузі біологічної дії ЕМП дозволять визначити найбільш чутливі системи організму людини: нервова, імунна, ендокринна та статева. Ці системи організму є критичними. Реакції цих систем повинні обов'язково враховуватися в оцінці ризику впливу ЕМП на населення.
Біологічний ефект ЕМП в умовах тривалої багаторічної дії накопичується, в результаті можливий розвиток віддалених наслідків, включаючи дегенеративні процеси центральної нервової системи, рак крові (лейкози), пухлини мозку, гормональні захворювання. Особливо небезпечні ЕМП можуть бути для дітей, вагітних, людей із захворюваннями центральної нервової, гормональної, серцево-судинної системи, алергіків, людей з ослабленим імунітетом.
2. Вплив на нервову систему
Велика кількість досліджень, виконаних у Росії, та зроблені монографічні узагальнення, дають підстави віднести нервову систему до однієї з найбільш чутливих систем в організмі людини до впливу ЕМП. На рівні нервової клітини, структурних утворень передачі нервових імпульсів (синапсе), лише на рівні ізольованих нервових структур виникають суттєві відхилення при впливі ЕМП малої інтенсивності. Змінюється вища нервова діяльність, пам'ять у людей, які мають контакти з ЕМП. Ці особи можуть мати схильність до розвитку стресорних реакцій. Певні структури мозку мають підвищену чутливість до ЭМП. Особливу високу чутливість до ЕМП виявляє нервова система ембріона.
3. Вплив на імунну систему
В даний час накопичено достатньо даних, що вказують на негативний вплив ЕМП на імунологічну реактивність організму. Результати досліджень вчених Росії дають підстави вважати, що при впливі ЕМП порушуються процеси імуногенезу, частіше у бік їх пригнічення. Встановлено також, що у тварин, опромінених ЕМП, змінюється характер інфекційного процесу – перебіг інфекційного процесу обтяжується. Вплив ЕМП високих інтенсивностей на імунну систему організму проявляється в гнітючому ефекті на Т-систему клітинного імунітету. ЕМП можуть сприяти неспецифічному пригніченню імуногенезу, посиленню утворення антитіл до тканин плода та стимуляції аутоімунної реакції в організмі вагітної самки.
4. Вплив на ендокринну систему та нейрогуморальну реакцію
У роботах вчених Росії ще в 60-ті роки в трактуванні механізму функціональних порушень при впливі ЕМП чільне місце відводилося змін у гіпофіз-надниркової системи. Дослідження показали, що при дії ЕМП зазвичай відбувалася стимуляція гіпофізарно-адреналінової системи, що супроводжувалося збільшенням вмісту адреналіну в крові, активацією процесів згортання крові. Було визнано, що однією з систем, що рано і закономірно залучає у відповідь реакцію організму на вплив різних факторів зовнішнього середовища, є система гіпоталамус-гіпофіз-кора надниркових залоз. Результати досліджень підтвердили це становище.
5. Вплив на статеву функцію
Порушення статевої функції зазвичай пов'язані зі зміною її регуляції з боку нервової та нейроендокринної систем. Багаторазове опромінення ЕМП викликає зниження активності гіпофіза
Будь-який фактор навколишнього середовища, що впливає на жіночий організм під час вагітності та впливає на ембріональний розвиток, вважається тератогенним. Багато вчених відносять ЕМП до цієї групи факторів. Прийнято вважати, що ЕМП можуть, наприклад, викликати потворність, впливаючи на різні стадії вагітності. Хоча періоди максимальної чутливості до ЕМП є. Найбільш уразливими періодами є зазвичай ранні стадії розвитку зародка, що відповідають періодам імплантації та раннього органогенезу.
Було висловлено думку про можливість специфічного впливу ЕМП на статеву функцію жінок, на ембріон. Відзначено більш високу чутливість до впливу ЕМП яєчників, ніж сім'яників.
Встановлено, що чутливість ембріона до ЕМП є значно вищою, ніж чутливість материнського організму, а внутрішньоутробне пошкодження плоду ЕМП може статися на будь-якому етапі його розвитку. Результати проведених епідеміологічних досліджень дозволять зробити висновок, що наявність контакту жінок з електромагнітним випромінюванням може призвести до передчасних пологів, вплинути на розвиток плода та нарешті збільшити ризик розвитку уроджених каліцтв.
6. Інші медико-біологічні ефекти
З початку 1960-х років у СРСР було проведено широкі дослідження з вивчення здоров'я людей, які мають контакти з ЕМП з виробництва. Результати клінічних досліджень показали, що тривалий контакт з ЕМП у НВЧ діапазоні може призвести до розвитку захворювань, клінічну картину якого визначають передусім зміни функціонального стану нервової та серцево-судинної систем. Було запропоновано виділити самостійне захворювання – радіохвильова хвороба. Це захворювання, на думку авторів, може мати три синдроми в міру посилення тяжкості захворювання:
астенічний синдром;
астено-вегетативний синдром;
гіпоталамічний синдром.
Найбільш ранніми клінічними проявами наслідків впливу ЕМ-випромінювання на людину є функціональні порушення з боку нервової системи, що проявляються насамперед у вигляді вегетативних дисфункцій неврастенічного та астенічного синдрому. Особи, які тривалий час перебували в зоні ЕМ-випромінювання, пред'являють скарги на слабкість, дратівливість, швидку стомлюваність, послаблення пам'яті, порушення сну. Нерідко до цих симптомів приєднуються розлади вегетативних функцій. Порушення з боку серцево-судинної системи проявляються, як правило, нейроциркуляторною дистонією: лабільність пульсу та артеріального тиску, схильність до гіпотонії, болі в ділянці серця та ін. Відзначаються також фазові зміни складу периферичної крові (лабільність показників) з подальшим розвитком помірної лейкопенії, еритроцитопенії. Зміни кісткового мозку мають характер реактивної компенсаторної напруги регенерації. Зазвичай ці зміни виникають в осіб за родом своєї роботи постійно під дією ЕМ-випромінювання з досить великою інтенсивністю. Ті, хто працює з МП та ЕМП, а також населення, що живе в зоні дії ЕМП, скаржаться на дратівливість, нетерплячість. Через 1-3 роки у деяких з'являється відчуття внутрішньої напруженості, метушливість. Порушуються увага та пам'ять. Виникають скарги на малу ефективність сну і стомлюваність.
Враховуючи важливу роль кори великих півкуль та гіпоталамуса у здійсненні психічних функцій людини, можна очікувати, що тривалий повторний вплив гранично допустимих ЕМ-випромінювання (особливо у дециметровому діапазоні хвиль) може повести до психічних розладів.
6. Комбінована дія ЕМП та інших факторів
Наявні результати свідчать про можливу модифікацію біоефектів ЕМП як теплової, і нетеплової інтенсивності під впливом низки чинників як фізичної, і хімічної природи. Умови комбінованої дії ЕМП та інших факторів дозволили виявити значний вплив ЕМП надмалих інтенсивностей на реакцію організму, а за деяких поєднань може розвинутись яскраво виражена патологічна реакція.
7. Захворювання, що викликаються впливом неіонізуючих випромінювань
Гострий вплив зустрічається у рідкісних випадках грубого порушення техніки безпеки вулиць, що обслуговують потужні генератори або лазерні установки. Інтенсивне ЕМІ викликає передусім тепловий ефект. Хворі скаржаться на нездужання, біль у кінцівках, м'язову слабкість, підвищення температури тіла, головний біль, почервоніння обличчя, пітливість, спрагу, порушення серцевої діяльності. Можуть спостерігатися діенцефальні розлади у вигляді нападів тахікардії, тремтіння, нападоподібного головного болю, блювання.
При гострому впливі лазерного випромінювання ступінь ураження очей і шкіри (критичних органів) залежить від інтенсивності та спектру випромінювання. Лазерний промінь може викликати помутніння рогової оболонки, опік райдужної оболонки, кришталика з подальшим розвитком катаракти. Опік сітківки веде до утворення рубця, що супроводжується зниженням гостроти зору. Перераховані поразки очей лазерним випромінюванням немає специфічних характеристик.
Поразки шкіри лазерним пучком залежить від параметрів випромінювання і мають найрізноманітніший характер; від функціональних зрушень в активності внутрішньошкірних ферментів або легкої еритеми в місці опромінення до опіків, що нагадують електрокоагуляційні опіки при ураженні електрострумом або розриву шкірних покривів.
У разі сучасного виробництва професійні захворювання, викликані впливом неионизирующих випромінювань, ставляться до хронічним.
Провідне місце у клінічній картині захворювання займають функціональні зміни центральної нервової системи, особливо її вегетативних відділів, та серцево-судинної системи. Виділяють три основні синдроми: астенічний, астеновегетативний (або синдром нейроциркуляторної дистонії гіпертонічного типу) та гіпоталамічний.
