Випромінювання: електромагнітні, іонізуючі. Електромагнітні поля
Загальна характеристика електромагнітних випромінювань, їх нормування та характер дії на організм людини, методи захисту. Електромагнітні випромінювання комп'ютера, визначення їх рівнів. Характеристики радіоактивного випромінювання, норми безпеки.
| Рубрика | Безопасность жизнедеятельности и охрана труда |
| Вид | реферат |
| Язык | украинский |
| Дата добавления | 07.03.2011 |
| Размер файла | 153,0 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Размещено на http://www.allbest.ru/
РЕФЕРАТ
«Випромінювання: електромагнітні, іонізуючі. Електромагнітні поля»
1. Загальна характеристика електромагнітних випромінювань
Біосфера впродовж своєї еволюції знаходилась під впливом електромагнітних полів (ЕМП), фонового випромінювання, викликаного природними чинниками. Навколо Землі існують електричне та магнітне поля, інтенсивність яких не залишається постійною. Спостерігаються річні, добові коливання цих полів під дією грозових розрядів, опадів, вітрів, а також під дією сонячної активності (магнітні бурі).
У процесі науково-технічного розвитку людство додало до фонового випромінювання цілий ряд чинників, які підсилили це випромінювання в декілька разів (антропогенні ЕМП). У побуті та промисловості набули масового застосування обладнання та прилади, робота яких пов'язана з утворенням електромагнітних випромінювань широкого діапазону частот. Зростання рівня ЕМП різко підсилилось з початку 30-х років XX століття. В окремих районах їх рівень в сотні разів перевищує рівень полів природного походження. Джерелами випромінювань електромагнітної енергії є потужні радіо та телевізійні станції, ретранслятори, засоби радіозв'язку різного призначення, в тому числі і супутникового, промислові установки високочастотного нагріву металів, високовольтні лінії електропередач, електротранспорт, вимірювальні прилади, персональні комп'ютери (ПК).
В аеропортах та на військових об'єктах працюють потужні радіолокатори, які випромінюють у навколишнє середовище потоки електромагнітної енергії. Потужність та кількість джерел ЕМП постійно зростає.
Відомо, що навколо провідника, по якому протікає електричний струм, виникають електричне та магнітне поля. Якщо струм залишається незмінним в часі, то ці поля існують незалежно одне від одного.
При змінному електричному струмі електричне та магнітне поля пов'язані між собою і являють єдине електромагнітне поле. При появі електричної напруги на струмопровідних частинах з'являється електричне поле (ЕП). Якщо електричне коло замкнуте, тобто по ньому протікає струм, це супроводжується появою магнітної складової поля, і в цьому випадку говорять про існування електромагнітного поля (ЕМП). Для характеристики ЕМП введено поняття напруженості його складових - електричного та магнітного полів. Одиницею вимірювання електричної складової поля Е прийнято , а магнітної - Н - .
Електрична та магнітна складові поля визначаються за формулами:
, (1)
, (2)
де U - величина напруги, В;
l - відстань від джерела випромінювання до точки, в якій ведеться вимірювання, м;
I - сила струму, А;
R - радіус кола силової лінії поля провідника, м.
Оскільки струм, який викликає появу ЕМП, характеризується частотою, то електромагнітне поле також характеризується частотою коливань - f і довжиною хвилі - ?. Між ними існує зв'язок:
, (3)
де С = 3·108 м/с - швидкість поширення радіохвиль;
f - частота коливань Гц;
Т - період коливань, с.
Електромагнітні випромінювання з частотою від 3 до 3·1012 Гц належать до радіочастотного діапазону.
У табл. 1 наведена номенклатура діапазонів частот ЕМП.
Таблиця 1. Номенклатура діапазонів частот ЕМП
|
Назва діапазону |
Діапазон частот |
Довжина хвилі (л) |
Назва діапазону довжини хвиль |
|
|
Низькі частоти НЧ |
0,003… 0,3 Гц 0,3… 3,0 Гц 3,0… 300 Гц 300 Гц… 30 кГц |
10'… 106 км 106… 104 км 104… 102 км 102… 10 км |
Інфранизькі Низькі Промислові Звукові |
|
|
Високі частоти ВЧ |
30… 300 кГц 300 кГц… 3 МГц 3… 30 МГц |
10… 1 км 1 км… 100 м 100 - 10 м |
Довгі (кілометрові) Середні (гектаметрові) Короткі (декаметрові) |
|
|
Ультрависокі частоти УВЧ |
30… 300 МГц |
10… 1 м |
Ультракороткі |
|
|
Надвисокої частоти НВЧ |
300 МГц… 3 ГГц 3 ГГц… 30 ГГц 30 ГГц… 300 ГГц |
100… 10 см 10… 1 см 10… 1 мм |
Дециметрові Сантиметрові Міліметрові |
Електромагнітні поля діапазону частот 30 кГц - 300 ГГц поширюються у просторі без наявності провідника із струмом зі швидкістю близькою до швидкості світла (300 000 км/с).
Інтенсивність поля в діапазоні частот 30 кГц - 300 МГц оцінюється напруженістю поля. У діапазоні 300 МГц - 300 ГГц поле оцінюється поверхневою густотою потоку енергії (ГПЕ), тобто кількість енергії, яка припадає в одиницю часу на одиницю площі. Одиницею виміру ГПЕ є 1Вт/м2.
2. Дія електромагнітного випромінювання на організм людини, його нормування
електромагнітний радіоактивний випромінювання комп'ютер
Електромагнітні поля негативно впливають на організм людини, яка безпосередньо працює з джерелом випромінювання, а також на населення, яке проживає поблизу джерел випромінювання.
Встановлено, що переважна частина населення знаходиться в умовах підвищеної активності ЕМП. Можна вважати, що в діапазоні промислових частот (у тому числі 50 Гц) допустимо розглядати вплив на біологічний об'єкт електричної і магнітної складової поля роздільно (нарізно). В будь-якій точці ЕМП промислової частоти, енергія магнітної складової поля, яка поглинається тілом людини майже в 50 разів менша від енергії електричної складової цього поля, що поглинається тілом. Це дає змогу зробити висновок, що в діапазоні промислових частот дією магнітної складової поля на біологічний об'єкт можна знехтувати, а негативний вплив на організм зумовлений електричною складовою поля.
