Магнитное поле

Размещено на http://www.allbest.ru/

1. Электромагнитная обстановка

На практике при характеристике электромагнитной обстановки используют термины "электрическое поле", "магнитное поле", "электромагнитное поле". Коротко поясним, что это означает и какая связь существует между ними.

Электрическое поле создается зарядами. Например, во всем известных школьных опытах по электризации эбонита, присутствует как раз электрическое поле.

Магнитное поле создается при движении электрических зарядов по проводнику.

Для характеристики величины электрического поля используется понятие напряженность электрического поля, обозначение Е, единица измерения В/м (Вольт-на-метр). Величина магнитного поля характеризуется напряженностью магнитного поля Н, единица А/м (Ампер-на-метр). При измерении сверхнизких и крайне низких частот часто также используется понятие магнитная индукция В, единица Тл(Тесла), одна миллионная часть Тл соответствует 1,25 А/м.



По определению, электромагнитное поле - это особая форма материи, посредством которой осуществляется воздействие между электрическими заряженными частицами. Физические причины существования электромагнитного поля связаны с тем, что изменяющееся во времени электрическое поле Е порождает магнитное поле Н, а изменяющееся Н - вихревое электрическое поле: обе компоненты Е и Н, непрерывно изменяясь, возбуждают друг друга. ЭМП неподвижных или равномерно движущихся заряженных частиц неразрывно связано с этими частицами. При ускоренном движении заряженных частиц, ЭМП "отрывается" от них и существует независимо в форме электромагнитных волн, не исчезая с устранением источника (например, радиоволны не исчезают и при отсутствии тока в излучившей их антенне).

Электромагнитные волны характеризуются длиной волны, обозначение - l (лямбда). Источник, генерирующий излучение, а по сути создающий электромагнитные колебания, характеризуются частотой, обозначение - f.

Важная особенность ЭМП - это деление его на так называемую "ближнюю" и "дальнюю" зоны. В "ближней" зоне, или зоне индукции, на расстоянии от источника r < l ЭМП можно считать квазистатическим. Здесь оно быстро убывает с расстоянием, обратно пропорционально квадрату r -2 или кубу r -3 расстояния. В "ближней" зоне излучения электромагнитная волне еще не сформирована. Для характеристики ЭМП измерения переменного электрического поля Е и переменного магнитного поля Н производятся раздельно. Поле в зоне индукции служит для формирования бегущих составляющей полей (электромагнитной волны), ответственных за излучение. "Дальняя" зона - это зона сформировавшейся электромагнитной волны, начинается с расстояния r > 3l . В "дальней" зоне интенсивность поля убывает обратно пропорционально расстоянию до источника r -1.

В "дальней" зоне излучения есть связь между Е и Н: Е = 377Н, где 377 - волновое сопротивление вакуума, Ом. Поэтому измеряется, как правило, только Е. В России на частотах выше 300 МГц обычно измеряется плотность потока электромагнитной энергии (ППЭ), или вектор Пойтинга. Обозначается как S, единица измерения Вт/м2. ППЭ характеризует количество энергии, переносимой электромагнитной волной в единицу времени через единицу поверхности, перпендикулярной направлению распространения волны.

Международная классификация электромагнитных волн по частотам

Наименование частотного диапазона	Границы диапазона	Наименование волнового диапазона	Границы диапазона
Крайние низкие, КНЧ	3 - 30 Гц	Декамегаметровые	100 - 10 Мм
Сверхнизкие, СНЧ	30 - 300 Гц	Мегаметровые	10 - 1 Мм
Инфранизкие, ИНЧ	0,3 - 3 кГц	Гектокилометровые	1000 - 100 км
Очень низкие, ОНЧ	3 - 30 кГц	Мириаметровые	100 - 10 км
Низкие частоты, НЧ	30 - 300 кГц	Километровые	10 - 1 км
Средние, СЧ	0,3 - 3 МГц	Гектометровые	1 - 0,1 км
Высокие частоты, ВЧ	3 - 30 МГц	Декаметровые	100 - 10 м
Очень высокие, ОВЧ	30 - 300 МГц	Метровые	10 - 1 м
Ультравысокие,УВЧ	0,3 - 3 ГГц	Дециметровые	1 - 0,1 м
Сверхвысокие, СВЧ	3 - 30 ГГц	Сантиметровые	10 - 1 см
Крайне высокие, КВЧ	30 - 300 ГГц	Миллиметровые	10 - 1 мм
Гипервысокие, ГВЧ	300 - 3000 ГГц	Децимиллиметровые	1 - 0,1 мм

