ЗАЩИТА ОТ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ ИЗЛУЧЕНИЙ

Бурное развитие машиностроительных отраслей народного хозяйства привело к использованию в некоторых производствах электромагнитных волн. Причем в ряде случаев человек оказы­вается подвержен их воздействию. Электромагнитные волны, взаимодействуя с тканями тела человека, вызывают определенные функциональные изменения. При интенсивном облучении эти изменения могут оказать вредное воздействие на организм че­ловека. Знание природы воздействия электромагнитных волн на организм человека, норм допустимых облучений, методов кон­троля интенсивности излучений и средств защиты от них является совершенно необходимым для специалистов машиностроения в их многогранной практической деятельности.

Электромагнитное поле — это особая форма материи, пред­ставляющая собой взаимосвязанные электрическое и магнитное поля.

Энергия электромагнитного поля может переходить в другие формы энергии. Фактически само существование жизни на Земле обусловлено преобразованием электромагнитной энергии (энер­гии солнечных лучей) в тепловую, химическую и другие виды энергии.

Действие электромагнитного излучения на организм человека в основном определяется поглощенной в нем энергией. Известно, что излучение, попадающее на тело человека, частично отража­ется и частично поглощается в нем. Поглощенная часть энергии электромагнитного поля превращается в, тепловую энергию. Эта часть излучения проходит через кожу и распространяется в организме человека в зависимости от электрических свойств тканей (абсолютной диэлектрической проницаемости, абсолютной магнитной проницаемости, удельной проводимости) и частоты ко­лебаний электромагнитного поля.

Существенные различия электрических свойств кожи, под­кожного жирового слоя, мышечной и других тканей обусловли­вают сложную картину распределения энергии излучения в ор­ганизме человека. Точный расчет распределения тепловой энергии, выделяемой в организме человека при облучении, практически невозможен. Тем не менее, можно сделать следующий вывод: волны миллиметрового диапазона поглощаются поверхностными слоями кожи, сантиметрового — кожей и подкожной клетчаткой, дециметрового — внутренними органами.

Кроме теплового действия электромагнитные излучения вызы­вают поляризацию молекул тканей тела человека, перемещение ионов, резонанс макромолекул и биологических структур, нерв­ные реакции и другие эффекты.

Из сказанного следует, что при облучении человека электромагнитными волнами в тканях его организма происходят сложнейшие физико-биологические процессы, которые могут явиться причиной нарушения нормального функционирования как отдель­ных органов, так и организма в целом.

Люди, работающие под чрезмерным электромагнитным излу­чением, обычно быстро утомляются, жалуются на головные боли, общую слабость, боли в области сердца. У них увеличивается потливость, повышается раздражительность, становится тревож­ным сон. У отдельных лиц при длительном облучении появляются судороги, наблюдается снижение памяти, отмечаются трофиче­ские явления (выпадение волос, ломкость ногтей и т. д.).

Нормы допустимого облучения устанавливаются для обеспе­чения безопасных условий труда обслуживающего персонала ис­точников излучения и всех окружающих лиц.

Напряженность электромагнитных полей на рабочих местах не должна превышать:

1) по электрической составляющей: в диапазоне частот 60 кГц—3 МГц — 50. В/м; 3—30 МГц — 20. В/м; 30—50 МГц — 10 В/м; 50—300 МГц — 5 В/м;

2) по магнитной составляющей: в диапазоне частот 60 кГц— 1, 5 МГц — 5 А/м; 30 МГц—50 МГц — 0, 3 А/м.

Предельно допустимая плотность потока энергии электромаг­нитных полей в диапазоне частот 300 МГц — 300 ГГц и время пребывания на рабочих местах и в местах возможного нахождения персонала, связанного профессионально с воздействием полей (кроме случаев облучения от вращающихся и сканирующих антенн), взаимосвязаны следующим образом: пребывание в те­чение рабочего дня —до 0, 1 Вт/м2; пребывание не более 2ч— 0, 1—1 Вт/м2, в остальное рабочее время плотность потока энергии не должна превышать 0, 1 Вт/м2; пребывание не более 20 мин — 1—10 Вт/м2 при условии пользования защитными очками. В осталь­ное рабочее время плотность потока энергии не должна превышать 0, 1 Вт/м2.

Напряженность электрического поля промышленной частоты (50 Гц) в электроустановках напряжением 400 кВ и выше для персонала, систематически (в течение каждого рабочего дня) обслуживающего их, не должна превышать при пребывании че­ловека в электрическом поле: без ограничения времени—до 5 кВ/м; не более 180 мин в течение одних суток 5—10 кВ/м; не более 90 мин в течение одних суток 10—15 кВ/м; не более 10 мин

в течение одних суток 15-30 кВ/м; не более 5 мин в течение суток 20-25 кВ/м. Остальное время суток человек должен I на­ходиться в местах, где напряженность электри­ческого поля не превы­шает 5 кВ/м.

Если облучение людей превышает указанные пре­дельно допустимые уровни, то необходимо применять защитные средства.

Защита человека от опасного воздействия элек­тромагнитного облучения осуществляется рядом спо­собов, основными из кото­рых являются: уменьшение излучения непосредственно от самого источника, экранирование источника излучения, экранирование рабочего места, поглощение электромагнитной энергии, приме­нение индивидуальных средств защиты, организационные меры защиты.

Для реализации этих способов применяются: экраны, поглотительные материалы, аттенюаторы, эквивалентные нагрузки и индивидуальные средства.

Экраны предназначены для ослабления электромагнитного поля в направлении распространения волн. Степень ослабления зависит от конструкции экрана и параметров излучения. Сущест­венное влияние на эффективность защиты оказывает также .ма­териал, из которого изготовлен экран.

Толщину экрана, обеспечивающую необходимое ослабление, можно рассчитать. Однако расчетная толщина экрана обычно мала, поэтому она выбирается из конструктивных соображений. При мощных источниках излучения, особенно при длинных вол­нах, толщина экрана может быть принята расчетной.

Толщина экрана в основном определяется частотой и мощностью излучения и мало зависит от применяемого металла.

Очень часто для экранирования применяется металлическая сетка. Экраны из сетки имеют ряд преимуществ. Они просматри­ваются, пропускают поток воздуха, позволяют достаточно быстро ставить и снимать экранирующие устройства.

Экранированию подлежат генераторы, фидерные линии, эле­менты высоковольтных электроустановок, разъемы рабочих кон­туров, индукционные катушки, рабочие конденсаторы, смотро­вые окна и установки в целом. Конструкция экрана в каждом от­дельном случае должна обеспечивать наибольший эффект экра­нирования. Приведем несколько примеров.

Для экранирования индукционной катушки применяется ци­линдрический экран. Устанавливается он так, как показано на рис. 1, а. Излучение при этом происходит через открытые концы цилиндра. Эффективность такого экрана Э, т. е. величина, показывающая, во сколько раз экран ослабляет поле на рабочем месте, может быть определена по формуле