Ступінь впливу електромагнітних випромінювань на організм людини в цылому залежить від діапазону частот, тривалості опромінення, характеру опромінення, режиму опромінення, розмірів поверхні тіла, яке опромінюється, та індивідуальних особливостей організму.
У результаті дії ЕМП на людину можливі гострі та хронічні форми порушення фізіологічних функцій організму. Ці порушення виникають в результаті дії електричної складової ЕМП на нервову систему, а також на структуру кори головного та спинного Мозку, серцево-судинної системи.
У більшості випадків такі зміни в діяльності нервової та серцево-судинної системи мають зворотній характер, але в результаті тривалої дії вони накопичуються, підсилюються з плином часу, але, як правило, зменшуються та зникають при виключенні впливу та поліпшенні умов праці. Тривалий та інтенсивний вплив ЕМП призводить до стійких порушень та захворювань.
Отже, електромагнітне випромінювання як хвороботворний чинник слід розглядати на підставі клінічних та експериментальних матеріалів. Сумісну дію цих випромінювань широкого діапазону можна класифікувати як окрему радіохвильову хворобу. Тяжкість її наслідків знаходиться у прямій залежності від напруженості ЕМП, тривалості впливу, фізичних особливостей різних діапазонів частот, умов зовнішнього середовища, а також від функціонального стану організму, його стійкості до впливу різних чинників, можливосты адаптації.
Поряд із радіохвильовою хворобою (як специфічним результатом дії ЕМП) спостерігається збільшення загальних захворювань, а також захворювання органів дихання, травлення тощо. Це відбувається також і за дуже малої інтенсивності ЕМП, що незначно перевищує гігієнічні нормативи. Вірогідно, що причиною тут є порушення нервово-психічної діяльності як головної у керуванні всіма функціями організму.
У результаті дії на організм людини електромагнітних випромінювань в діапазоні 30 кГц - 300 МГц спостерігається: загальна слабкість, підвищена втомлювальність, сонливість, порушення сну, головний біль та біль в ділянці серця. З'являється роздратованість, втрачається увага, уповільнюються рухово-мовні реакції. Виникає ряд симптомів, які свідчать про порушення роботи окремих органів - шлунку, печінки, підшлункової залози. Погіршуються харчові та статеві рефлекси, діяльність серцево-судинної системи, фіксуються зміни показників білкового та вуглеводневого обміну, змінюється склад крові, зафіксовані зміни на рівні клітин.
При систематичній дії ЕМП високої та надвисокої частоти на організм людини спостерігається підвищення кров'яного тиску, трофічні явища (випадіння волосся, ламкість нігтів). ЕМП викликають зміну поляризації молекул та атомів, які є складовою частиною клітин, в результаті чого виникає небезпечне нагрівання. Надмірне тепло може нанести шкоду як окремим органам, так і всьому організму людини. Професійні захворювання виникають у працівників при тривалому та інтенсивному опроміненні.
Вплив випромінювань надвисокої частоти (НВЧ) на організм людини привертає увагу великої кількості дослідників і відображається у численних наукових доповідях і публікаціях. В одній із них наведено відомості про клінічні прояви дії НВЧ залежно від інтенсивності опромінення. При інтенсивності близько 20 мкВт/см2 спостерігається зменшення частоти пульсу, зниження артеріального тиску, тобто явна реакція на опромінення. Вона сильніша й може навіть виражатися у підвищенні температури шкіри в осіб, які раніше потрапляли під дію опромінення.
Із ростом інтенсивності відбуваються електрокардіографічні зміни, при хронічному впливі - тенденція до гіпотонії, до змін у нервовій системі. Потім спостерігається прискорення пульсу, коливання об'єму крові.
При інтенсивності 6 мВт/см2 помічені зміни у статевих залозах, у складі крові, помутніння кришталика. Далі - зміни у здатності крові зсідатися, умовно-рефлекторній діяльності, вплив на клітини печінки, зміни у корі головного мозку. Потім - підвищення кров'яного тиску, розрив капілярів і крововиливи у легені та печінку.
Випромінювання інтенсивністю до 100 мВт/см2 викликають стійку гіпотонію, стійкі зміни серцево-судинної системи, двосторонню катаракту. Подальше опромінення помітно впливає на тканини, викликає больові відчуття. Якщо інтенсивність перевищує 1 Вт/см2, це спричинює дуже швидку втрату зору, що є одним із серйозних ефектів дії НВЧ на організм людини. На більш низьких частотах такі ефекти не відбуваються, і тому їх треба вважати специфічними для НВЧ діапазону. Ступінь ушкодження залежить, в основному, від інтенсивності та тривалості опромінення.
Гостре НВЧ опромінення викликає відразу сльозотечу, роздратованість, звуження зіниці. Після короткого (1-2 доби) прихованого періоду спостерігається погіршення зору, що посилюється під час повторного опромінення і свідчить про кумулятивний характер пошкоджень. Спостереження за людьми доводять існування механізму відновлення ушкоджених клітин, що вимагає тривалого часу (10-20 діб). Зі зростанням часу та інтенсивності впливу ушкодження набувають незворотного характеру.
У разі прямого впливу на око випромінювання відбувається ушкодження рогівки. Але серед усіх тканин ока найбільшу чутливість в діапазоні 1…10 ГГц має кришталик. Сильне ушкодження кришталика зумовлене тепловим впливом НВЧ (при щільності понад 100 мВт/см2). За малої інтенсивності помутніння спостерігаються тільки у задній ділянці, за великої - по всьому об'єму кришталика.
Катароутворення пояснюється не тільки тепловою дією, воно залежить також від ряду інших не повністю встановлених чинників. Значну роль може відігравати концентрація поля у середовищах з окремими діелектричними властивостями та об'ємні резонансні ефекти.
На початку 60-х років у науково-технічній літературі з'явилися перші відомості про те, що люди, опромінені імпульсом НВЧ коливань, можуть постійно чути якийсь звук. Залежно від тривалості та частоти повторень імпульсів цей звук сприймається як щебет, цвірінчання чи дзюркіт у певній точці всередині чи ззаду голови. Це явище викликало інтерес вчених, які розпочали систематичні дослідження на людях та тваринах. Під час дослідів люди повідомляли про свої відчуття.