Хворі скаржаться на головний біль, підвищену стомлюваність, загальну слабкість, дратівливість, запальність, зниження працездатності, порушення сну, біль у серці. Характерні артеріальна гіпотензія та брадикардія. У більш виражених випадках приєднуються вегетативні порушення, пов'язані з підвищеною збудливістю симпатичного відділу вегетативної нервової системи і проявляються судинною нестійкістю з гіпертензивними ангіоспастичними реакціями (нестійкість артеріального тиску, лабільність пульсу, брадио і ехікардія). Можливе формування різних фобій, іпохондричних реакцій. В окремих випадках розвивається гіпоталамічний (діенцефальний) синдром, що характеризується так званими симпатико-адреналовими кризами.
Клінічно виявляється підвищення сухожильних та періостальних рефлексів, тремор пальців, позитивний симптом Ромберга, пригнічення чи посилення дермографізму, дистальна гіпестезія, акроціаноз, зниження шкірної температури. При дії ПМП може розвинутись поліневрит, при дії електромагнітних полів НВЧ – катаракта.
Зміни у периферичній крові неспецифічні. Відзначається схильність до цитопенії, іноді помірний лейкоцитоз, лімфоцитоз, зменшена ШОЕ. Може спостерігатись підвищення вмісту гемоглобіну, еритроцитоз, ретикулоцитоз, лейкоцитоз (ЕППЛ та ЕСП); зниження гемоглобіну (при лазерному випромінюванні).
Діагностика уражень від хронічного впливу неіонізуючого випромінювання утруднена. Вона має базуватися на докладному вивченні умов праці, аналізі динаміки процесу, всебічному обстеженні хворого.
Зміни шкіри, спричинені хронічним впливом неіонізуючого випромінювання:
Актинічний (фотохімічний) кератоз
Актинічний ретикулоїд
Шкіра ромбічна на потилиці (шиї)
Пойкілодермія Сіватта
Стареча атрофія (млявість) шкіри
Актинічна [фотохімічна] гранульома
8. Основні джерела ЕМП
Побутові електроприлади
Усі побутові прилади, які працюють із використанням електричного струму, є джерелами електромагнітних полів.
Найбільш потужними слід визнати НВЧ-печі, аерогрилі, холодильники із системою “без інею”, кухонні витяжки, електроплити, телевізори. Реально створюване ЕМП залежно від конкретної моделі та режиму роботи може сильно відрізнятися серед обладнання одного типу. Нижче наведені дані відносяться до магнітного поля промислової частоти 50 Гц.
Значення магнітного поля тісно пов'язані з потужністю приладу - що вона вище, тим вище магнітне поле при його роботі. Значення електричного поля промислової частоти практично всіх електропобутових приладів не перевищують кількох десятків В/м на відстані 0,5 м, що значно менше за ПДК 500 В/м.
У таблиці 1 наведено дані про відстань, на якій фіксується магнітне поле промислової частоти (50 Гц) величиною 0,2 мкТл при роботі ряду побутових приладів.
Таблиця 1. Поширення магнітного поля промислової частоти від побутових електричних приладів (вище за рівень 0,2 мкТл)
| Джерело | Відстань, на якій фіксується величина більша за 0,2 мкТл |
| Холодильник оснащений системою "No frost" (під час роботи компресора) | 1,2 м від дверцят; 1,4 м від задньої стінки |
| Холодильник звичайний (під час роботи компресора) | 0,1 м від двигуна |
| Праска (режим нагріву) | 0,25 м від ручки |
| ТБ 14" | 1,1 м-код від екрану; 1,2 м від бічної стінки. |
| Електрорадіатор | 0,3 м |
| Торшер із двома лампами по 75 Вт | 0,03 м (від дроту) |
| Електродухівка Аерогриль | 0,4 м від передньої стінки 1,4 м від бічної стінки |
Мал. 1. Біологічна дія неіонізуючого випромінювання
Неіонізуюче випромінювання може посилювати тепловий рух молекул у живій тканині. Це призводить до підвищення температури тканини і може викликати шкідливі наслідки, такі як опіки та катаракти, а також аномалії розвитку утробного плода. Не виключена також можливість руйнування складних біологічних структур, наприклад клітинних мембран. Для нормального функціонування таких структур необхідне впорядковане розташування молекул. Таким чином, можливі наслідки глибші, ніж просте підвищення температури, хоча експериментальних свідчень цього поки що недостатньо.
Більшість досвідчених даних з неіонізуючих випромінювань відноситься до радіочастотного діапазону. Ці дані показують, що дози вище 100 мл (мВт) на 1 см2 викликають пряме теплове пошкодження, а також розвиток катаракти в оці. При дозах від 10 до 100 мВт/см2 спостерігалися зміни, зумовлені термічним стресом, включаючи вроджені аномалії нащадків. При 1-10 мВт/см2 відзначалися зміни в імунній системі та гематоенцефалічному бар'єрі. У діапазоні від 100 мкВт/см2 до 1 мВт/см2 не було встановлено достовірно майже ніяких наслідків.
Очевидно, при вплив неіонізуючого випромінювання істотне значення мають лише найближчі наслідки, такі, як перегрів тканин (хоча є нові, поки що неповні, дані про те, що робітники, що піддаються дії мікрохвиль, і люди, що живуть дуже близько до високовольтних ліній електропередачі, можуть бути більше схильні до захворювання на рак).
9. Мікрохвилі та радіочастотне випромінювання
Відсутності видимих наслідків при низьких рівнях мікрохвильового опромінення слід протиставити той факт, що зростання використання мікрохвиль становить щонайменше 15% на рік. Крім застосування в мікрохвильових печах вони використовуються в радарах і як засіб передачі сигналів, в телебаченні і в телефонному і телеграфному зв'язку. У колишньому Радянському Союзі для населення була прийнята межа в 1 мкВт/см2.
Промислові робітники, що беруть участь у процесах нагріву, сушіння та виготовлення шаруватого пластику, можуть наражатися на деякий ризик, так само, як і фахівці, що працюють у радіомовних, радарних та релейних вежах, або деякі військовослужбовці. Робітники подавали позови на компенсацію зі звинуваченням у тому, що мікрохвилі сприяли непрацездатності, і щонайменше в одному випадку було прийнято рішення на користь робітника.
Зі збільшенням числа джерел мікрохвильового випромінювання зростає тривога щодо його на населення.
Купуючи побутову техніку перевіряйте у Гігієнічному висновку (сертифікаті) відмітку про відповідність виробу вимогам "Міждержавних санітарних норм допустимих рівнів фізичних факторів при застосуванні товарів народного споживання у побутових умовах", МСанПіН 001-96;
Використовуйте техніку з меншою споживаною потужністю: магнітні поля промислової частоти будуть меншими за інших рівних умов;
до потенційно несприятливих джерел магнітного поля промислової частоти в квартирі відносяться холодильники з системою "без інею", деякі типи "теплої підлоги", нагрівачі, телевізори, деякі системи сигналізації, різного роду зарядні пристрої, випрямлячі та перетворювачі струму - спальне місце має бути на відстані не менше 2-х метрів від цих предметів, якщо вони працюють під час Вашого нічного відпочинку.
Кошти та методи захисту від ЕМП поділяються на три групи: організаційні, інженерно-технічні та лікувально-профілактичні.
Організаційні заходи передбачають запобігання потраплянню людей до зон з високою напруженістю ЕМП, створення санітарно-захисних зон навколо антенних споруд різного призначення.
Загальні принципи, покладені в основу інженерно-технічного захисту, зводяться до наступного: електрогерметизація елементів схем, блоків, вузлів установки загалом з метою зниження або усунення електромагнітного випромінювання; захист робочого місця від опромінення або видалення його на безпечну відстань від джерела випромінювання. Для екранування робочого місця використовують різні типи екранів: відбивають та поглинають.
Як засоби індивідуального захисту рекомендуються спеціальний одяг, виконаний з металізованої тканини, та захисні окуляри.
Лікувально-профілактичні заходи мають бути спрямовані насамперед на раннє виявлення порушень у стані здоров'я працюючих. З цією метою передбачені попередні та періодичні медичні огляди осіб, які працюють в умовах впливу НВЧ, - 1 раз на 12 місяців, УВЧ та ВЧ-діапазону - 1 раз на 24 місяці.
10. Інженерно-технічні заходи щодо захисту населення від ЕМП
Інженерно-технічні захисні заходи будуються на використанні явища екранування електромагнітних полів у місцях перебування людини або на заходах з обмеження емісійних параметрів джерела поля. Останнє, зазвичай, застосовується на стадії розробки виробу, що є джерелом ЭМП.
Одним з основних способів захисту від електромагнітних полів є їхнє екранування в місцях перебування людини. Зазвичай мається на увазі два типи екранування: екранування джерел ЕМП від людей та екранування людей від джерел ЕМП. Захисні властивості екранів засновані на ефекті ослаблення напруженості та спотворення електричного поля у просторі поблизу заземленого металевого предмета.
