Лекция №5

Тема: Защита от облучения электромагнитной энергией радиочастот.

Воздействие электромагнитных полей (ЭМП) на человека и нормирование.

Действие ЭМП на человека тем значительнее, чем выше напряжённость поля, частота излучения и длительность воздействия. При облучении происходит нагрев тела с повышением его температуры. Нарушается работа сердечно-сосудистой системы. Жалобы на боли в сердце, нарушение сна, головная боль, быстрое утомление, раздражительность, потеря памяти. Большинство изменений накапливается. Предельно допустимые уровни (ПДУ) облучений установлены в зависимости от частоты излучения ЭМП условно подразделяют на 3 вида:

Вид ЭМП	F,МГц	,м
вч	0,0330	1000010
увч	30300	101
свч	300300000	10,001

ЭМП любой частоты имеет 3 условные зоны в зависимости от расстояния X до источника:

• Зону индукции (пространство с радиусом Х 2);

• Промежуточную зону (зону дифракции);

• Волновую зону, Х2

Рабочие места вблизи источников ВЧ полей попадают в зону индукции. Для таких источников уровни облучений нормированы величиной напряжённости электрического Е(Вм) и магнитного Н(А/м) полей.

ГОСТом 12.1.006-84 установлены ПДУ на рабочем месте в течении всего рабочего дня:

F,МГц	Е .,В/м	F,Мгц	Н .,А/м
0,063 3,030	50 20	0,061,5 3050	5 0,3
3050	10
50300	5

Работающие с генератором СВЧ попадают в волновую зону. В этих случаях ПДУ облучения нормируется по плотности потока мощности  (мВт / см²).

ПДУ для СВЧ установлены в зависимости от длительности облучения:

Длительность облучения	, мВТ/см²
7 часов	0,01
Менее 2 часов	0,1
Менее 20 минут	1(с очками)

Контроль облучения.

Производят не реже 1 раза в год, измеряя Е, Н, .

Датчиками для измерения являются: диполь (для Е); рамка (для Н); рупорная антенна (для ).

Способы и средства защиты от ЭМ облучений.

1. Экранирование источника или рабочего места.

2. Защита расстоянием (удаление рабочего места от источника).

3. СИЗ (средства индивидуальной защиты).

4. Рациональное размещение излучающего оборудования в помещение, позволяющее обеспечить минимум направленности прямой и отражённой энергии на рабочее место.

5. Сигнализация о превышении ПДУ облучения (сигнализатор типа П2-2).

6. Ограничение длительности работы персонала и оборудования.

Экранирование.

Для отражающих экранов используют металлы (медь, латунь, алюминий, сталь), имеющие высокую проводимость. Экраны в виде: листов толщиной 0,5 мм (или по расчёту); сетки из проволоки 0,11,0 мм с ячейками 11, 1010 мм (в зависимости от , нужно ). Форма экранов: замкнутые (камеры); незамкнутые (щит, П-образный, полусфера и т.п.).

При использовании экранов ЭМ энергия поглощается в поверхностном слое металла, частично отражаясь в сторону источника. Основная характеристика экрана - эффективность экранирования, т.е. степень ослабления ЭМП.

Экранирование высокочастотных термических установок.

Рабочий элемент-конденсатор.

Расчёт заключается в определении размеров экрана. В качестве экрана может быть использован, например, замкнутая труба квадратного сечения.

а)

б)

а) продольное и б) поперечное сечение экрана.

Напряжённость электрического поля Е ослабляется экраном и убывает обратнопропорционально квадрату расстояния (Х) от источника до оператора.

Отсюда соотношение геометрических размеров экрана:

,

где – напряжённость на рабочем месте.

Рабочий элемент-индуктор.

Экран - замкнутый цилиндр с диаметром D.

Напряжённость магнитного поля на рабочем месте: Отсюда соотношение геометрических размеров экрана:

где I, r, n - ток, радиус индуктора, число его витков;

x - расстояние до рабочего места.

Защита от СВЧ энергии.

При снятии характеристик РЛС для ослабления облучения к волноводу подключат поглощающую нагрузку - порошковое железо, граффито - цементный наполнитель и др.