Для попередження професійних захворювань, які виникають в результаті тривалої дії електромагнітних випромінювань, встановлені гранично допустимі рівні електромагнітних випромінювань. Відповідно до ГОСТ 12.1.006-84 «ССБТ. Електромагнітне поле радіочастот. Допустимі рівні на робочих місцях і вимоги до проведення контролю» наведені у табл. 2.
Таблиця 2. Допустимі рівні напруженості електромагнітного поля радіочастотного діапазону
|
Діапазон частот, Гц |
Допустимі рівні напруженості електромагнітного поля |
Допустима поверхнева щільність потоку енергії, Вт/м2 |
||
|
за електричною складовою (Е), В/м |
за магнітною складовою (Н), А/м |
|||
|
60 кГц до 3 МГц |
50 |
5 |
-_ |
|
|
3 МГц до 30 МГц |
20 |
-_ |
-_ |
|
|
30 МГц до 50 МГц |
10 |
0,3 |
-_ |
|
|
50 МГц до 300 МГц |
5 |
-_ |
- |
|
|
300 МГц до 300 ГГц |
- |
- |
10 |
Рівні ЕМП необхідно контролювати не рідше 1 разу на рік. Якщо вводиться в дію новий об'єкт або здійснюється реконструкція старих об'єктів, то заміри рівня електромагнітних випромінювань проводяться перед введенням їх в експлуатацію.
3. Захист від електромагнітних випромінювань
Вибір того чи іншого способу захисту від дії електромагнітних випромінювань залежить від робочого діапазону частот, характеру виконуваних робіт, напруженості та щільності потоку енергії ЕМП, необхідного ступеня захисту.
До числа заходів зменшення впливу на працівників ЕМП належать: організаційні, інженерно-технічні та лікувально-профілактичні.
Організаційні заходи здійснюють органи санітарного нагляду. Вони проводять санітарний нагляд за об'єктами, в яких використовуються джерела електромагнітних випромінювань. Крім того, ще на стадії проектування об'єктів потребує забезпечення таке розташування джерел ЕМП, яке б зводило до мінімуму їх вплив на працюючих.
Інженерно-технічні заходи передбачають використання в умовах виробництва дистанційного керування апаратурою, яка є джерелом випромінювання, екранування джерел випромінювання, застосування індивідуальних заходів захисту (халатів, комбінезонів Із металізованої тканини, з виводом на заземлюючий пристрій). Для захисту очей доцільно використовувати захисні окуляри ЗП5-90. Скло окулярів вкрито напівпровідниковим оловом, що послаблює інтенсивність електромагнітної енергії при світло пропусканні не нижче 75%.
Взагалі, засоби індивідуального захисту необхідно використовувати лише тоді, коли інші захисні засоби неможливі чи недостатньо ефективні: при проходженні через зони опромінення підвищеної інтенсивності, при ремонтних і налагоджувальних роботах в аварійних ситуаціях, під час короткочасного контролю та при зміні інтенсивності опромінення. Такі засоби незручні в експлуатації, обмежують можливість виконання трудових операцій, погіршують гігієнічні умови.
У радіочастотному діапазоні засоби індивідуального захисту працюють за принципом екранування людини з використанням відбиття і поглинання ЕМП. Для захисту тіла використовується одяг з металізованих тканин і радіопоглинаючих матеріалів. Металізовану тканину виготовляють із бавовняних ниток з розміщеним всередині них тонким дротом, або з бавовняних чи капронових ниток, спірально обвитих металевим дротом. Така тканина, наче металева сітка, і при відстані між нитками до 0,5 мм ослаблює випромінювання не менше як на 20…30 дБ. При зшиванні деталей захисного одягу треба забезпечити контакт ізольованих проводів. Тому електрогерметизацію швів здійснюють електропровідними масами чи клеями, які забезпечують гальванічний контакт або збільшують, ємкісний зв'язок неконтактуючих проводів.
Лікувально-профілактичні заходи передбачають проведення систематичних медичних оглядів працівників, які перебувають у зоні дії ЕМП, обмеження в часі перебування людей в зоні підвищеної інтенсивності електромагнітних випромінювань, видачу працюю чим безкоштовного лікувально-профілактичного харчування, перерви санітарно-оздоровчого характеру.
4. Електромагнітні випромінювання комп'ютера
Дослідження вчених за останні 20 років показали, що електромагнітні поля, що створюються технічними системами, навіть у сотні разів слабші природного поля Землі, можуть бути небезпечними для здоров'я людини. Якщо не змінити принципи побудови електрон них та радіотехнічних систем, то тенденція їх розвитку і негативний вплив на біологічні системи на рівні дії полів можуть призвести до катастрофічного, за своїми наслідками, впливу на біосферу та людину.
Плоди науково-технічного прогресу, які повинні служити на благо людства, стають агресивними по відношенню навіть до своїх творців. Стрімко зростає енергонасиченість побуту людей. Електроніка підступає все ближче до людини. Комп'ютер, телевізор, відеосистеми, мікрохвильові печі, радіотелефони - ось далеко не повний перелік технічних засобів, з якими людина постійно взаємодіє. Павутиння проводів електропостачання в будинках та в службових приміщеннях оточують людину. Людина знаходиться тривалий час під дією штучних полів, створених електронними системами та системами електропостачання.
Особливо стрімко в наше життя входять комп'ютери і телевізійні системи. Сьогодні у всьому світі комп'ютери посідають важливе місце у роботі, житті та відпочинку людей. Без них вже неможливо уявити сучасний світ. Одним із шкідливих апаратних забезпечень ЕОМ для людського організму є дисплеї. Дисплеї, сконструйовані на основі електронно-променевої трубки, є джерелами електростатичного поля, м'якого рентгенівського, ультрафіолетового, інфрачервоного, видимого, низькочастотного, наднизькочастотного та високочастотного електромагнітного випромінювання (ЕМВ). Вплив комплексу ЕМВ чи окремих його видів на виникнення різних захворювань почали вивчати з моменту їх використання. В кінці 50-х років у СРСР були введені перші нормативи, які обмежували радіочастотний вплив. Наприкінці 60-х років радянські вчені встановили вплив електромагнітних полів, навіть дуже слабких, на нервову систему людини. У 70-ті роки ця проблема стала предметом широких дискусій і досліджень.