Від електричного поля промислової частоти, створюваного системами передачі електроенергії, здійснюється шляхом встановлення санітарно-захисних зон для ліній електропередачі та зниженням напруженості поля у житлових будинках та у місцях можливого тривалого перебування людей шляхом застосування захисних екранів. Захист від магнітного поля промислової частоти практично можливий тільки на стадії розробки виробу або проектування об'єкта, як правило зниження рівня поля досягається за рахунок векторної компенсації, оскільки інші способи екранування магнітного поля промислової частоти надзвичайно складні і дорогі.
Основні вимоги щодо забезпечення безпеки населення від електричного поля промислової частоти, створюваного системами передачі та розподілу електроенергії, викладено у Санітарних нормах та правилах "Захист населення від впливу електричного поля, створюваного повітряними лініями електропередачі змінного струму промислової частоти" № 2971-84. Детально про вимоги до захисту дивись у розділі "Джерела ЕМП. ЛЕП"
При екрануванні ЕМП у радіочастотних діапазонах використовуються різноманітні радіовідбивні та радіопоглинаючі матеріали.
До радіовідбивних матеріалів відносяться різні метали. Найчастіше використовують залізо, сталь, мідь, латунь, алюміній. Ці матеріали використовуються у вигляді листів, сітки або у вигляді решіток і металевих трубок. Екрануючі властивості листового металу вищі, ніж сітки, сітка ж зручніша в конструктивному відношенні, особливо при екрануванні оглядових та вентиляційних отворів, вікон, дверей і т.д. Захисні властивості сітки залежать від величини комірки та товщини дроту: чим менша величина осередків, чим товщі дріт, тим вищі її захисні властивості. Негативною властивістю матеріалів, що відбивають, є те, що вони в деяких випадках створюють відбиті радіохвилі, які можуть посилити опромінення людини.
Більше зручними матеріалами для екранування є радіопоглинаючі матеріали. Листи поглинаючих матеріалів можуть бути одно-або багатошаровими. Багатошарові - забезпечують поглинання радіохвиль у ширшому діапазоні. Для поліпшення екрануючої дії у багатьох типів матеріалів, що радіопоглинають, з одного боку впресована металева сітка або латунна фольга. При створенні екранів ця сторона перетворена на протилежну джерелу випромінювання.
Незважаючи на те, що поглинаючі матеріали багато в чому більш надійні, ніж відбивають, застосування їх обмежується високою вартістю і вузькістю спектра поглинання.
У деяких випадках стіни покривають спеціальними фарбами. Як струмопровідні пігменти в цих фарбах застосовують колоїдне срібло, мідь, графіт, алюміній, порошкоподібне золото. Звичайна масляна фарба має досить велику відбивну здатність (до 30%), набагато краще в цьому відношенні вапняне покриття.
Радіовипромінювання можуть проникати в приміщення, де знаходяться люди через віконні та дверні отвори. Для екранування оглядових вікон, вікон приміщень, засклення стельових ліхтарів, перегородок застосовується металізоване скло, що має властивості, що екранують. Таку властивість склу надає тонка прозора плівка або оксидів металів, найчастіше олова, або металів - мідь, нікель, срібло та їх поєднання. Плівка має достатню оптичну прозорість і хімічну стійкість. Будучи нанесеною на один бік поверхні скла, вона послаблює інтенсивність випромінювання в діапазоні 0,8 – 150 см на 30 дБ (у 1000 разів). При нанесенні плівки на обидві поверхні скла ослаблення досягає 40 дБ (10000 разів).
Для захисту населення від впливу електромагнітних випромінювань в будівельних конструкціях як захисні екрани можуть застосовуватися металева сітка, металевий лист або будь-яке інше провідне покриття, у тому числі спеціально розроблені будівельні матеріали. У ряді випадків достатньо використання заземленої металевої сітки, що поміщається під облицювальний або штукатурний шар.
Як екрани можуть застосовуватися також різні плівки і тканини з металізованим покриттям.
Радіоекрануючими властивостями мають практично всі будівельні матеріали. В якості додаткового організаційно-технічного заходу щодо захисту населення при плануванні будівництва необхідно використовувати властивість "радіотені", що виникає через рельєф місцевості та огинання радіохвилями місцевих предметів.
В останні роки як радіоекрануючі матеріали отримали металізовані тканини на основі синтетичних волокон. Їх отримують методом хімічної металізації (з розчинів) тканин різної структури та щільності. Існуючі методи отримання дозволяє регулювати кількість металу, що наноситься в діапазоні від сотих часток до одиниць мкм і змінювати поверхневий питомий опір тканин від десятків до часток Ом. Екрануючі текстильні матеріали мають малу товщину, легкість, гнучкість; вони можуть дублюватися іншими матеріалами (тканинами, шкірою, плівками), добре поєднуються зі смолами та латексами.
11. Лікувально-профілактичні заходи
Санітарно-профілактичне забезпечення включають такі заходи:
організація та проведення контролю за виконанням гігієнічних нормативів, режимів роботи персоналу, що обслуговує джерела ЕМП;
виявлення професійних захворювань, зумовлених несприятливими чинниками середовища;
розробка заходів щодо поліпшення умов праці та побуту персоналу, підвищення стійкості організму працюючих до впливів несприятливих чинників середовища.
Поточний гігієнічний контроль проводиться залежно від параметрів та режиму роботи випромінюючої установки, але зазвичай не рідше 1 разу на рік. При цьому визначаються характеристики ЕМП у виробничих приміщеннях, у приміщеннях житлових та громадських будівель та на відкритій території. Вимірювання інтенсивності ЕМП також проводяться при внесенні в умови та режими роботи джерел ЕМП змін, що впливають на рівні випромінювання (заміна генераторних та випромінюючих елементів, зміна технологічного процесу, зміна екранування та засобів захисту, збільшення потужності, зміна розташування випромінюючих елементів тощо) .
З метою попередження, ранньої діагностики та лікування порушень у стані здоров'я працівники, пов'язані з впливом ЕМП, повинні проходити попередні при вступі на роботу та періодичні медичні огляди у порядку, встановленому відповідним наказом Міністерства охорони здоров'я.
Усі особи з початковими проявами клінічних порушень, обумовлених впливом ЕМП (астенічний астено-вегетативний, гіпоталамічний синдром), а також із загальними захворюваннями, перебіг яких може посилюватись під впливом несприятливих факторів виробничого середовища (органічні захворювання центральної нервової системи, гіпертонічна хвороба, хвороби ендокринної) , хвороби крові та ін.), повинні братися під спостереження з проведенням відповідних гігієнічних та терапевтичних заходів, спрямованих на оздоровлення умов праці та відновлення стану здоров'я працюючих.
Висновок
В даний час ведеться активне вивчення механізмів біологічної дії фізичних факторів неіонізуючого випромінювання: акустичних хвиль та електромагнітних випромінювань на біологічні системи різного рівня організації; ферментів, клітинок, що переживають зрізів мозку лабораторних тварин, поведінкових реакцій тварин та розвитку реакцій у ланцюгах: первинні мішені - клітина - популяції клітин – тканини.
Розвиваються дослідження з оцінки екологічних наслідків впливу на природні та аграрні ценози техногенних стресорів - НВЧ- та УФ-В-радіації, основними завданнями яких є:
вивчення наслідків виснаження озонного шару компоненти агроценозів нечорноземної зони Росії;
вивчення механізмів дії УФ-В-радіації на рослини;
дослідження роздільної та комбінованої дії електромагнітного випромінювання різних діапазонів (НВЧ, гама, УФ, ІЧ) на сільськогосподарських тварин та модельні об'єкти з метою розробки методів гігієнічного та екологічного нормування електромагнітного забруднення навколишнього середовища;
розробка екологічно чистих технологій, заснованих на застосуванні фізичних факторів, для різних галузей АПД (рослинництво, тваринництво, харчова та переробна промисловість з метою інтенсифікації сільськогосподарського виробництва).
При інтерпретації результатів досліджень біологічної дії неіонізуючих випромінювань (електромагнітних та ультразвукових) центральними і досі мало вивченими питаннями залишаються питання про молекулярний механізм, первинну мішеню та пороги дії випромінювань. Одне з найважливіших наслідків полягає в тому, що порівняно невеликі зміни локальної температури в нервовій тканині (від десятих часток до декількох градусів) здатні призводити до помітної зміни швидкості синаптичної передачі аж до повного вимкнення синапсу. Такі зміни температури можуть бути спричинені випромінюваннями терапевтичної інтенсивності. З цих передумов випливає гіпотеза про існування загального механізму дії неіонізуючих випромінювань - механізму, в основі якого лежить невеликий локальний розігрів ділянок нервової тканини.
Таким чином, такий складний і маловивчений аспект, як неіонізуючі випромінювання та їх вплив на екологію, ще доведеться вивчати надалі.
Список використаної литературы:
1. http://www.botanist.ru/
2. Активне виявлення злоякісних новоутворень шкіри Денисов Л.Є., Курдіна М.І., Потекаєв Н.С., Володін В.Д.
