Автор работы: Пользователь скрыл имя, 28 Апреля 2013 в 12:54, лекция
Работа содержит курс лекций по "Безопасности жизнедеятельности".
Лекция 6. 18.10.99
ТЕМА: Электромагнитные излучения. (ЭМИ)
1.Источники ЭМИ высоких, ультра- и сверхвысоких частот.
2.Характеристики ЭМИ.
3.Воздействие ЭМИ на организм.
4. Нормирование ЭМИ.
5. Защита от ЭМИ.
1) Источники ЭМИ высоких, ультра- и сверхвысоких частот.
Схема 1. Шкала частот
ЭМ излучениями пронизано все окружающее пространство. Человек является источником ЭМИ слабой интенсивности. В природе существуют естественные источники ЭМИ.
Природные источники ЭМ полей: 1) атмосферное электричество; 2) радио излучение Солнца и галактик (реликтовое излучение, равномерно распространенное во Вселенной); 3) Электрическое и магнитное поля Земли (грозы - испускание низких ЭМИ).
Проблема вредного воздействия ЭМИ на человека возникла во 2 половине XX века в связи с возросшей ролью техногенных источников ЭМИ. Техногенные источники ЭМИ: 1) на производстве - а) устройства для индукционной и диэлектрической обработки различных материалов (печи, плавильни); б) источники для ионизации газов, поддержания разряда при сварке, получения плазмы; в) устройства для сварки и прессования синтетических материалов; г) линии электропередач, особенно высоковольтные; д) распределительные устройства; е) измерительные устройства и т.д.; 2) в быту - проводка; 3) радиостанции, ТВстанции, блоки передатчиков, антенные системы и т.д.
2)Характеристики (параметры) ЭМИ.
для вакуума = с - скорость света, где f - частота, лямбда - длина волны; 2) для воздуха
f * l @С
2)Количественные оценки: (до 300 МГц - (от пром-х частот))
В схеме 3 - I) - зона индукции (ЭМ поле еще не сформировалось, электрич. и магнитное поля действуют отдельно); II) - переходная между I и III зонами; III) - зона излучения (волновая зона - где ЭМ поле сформировано). Радиус зоны индукции зависит от длины волны излучения:
Для токов промышленных частот размер II уходит на неск-ко десятков км. Начиная со сверхвыс. частот, зона индукции становится маленькой, волновая зона становится большой (человек оказывается в волновой зоне), и оценка идет по единой характеристике J. J = векторное произведение E на H; J - плотность потока энергии (ППЭ для нормативных документов).
3)Воздействие ЭМИ на человека.
Зависит от факторов: 1) частота колебаний (f); 2) значения напряженности эл. и магн. полей (до 300 МГц) и плотности потока энергии (СВч, ИКИ и тд) - речь о силе воздействия; 3) размеры облучаемой поверхности тела; 4) индивидуальные особенности организма; 5) комбинированные действия с другими факторами среды Воздействие ЭМИ 2-х видов: 1) тепловое и 2) специфическое. 1) Тепловое возд-е (механизм) - в эл. поле молекулы и атомы поляризуются, а полярные молекулы (вода) ориентируются по направлению ЭМ поля; в электролитах возникают ионные токи => нагрев тканей. Электролиты составляют осн - й %-т от веса человека. Диэлектрики: сухожилия, хрящи, кости - возможен нагрев за счет поляризации. Чем больше напряженность поля, тем сильнее нагрев. До определенного порога избыточная теплота отводится от тканей за счет механизма терморегуляции. Тепловой порог: J = 10 мВт/кв.см. Начиная с этой величины - возможность организма отводить тепло исчерпывается и начинается нагрев. Слабая терморегуляция (где много жидкости, но слабо развита кровеносная система): хрусталик глаза, глаз, мозг (ткань головного мозга), печень, почки и т.д.
2) Специфическое воздействие ЭМ полей сказывается при интенсивностях, значительно меньших теплового порога. ЭМ поля изменяют ориентацию белковых молекул, тем самым, ослабляя их биохимическую активность. В результате наблюдается изменение структуры клеток крови, изменения в эндокринной системе, а также ряд трофических заболеваний (нарушение питания тканей: ломкость ногтей, волос и т.д.), нарушение ЦНС, серд. - сосуд. системы; при низких дозах есть опасность воздействия на иммунитет.
4)Нормирование ЭМИ.