Джерелами електромагнітних випромінювань є мережі живлення (частота 50 Гц), система рядкової розгортки (2-400 кГц), блок модуляції променя (5-10 МГц).
Було встановлено, що випромінювання низької частоти, в першу чергу, негативно впливають на центральну нервову систему, викликаючи головний біль, запаморочення, нудоту, депресію, безсоння, відсутність апетиту, виникнення синдрому стресу, причому нервова система реагує навіть на короткі за тривалістю впливу відносно слабких полів частоти: змінюється гормональний стан організму, порушуються біоструми мозку. Все це відображається на процесах навчання і запам'ятовування.
Низькочастотне електромагнітне поле може стати причиною шкірних захворювань (вугровий сип, себороїдна екзема, рожевий лишай тощо), хвороб серцево-судинної системи та кишково-шлункового тракту, воно впливає на білі кров'яні тільця, що призводить до виникнення пухлин, у тому числі й злоякісних.
Особливу увагу медики приділяють дослідженням впливу електромагнітних випромінювань на жінок в період вагітності. Статистичні дані свідчать про те, що робота за комп'ютером порушує нормальний хід вагітності, часто є причиною появи на світ дітей із вродженими вадами, з яких найпоширенішими є дефекти розвитку головного мозку. Тому необхідно, щоб керівництво своєчасно переводило вагітних жінок на роботу, не пов'язану з використанням моніторів.
Існують переконливі докази несприятливого комплексного впливу моніторів ПК на організм працюючих. У табл. 3 наведені результати медико-біологічних досліджень впливу ПК на користувачів, що проводились Російським науково-дослідним інститутом охорони праці.
Як вважають деякі автори, основною причиною негативного впливу моніторів ПК, телевізорів, іншої побутової техніки на їх користувачів є торсійна компонента електромагнітних випромінювань.
Таблиця 3. Результати впливу ПК на користувачів
|
Симптоми впливу комп'ютера |
Процент операторів, які сповістили про симптоми |
||||
|
Робота за дисплеями, місяців |
|||||
|
До 12 неповна зміна |
До 12 повна зміна |
Більше 12 |
Більше 24 |
||
|
Головний біль та біль в очах |
8 |
35 |
51 |
76 |
|
|
Втома, запаморочення |
5 |
32 |
41 |
69 |
|
|
Порушення нічного сну |
- |
8 |
15 |
50 |
|
|
Сонливість протягом дня |
11 |
22 |
48 |
76 |
|
|
Зміна настрою |
8 |
24 |
27 |
50 |
|
|
Підвищена подразливість |
3 |
11 |
22 |
51 |
|
|
Депресія |
3 |
16 |
22 |
50 |
|
|
Зниження інтелектуальних здібностей |
- |
3 |
12 |
40 |
|
|
Випадіння волосся |
- |
- |
3 |
5 |
|
|
Біль у м'язах |
11 |
14 |
21 |
32 |
|
|
Біль в ділянці серця, нервове серцебиття |
- |
5 |
7 |
32 |
|
|
Зниження статевої активності |
12 |
18 |
34 |
64 |
5. Електромагнітні випромінювання портативних комп'ютерів
У результаті науково-технічного прогресу був створений портативний комп'ютер. Зручність його полягає в тому, що ми маємо змогу взяти Notebook у дорогу, на відпочинок тощо. Але проблема електромагнітних випромінювань портативних комп'ютерів заслуговує найсерйознішої уваги. Електростатичне поле і рентгенівське випромінювання дійсно відсутні в рідкокристалічних екранах, та щодо змінних електромагнітних полів, то ствердження про безпеку портативних комп'ютерів за цими параметрами явно передчасне.
Часто можна почути думку, що портативні комп'ютери типу Notebook безпечні для користувачів і не мають потреби в таких додаткових заходах захисту, як приекранні фільтри: їх можна вважати пристроями, що зберігають здоров'я людей і споживають значно менше енергії, ніж їхні електронно-променеві попередники. В основі подібних міркувань лежить той факт, що в портативних комп'ютерах використовуються екрани на основі рідких кристалів, що не генерують шкідливих випромінювань, які властиві звичайним моніторам з електронно-променевою трубкою. Однак результати досліджень, проведених у науково-дослідних центрах, показали, що електромагнітне випромінювання портативних комп'ютерів типу Notebook значно перевищує екологічні нормативи. Беручи до уваги результати досліджень щодо величини електромагнітного випромінювання Notebook, можна прийти до висновку, що інформаційна торсійна компонента нічим не відрізняється від моніторів на основі електронно-променевої трубки (ЕПТ) за рівнем негативного впливу на користувача. Необхідно зазначити, що рівні електромагнітних випромінювань портативних комп'ютерів перевищують нормативні параметри для багатьох комп'ютерів з моніторами на основі ЕПТ.
6. Безпечні рівні випромінювань
Рівні електромагнітних випромінювань моніторів, які вважаються безпечними для здоров'я користувачів, регламентуються нормами МРR II 1990:10 Шведського національного комітету з вимірювань та досліджень, які вважаються базовими, а також більш жорсткими нормами ТСО 92,95 Шведської конференції профспілок. Це ілюструє таблиця 4. Норми на рівні ЕМВ стали законом для багатьох провідних фірм, які виготовляють монітори.