3. Нестабільність ДНК та віддалені наслідки впливу випромінювань.
Залежить майбутнє нації. На постраждалих територіях України, де густина радіоактивного забруднення по 137Cs склала від 5 до 40 Ku/км2, виникли умови тривалого впливу малих доз іонізуючого випромінювання, вплив якого на організм вагітної та плоду до Чорнобильської катастрофи фактично не вивчався. З перших днів аварії велося ретельне спостереження за станом здоров'я.
Або густина потоку потужності - S, Вт/м2. За кордоном ППЕ зазвичай вимірюється для частот вище 1 ГГц. ППЕ характеризує величину енергії, що втрачається системою за одиницю часу внаслідок випромінювання електромагнітних хвиль. 2. Природні джерела ЭМП Природні джерела ЭМП поділяються на 2 групи. Перша – поле Землі: постійне магнітне поле. Процеси в магнітосфері викликають коливання геомагнітного...
Біофізики було запропоновано комплекс організаційно-технічних, санітарно-гігієнічних та ергономічних вимог /36/, які є суттєвим доповненням до методичних рекомендацій /19/. Відповідно до ГОСТ 12.1.06-76 Електромагнітні поля радіочастот. Допустимі рівні та вимоги до контролю для НВЧ-випромінювання нормативна величина енергетичного навантаження: ЕНПДУ=2Втч/м2 (200мкВтч/см2).
Ендокринна та статева. Ці системи організму є критичними. Реакції цих систем повинні обов'язково враховуватися в оцінці ризику впливу ЕМП на населення. Вплив електромагнітного поля на нервову систему. Велика кількість досліджень та зроблені монографічні узагальнення дозволяють віднести нервову систему до однієї з найбільш чутливих до впливу електромагнітних полів систем.
^Робота № 14
ІОНІЗУЮЧІ ВИПРОМІНЮВАННЯ
Загальні відомості
Випромінювання, взаємодії яких із середовищем призводять до утворення іонів різних знаків та радикалів, називаються іонізуючими. При цьому розрізняють корпускулярне та фотонне випромінювання. Корпускулярне випромінювання є потік елементарних частинок: a – і b – частинки, нейтрони, протони, мезони та ін. Елементарні частинки виникають при радіоактивному розпаді, ядерних перетвореннях або генеруються на прискорювачах. Заряджені частинки в залежності від величини кінетичної енергії можуть викликати безпосередньо іонізуюче випромінювання при зіткненні з речовиною. Нейтрони та інші нейтральні елементарні частинки при взаємодії з речовиною безпосередньо іонізації не виробляють, але в процесі взаємодії із середовищем вони вивільняють заряджені частинки (електрони, протони і т.д.), здатні іонізувати атоми та молекули середовища, через яке вони проходять. Такі випромінювання прийнято називати непрямими іонізуючими випромінюваннями.
До фотонного випромінювання відносять: гамма-випромінювання, характеристичне, гальмівне, рентгенівське випромінювання. Зазначені випромінювання є електромагнітними коливаннями дуже високих частот (Гц), які виникають при зміні енергетичного стану атомних ядер (гама - випромінювання), перебудові внутрішніх електронних оболонок атомів (характеристичне), взаємодії заряджених частинок з електричним полем (гальмівне) та інших явищах. Фотонне випромінювання також є опосередковано іонізуючим. Крім іонізуючої здатності до основних характеристик іонізуючих випромінювань відносяться енергія, що вимірюється в електрон - вольтах, і здатність, що проникає.
Джерелом випромінювання називають об'єкт, що містить радіоактивний матеріал або технічний пристрій, що випромінює або здатне в певних умовах випромінювати випромінювання. До таких об'єктів належать: радіонукліди, ядерні пристрої (прискорювачі, атомні реактори), рентгенівські трубки.
Технології, методики та прилади, що використовують іонізуючі випромінювання, набули широкого поширення в промисловості, медицині та науці. Це насамперед атомні електростанції, надводні та підводні кораблі з атомними установками, рентгенівські установки для медичного, наукового та промислового призначення та ін.
^
Біологічна дія випромінювань.
Випромінювання є шкідливим фактором для живої природи та, особливо, людини. Біологічно шкідливий вплив випромінювання на живий організм визначається в першу чергу дозою поглиненої енергії і ефектом іонізації, що виробляється при цьому, тобто щільністю іонізації. Більшість поглиненої енергії витрачається на іонізацію живої тканини, що знайшло своє відображення і у визначенні випромінювань як іонізуючих.
Іонізуючі випромінювання надають на біологічну тканину прямий і непрямий вплив. Пряме - розрив внутрішньоатомних та внутрішньомолекулярних зв'язків, збудження атомів або молекул, утворення вільних радикалів. Найважливіше значення має радіоліз води. В результаті радіолізу утворюються високореактивні радикали, які викликають вторинні реакції окислення по будь-яких зв'язках, аж до зміни хімічної будови ДНК (дезоксирибонуклеїнова кислота) з наступними генними та хромосомними мутаціями. У цих явищах і полягає опосередкована (непряма) дія випромінювання. При цьому слід зазначити, що особливість впливу іонізуючих випромінювань полягає в тому, що до хімічних реакцій, індукованих реактивними радикалами, залучаються сотні та тисячі молекул, не порушених безпосередньо випромінюванням. Таким чином, результат впливу іонізуючих випромінювань на відміну від інших видів випромінювань залежить переважно від форми, в якій їх енергія передається біологічному об'єкту.
Негативні наслідки впливу іонізуючих випромінювань на організм людини умовно поділяються на соматичні та генетичні. Генетичні ефекти впливу випромінювань виявляються у віддалені проміжки часу у потомства опромінених. Соматичні наслідки, залежно від ступеня та характеру опромінення, можуть проявлятися безпосередньо у вигляді гострої чи хронічної форми променевої хвороби. Променева хвороба, в першу чергу, характеризується зміною складу крові (зменшенням числа лейкоцитів у крові – лейкопенією), а також появою нудоти, блювання та підшкірних крововиливів, виразок. Гостра форма променевої хвороби виникає у людини при одноразовому опроміненні понад 100 P (рентген) – 1 ступінь променевої хвороби, а при 400 P (3-й ступінь) спостерігається 50% смертельних випадків, що пов'язано насамперед із втратою імунітету. При експозиційній дозі понад 600 Р (4-й ступінь) гинуть 100% опромінених. Щодо поразки від іонізуючого випромінювання природа поставила людину найважчі умови проти іншими живими істотами. Так, середні смертельні дози (50%) становлять: мавпа-550, кролик - 800, черв'яки - 20000, а амеба - 100000, віруси - понад 1000000 P.
^ Одиниці доз.
Загальною одиницею (заходом) впливу іонізуючого випромінювання на людину є доза. Розрізняють такі основні види доз: поглинена, еквівалентна, ефективна, експозиційна.
^ Доза поглинена (D) - Величина енергії іонізуючого випромінювання, передана речовині:
Де 
- середня енергія, передана іонізуючим випромінюванням речовині, що знаходиться в елементарному обсязі, 
- Маса речовини в цьому обсязі.
^
Доза еквівалентна (Н)
– сума поглинених доз в органах або тканинах, помножених на відповідний коефіцієнт, що зважує, для даного виду випромінювання. 
:
| |
де
- середня поглинена доза в органі або тканині i - того іонізуючого випромінювання. Зважувальні коефіцієнти враховують відносну небезпеку різних видів випромінювання в індукуванні несприятливих біологічних ефектів і залежить від іонізуючої здатності випромінювань. Для різних видів випромінювання значення коефіцієнтів, що зважують, становлять:
Фотони будь-яких енергій, електрони ………………………1
Нейтрони з енергією менше 10 кеВ…………………………5
Від 10 кеВ до 100 кеВ……………….10
Альфа-частинки………………………………………………20
^
Доза ефективна (Е)
– величина, яка використовується як міра ризику виникнення віддалених наслідків опромінення всього тіла людини та окремих її органів і тканин з урахуванням їхньої радіочутливості. Вона являє собою суму творів еквівалентної дози в органах і тканинах на відповідні коефіцієнти, що зважують:
 |
де
- коефіцієнт, що зважує, для органу або тканини, який характеризує відносний ризик на одиницю дози по виходу віддалених наслідків при опроміненні цього органу по відношенню до опромінення всього тіла. При опроміненні організму загалом =1, а при опроміненні окремих органів становить: гонади (статеві залози) – 0,2; шлунок – 0,12; печінка – 0,05; шкіра – 0,01 тощо. 