Осуществляется в зависимости от диапазона частот. При нормировании учитывается: 1) диапазон частот; 2) значения напряженности эл. и магн. полей и энергетическая нагрузка: ЭН = ППЭ*Т; где ЭН - энергетич. нагрузка; ППЭ - плотность потока энергии; Т - время, в течение которого человек подвергается воздействию ЭМИ ГОСТ 12.1.006-14 - нормирует напряженность ЭМ поля (Е и Н) в диапазоне частот от 60 Гц до 300 МГц. Санитарные нормы: СН 1748 - 72 - нормируют значения постоянных магн. полей. Предельно допустимая ППЭ = ЭН предельно допустимого уровня (осн. параметр для нормирования)/ Т (время пребывания человека). Если в течение рабочего времени человек подвергается воздействию ЭМИ, ППЭ не должна превышать 1 мВт/кв.см. Нормирование ЭМ поля пром. частоты - 50 Гц: зона индукции - десятки км. Эл. поле нормируется, магн. - нет. По офиц. данным неблагоприятные воздействия ЭМ поля проявляются при напряженностях магнитного поля, начиная с 160 - 200 Ампер/метр. Токи пром. частот не превышают 25 А/м. В зависимости от времени нахождения человека в поле пром. частоты устанавливается предельное значение напряженности эл. поля (8 часов - не > 5 кВ) 5) Защита от ЭМИ. Способы защиты: 1) уменьшение мощности источника - уменьшение параметров излучения в самом источнике (защита количеством) - осн. поглотители - графит, резина и т.д.; 2) экранирование источника излучения (рабочего места); 3) выделение зоны излучения (зонирование территории); 4) Установление рациональных режимов эксплуатации установок, 5) применение сигнализации; 6) Защита расстоянием (особенно эффективна для СВч) формула 7) Защита временем (от тока пром. частоты) 8) Средства индивидуальной защиты (спец. костюмы).
Лекция 7. 25.10.99
ИКИ - тепловое излучение близко к СВч. Зашита от ИКИ - защитные экраны. УФИ - вредно для глаз, кожи, имеет слабое ионизирующее действие. Качество бактерицидности УФИ - в медицине. !!!
На сам. изучение - Лазерное излучение: 1) Особенности ЛИ; 2) Опасные факторы, связанные с Л облучением; 3) Воздействие ЛИ на живые ткани; 4) Защита от ЛИ; 5) Классы опасности Л установок Найти лит-ру по защите от УФИ.
ТЕМА: Ионизирующее излучение (ИИ). 1) Международные организации по вопросам радиационной защиты. 2) Виды ИИ, их характеристики. 3) Единицы активности и дозы ИИ. 4) Биологическое воздействие ИИ: 4.1) Внешнее облучение; 4.2)Внутр. облучение; 4.3) Заболевания от радиации; 4.4)Зависимость острого поражения от дозы. 5) Нормирование ИИ. 6) Защита от ИИ. Дозиметрический контроль.
1) Международные организации по вопросам радиационной защиты. До конца 19 в чел-во подвергалось ИИ, но ничего не знало об этом. Люди столкнулись с отрицат. эффектом ИИ в связи с открытием рентгеновских лучей. В 1985 г. помощник Рентгена получил ожог рук при взаимодействии с рентген-ми лучами. Чуть позже А.Беккерель положил в карман пробирку с радием. Мария Кюри умерла от внеш. и внутр. поражения (останки ее до сих пор радиоактивны). В конце 20-х гг. стало известно, что ИИ обладает отрицательным действием, создана Международная комиссия по радиационной защите (МКРЗ) - разрабатывает правила работы с радиоактивными веществами и мероприятия по защите от радиации.Национальные институты безопасности разрабатывают нац-ные нормативы согласно МКРЗ. До 50-х гг. многие не знали о радиации; затем США вели интенсивные испытания ядерного оружия в атмосфере - амер. бомбардировки японских городов. В 1955 г Генеральная Ассамблея ООН основала научный комитет по действию атомной радиации (НКДАР); занимается изучением воздействия радиации, независимо от ее источника, на окр. среду и население. В России таким институтом является НИИ радиационной гигиены в СПб.