Таблиця 4. Допустимі рівні випромінювань моніторів ПК
|
Види поля |
ТСО |
МРR ІІ |
|
|
Змінне електронне поле |
|||
|
5 Гц-2 КГц |
10 В/м |
2,5 В/м |
|
|
2 КГц-400 КГц |
1 В/м на відстані 0,3 м від центру екрану і 0,5 м навколо монітора |
2,5 В/м на відстані 0,5 м навколо монітора |
|
|
Змінне магнітне поле |
|||
|
5 Гц - 2 КГц |
250 нТл 200 мА/м |
250 нТл 200 мА/м |
|
|
2 КГц-400 КГц |
25 нТл 20 мА/м на відстані 0,3 м від центру екрану і 0,5 м навколо монітора |
25 нТл 20 мА/м на відстані 0,5 м навколо монітора |
У сучасних комерційних, наукових, навчальних закладах, в домашньому використанні можна зустріти монітори високого класу, які задовольняють найсуворіші вимоги. Такі монітори характеризуються мінімальним впливом на функціональний стан здоров'я користувачів персональних комп'ютерів. Однак ще використовуються монітори, які є шкідливими для здоров'я їх користувачів, і під час їх експлуатації необхідно дотримуватися вимог охорони праці.
7. Визначення та природа іонізуючого випромінювання
Термін «іонізуюче випромінювання» характеризує будь-які випромінювання, яке прямо або посередньо викликає іонізацію навколишнього середовища (утворення позитивно та негативно заряджених іонів).
Особливістю іонізуючих випромінювань є те, що всі вони відзначаються високою енергією і викликають зміни в біологічній структурі клітин, що може призвести до їх загибелі. На іонізуюче випромінювання не реагують органи чуття людини, що робить їх особливо небезпечними.
Іонізуюче випромінювання існує протягом всього періоду існування Землі, воно розповсюджується в космічному просторі. Вплив іонізуючого випромінювання на організм людини почало досліджуватися після відкриття явища радіоактивності у 1896 р. французьким вченим Анрі Беккерелем, а потім досліджувалось Марією та П'єром Кюрі, які в 1898 році прийшли до висновку, що випромінювання радію є результатом його перетворення в інші елементи Характерним прикладом такого перетворення є ланцюгова реакція перетворення урану-238 у стабільний нуклід свинцю-206.
Уран - 238 -> Терій - 234 -> Протактиній - 234 -> Уран - 234 -> Свинець - 206
На кожному етапі такого перетворення вивільняється енергія, яка далі передається у вигляді випромінювань. Відкриттю Беккереля та дослідженню Кюрі передувало відкриття невідомих променів, які у 1895 році німецький фізик Вільгельм Рентген назвав Х-променями, а в подальшому, в його честь, названо рентгенівськими.
Перші ж дослідження радіоактивних випромінювань дали змогу встановити їх небезпечні властивості. Про це свідчить те, що понад 300 дослідників, які проводили експерименти з цими мате ріалами, померли через опромінення.
Усі джерела іонізуючого випромінювання поділяються на природні та штучні (антропогенні).
Природними джерелами іонізуючих випромінювань є космічні промені, а також радіоактивні речовини, які знаходяться в земній корі.
Штучними джерелами іонізуючих випромінювань є ядерні реактори, прискорювачі заряджених частинок, рентгенівські установки, штучні радіоактивні ізотопи, прилади засобів зв'язку високої напруги тощо. Як природні, так і штучні іонізуючі випромінювання можуть бути і електромагнітними (фотонними або квантовими), і корпускулярними. Класифікація іонізуючих випромінювань, яка враховує їх природу, наведена на рис. 1.
Рис. 1. Класифікація іонізуючих випромінювань
Рентгенівське випромінювання виникає в результаті зміни стану енергії електронів, що знаходяться на внутрішніх оболонках атомів, і мають довжину хвилі (1000-1)·10-12 м. Це випромінювання сукупністю гальмівного та характеристичного випромінювання, енергія фотонів не перевищує 1 МеВ.
Характеристичним називають фотонне випромінювання з дискретним спектром, яке виникає при зміні енергетичного стану атома.
Гальмівне випромінювання - це фотонне випромінювання з безперервним спектром, котре виникає при зміні кінетичної енергії заряджених частинок.
Рентгенівські промені проходять тканини людини наскрізь.
Гамма (?) - випромінювання виникають при збудженні ядер або елементарних частинок. Довжина хвилі (1000 - 1)·10-15 м. Джерелом ?-випромінювання є ядерний вибух, розпад ядер радіоактивних речовин; вони утворюються також при проходженні швидких заряджених частинок крізь речовину. Завдяки значній енергії, що знаходиться в межах від 0,001 до 5 МеВ у природних радіоактивних речовин та до 70 МеВ при штучних ядерних реакціях, це випромінювання може іонізувати різні речовини, а також характеризується великою проникаючою здатністю, ?-випромінювання проникає крізь великі товщі речовини. Поширюється воно зі швидкістю світла і використовується в медицині для стерилізації приміщень, апаратури, продуктів харчування.
Альфа (?) - випромінювання - іонізуюче випромінювання, що складається з ?-частинок (ядер гелію), які утворюються при ядерних перетвореннях і рухаються зі швидкістю близькою до 20000 км/с. Енергія ?-частинок - 2-8 МеВ. Вони затримуються аркушем паперу, практично не здатні проникати через шкіряний покрив. Тому ?-частинки не несуть серйозної небезпеки доти, доки вони не потраплять всередину організму через відкриту рану або через кишково-шлунковий тракт разом із їжею, а-частинки проникають в повітря на 10-11 см від джерела, а в біологічних тканинах на 30-40 мкм.
Бета (?) - випромінювання - це електронне і позитронне іонізуюче випромінювання з безперервним енергетичним спектром, який виникає при ядерних перетвореннях. Швидкість ?-частинок наближена до швидкості світла. Вони мають меншу іонізуючу і більшу проникаючу здатність у порівнянні з ?-частинками. ?-частинки проникають в тканини організму на глибину до 1-2 см, а в повітрі на декілька метрів. Вони повністю затримуються шаром ґрунту товщиною 3 см.
Потоки нейтронів та протонів виникають при ядерних реакціях. Їх дія залежить від енергії цих частинок.
Контакт з іонізуючим випромінюванням являє собою серйозну небезпеку для життя та здоров'я людини.
Однак при виконанні певних технічних та організаційних заходів цей вплив можна звести до безпечного.
Енергію частинок іонізуючого випромінювання вимірюють у позасистемних одиницях електрон-вольтах, еВ. 1 еВ = 1,6·10-19 джоуля (Дж).