2. Основные источники ЭМП

Среди основных источников ЭМИ можно перечислить:

Электротранспорт (трамваи, троллейбусы, поезда,…)

Линии электропередач (городского освещения, высоковольтные,…)

Электропроводка (внутри зданий, телекоммуникации,…)

Бытовые электроприборы

Теле- и радиостанции (транслирующие антенны)

Спутниковая и сотовая связь (транслирующие антенны)

Радары

Персональные компьютеры

Воздействие электромагнитного поля на человека

Сегодня электромагнитное облучение в 100 миллионов раз превышает то, что испытывали наши деды. Длительное воздействие искусственных электромагнитных излучений серьезно ухудшают здоровье. Эпидемиологи установили, что раковые заболевания чаще встречаются среди людей, проживающих в непосредственной близости от источников сильных электромагнитных полей, таких, например, как высоковольтные линии электропередачи. Было доказано также влияние электромагнитных полей на выработку шишковидной железой мелатонина, - гормона, играющего не последнюю роль в иммунной системе (его также называют "гормон молодости").

Хаотичная энергия субчастиц искусственных электромагнитных полей, эта своего рода электромагнитная грязь, действует с огромной разрушительной силой на биоэлектромагнитное поле нашего тела, в пределах которого миллионы неуловимых электрических импульсов должны балансировать и регулировать деятельность каждой живой клетки.

БИОЛОГИЧЕСКОЕ ДЕЙСТВИЕ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ ИЗЛУЧЕНИЙ

Рабочая группа ВООЗ по гигиеническим аспектам использования видео- и радиотерминалов выявила нарушения состояния здоровья при использовании устройств, создающих электромагнитное излучение и его торсионную составляющую, наиболее серьезными из которых являются:

· онкологические заболевания (вероятность заболевания возрастает пропорционально длительности вляния ЭМИ и его торсионной компоненты на организм человека);

· угнетение репродуктивной системы (импотенция, уменьшение либидо, нарушение менструального цикла, замедление полового созревания, уменьшение способности оплодотворения и так далее);

· неблагоприятное течение беременности (при работе с персональным компьютером больше 20 часов (!) в неделю у женщин вероятность выкидыша возрастает в 2,7 раза, а рождение детей с врожденными дефектами в 2,3 раза больше, чем в контрольных группах, а вероятность патологического течения беременности увеличивается в 1,3 раза при длительности работы с электромагнитными или торсионными излучателями более 4 часов (!) в неделю);

· нарушение психоэмоциональной сферы (UF-синдром, стрессовый синдром, агрессивность, раздражительность и так далее);

· нарушения в высшей нервно-рефлекторной деятельности (нахождение ребенка более 50 (!) минут в день у экрана телевизора или компьютера уменьшает в 1,4 раза способность к запоминанию новой информации, что связано с влиянием ЭМИ и его торсионной компоненты на corpus callosum и другие нейроструктуры головного мозга);

· ухудшение зрения;

· нарушение имунной системы (иммуннодепресивное состояние).

· Лейкемия (рак крови) у людей, в силу своей профессии постоянно контактирующих с электромагнитными излучателями, которые также генерируют торсионные поля, в 4,3 раза превышает контрольные величины среди работников других специальностей, не связанных с ЭМИ (Университет Дж. Гопкинса, Балтимор, США). Дети, работающие за компьютером, или проводящие свое свободное время возле экрана телевизора больше 2 часов в день, имеют вероятность получить заболевание рака головного мозга в 8,2 раза больше, чем в контрольной группе. Поглощение ЭМИ мозгом происходит неравномерно и приводит к различным структурным изменениям в клетках, а под воздействием торсионной составляющей создает разнообразные виды клинической картины заболевания (болезнь Паркинсона, Альцгеймера и т. д.).

ЗАЩИТНЫЕ МЕРОПРИЯТИЯ ПРИ РАБОТЕ С ИСТОЧНИКАМИ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОГО ПОЛЯ

Все средства и методы защиты от ЭМП могут быть разделены на 3 группы: организационные, инженерно-технические и лечебно-профилактические. Организационные мероприятия как при проектировании, так и на действующих объектах предусматривают предотвращение попадания людей в зоны с высокой напряженностью ЭМП, создание санитарно-защитных зон вокруг антенных сооружений различного назначения. Для прогнозирования уровней электромагнитных излучений на стадии проектирования используются расчетные методы определения ППЭ и напряженности ЭМП.