От утечек энергии защищаются металлическими экранами замкнутого и незамкнутого типа. Металлы отражают практически всю падающую на них энергию, существенно отражают и др. металлы. Частично отражённую от экранов, оборудования энергию поглощают с помощью покрытий из непроводящих материалов (каучук, поролон и др., с проводящими добавками), где энергия рассеивается в виде тепловых потерь.

Коэффициент отражения:

, при ,

Другой вид поглощающих покрытий действует по принципу вычитания амплитуд прямой и запаздывающей отражённых волн. Это интерференционные поглощающие покрытия. Сдвиг по фазе достигается за счёт толщины покрытия, которая должна быть равной нечётному n

числу четвертей волны ЭМЭ (n=1,3,5…).

Равенство амплитуд получают за счёт материала, в качестве которого используют резину, обработанную ферромагнитным порошком железа.

Защита от облучения при настройке и испытаниях СВЧ установок.

Настройку выполняют в закрытых камерах - экранах, требование к которым следующие:

• При работе на полную мощность утечка энергии не должна превышать ;

• Управление установкой - дистанционное;

• Применение блокировки дверей (автоматически снимает напряжение при открытии дверей);

• Вентиляционные, смотровые отверстия, рукоятки управления должны быть защищены от утечек энергии в окружающую среду.

Способы защиты от утечек сквозь отверстия.

а)

б)

1 - стенка установки или экрана;

2 - труба длиною L;

3 - сетка с мелкими ячейками на входе и выходе из трубы;

4, 5 - сечение трубы в виде - сот или круглое.

а) Защита в виде сеток на входе и выходе. Размер ячейки сетки . Сетка подбирается из таблиц в зависимости от мощности и длины волны.

б) Внутри трубы по всей длине размещается решётка из металлических сот L.

Соотношение размеров решётки:

в) Открытая труба - цилиндр с размерами:

Защита рабочего места и помещений.

При невозможности экранировать источник и защититься от утечки, экранируют рабочее место, используя эластичные материалы для чехлов, спецодежды (х/б ткань с металлическим проводом в виде сетки с ячейкой 0,5 мм). Площадь нормируется от 40 до 70 м в зависимости от мощности источника. Металлические предметы и оборудование, отражающие предметы и оборудование, отражающие утечки энергии, удаляют.

Профилактика: медосмотры 1 раз в год; дополнительный отпуск - 12 рабочих дней; сокращённый рабочий день - при превышении ПДУ.

Лазер.

Лазер - оптический квантовый генератор (ОКГ). Генерирует электромагнитные волны ультрафиолетового, видимого и инфракрасного диапазонов. Основные элементы ОКГ: рабочее вещество (монокристалл - рубин, газ- гелий и др.) с оптическим резонатором из параллельных зеркал; источник энергии - лампа, дающая мощные вспышки яркости 4*10 кд/м в течение 1-90мс или ЭМП ВЧ или УВЧ (для газа).

Воздействие лазерного излучения на человека.

Работа лазера сопровождается воздействием вредных факторов: лазерным излучением; слепящим светом ламп; выделением озона, окислов азота из воздуха; вредных веществ из мишени и др. Энергия излучения лазера поглощается в тканях тела человека, вызывая его нагрев и функциональные расстройства. Местное воздействие выражается в ожогах кожи и глаз. Луч света очень опасен для глаз - он почти без потерь проходит через жидкие среды глазного яблока и поражает сетчатку. Опасны также лучи, отраженные от любой даже незеркальной поверхности. Общее воздействие выражается в виде расстройства центральной нервной системы, сердечно- сосудистой системы, мозгового кровообращения.

Нормирование лазерного излучения.

ПДУ лазерного облучения установлены «Санитарными нормами и правилами устройства и эксплуатации лазеров» утверждёнными Минздравом СССР в 1981г. Нормируемым параметром облучения прямым и отражённым лазерным светом является: энергетическая экспозиция (Дж/см ).

Измерение лазерного излучения.

Контроль за соблюдением ПДУ осуществляется путём измерения или расчёта нормируемых параметров на рабочих местах. Измерения производятся не реже 2 раз в год, перпендикулярно лучам в нескольких местах рабочей зоны.

Расчёт энергетической освещённости на рабочем месте.

или ,

где - плотность потока энергии в световом пучке, Вт/см ;