8. Основні характеристики радіоактивного випромінювання
Серед різноманітних видів іонізуючих випромінювань надзвичайно важливими при вивченні питання небезпеки для здоров'я і життя людини є випромінювання, яке виникає в результаті розпаду ядер радіоактивних елементів, тобто радіоактивне випромінювання.
Однією з основних характеристик джерела радіоактивного випромінювання є його активність, що виражається числом радіоактивних перетворень за одиницю часу. Активність А радіонукліда у джерелі - міра радіоактивності, яка дорівнює співвідношенню числа dN самовиникаючих ядерних перетворень у цьому джерелі за невеликий інтервал часу dt до цього інтервалу часу:
. (4)
Одиниця активності - кюрі (Кі), 1 Кі = 3,7-1010 ядерних перетворень за 1 секунду. В системі СІ одиниця активності - бекерель (Бк). 1 Бк дорівнює 1 ядерному перетворенню за 1 секунду чи 0,027 нКі.
Небезпека, що викликається дією радіоактивного випромінювання на організм людини, буде тим більшою, чим більше енергії передасть тканинам це випромінювання.
Кількість такої енергії, що передається організму, чи поглинається ним, називається дозою. Розрізняють експозиційну, поглинуту та еквівалентну дозу іонізуючого випромінювання.
Ступінь іонізації повітря оцінюється за експозиційною дозою рентгенівського або гамма-випромінювання.
Експозиційною дозою називається повний заряд dQ іонів одного знаку, що виникають у малому об'ємі повітря при повному гальмуванні всіх вторинних електронів, котрі були утворені фотонами до маси повітря dт в цьому об'ємі:
. (5)
Одиницею вимірювання експозиційної дози є кулон на 1 кг·(Кл/кг). Позасистемна одиниця - рентген (Р); 1 Р = 2,58·10-4 Кл/кг.
Експозиційна доза характеризує потенційну можливість іонізуючого випромінювання.
Біологічна дія іонізуючих випромінювань на організм людини, в першу чергу, залежить від поглинутої енергії випромінювання.
Поглинута доза випромінювання (Д) - це фізична величини, яка дорівнює співвідношенню середньої енергії, що передається при випромінюванні речовині, в певному елементарному об'ємі до маси речовини в ньому:
, (6)
де Е - енергія (Дж);
т - маса речовини (кг).
Одиниця вимірювання поглинутої зони - грей (Гр.); 1 Гр = 1Дж/кг
Застосовується також позасистемна одиниця - рад. 1 рад = 0,01 Гр.
Однак поглинута доза не враховує того, що вплив однієї і тієї самої дози різних видів випромінювань на організм людини неоднаковий. Наприклад, ?-випромінювання майже у 20 разів небезпечніше, ніж інші види випромінювань. Для порівняння біологічної дії різних видів випромінювань при вирішенні задач, пов'язаної із радіаційним захистом, використовують коефіцієнт якості - К.
Коефіцієнт якості вимірювання (К) - це безмірна величина, яка характеризує залежність несприятливих біологічних наслідків опромінення людини в малих дозах від повної лінійної енергії випромінювання, що передається.
Для оцінки можливої шкоди здоров'ю людини від дії радіоактивного випромінювання довільного складу введено поняття еквівалентна доза.
Еквівалентна доза (Н) - основна дозиметрична величина в зоні радіаційної безпеки. Еквівалентна доза дорівнює добутку поглиненої дози Д на середній коефіцієнт якості іонізуючого випромінювання К у даному елементі об'єму біологічної тканини:
Н = Д·К. (7)
Одиниця еквівалентної дози - бер. 1 бер = 0,01 Дж/кг. У системі СІ одиниця еквівалентної дози - зіверт (Зв), 1 Зв = 100 бер. Для у і Р випромінювань 1 Зв = 1 Гр = 100 бер.
Поглинута та експозиційна дози випромінювання, що належать до одиниці часу, визначають потужність дози (рівень радіації). Рівень радіації характеризує ступінь забруднення місцевості та вказує, яку дозу може дістати людина, перебуваючи на забрудненій території, за певний проміжок часу. Одиницею вимірювання радіації є рентген, рад та бер за 1 годину.
9. Дія іонізуючого випромінювання на організм людини
У результаті дії іонізуючого випромінювання на організм людини в тканинах можуть виникати складні фізичні, хімічні та біологічні процеси. При цьому порушується нормальне протікання біохімічних реакцій та обмін речовин в організмі.
В залежності від поглинутої дози випромінювання та індивідуальній особливості організму викликані зміни можуть носити зворотній або незворотній характер. При незначних дозах опромінення вражені тканини відновлюються. Тривалий вплив доз, які перевищують гранично допустимі межі, може викликати незворотні зміни в окремих органах чи у всьому організмі й виразитися в хронічній формі променевої хвороби. Віддаленими наслідками променевого ураження можуть бути променеві катаракти, злоякісні пухлини.
При вивченні дії на організм людини іонізуючого випромінювання було виявлено такі особливості:
- висока руйнівна ефективність поглинутої енергії іонізуючого випромінювання, навіть дуже мала його кількість може спричинити глибокі біологічні зміни в організмі;
- присутність прихованого періоду уявного благополуччя, він може бути досить довгим при опроміненнях у малих дозах;
- малі дози можуть підсумовуватися чи накопичуватися (кумулятивний ефект);
- випромінювання впливає не тільки на живий організм, а й на його нащадків (генетичний ефект);
- різні органи живого організму мають певну чутливість до опромінення. Найбільш чутливими є: червоний кістковий мозок, щитовидна залоза, внутрішні (особливо кровотворні) органи, молочні залози, статеві органи;
- різні організми мають істотні відмінні особливості реакції на дозу опромінення;
- ефект опромінення залежить від частоти впливу іонізуючого випромінювання. Одноразове опромінення у великій дозі спричиняє більш важкі наслідки, ніж фракціоноване.