Общие принципы, положенные в основу инженерно-технической защиты, сводятся к следующему: электрогерметизация элементов схем, блоков, узлов установки в целом с целью снижения или устранения электромагнитного излучения; защита рабочего места от облучения или удаление его на безопасное расстояние от источника излучения. Для экранирования рабочего места рекомендуется использовать различные типы экранов: отражающие (сплошные металлические из металлической сетки, металлизированной ткани) и поглощающие (из радиопоглощающих материалов).

В качестве средств индивидуальной защиты рекомендуется специальная одежда, выполненная из металлизированной ткани, и защитные очки.

В том случае, когда облучению подвергаются только отдельные части тела или лицо, возможно использование защитного халата, фартука, накидки с капюшоном, перчаток, очков, щитков.

Лечебно-профилактические мероприятия должны быть направлены прежде всего на раннее выявление нарушений в состоянии здоровья работающих. Предусмотрены предварительные и периодические медосмотры для лиц, работающих в условиях воздействия СВЧ (миллиметровых, сантиметровых, дециметровых диапазонов), 1 раз в 12 мес. Для лиц, работающих в условиях воздействия ЭМП УВЧ и ВЧ-диапазона (средние, длинные и короткие волны), периодические медосмотры работающих осуществляются 1 раз в 24 мес. В медицинском осмотре принимают участие терапевт, невропатолог, офтальмолог.

Также организационным мероприятиям по защите от действия электромагнитных полей относятся:

1. Выбор режимов работы излучающего оборудования, обеспечивающих уровень излучения, не превышающий предельно допустимый.

2. Ограничение места и времени нахождения людей в зоне действия поля.

3. Обозначение и ограждение зон с повышенным уровнем излучения.

4. Защита временем.

Применяется, когда нет возможности снизить интенсивность излучения в данной точке до предельно допустимого уровня. Путем обозначения, оповещения и т.п. ограничивается время нахождения людей в зоне выраженного воздействия электромагнитного поля. В действующих нормативных документах предусмотрена зависимость между интенсивностью плотности потока энергии и временем облучения.

5. Защита расстоянием.

Применяется, если невозможно ослабить воздействие другими мерами, в том числе и защитой временем. Метод основан на падении интенсивности излучения, пропорциональном квадрату расстояния до источника. Защита расстоянием положена в основу нормирования санитарно-защитных зон - необходимого разрыва между источниками поля и жилыми домами, служебными помещениями и т.п. Границы зон определяются расчетами для каждого конкретного случая размещения излучающей установки при работе её на максимальную мощность излучения. В соответствии с ГОСТ 12.1.026-80 зоны с опасными уровнями излучения ограждаются, на ограждениях устанавливаются предупреждающие знаки с надписями: «Не входить, опасно!».

3. Лазерное излучение

Лазерное излучение -- это особое явление, которое открыло очень много новых возможностей в науке и технике. Под излучением в оптическом смысле понимается процесс испускания электромагнитных волн или частиц. До появления квантовых генераторов в оптическом диапазоне были известны следующие виды излучений: инфракрасное (тепловые лучи), видимый свет, ультрафиолетовое, рентгеновское. Источниками их соответственно являлись тепловые, люминесцентные, ультрафиолетовые и рентгеновские источники, а также ядерные источники гамма-лучей.

Лазерное излучение квантовых генераторов отличается от существующих электромагнитных оптического диапазона и имеет некоторые специфические свойства, присущие только ОКГ. Она охватывает субмиллиметровую, инфракрасную, видимую и ультрафиолетовую области оптического диапазона электромагнитного спектра. В остальной части этого диапазона возможность получения генерации лазерного излучения пока доказана лишь теоретически. Наибольшие трудности ожидаются при освоении рентгеновской области, а также области гамма-излучения.

Основными свойствами лазерного излучения, обеспечивающими самое широкое применение лазеров в различных областях науки и техники, являются: монохроматичность, высокая когерентность, чрезвычайно малая расходимость луча и высокая плотность мощности (энергии) излучения. Все перечисленные свойств лазерного излучения важны в научной и исследовательской работе.