-
еквівалентна доза у відповідному органі чи тканині. ^
Експозиційна доза (X)
- це кількісна характеристика фотонного випромінювання, заснована на його іонізуючій дії в сухому атмосферному повітрі і являє собою відношення сумарного заряду (dQ) іонів одного знака, що виникають у повітрі при повному гальмуванні всіх вторинних електронів і позитронів, які утворені фотонами в малому обсязі повітря, до маси повітря (dm) у цьому обсязі (справедливо для фотонного випромінювання з енергією до 3 МеВ):
| |
На практиці як характеристику іонізуючого випромінювання широко використовується одиниця рентген (Р), яка є позасистемною одиницею експозиційної дози (при проходженні випромінювання через 1 куб. Експозиційну дозу в рентгенах і поглинену дозу в радах для біологічних тканин можна вважати такими, що збігаються з похибкою до 5%, яка викликана тим, що експозиційна доза не враховує іонізацію, обумовлену гальмівним випромінюванням електронів і позитронів.
Одиниці виміру доз у системі СІ та позасистемні одиниці виміру наведені в таблиці 1.
Таблиця 1
| Доза | Одиниці СІ | Позасистемні одиниці |
| Поглинена | Дж/кг, Грей (Гр) | 1 рад = 0,01 Гр |
| Еквівалентна | Грей   = Зіверт (Зв) | 1 бер = 0,01 Зв |
| Ефективна | Зіверт  =
Зіверт (Зв) | |
| Експозиційна | Кулон/кг (Кл/кг) | Рентген (Р) 1Р=2,58 ∙ 10 -4 Кл/кг 1 Р = 1 рад = 0,013 Зв (У біол.тканинах) |
Для характеристики зміни дози у часі запроваджується поняття потужності дози. Потужність експозиційної, поглиненої та еквівалентної доз відповідно визначаються:
 |
Характеристикою активності радіонукліда (мимовільного розпаду) є відношення числа спонтанних ядерних перетворень, що відбуваються в джерелі за одиницю часу. Одиницею радіоактивності є бекерель (Бк). Беккерель дорівнює активності радіонукліда в джерелі, в якому за час 1с відбувається одне спонтанне ядерне перетворення. Позасистемна одиниця активності кюрі (Кі). 1 Кі = 3,700 10 10 Бк Активність радіонуклідів залежить від часу. Час, протягом якого розпадається половина вихідних атомів, називається періодом напіврозпаду. Так, наприклад, період напіврозпаду йоду 
8,05 діб, а в урану 
- 4,5 млрд. років
^
Норми радіаційної безпеки.
Основним документом, що регламентує допустимі рівні впливу випромінювань на організм людини, в нашій країні, є Норми радіаційної безпеки (НРБ - 99). З метою зниження необґрунтованого опромінення нормування здійснюється диференційовано для різних категорій осіб, що опромінюються, залежно від умов контакту з джерелами випромінювань та місця проживання. Норми встановлюють такі категорії опромінених осіб:
Персонал (групи А та Б);
Все населення, включаючи осіб з персоналу поза сферою та умовами їх виробничої діяльності.
Норми опромінення також диференційовані щодо різної радіочутливості органів та частин тіла людини.
Гранично допустима доза (ПДР) - найбільше значення індивідуальної еквівалентної дози за рік, яке за рівномірного впливу протягом 50 років не викличе у стані здоров'я персоналу несприятливих змін, що виявляються сучасними методами.
Межа дози (ПД) – гранична еквівалентна доза за рік для обмеженої частини населення. ПД встановлюють меншим, ніж ПДР в 10 разів для запобігання необґрунтованому опроміненню цього контингенту людей. Значення ПДР та ПД залежно від групи критичних органів наведені нижче в таблиці 2.
Закономірності біологічного ефекту випромінювання на живу тканину визначають основні засади захисту – зниження щільності потоку випромінювання та часу його дії. Час контакту з випромінюванням у режимі нормальної експлуатації установки є регульованим та контрольованим параметром. Щільність опромінюючого потоку залежить від потужності джерела, його фізичних характеристик та інженерного захисту джерела.
Таблиця 2.
^ Основні межі доз
* Примітка: дози опромінення для персоналу групи Б не повинні перевищувати ¼ значень для персоналу групи А.
^
Захисні заходи.
Під інженерним захистом розуміють будь-яке середовище (матеріал), розташоване між джерелом та зоною розміщення людей або обладнання для ослаблення потоків іонізуючих випромінювань. Захист прийнято класифікувати за призначенням, типом, компонуванням, формою та геометрією. За призначенням захист поділяють на біологічну, радіаційну та теплову.
Біологічний захист має забезпечувати зменшення дози опромінення персоналу до гранично допустимих рівнів. При радіаційному захисті має бути забезпечений ступінь радіаційних пошкоджень різних об'єктів, що зазнають опромінення, до допустимих рівнів. Тепловий захист забезпечує зниження радіаційного енерговиділення у захисних композиціях до допустимих рівнів.
Основними властивостями випромінювань, що визначають умови безпеки поводження з ними, є іонізуюча та проникаюча здатність. Іонізуюча здатність випромінювання відображена у значенні зважувального коефіцієнта, а проникаюча - характеризується величиною лінійного коефіцієнта поглинання.
Закон ослаблення випромінювання в речовині, залежно від його товщини (х), можна записати у такому вигляді:
де n - швидкість рахунку імпульсів струму за наявності захисного матеріалу завтовшки х, імп/с,
n ф - швидкість рахунки імпульсів струму поза зони впливу джерела випромінювання, тобто. фону, імп/с,
n про - швидкість рахунку імпульсів струму без захисного матеріалу, імп/с.
З формули (2) виводимо вираз для розрахунку лінійного коефіцієнта ослаблення:
представленої за результатами вимірювань ослаблення випромінювання за різними товщинами одного матеріалу. І тут ця залежність матиме вигляд прямий з нахилом визначається значенням лінійного коефіцієнта ослаблення, тобто. m = tq а.
Поглинання випромінювання в речовині залежить від природи випромінювання, а також від складу та густини самої речовини. Нижче у таблиці 3 представлена залежність коефіцієнта ослаблення для випромінювання фотонної природи:
Поглинання корпускулярних іонізуючих випромінювань відбувається значно інтенсивніше фотонних. Це можна пояснити або наявністю у частинок, що іонізують речовину, електричного заряду, або за його відсутності наявністю значної маси іонізуючих частинок (нейтронів). Поглинання корпускулярних випромінювань зручно характеризувати величиною вільного пробігу частинок речовини.
Таблиця 3
| Енергія гамма-випромінювання, МеВ | Коефіцієнт ослаблення, см -1 |
|||
| Повітря | оргскло | залізо | свинець |
|
| 0,1 | 0,198 | 0,172 | 2,81 | 59,9 |
| 0,5 | 0,111 | 0,006 | 0,82 | 1,67 |
| 1,0 | 0,081 | 0,07 | 0,45 | 0,75 |
| 2,0 | 0,057 | 0,05 | 0,33 | 0,51 |
| 5,0 | 0,036 | 0,03 | 0,24 | 0,48 |
| 10,0 | 0,026 | 0,022 | 0,23 | 0,62 |
У таблиці 4 представлені характерні значення вільних пробігів частинок повітря для a -, b - і протонного випромінювань.
Таблиця 4
| Вигляд іонізуючого випромінювання | Діапазон енергії, МеВ | Діапазон вільних Пробігів, см |
| a | 4,0 -10,0 | 2,5-10,6 |
| b | 0,01-8,00 | 22-1400 |
| протонне | 1,0-15,0 | 0,002-0,003 |
^
Геометричне ослаблення випромінювань.
Для точкових джерел потік випромінювання, крім вищезазначеної закономірності ослаблення при проходженні в речовині, буде послаблюватися за рахунок геометричної розбіжності, що підпорядковується закону зворотних квадратів
 , |
де I – потужність джерела, R – відстань від джерела.
Геометрично джерела можуть бути точковими та протяжними. Протяжні джерела є суперпозицією точкових джерел і можуть бути лінійними, поверхневими або об'ємними. Фізично точковим можна вважати таке джерело, максимальні розміри якого набагато менше відстані до точки детектування і довжини вільного пробігу в матеріалі джерела.
Для точкового ізотропного джерела визначальну роль ослабленні щільності випромінювання повітря грає геометричне розбіжність. Ослаблення за рахунок поглинання у повітрі, наприклад, для джерела з енергією, що дорівнює 1 МеВ на відстані 3 м, становить 0,2%.
^
Реєстрація випромінювань. Обладнання та порядок досліджень
.
Прилади, що застосовуються в області радіаційного контролю, за своїм призначенням поділяються на дозиметри, радіометри та спектрометри. Дозиметри служать для виміру поглиненої дози іонізуючого випромінювання або її потужності. Радіометри служать для вимірювання щільності потоку випромінювань та активності радіонуклідів. Спектрометри служать для вимірювання розподілу випромінювань енергії частинок або фотонів.
Основа реєстрації будь-якого виду випромінювань – його взаємодія із речовиною детектора. Під детектором розуміється пристрій, на вхід якого надходять іонізуюче випромінювання і на виході з'являються сигнал, що реєструється. Тип детектора визначається природою сигналу – при світловому сигналі детектор називається сцинтиляційним, при імпульсах струму – іонізаційним, при появі бульбашок пари – бульбашкова камера, а за наявності краплинок рідини – камера Вільсона. Речовина, в якій відбувається перетворення енергії іонізуючого випромінювання в сигнал, може бути газом, рідиною або твердим тілом, що дає відповідну назву детекторам: газові, рідинні та твердотільні.