При одноразовому опроміненні всього тіла людини можливі наступні біологічні порушення в залежності від сумарної поглинутої дози випромінювання:
|
До 0,25Гр (25 рад) |
- видимих порушень немає; |
|
|
0,25… 0,5 Гр (25… 50 рад) |
- можливі зміни в складі крові; |
|
|
0,5… 1,0 Гр (50…100 рад) |
- зміни в складі крові, нормальний стан працездатності порушується; |
|
|
1,0… 2,0 Гр (100… 200 рад) |
- порушується нормальний стан, можлива втрата працездатності; |
|
|
2,0… 4,0 Гр (200. 400 рад) |
- втрата працездатності, можливі смертельні наслідки; |
|
|
4,0… 5,0 Гр (400. 500 рад) |
- смертельні наслідки складають 50% від загальної кількості потерпілих; |
|
|
6 Гр і більше (понад 600 рад) |
- смертельні випадки досягають 100% загальної кількості потерпілих; |
|
|
10…50 Гр (1000… 5000 рад) |
- опромінена людина помирає через 1 -2 тижні від крововиливу в шлунково-кишковий тракт. |
Доза 100 Гр (10000 рад) призводить до того, що смерть, як правило, наступає протягом декількох годин або діб. Якщо доза опромінення перевищує в 100-1000 рад, людина може загинути під час опромінення («смерть під променем»).
Репродуктивні органи та очі мають також високу чутливість до опромінення. Одноразове опромінення сім'яників при дозі лише 0,1 Гр (10 рад) призводить до тимчасової стерильності чоловіків, доза понад 2 Гр (200 рад) може призвести до сталої стерильності (чи на довгі роки). Яєчники менш чутливі, але дози понад 3 Гр (300 рад) можуть призвести до безпліддя. Для цих органів сумарна доза, одержана за кілька разів, більш небезпечна, ніж одноразова, на відміну від інших органів людини.
Очі людини вражаються при дозах 2…5 Гр (200…500 рад). Встановлено, що професійне опромінення із сумарною дозою 0,5…2 Гр (50…200 рад), одержане протягом 10-20 років, призводить до помутніння кришталика.
Небезпека радіоактивних елементів для людини визначається здатністю організму поглинати та накопичувати ці елементи. Тому при потраплянні радіоактивних речовин всередину організму уражаються ті органи та тканини, у яких відкладаються ті чи інші ізотопи: йод - у щитовидній залозі; стронцій - у кістках; уран і плутоній - у нирках, товстому кишечнику, печінці; цезій - у м'язовій тканині; натрій поширюється по всьому організму. Ступінь небезпеки залежить від швидкості виведення радіоактивних речовин з організму людини. Більша частина людських органів є мало чутливою до дії радіації. Так, нирки витримують сумарну дозу приблизно 23 Гр (2300 рад), одержану протягом п'яти тижнів, сечовий міхур - 55 Гр (5500 рад) за один місяць, печінка - 40 Гр (400 рад) за місяць. Вірогідність захворіти на рак знаходиться в прямій залежності від дози опромінення. Перше місце серед онкологічних захворювань займають лейкози. Дія, що веде до загибелі людей, виявляється приблизно через 10 років після опромінення.
10. Норми радіаційної безпеки
Основними документами, якими регламентується радіаційна безпека в Україні, є: Норми радіаційної безпеки України НРБУ-97 та Основні санітарні правила роботи з радіоактивними та іншими іонізуючими речовинами ОСП-72/87.
У НРБУ-97 наведено систему дозових меж та їх застосування, а також зазначено три категорії людей, які можуть зазнати опромінення:
- категорія А - персонал, який безпосередньо працює з радіоактивними речовинами;
- категорія Б - особи, що безпосередньо не працюють із радіоактивними речовинами, але за умови розміщення їх на робочих місцях або місцях проживання можуть потрапити під дію опромінення;
- категорія В - інше населення країни.
Для категорії А введено поняття «гранично допустима доза» (ГДД).
Граничнодопустима доза - найбільше значення індивідуальної дози за рік, котре при рівномірному впливі протягом 50 років не викликає в стані здоров'я персоналу несприятливих змін, які виявляються сучасними методами.
Для категорії Б - межа дози (МД).
Межа дози - це найбільше середнє значення індивідуальної еквівалентної дози за календарний рік, при якому рівномірне опромінення протягом наступних 70 років не може призвести до несприятливих змін у стані здоров'я людей, що можуть бути виявлені сучасними методами.
Межа річного надходження (МРН) - допустимий рівень надходження радіонуклідів в організм людей категорії В.
МРН - таке надходження радіонуклідів в організм людини протягом року, що за наступні 70 років створить у критичному органі максимальну еквівалентну дозу.
Оскільки ступінь ураження органів залежить не тільки від кількості еквівалентної дози, поглинутої органом, але й від його природи, встановлено ГДД та МД для трьох груп органів в берах на рік, які наведені у табл. 5.
Таблиця 5. ГДД та МД для трьох груп органів
|
Групи критичних органів |
Гранично допустима доза для категорії А, бер/рік |
Межа дози для категорії Б, бер/рік |
|
|
І група - все тіло, червоний кістковий мозок |
5 |
0,5 |
|
|
II група - м'язи, печінка, легені, селезінка, нирки та інші |
15 |
1,5 |
|
|
III група - шкіра, кістки, гомілки, стопи |
30 |
3 |
У табл. 6 наведені норми радіаційної безпеки (НРБ) у берах за рік, тиждень, день для категорії осіб А, Б, В.
Таблиця 6. Норми радіаційної безпеки
|
Категорія осіб |
День, мбер |
Тиждень, мбер |
Рік, Бер |
|
|
А |
17 |
100 |
5 |
|
|
Б |
17 |
10 |
0,5 |
|
|
В |
Не вище, ніж для категорії Б |
Допустима разова доза опромінення для чоловіків становить 2,3 бер. а для жінок - 1,3 бер.
11. Захист від радіаційного випромінювання
Питання захисту людини від впливу радіаційних випромінювань постали одночасно з їх відкриттям. Це пояснюється, по-перше, тим, що радіаційне випромінювання швидко почало застосовуватися в науці та на практиці, і, по-друге, комплексом виявлених негативних їх впливів на організм людини.
У нашій країні захист працюючих від впливу радіаційного випромінювання забезпечується системою загальнодержавних заходів. Вони складаються з комплексу організаційних і технічних заходів. Ці заходи залежать від конкретних умов роботи з джерелами іонізуючого випромінювання та від типу джерела випромінювання.