Воздействие на человека

Лазерное излучение представляет собой вид электромагнитного излучения, генерируемого в оптическом диапазоне длин волн 0,1…1000 мкм. Отличие его от других видов излучения заключается в монохромности, когерентности и высокой степени направленности. Благодаря малой расходимости луча лазера плотность потока мощности может достигать 1016…1017 Вт/м2.

Эффекты воздействия (тепловой, фотохимический, ударно - акустический и др.) определяются механизмом взаимодействия лазерного излучения с тканями и зависят от энергетических и временных параметров излучения, а также от биологических и физики - химических особенностей облучаемых тканей и органов.

Лазерное излучение представляет особую опасность для тканей, максимально поглощающих излучение. Сравнительно легкая уязвимость роговицы и хрусталика глаза, а также способность оптической системы глаза многократно увеличивать плотность энергии(мощность) излучения видимого и ближнего инфракрасного диапазона (780<?<1400 нм) на глазном дне по отношению к роговице делают глаз наиболее уязвимым органом.

При повреждении появляется боль в глазах, спазм век, слезотечение, отек век и глазного яблока, помутнение сетчатки, кровоизлияние. Клетки сетчатки после повреждения не восстанавливаются.

Ультрафиолетовое излучение вызывает фотокератит, средневолновое инфракрасное излучение(1400<?<3000 нм) может вызвать отек, катаракту и ожог роговой оболочки глаза; дальнее ИК - излучение (3000<?<106 нм) - ожог роговицы.

Повреждение кожи может быть вызвано лазерным излучением любой длинны волны в спектральном диапазоне 180…100000 нм. Характер поражения кожи аналогичен термическим ожогам. Степень тяжести повреждения кожи, а в некоторых случаях и всего организма, зависит от энергии излучения, длительности воздействия, площади поражения, ее локализации, добавления вторичных источников воздействия (горение, тление). Минимальное повреждение кожи развивается при плотности энергии 1000…10000 Дж/м2.

Лазерное излучение дальней инфракрасной области (>1400 нм) способно проникать через ткани тела на значительную глубину, поражая внутренние органы (прямое лазерное излучение).

Длительное хроническое действие диффузно отраженного лазерного излучения нетепловой интенсивности может вызывать неспецифические, преимущественно вегетативно - сосудистые нарушения; функциональные сдвиги могут наблюдаться со стороны нервной, сердечно - сосудистой системы, желез внутренней секреции. Работающие жалуются на головные боли, повышенную утомляемость, раздражительность, потливость.

Способы защиты персонала от лазерного излучения подразделяются на коллективные и индивидуальные.

Коллективные средства защиты от лазерного излучения включают:

защитные экраны (или кожухи), препятствующие попаданию лазерного излучения на рабочие места (экраны по возможности должны поглощать излучения основной длины волны и оставаться прозрачными на остальном участке спектра);

размещение пульта управления лазерной установкой в отдельном помещении с телевизионной или другой системой наблюдения за ходом процесса;

экранирование света импульсных ламп накаливания и ультрафиолетового излучения газового разряда; системы блокировок и сигнализации, предотвращающие доступ персонала во время работы лазера в опасную зону;

окраску внутренних поверхностей помещений, а также находящихся в них предметов (за исключением специальной аппаратуры) в матовый цвет с минимальным коэффициентом отражения, обеспечивающим максимальное рассеяние света на длине волны излучения (стены рекомендуется окрашивать до потолка; двери окрашивают под цвет стен; перегородки делают из непроницаемого для лазерного излучения материала).

При использовании лазеров открытого типа (в том числе в цеховых, полевых и других условиях) для предотвращения облучения персонала и других лиц применяют следующие средства коллективной защиты:

ограждение (маркировку) лазерноопасной зоны;

экранирование открытого луча лазера;

вынесение пульта управления из лазерноопасной зоны.

Ограждения и экраны должны быть огнестойкими и при повышении температуры (в результате воздействия излучения лазера) не выделять токсических веществ.

На рабочем месте должна быть схема с указанием лазерноопасной зоны, размеры которой определяют расчетным или экспериментальным методом.

К средствам индивидуальной защиты (СИЗ) от лазерного излучения относятся:

специальные противолазерные очки, щитки, маски;

технологические халаты из хлопчатобумажного или бязевого материала светло-зеленого или голубого цвета и перчатки (применяются в тех случаях, когда существует опасность воздействия лазерного излучения на кожу).