У цій роботі застосовується прилад, що поєднує функції дозиметра та радіометра - переносний геологорозвідувальний СРП-68-01. Прилад складається з блоку виносного детектування БДГЧ-01, переносного пульта, який містить схему вимірювання і стрілочний прилад.
У УРП-68-01 використовується сцинтиляційний детектор на основі неорганічного монокристалу натрій-йод (NaI). Принцип роботи детектора ось у чому. Випромінювання, взаємодіючи з речовиною сцинтилятора, створює спалахи світла. Фотони світла потрапляють на фотокатод і вибивають фотоелектрони. Прискорені та помножені електрони збираються на аноді. Кожному електрону, поглиненому в сцинтиляторі, відповідає імпульс струму в анодному ланцюзі фотоелектронного помножувача, отже, вимірювання може підлягати як середнє значення анодного струму, так і число імпульсів струму в одиницю часу. Відповідно до цього розрізняють струмовий (інтегруючий) та лічильний режими сцинтиляційного дозиметра.
Стрільний прилад у вимірювальному комплексі дозволяє знімати значення двох режимів роботи дозиметра:
Потужність експозиційної дози, мкР/год;
Середня швидкість рахунку імпульсів струму, імп/с.
Як джерело іонізуючого випромінювання в роботі використовується контрольна калібрувальна мітка, яка містить радіонуклід 60 Co з енергією гамма - квантів: 1.17 МеВ та 1.37 МеВ.
Експериментальні дослідження виконуються на лабораторному стенді, основою якого є сцинтиляційний геологорозвідувальний прилад СРП-68-01. Схема стенду представлена рис. 1 та 2.
Рис.1. Блок-схема встановлення
Тут: 1 – переносний пульт вимірювання; 2-вимірювальна лінійка; 3 -досліджувані матеріали, 4 - радіоактивне джерело; 5-трубка детектора; 6 – захисний екран.
Мал. 2. Передня панель вимірювального приладу.
Тут: 1 – перемикач роду робіт; 2 - перемикач меж та режимів вимірювань; 3 – вимірювальна шкала перерахункового приладу; 4 – регулятор рівня звукового сигналу.
Слід зазначити, що кількість актів радіаційного розпаду і кількість зареєстрованих радіометром імпульсів струму є випадковими величинами, які підпорядковуються закону Пуассона. Тому кожен вимір слід повторювати п'ять разів з інтервалом в хвилину і за результат приймати середнє значення.
Для підготовки установки до вимірів необхідно:
включити пульт вимірювання шляхом встановлення перемикача роду робіт (п.1 на рис.2) у положення "5";
звільнити вимірювальне вікно на радіоактивному джерелі, знявши захисний екран.
1. Вимірювання потужності експозиційної дози в залежності від відстані від джерела випромінювань:
Встановити перемикач меж і режимів вимірювань (п.2 на рис.2) нижнє положення «mR/год», в якому вимірюється потужність експозиційної дози в мкР/год;
Зняти значення потужності експозиційної дози вимірювальної шкали перерахункового приладу (п.3 на рис.2), рухаючи трубку детектора (п.2 на рис.1) вздовж вимірювальної лінійки, залежно від відстані до касети у відповідності з варіантом завдання. Вимірювання на відстані більше 60 см необхідно виконати додатково на режимах вимірювання - імп/с, тобто. перемикач меж і режимів вимірів (п.2 на рис.2) необхідно встановити положення (S -1). При цьому відстані значення потужності експозиційної дози та швидкості рахунку відповідатимуть рівню фону у приміщенні.
Встановити трубку детектора вздовж вимірювальної лінійки на відстані 1,5 см від джерела випромінювання і трубка повинна знаходитися в цьому положенні постійно протягом всієї серії вимірювань за п. 2 (для забезпечення однакового ступеня ослаблення випромінювання через геометричну розбіжність);
Встановити перемикач меж і режимів вимірів (п.2 на рис.2) у положення «S -1 », в якому йде рахунок імпульсів струму в імп/с;
Зняти значення щільності потоку без захисних матеріалів між вимірювальним вікном і детектором;
Зняти значення щільності потоку для різних зразків матеріалів відповідно до варіанта завдання, що встановлюються між вимірювальним вікном та детектором;
Зняти значення щільності потоку для різних матеріалів відповідно до варіанта завдання, що встановлюються між вимірювальним вікном та детектором. При цьому зразок необхідної товщини збирається із ряду зразків.
^
Обробка результатів дослідів та розрахункові завдання
Вимірювання потужності експозиційної дози в залежності від відстані від джерела випромінювань:
2. Вимірювання щільності потоку гама - квантів за шаром захисних матеріалів:
^ Умови безпеки під час проведення робіт.
Активність джерела за паспортом становила 0,04 мкKu. Джерело захищене свинцевим екраном, що забезпечує потужність еквівалентної дози на поверхні не більше 0,6 мкЗв/год, і на відстані 0,4 м від джерела рівень випромінювання від нього близький до фону. Зазначені параметри джерела та умови його захисту відповідно до НРБ-96 забезпечують безпеку виконавця у ході виконання досліджень.
^
ВАРІАНТИ ЗАВДАНЬ
| Параметри | Значення за варіантами |
|||
| 1 | 2 | 3 | 4 |
|
| Вимірювання за п.1 Значення відстаней від джерела випромінювань до детектора, см | 0; 4; 8;15; 25;45;70 | 0; 5; 10;20; 35; 50; 75 | 0; 6; 12; 18;25;40;65 | 0;4;9;18; 28;40;65 |
| Вимірювання за п.2 Найменування захисних матеріалів та значення товщин, мм | Орг.стек. -15 | Орг.стек. | Орг.стек. -15 | Орг.стек |
| Розрахунок ефективної дози: Відстань до джерела випромінювання, см Час опромінення, година | ||||
^ Запитання для самоконтролю
1. Які відомі групи іонізуючих випромінювань? Які існують іонізуючі випромінювання? Їхні основні характеристики.
2. Вплив іонізуючих випромінювань на біологічну тканину. Особливості цієї дії.
3. Ознаки променевої хвороби. Ступінь променевої хвороби.
4. Від чого залежить рівень впливу іонізуючих випромінювань на організм людини?
5. Дози іонізуючих випромінювань. Їхній фізичний зміст. Одиниці виміру доз. Співвідношення між одиницями доз.
6. Нормування іонізуючих випромінювань. Від чого залежать гранично допустимі дози.
7. Що розуміється під інженерним захистом від іонізуючих випромінювань?
8. Які матеріали забезпечують найкращий захист від впливу 
частинок, 
частинок, 
випромінювання та чому?
9. Які відомі методи реєстрації іонізуючих випромінювань?
Єфремов С.В., Малаян К.Р., Малишев В.П., Монашков В.В. та ін.
Безпека. Лабораторний практикум
Навчальний посібник
Коректор
Технічний редактор
Директор Видавництва Політехнічного університету ^ А.В. Іванов
Ліцензія ЛР №020593 від 07.08.97
Податкова пільга - Загальноросійський класифікатор продукції
ОК 005-93, т. 2; 95 3005 – навчальна література
Підписано до друку 2011. формат 60х84/16.
Ум.печ.л. . Уч.ізд.л. . Тираж 200. Замовлення
_________________________________________________________________________
Санкт-Петербурзький державний політехнічний університет.
Видавництво Політехнічного університету,
Член Видавничо-поліграфічної асоціації університетів Росії.
Адреса університету та видавництва:
195251, Санкт-Петербург, Політехнічна вул., 29.
100 рбонус за перше замовлення
Оберіть тип роботи Дипломна робота Курсова робота Реферат Магістерська дисертація Звіт з практики Стаття Доповідь Рецензія Контрольна робота Монографія Рішення задач Бізнес-план Відповіді на запитання Творча робота Есе Чертеж Твори Переклад Презентації Набір тексту Інше Підвищення унікальності тексту
Дізнатись ціну
Джерела електромагнітних випромінювань
Відомо, що біля провідника, яким протікає струм, виникають одночасно електричне і магнітне поля. Якщо струм не змінюється у часі, ці поля залежать друг від друга. При змінному струмі магнітне та електричне поля пов'язані між собою, представляючи єдине електромагнітне поле.
Електромагнітне поле має певну енергію і характеризується електричною і магнітною напруженістю, що необхідно враховувати в оцінці умов праці.
Джерелами електромагнітних випромінювань є радіотехнічні та електронні пристрої, індуктори, конденсатори термічних установок, трансформатори, антени, фланцеві з'єднання хвилеводних трактів, генератори надвисоких частот та ін.