Для захисту від зовнішнього опромінювання, яке виникає при роботі із закритими джерелами випромінювання, основні зусилля необхідно спрямувати на попередження переопромінення персоналу шляхом:
- збільшення відстані між джерелом випромінювання і людиною (захист відстанню);
- скорочення тривалості роботи в зоні випромінювання (захист часом);
- екранування джерела випромінювання (захист екранами).
Під закритими джерелами радіаційного випромінювання розуміють такі, які виключають можливість потрапляння радіоактивних речовин в навколишне середовище. У виробничих і лабораторних умовах необхідно якомога швидше застосовувати дистанційне управління роботою обладнання, яке дає можливість виконувати операції з радіоактивними речовинами на відстані.
Захист від внутрішнього опромінення вимагає виключення безпосереднього контакту з радіоактивними речовинами у відкритому вигляді та попередження попадання їх у повітря робочого простору.
Під внутрішнім опроміненням розуміють вплив на організм людини випромінювань радіоактивних речовин, що потрапляють всередину організму. На дверях приміщень, в яких проводиться робота з відкритими джерелами радіоактивного випромінювання, повинен знаходитися знак радіаційної безпеки - на жовтому тлі три червоних пелюстки (рис. 2).
Рис. 2. Знак радіаційної безпеки при відкритих джерелах радіоактивного випромінювання
Особливе значення при роботі з відкритими джерелами радіоактивного випромінювання має особиста гігієна та засоби індивідуального захисту працюючого. В залежності від виду виконуваних робіт і небезпечності цих робіт застосовують спецодяг (комбінезони або костюми), спеціальну білизну, шкарпетки, спецвзуття, рукавиці, респіратори.
Радіоактивні речовини повинні знаходитися в спеціальних приміщеннях. По кожному з них необхідно вести суворий облік надходжень і витрат, щоб виключити можливість їх безконтрольного використання. Порядок транспортування радіоактивних речовин регламентується спеціальними правилами. Радіоактивні речовини перевозять у спеціальних контейнерах і спеціально обладнаним транспортом. До організацій і установ, в яких постійно ведуться роботи з радіоактивними речовинами, підвищені вимоги з охорони праці. Керівництво цих організацій зобов'язане розробити детальні інструкції, в яких викладено порядок проведення робіт, облік збереження та використання джерел випромінювання, збір та знешкодження відходів, порядок проведення дозиметричного контролю. Оцінка радіаційного стану здійснюється за допомогою приладів, принцип дії яких базується на наступних методах:
іонізуючих (вимірювання рівня іонізації випромінювання);
сцинтиляційних (вимірювання інтенсивності світлових спалахів, які виникають у речовинах, що люмінесціюють при проходженні через них іонізуючих випромінювань);
фотографічних (вимірювання густини почорніння фотопластинки під дією іонізуючого випромінювання).
Результати усіх видів радіаційного контролю повинні реєструватися і зберігатися протягом 30-ти років. При індивідуальному контролі ведуть облік річної дози опромінення, а також сумарної дози за весь період професійної діяльності людини.
Размещено на Allbest.ru
Подобные документы
Визначення та природа іонізуючого випромінювання. Основні характеристики радіоактивного випромінювання. Дія іонізуючого випромінювання на організм людини та його наслідки. Норми радіаційної безпеки. Захист населення від радіаційного випромінювання.
реферат [324,9 K], добавлен 23.01.2008Оцінка впливу радіоактивного випромінювання на організм людини, негативні наслідки. Характер пошкодження живої тканини та аналіз можливих мутацій. Можливі способи захисту від радіації, ефективність. Правила прибирання оселі при радіаційній небезпеці.
презентация [1,7 M], добавлен 27.04.2015Станції стільникового зв`язку, основні елементи. Електромагнітні випромінювання мобільних радіотелефонів. Термічний ефект електромагнітного випромінювання. Міжнародні наукові дослідження негативного впливу мобільного телефону на здоров'я людини.
реферат [20,7 K], добавлен 15.09.2010Інструктаж і навчання з охорони праці. Вимоги санітарії до чистоти повітряного середовища виробничих приміщень. Біологічна дія іонізуючих випромінювань на організм людини. Профілактичні заходи і методи захисту від дії іонізуючого випромінювання.
реферат [29,7 K], добавлен 09.11.2008Вплив ультрафіолетового (УФ) випромінювання на організм людини та його основні наслідки. Джерела УФ-випромінювання, засоби захисту від його впливу. Глобальний сонячний УФ індекс. Авітаміноз як найбільш виражений прояв "ультрафіолетової недостатності".
реферат [21,3 K], добавлен 12.05.2013Сутність та головний зміст безпеки життєдіяльності як наукової дисципліни, предмет та методи її вивчення, сфери застосування. Поняття та форми небезпек, їх класифікація та типи. Іонізуюче випромінювання та оцінка його негативного впливу на організм.
презентация [3,5 M], добавлен 13.05.2013Опис негативного впливу на організм людини вібрацій, шуму, електромагнітного поля, іонізуючого випромінювання, електричного струму (термічна, електролітична, механічна, біологічна дія) та хімічних речовин (мутагенний вплив на репродуктивну функцію).
контрольная работа [39,0 K], добавлен 18.05.2010Біофізика взаємодії електромагнітного випромінювання з біологічними об'єктами. Реакція організму людини на вплив електромагнітного поля. Біологічні ефекти, викликані магнітними полями. Розрахунок рівня ЕМП, часто використовуваних у виробничих умовах.
реферат [2,7 M], добавлен 11.02.2013Характеристика захисту від ультразвукових випромінювань при роботі на технологічних установках. Гігієнічна класифікація ультразвуку. Вимоги до вимірювання випромінювань на робочих місцях, щодо обмеження несприятливого їх впливу на людський організм.
реферат [22,6 K], добавлен 09.12.2010Негативний вплив шуму на організм людини. Шумова хвороба: поняття, симптоми. Озеленіння як ефективний захід боротьби з шумом в місті. Головні джерела вібрації. Негативний вплив на здоров'я людини електромагнітних випромінювань, характеристика наслідків.
презентация [3,1 M], добавлен 09.12.2013