2) Виды ИИ, их характеристики. ИИ - излучения, взаимодействие которых со средой приводит к образованию зарядов противоположных знаков. Виды ИИ: 1) ЭМ часть ИИ: 1.1) рентгеновское (Х-rays): 1.1.1) тормозное (торможение потока электронов) - различные дисплеи; 1.1.2) характеристическое (изменение энергетического состояния электрона и переход его на др. орбиталь); 1.2) g (гамма) - излучение; 2) Корпускулярная часть ИИ: 2.1) a (альфа) - И (ядро гелия); 2.2) b (бета) - И (электроны); 2.3) нейтронное И. Характеристики ИИ: Проникающая (спос-ть И проникать через вещество) и ионизирующая (спос-ть образовывать заряд) способности. При высокой проникающей сп-ти имеет место низкая ионизирующая сп-ть, и наоборот. Корпускулярное И: 1) a: Пробег квазитронов альфа-частиц в воздухе составляет 8-9 см, проникновение в кожу - до неск-ких микрометров, т.е. проникающая сп-ть крайне мала. Ионизирующая сп-ть альфа-частиц высокая, т.к. это тяжелые частицы. 2) b И: Поток электронов имеет максимальный пробег в воздухе - 1800 см, проникновение в живую ткань - 2,5 см. Ионизирующая способность высокая, но на 3 порядка ниже, чем у альфа. 3) Нейтронное И: Обладает высокой ионизирующей сп-тью, проникающая сп-ть при достаточно упругом взаимодействии невысока; при неупругом взаимодействии поток нейтронов вызывает вторичное И в виде других заряженных частиц и гамма-квантов. ЭМИ: Проникающая сп-ть растет от X-rays к гамма-И, а ионизир. сп-ть во много раз <, чем у корпускулярного И.
3) Единицы активности и дозы ИИ. Относятся к количественным характеристикам. а) Активность (А): (распад атомного ядра с испусканием ИИ)
формула выражает число спонтанных ядерных превращений за единицу времени. [Бк] - 1 Беккерель -1 распад ядра в секунду. [Ки] - Кюри, А используется для оценки загрязненности территории радионуклидами. б) Экспозиционная доза облучения - характеризует ионизирующую сп-ть облучения dQ - заряд; dm - элементарная масса. Опр. dQ - полный заряд ионов одного знака возникающий в воздухе в данной точке пространства при полном торможении всех вторичных электронов, которые были образованы фотонами в малом объеме воздуха массой dm.
D - поглощенная доза. DE - энергия, сообщенная ионизирующим излучением веществу массой dm. Эквивалентная доза - характеризует воздействие ИИ на живую ткань ; К1 - размерный коэффициент, который показывает во сколько раз ионизирующий эффект данного излучения больше ионизирующего эффекта рентгеновского излучения. Для a - частиц К1=10. Эти единицы приняты старые показатели:: 1Гр=100 рад, 1 Зв=100 бэр (биологический эквивалент рада). Для измерения малых доз облучения используется млЗв.
Помимо эквивалентной дозы есть эффективная эквивалентная доза
К2 - учитывает одинаковое воздействие ИИ на различные виды тканей. Самыми уязвимыми тканями являются клетки красного костного мозга К2=0,12. При облучении всего органтзма в целом К2=1. Затем уязвимы ганады (половые железы), т.к. возможна мутация в потомстве ,К2=0,25; легкие К2=0,12; молочные железы = 0,15; костная ткань = 0,01; щитовидная железа = 0,03; на остальные ткани приходится 0,3. Эфф.экв.доза необходима для пересчета эффективной- дозы при облучении части тела. Полная эффективная эквивалентная доза - это доза, которую человек получает в течение всей своей жизни. Многие радионуклиды имеют период распада 100 и более лет. Также можно применять коллективную полную эффективную эквивалентную дозу. Полная эффективная эквивалентная доза с течением времени уменьшается, а коллективная увеличивается из-за миграции нуклидов, что влияет на генофонд. Источники ИИ: естественные и техногенные.
Естественные источники: космическое излучение, излучение естественно распределенных природных радиоактивных веществ. Снимок черепа = 0,08-6 Рентген=8-60 млЗвж снимок зуба = 30-50 млЗв; флюорография = 2-5 млЗв.
4)Биологическое воздействие ИИ. Внешнее облучение - источники излучения вне организма. Внутреннее облучение - источник внутри. Как внешний источник опасно рентгеновское и гамма-излучение. Как внутреннее особо опасно корпускулярное излучение, т.к. нет естественной преграды - кожи. Биологическое воздействие связано с ионизацией воды в организме человека. При этом образуется ион ОН `- гидроксильная группа, резко ускоряются процессы окисления, нарушаются биохимические реакции, что приводит : 1.Торможение функций кроветворных органов;2.Нарушение нормальной свертываемости крови;3.Повышение хрупкости кровеносных сосудов; 4.Расстройство деятельности желудочно-кишечного тракта;5.Снижение иммунитета;6.Общее истощение организма.