Средства индивидуальной защиты должны входить в комплекс мероприятий по обеспечению безопасных условий труда только в тех случаях, когда другие способы защиты (коллективные) не позволяют обеспечить безопасное ведение работ на лазерных установках.

При совмещении системы наблюдения с оптической системой лазера необходимо применять автоматические затворы или светофильтры, защищающие глаза оператора в момент генерации излучения. Запрещается в момент генерации излучения осуществлять визуальный контроль попадания луча в мишень без применения соответствующих средств защиты, а также направлять луч на глаза человека или другие части тела.

Глаза от лазерного излучения можно защитить путем использования специальных противолазерных фильтров (очков). Оптическая плотность светофильтров характеризуется уровнем затемнения, являющимся величиной, обратной показателю прозрачности материала.

Ионизирующие излучения -- потоки фотонов, а также заряженных или нейтральных частиц, взаимодействие которых с веществом среды приводит к его ионизации. Ионизация играет важную роль в развитии радиационно-индуцированных эффектов, особенно в живой ткани. Средний расход энергии на образование одной пары ионов сравнительно мало зависит от вида И. и., что позволяет судить по степени ионизации вещества о переданной ему энергии И. и. Для регистрации и анализа И. и. инструментальными методами также используют ионизацию.

Источники И. и. делят на естественные (природные) и искусственные. Естественными источниками И. и. являются космос и распространенные в природе радиоактивные вещества (радионуклиды). В космосе формируется и достигает Земли космическое излучение -- корпускулярные потоки ионизирующего излучения. Первичное космическое излучение состоит из заряженных частиц и фотонов, отличающихся высокой энергией. В атмосфере Земли первичное космическое излучение частично поглощается и инициирует ядерные реакции, в результате которых образуются радиоактивные атомы, сами испускающие И. и., поэтому космическое излучение у поверхности Земли отличается от первичного космического излучения. Различают три основных вида космического излучения: галактическое космическое излучение, солнечное космическое излучение и радиационные пояса Земли. Галактическое космическое излучение является наиболее высокоэнергетической составляющей корпускулярного потока в межпланетном пространстве и представляет собой ядра химических элементов (преимущественно водорода и гелия), ускоренных до высоких энергий; по своей проникающей способности этот вид космического излучения превосходит все виды И. и., кроме нейтрино. Для полного поглощения галактического космического излучения потребовался бы свинцовый экран толщиной около 15 м. Солнечное космическое излучение представляет собой высокоэнергетическую часть корпускулярного излучения Солнца и возникает при хромосферных вспышках днем. В период интенсивных солнечных вспышек плотность потока солнечного космического излучения может в тысячи раз превысить обычный уровень плотности потока галактического космического излучения. Солнечное космическое излучение состоит из протонов, ядер гелия и более тяжелых ядер. Солнечные протоны высоких энергий представляют наибольшую опасность для человека в условиях космического полета (см. Космическая биология и медицина). Радиационные пояса Земли сформировались в околоземном пространстве за счет первичного космического излучения и частичного захвата его заряженной компоненты магнитным полем Земли. Радиационные пояса Земли состоят из заряженных частиц: электронов -- в электронном поясе и протонов -- в протонном. В радиационных поясах устанавливается поле И. и. повышенной интенсивности, что учитывают при запуске пилотируемых космических кораблей.

Доза ионизирующего излучения

Доза ионизирующего излучения

1) мера излучения, получаемого облучаемым объектом, -- поглощенная доза ионизирующего излучения; 2) количественная характеристика поля излучения -- экспозиционная доза и корма.

Поглощенная доза -- средняя энергия ионизирующего излучения, выделенная в единице массы вещества облученного объема. Она зависит от вида интенсивности излучения (см. Ионизирующие излучения), энергетического и качественного его состава, времени облучения, а также от состава вещества. Д. и. и. тем больше, чем длительнее время излучения. Приращение дозы в единицу времени называется мощностью дозы, которая характеризует скорость накопления дозы ионизирующего излучения.

Зависимость, поглощенной дозы от энергии излучения, его интенсивности и состава облучаемого вещества проявляется по-разному для различных видов ионизирующего излучения. Доза фотонного излучения (рентгеновского и гамма-излучения) зависит от атомного номера элементов, входящих в состав вещества. При одинаковых условиях облучения в тяжелых веществах она, как правило, выше, чем в легких. Например, в одном и том же поле рентгеновского излучения поглощенная доза в костях больше, чем в мягких тканях.