Сучасні геодезичні, астрономічні, гравіметричні, аерофотознімальні, морські геодезичні, інженерно-геодезичні, геофізичні роботи виконуються з використанням приладів, що працюють в діапазоні електромагнітних хвиль, ультрависокої і надвисокої частот, наражаючи працюючих на небезпеку з інтенсивністю опромінення до 10 м.
Біологічна дія електромагнітних випромінювань
Електромагнітні поля людина не бачить і не відчуває і тому не завжди застерігається від небезпечного впливу цих полів. Електромагнітні випромінювання шкідливо впливають на організм людини. У крові, що є електролітом, під впливом електромагнітних випромінювань виникають іонні струми, що викликають нагрівання тканин. При певній інтенсивності випромінювання, званої тепловим порогом, організм може не впоратися з теплом, що утворюється.
Нагрів особливо небезпечний для органів із слаборозвиненою судинною системою з неінтенсивним кровообігом (очі, мозок, шлунок та ін.). При опроміненні очей протягом кількох днів можливе помутніння кришталика, що може спричинити катаракту.
Крім теплового впливу електромагнітні випромінювання надають несприятливий впливом геть нервову систему, викликають порушення функцій серцево-судинної системи, обміну речовин.
Тривалий вплив електромагнітного поля на людину викликає підвищену стомлюваність, призводить до зниження якості виконання робочих операцій, сильних болів у серці, зміни кров'яного тиску і пульсу.
Оцінка небезпеки впливу електромагнітного поля на людину проводиться за величиною електромагнітної енергії, поглиненою тілом людини.
3.2.1.2 Електричні поля струмів промислової частоти
Встановлено, що негативний вплив на організм працюючих надають електромагнітні поля струмів промислової частоти (характеризуються частотою коливань від 3 до 300 Гц). Несприятливі впливи струмів промислової частоти виявляються лише за напруженості магнітного поля близько 160-200 А/м. Найчастіше магнітна напруженість поля вбирається у 20-25 А/м, тому оцінку небезпеки впливу електромагнітного поля досить проводити за величиною електричної напруженості поля.
Для вимірювання напруженості електричного та магнітного полів використовують прилади типу "ІЕМП-2". Щільність потоку випромінювання вимірюють різного роду радар-тестерами та термісторними вимірювачами малої потужності, наприклад, "45-М", "ВІМ" та ін.
Захист від електричних полів
Відповідно до стандарту "ГОСТ 12.1.002-84 ССБТ. Електричні поля промислової частоти. Допустимі рівні напруженості та вимоги до проведення контролю на робочих місцях." норми допустимих рівнів напруженості електричних полів залежить від часу перебування людини у небезпечної зоні. Наявність персоналу на робочому місці протягом 8 годин допускається при напруженості електричного поля (Е), що не перевищує 5 кВ/м. При значеннях напруженості електричного поля 5-20 кВ/м час допустимого перебування в робочій зоні в годиннику становить:
Т=50/Е-2. (3.1)
Робота в умовах опромінення електричним полем із напруженістю 20-25 кВ/м має тривати не більше 10 хвилин.
У робочій зоні, що характеризується різними значеннями напруженості електричного поля, перебування персоналу обмежується часом (у годинах):
де і ТЕ - відповідно фактичний та допустимий час перебування персоналу (год), у контрольованих зонах з напруженнями Е1, Е2, ..., Еn.
Основними видами засобів колективного захисту від впливу електричного поля струмів промислової частоти є пристрої, що екранують. Екранування може бути загальним та роздільним. При загальному екрануванні високочастотну установку закривають металевим кожухом – ковпаком. Управління установкою здійснюється через вікна у стінках кожуха. З метою безпеки кожух контактують із заземленням установки. Другий вид загального екранування – ізоляція високочастотної установки в окреме приміщення з дистанційним керуванням.
Конструктивно екрануючі пристрої можуть бути виконані у вигляді козирків, навісів або перегородок із металевих канатів, лозин, сіток. Екрани можуть бути оформлені у вигляді знімних козирків, наметів, щитів та ін. Екрани виготовляють з листового металу товщиною не менше 0,5 мм.
Поряд зі стаціонарними і переносними пристроями, що екранують, застосовують індивідуальні екрануючі комплекти. Вони призначені захисту від впливу електричного поля, напруженість якого перевищує 60 кВ/м. До складу індивідуальних екрануючих комплектів входять: спецодяг, спецвзуття, засоби захисту голови, а також рук та обличчя. Складові елементи комплектів мають контактні висновки, з'єднання яких дозволяє забезпечити єдину електричну мережу і здійснити якісне заземлення (частіше через взуття).
Періодично проводиться перевірка технічного стану екрануючих комплектів. Результати перевірки реєструються у спеціальному журналі.
Польові топографо-геодезичні роботи можуть проводитися поблизу ліній електропередач. Електромагнітні поля повітряних ліній електропередачі високої та надвисокої напруги характеризуються напруженістю магнітної та електричної, що становлять відповідно до 25 А/м і 15 кВ/м (іноді на висоті 1,5-2,0 м від землі). Тому з метою зменшення негативного впливу на здоров'я, при виконанні польових робіт поблизу ліній електропередачі напругою 400 кВ і вище, необхідно обмежувати час перебування в небезпечній зоні, або застосовувати індивідуальні засоби захисту.
3.2.1.3 Електромагнітні поля радіочастот
Джерела електромагнітних полів радіочастот
Джерелами виникнення електромагнітних полів радіочастот є: радіомовлення, телебачення, радіолокація, радіокерування, загартування та плавлення металів, зварювання неметалів, електророзвідка в геології (радіохвильове просвічування, методи індукції та ін.), радіозв'язок та ін.
Електромагнітна енергія низької частоти 1-12 кГц широко використовується в промисловості для індукційного нагріву з метою гартування, плавлення, нагрівання металу.
Енергія імпульсивного електромагнітного поля низьких частот застосовується для штампування, пресування, для з'єднання різних матеріалів, лиття та ін.
При діелектричному нагріванні (сушіння вологих матеріалів, склеювання деревини, нагрівання, термофіксація, плавка пластмас) використовуються установки в діапазоні частот від 3 до 150 МГц.
Ультрависокі частоти використовуються в радіозв'язку, медицині, радіомовленні, телебаченні та ін. Роботи з джерелами надвисокої частоти здійснюються в радіолокації, радіонавігації, радіоастрономії та ін.
Біологічна дія електромагнітних полів радіочастот
По суб'єктивним відчуттям і об'єктивним реакціям організму людини немає особливих відмінностей при вплив всього діапазону радіохвиль ВЧ, УВЧ і НВЧ, але характерні прояви і несприятливі наслідки впливів НВЧ електромагнітних хвиль.
Найбільш характерними при впливі радіохвиль всіх діапазонів є відхилення від нормального стану центральної нервової системи та серцево-судинної системи людини. Спільним у характері біологічної дії електромагнітних полів радіочастот великої інтенсивності є тепловий ефект, що виражається у нагріванні окремих тканин чи органів. Особливо чутливі до теплового ефекту кришталик ока, жовчний міхур, сечовий міхур та деякі інші органи.
Суб'єктивними відчуттями опромінюваного персоналу є скарги на частий головний біль, сонливість або безсоння, стомлюваність, млявість, слабкість, підвищену пітливість, потемніння в очах, розсіяність, запаморочення, зниження пам'яті, безпричинне почуття тривоги, страху та ін.
До перерахованих несприятливих впливів на людину слід додати мутагенну дію, а також тимчасову стерилізацію при опроміненні інтенсивностями вище теплового порога.
Для оцінки потенційних несприятливих впливів електромагнітних хвиль радіочастот прийнято допустимі енергетичні характеристики електромагнітного поля для різного діапазону частот - електрична та магнітна напруженості, щільність потоку енергії.
Захист від електромагнітних полів радіочастот
Для забезпечення безпеки робіт із джерелами електромагнітних хвиль проводиться систематичний контроль фактичних значень нормованих параметрів на робочих місцях та у місцях можливого знаходження персоналу. Якщо умови роботи не задовольняють вимог норм, то застосовуються такі способи захисту:
1. Екранування робочого місця чи джерела випромінювання.
2. Збільшення відстані від робочого місця до джерела випромінювання.
3. Раціональне розміщення устаткування робочому приміщенні.
4. Використання засобів запобіжного захисту.
5. Застосування спеціальних поглиначів потужності енергії зменшення випромінювання у джерелі.
6. Використання можливостей дистанційного керування та автоматичного контролю та ін.
Робочі місця зазвичай мають у зоні мінімальної інтенсивності електромагнітного поля. Кінцевою ланкою в ланцюзі інженерних засобів захисту є засоби індивідуального захисту. Як індивідуальні засоби захисту очей від дії НВЧ-випромінювань рекомендуються спеціальні захисні окуляри, скла яких покриті тонким шаром металу (золота, діоксиду олова).