В поле нейтронного излучения определяющим в формировании поглощенной дозы является ядерный состав вещества, а атомный номер элементов, входящих в состав биологической ткани, не имеет значения. Для мягких тканей живого организма поглощенная доза нейтронов определяется их взаимодействием главным образом с ядрами углерода, водорода, кислорода и азота. Поглощенная доза в живой ткани в поле нейтронного потока зависит от энергии нейтронов. Это связано с тем, что нейтроны различной энергии избирательно взаимодействуют с ядрами вещества. При этом могут возникать заряженные частицы, гамма-излучение, а также образовываться радиоактивные ядра, которые сами становятся источниками ионизирующего излучения. Т.о., поглощенная доза при облучении нейтронами формируется за счет энергии вторичных ионизирующих частиц различной природы, возникающих в результате взаимодействия нейтронов с веществом. У других видов ионизирующего излучения (потоков электронов, тяжелых ионов, высокоэнергетического тормозного излучения ускорителей и т.п.) -- свои особенности взаимодействия с веществом, которые и определяют зависимость дозы от энергии излучения и состава вещества. Независимо от вида первичного излучения поглощенная доза ионизирующего излучения в конечном итоге сформируется за счет энергии заряженных частиц, возникающих в результате преобразования энергии первичного излучения в облучаемом объекте.

В качестве единицы поглощенной дозы излучения в СИ принят грей (Гр) в честь английского ученого Грея (L.Н. Gray), известного своими трудами в области радиационной дозиметрии. 1 Гр равен поглощенной дозе ионизирующего излучения, при которой веществу массой в 1 кг передается энергия ионизирующего излучения, равная 1 Дж. В практике распространена также внесистемная единица поглощенной дозы -- рад (от англ. radiation absorbed dose). 1 рад = 10-2 Дж/кг = 100 эрг/г = 10-2 Гр или 1 Гр = 100 рад. Мощность дозы излучения соответственно выражается в Гр/с, Гр/ч, рад/с и т.п.

Поглощение энергии излучения является первопричиной всех последующих процессов, которые при облучении живого объекта в конечном итоге приводят к тому или иному радиобиологическому эффекту. При данном виде излучения выход радиационно индуцированных эффектов определенным образом связан с поглощенной энергией излучения, которая в ряде случаев выражается простой пропорциональной зависимостью. Это позволяет дозу излучения принимать в качестве количественной меры последствий облучения, в частности живого организма.

Разные виды ионизирующего излучения при одной и той же поглощенной дозе оказывают на ткани живого организма различный биологический эффект, что определяется их относительной биологической эффективностью -- ОБЭ (см. Ионизирующие излучения). Биологические эффекты, индуцируемые любым видом ионизирующего излучения, принято сравнивать с аналогичными эффектами, возникающими в поле рентгеновского излучения, которое принимают за образцовое:

электрический лазерный излучение защита

ОБЭ = Do/Dx



где Dx -- доза данного вида излучения, для которого определяется ОБЭ; Do -- доза образцового излучения.

На основе данных об ОБЭ разные виды ионизирующего излучения характеризуются своим коэффициентом качества. Коэффициент качества излучения является регламентированной величиной ОБЭ, устанавливаемой специальными нормативными органами. Например, нормами радиационной безопасности коэффициент качества рентгеновского и гамма-излучения при хроническом облучении принят за 1, для нейтронов с энергией 0,1--10 МэВ -- 10, а для альфа-излучения и тяжелых ядер -- 20. Произведение коэффициента качества (К) и поглощенной дозы (D) называется эквивалентной поглощенной дозой (Н):

H = KD.

Эквивалентная доза используется для оценки радиационной опасности при хроническом облучении в малых дозах. Предполагается, что в полях излучения различного качества одно и то же значение эквивалентной дозы характеризует равную степень радиационной опасности. Это справедливо в пределах точности значений коэффициента качества. По мере накопления и уточнения данных по биологическому действию ионизирующего излучения различной природы значения коэффициента качества время от времени пересматривают.

Единицей эквивалентной дозы в СИ является зиверт (Зв) -- по имени шведского ученого Зиверта (R.М. Sievert) -- первого председателя Международной комиссии по радиологической защите (МКРЗ). Если в последней формуле поглощенную дозу излучения (D) выразить в греях, то эквивалентная доза будет выражена в зивертах. 1 Зв равен эквивалентной дозе, при которой произведение поглощенной дозы (D) в живой ткани стандартного состава и среднего коэффициента качества (К) равно 1 Дж/кг.

В практике распространена также внесистемная единица эквивалентной дозы -- бэр (13 в = 100 бэр).

Если в той же формуле поглощенную дозу излучения выразить в радах, то эквивалентная доза будет выражена в бэрах.

В качестве мер риска отдаленных стохастических эффектов облучения человека (см. Радиационная безопасность) используют эффективную эквивалентную дозу. Она равна сумме средних значений эквивалентной дозы НТ, в различных органах и тканях человека, умноженных на взвешивающие коэффициенты для этих органов и тканей, учитывающих их радиочувствительность WT:

Значения взвешивающих коэффициентов колеблются от 0,03 для щитовидной железы до 0,25 для гонад.

Эффективная эквивалентная доза учитывает вклад отдельных органов и тканей организма и отдаленные стохастические эффекты при неравномерном облучении. Под неравномерным облучением здесь понимаются условия, при которых значения эквивалентной дозы оказываются различными для разных органов и тканей. При равномерном облучении НТ одинакова для любой точки тела, и

НЕ = НТ.

Эффективная эквивалентная доза измеряется в тех же единицах, что и эквивалентная доза.

Для дозиметрической характеристики поля фотонного ионизирующего излучения служит экспозиционная доза. Она является мерой ионизирующей способности фотонного излучения в воздухе. Единица экспозиционной дозы в СИ -- кулон на килограмм (Кл/кг). Экспозиционная доза, равная 1 Кл/кг, означает, что заряженные частицы (электроны и позитроны), освобожденные в 1 кг атмосферного воздуха при первичных актах поглощения и рассеяния фотонов, образуют при полном использовании своего пробега в воздухе ионы с суммарным зарядом одного знака, равным 1 кулону.

В практике часто применяют внесистемную единицу экспозиционной дозы рентген (Р) -- по имени немецкого физика Рентгена (W.К. Rontgen): 1 Р = 2,58?10-4 Кл/кг.

Экспозиционную дозу используют для характеристики поля только фотонного ионизирующего излучения в воздухе. Она дает представление о потенциальном уровне воздействия ионизирующего излучения на человека. При экспозиционной дозе в 1 Р поглощенная доза в мягкой ткани в этом же радиационном поле равна приблизительно 1 рад.

Зная экспозиционную дозу, можно рассчитать поглощенную дозу и ее распределение в любом сложном объекте, помещенном в данное радиационное поле, в частности в теле человека. Это позволяет планировать и контролировать заданный режим облучения.

Специфической дозиметрической величиной, характеризующей поле излучения, является керма (от англ. KERMA -- аббревиатура выражения Kinetic Energy Reteased in Material). Керма -- кинетическая энергия заряженных частиц, освобожденных ионизирующим излучением любого вида, в единице массы облучаемого вещества при первичных актах взаимодействия излучения с этим веществом. При определенных условиях керма равна поглощенной дозе излучения. Для фотонного излучения в воздухе она является энергетическим эквивалентом экспозиционной дозы. Равномерность кермы такая же, как и поглощенной дозы; выражается в Дж/кг.

Рассмотренные разновидности Д. и. и. применяют в медицинской радиологии (см. Радиология медицинская) для оценки ожидаемого терапевтического эффекта и составления плана облучения (поглощенная доза), для задания и контроля режима облучения (экспозиционная доза), для контроля радиационной обстановки в целях безопасности персонала (эквивалентная доза), для прогнозирования отдаленных последствий облучения (эффективная эквивалентная доза).

Библиогр.: Иванов В.И. Курс дозиметрии, М., 1988; Иванов В.И., Машкович В.П. и Центер Э.М. Международная система единиц СИ в атомной науке и технике, М., 1981; Маргулис У.Я. Атомная энергия и радиационная безопасность, М., 1988.

Мощность дозы

Мощность дозы (интенсивность облучения) -- приращение соответствующей дозы под воздействием данного излучения за единицу времени. Имеет размерность соответствующей дозы (поглощенной, экспозиционной и т. п.), делённую на единицу времени. Допускается использование различных специальных единиц (например, Зв/час, бэр/мин, мЗв/год и др.).