Захисний одяг виготовляється з металізованої тканини та застосовується у вигляді комбінезонів, халатів, курток з капюшонами, із вмонтованими в них захисними окулярами. Застосування спеціальних тканин у захисному одязі дозволяє знизити опромінення у 100-1000 разів, тобто на 20-30 децибелів (дБ). Захисні окуляри знижують інтенсивність випромінювання на 20-25 дБ.
З метою запобігання професійним захворюванням необхідно проводити попередні та періодичні медичні огляди. Жінок у період вагітності та годування груддю слід переводити на інші роботи. Особи, які не досягли 18-річного віку, до роботи з генераторами радіочастот не допускаються. Особам, які мають контакт із джерелами НВЧ- та УВЧ-випромінювань, надаються пільги (скорочений робочий день, додаткова відпустка).
Світлове випромінювання.На його частку припадає 30-35% енергії ядерного вибуху. Під світловим випромінюванням ядерного вибуху розуміється електромагнітне випромінювання ультрафіолетового, видимого та інфрачервоного спектра. Джерелом світлового випромінювання є область вибуху, що світить. Час дії світлового випромінювання і розміри області, що світиться, залежать від потужності вибуху. З її збільшенням вони зростають. За тривалістю свічення можна орієнтовно визначити потужність ядерного вибуху.
З формули:
де X- Тривалість світіння (с); д - потужність ядерного вибуху (кт), видно, що час дії світлового випромінювання при наземному та повітряному вибуху потужністю 1 кт становить 1 с; 10 кт – 2,2 с, 100 кт – 4,6 с, 1 мгт – 10 с.
Вражаючим фактором впливу світлового випромінювання є світловий імпульс -кількість прямої світлової енергії, що падає на 1 м 2 поверхні, перпендикулярною до напряму поширення світлового випромінювання за весь час світіння. Величина світлового імпульсу залежить від виду вибуху та стану атмосфери. Вимірюється в системі Сі в джоулях (Дж/м 2) та калоріях на см 2 у позасистемній системі одиниць. 1 Кал/см2 = 5 Дж/м2.
Вплив світлового випромінювання викликає в людини опіки різного ступеня:
- 2,5 Кал/см 2 - почервоніння, болючість шкіри;
- 5 - на шкірі з'являються бульбашки;
- 10-15 – поява виразок, омертвіння шкіри;
- 15 і вище – омертвіння глибоких шарів шкіри.
Втрата працездатності настає при отриманні опіків другого та третього ступеня відкритих ділянок тіла (особа, шия, руки). При прямому влученні світла у вічі можливий опік очного дна.
Тимчасове засліплення настає при раптовій зміні яскравості поля зору (сутінки, ніч). Вночі засліплення може мати масовий характер і тривати хвилинами.
При дії на матеріали імпульс величиною від 6 до 16 Кал/см 2 викликає їх загоряння та призводить до пожеж. При легкому тумані величина імпульсу зменшується у 10 разів, при густому – у 20 разів.
Приводить до численних пожеж та вибухів унаслідок пошкодження газових комунікацій та електромереж.
Вражаюча дія світлового випромінювання знижується при своєчасному оповіщенні, використанні захисних споруд та ЗІЗ (одягу, окулярів).
Проникаюча радіація (4-5% енергії ядерного вибуху) являє собою потік у-квантів і нейтронів, випромінюваних протягом 10-15 з світиться області вибуху в результаті ядерної реакції і радіоактивного розпаду його продуктів. Частка нейтронів енергії проникаючої радіації становить 20%. При вибухах малої та надмалої потужності частка проникаючої радіації значно зростає.
Радіус ураження проникаючою радіацією незначний (половинне зменшення дози відбувається при подоланні повітря 4-5 км).
Потік нейтронів викликає в навколишньому середовищі наведену радіоактивність за рахунок переходу атомів стабільних елементів до їх радіоактивних ізотопів, які в основному коротко- живуть. Вплив проникаючої радіації на людину викликає у неї променеву хворобу.
Радіоактивне зараження (забруднення) довкілля (РЗ). На її частку припадає 10-15% усієї енергії ядерного вибуху. Виникає внаслідок випадання радіоактивних речовин (РВ) із хмари ядерного вибуху. Розплавлена маса ґрунту містить радіоактивні продукти розпаду. При низькому повітряному, наземному і особливо підземному вибуху ґрунт з лійки, утвореної вибухом, втягуючись у вогненну кулю, розплавляється і перемішується з радіоактивними речовинами, а потім повільно осідає на землю як у районі вибуху, так і за його межами у напрямку руху вітру. Залежно від потужності вибуху локально випадає 60-80% (РВ). 20-40% піднімається в атмосферу та поступово осідає на землю, утворюючи глобальні площі заражених територій.
При повітряних вибухах РВ не поєднуються з ґрунтом, а піднімаються в атмосферу, розносячись в ній і повільно випадаючи у вигляді дисперсійного аерозолю.
На відміну від аварії на АЕС, де слід аварійного викиду РВ має мозаїчну форму через часту зміну напрямку вітру в приземному шарі, при ядерному вибуху утворюється еліпсоподібний слід, оскільки за час локального випадання РВ напрям вітру практично не змінюється.
Джерелами РЗ місцевості є продукти поділу матеріалу ядерного вибуху, а також частинки матеріалу, що не прореагували. (II 235, Р1; 239). Незначну частку у загальній масі РВ становлять радіоактивні елементи - продукти дії наведеної радіації, що утворюються внаслідок нейтронного випромінювання.
Характерною особливістю РЗ є спад рівня радіації, що постійно відбувається, внаслідок розпаду радіонуклідів. За час, кратний 7, рівень радіації знижується в 10 разів. Так, якщо через 1 год після вибуху рівень радіації прийняти за вихідний, то через 7 год він знизиться у 10 разів, через 49 год – у 100 разів, а через 14 діб – у 1000 разів у порівнянні з початковим.
При аварії на АЕС спад рівня радіації відбувається повільніше. Це іншим ізотопним складом радіоактивного хмари. Більшість короткоживучих ізотопів розпадаються ще в процесі роботи реактора, і їхнє число при аварійному викиді значно менше, ніж при ядерному вибуху. Внаслідок цього спад рівня радіації при аварії за семиразовий проміжок часу зменшується лише вдвічі.
Електромагнітний імпульс (ЕМІ). При ядерних вибухах в атмосфері в результаті взаємодії у-випромінювання та нейтронів з атомами навколишнього середовища виникають короткочасні потужні електромагнітні поля з довжиною хвилі від 1 до 1000 м і більше. (Відповідає діапазону радіохвиль.) Вражаюча дія ЕМІ обумовлена виникненням потужних електричних полів у проводах та кабелях ліній зв'язку, в антенах радіостанцій та інших радіоелектронних пристроях. Вражаючим фактором ЕМІ є напруженість електричного та (меншою мірою) магнітного полів, що залежить від потужності та висоти вибуху, відстані від центру вибуху, властивостей навколишнього середовища. Найбільше вражаюче вплив ЕМІ надає при космічному і висотному ядерних вибухах, виводячи з ладу радіоелектронну апаратуру, що у навіть заглиблених приміщеннях.
Один ядерний вибух у верхніх шарах атмосфери може породити ЕМІ, достатній для того, щоб порушити роботу електронного обладнання на території всієї країни. Так, 9 липня 1962 р., в м. Охау на Гаваях, що знаходиться за 1300 км від острова Джонстон, що розташований у Тихому океані, де проводилися ядерні випробування, погасли вуличні ліхтарі.
Боєголовка сучасної балістичної ракети здатна пробивати до 300 м-коду кам'яних порід і спрацьовувати в особливо укріплених пунктах управління.
З'явився новий вид АЛЕ – «компактна атомна бомба надмалої потужності». При вибуху її виникає випромінювання, яке подібно до «нейтронної бомби» знищує все живе в районі поразки. Її основою є хімічний елемент гафній, атоми якого під час опромінення активізуються. В результаті виділяється енергія у вигляді у-випромінювання. За бризантністю (руйнівною здатністю) 1 г гафнію еквівалентний 50 кг тротилу. Застосуванням гафнію у боєприпасі можна створити мініатюрні снаряди. Радіоактивних опадів після вибуху гафнієвої бомби буде дуже мало.
Сьогодні близько 10 країн практично дуже близькі до створення ядерної зброї. Однак цей вид зброї найлегше піддається контролю через його неминучу радіоактивність і технологічну складність виробництва. Складніші справи з хімічною та біологічною зброєю. Останнім часом виникло безліч підприємств із різною формою власності, що працюють у галузі хімії, біології, фармакології, харчової промисловості. Тут навіть у кустарних умовах можна приготувати ВВ чи смертельно небезпечні біопрепарати, можна відпустити товар за усним розпорядженням керівника. У підмосковному місті Оболенську знаходиться найбільший у світі центр біологічних досліджень, в якому зібрано унікальну колекцію штамів найнебезпечніших хвороботворних бактерій. Цех збанкрутував. Виникла реальна загроза втрати унікальної колекції.