Сводная таблица единиц измерения

Физическая величина	Внесистемная единица	Системная единица	Переход от внесистемной к системной единице
Активность нуклида в радиоактивном источнике	Кюри (Ки)	Беккерель (Бк)	1Ки=3.7·1010Бк
Экспозиционная доза	Рентген (Р)	Кулон/килограмм (Кл/кг)	1Р=2,58·10?4Кл/кг
Поглощенная доза	Рад (рад)	Грей (Дж/кг)	1рад=0,01Гр
Эквивалентная доза	Бэр (бер)	Зиверт (Зв)	1бэр=0,01 Зв
Мощность экспозиционной дозы	Рентген/секунда (Р/c)	Кулон/килограмм в секунду (Кл/кг*с)	1Р/c=2.58·10?4Кл/кг*с
Мощность поглощенной дозы	Рад/секунда (Рад/с)	Грей/cекунда (Гр/с)	1рад/с=0.01Гр/c
Мощность эквивалентной дозы	Бэр/cекунда (бэр/с)	Зиверт/cекунда (Зв/с)	1бэр/c=0.01Зв/с
Интегральная доза	Рад-грамм (Рад-г)	Грей-килограмм (Гр-кг)	1рад-г=10?5Гр-кг

Чрезвычайная ситуация - это обстановка на определенной территории, сложившаяся в результате аварии, опасного природного явления, катастрофы, стихийного или иного бедствия, которые могут повлечь или повлекли за собой человеческие жертвы, ущерб здоровью людей или окружающей природной среде, значительные материальные потери и нарушение условий жизнедеятельности людей (ФЗ РФ "О защите населения и территорий от ЧС природного и техногенного характера " - 21.12.1994 года).

Под источником чрезвычайной ситуации понимают опасное природное явление или опасное техногенное происшествие, в том числе применение современных средств поражения, в результате которых сложилась или может сложиться чрезвычайная ситуация.

К опасным техногенным происшествиям относятся аварии на промышленных объектах или транспорте, пожары, взрывы или высвобождение различных видов энергии.

Классификация чрезвычайных ситуаций.

Чрезвычайные ситуации классифицируют:

- по природе возникновения - природные, техногенные, экологические, биологические, антропогенные, социальные и комбинированные;

- по масштабам распространения последствий - локальные, объектовые, местные, национальные, региональные, глобальные;

- по причине возникновения - преднамеренные и непреднамеренные (стихийные);

- по скорости развития - взрывные, внезапные, скоротечные, плавные;

- по возможности предотвращения ЧС - неизбежные (природные), предотвращаемые (техногенные, социальные), антропогенные.

К техногенным относятся ЧС, происхождение которых связано с техническими объектами - пожары, взрывы, аварии на химически опасных объектах, выбросы радиоактивных веществ, обрушений зданий, аварии на системах жизнеобеспечения.

К природным относятся ЧС, связанные с проявлением стихийных сил природы - землетрясения, наводнения, извержения вулканов, оползни, ураганы, смерти, бури, природные пожары и др.

К экологическим ЧС относятся аномальные природное загрязнение атмосферы, разрушение озонового слоя земли, опустынивание земель, засоление почв, кислотные дожди и др.

К биологическим ЧС относятся эпидемии, эпизоотии, эпифитотии.

К социальным ЧС относятся события, происходящие в обществе - межнациональные конфликты, терроризм, грабежи, геноцид, войны и др.

Антропогенные ЧС являются следствием ошибочных действий людей.

Локальные ЧС - это чрезвычайные ситуации, масштабы которых ограничиваются одной промышленной установкой, поточной линией, цехом, небольшим производством или какой-то отдельной системой предприятия. Для ликвидации последствий достаточно сил и средств, имеющихся на пострадавшем объекте.

Объектовые ЧС - это чрезвычайные ситуации, когда последствия ограничиваются территорией завода, комбината, промышленно - производственного комплекса, учреждения, учебного заведения, но не выходит за рамки объекта. Для их ликвидации привлекают, хотя и все силы и средства предприятия, но их достаточно, чтобы справиться с аварийной ситуацией.

Местные ЧС - это чрезвычайные ситуации, масштабы которых ограничены поселком, городом, районом, отдельной областью. Для ликвидации последствий достаточно сил и средств, имеющихся в непосредственном подчинении местной власти, начальника ГО, его комиссии по ЧС, а также на объектах промышленности, транспорта. В отдельных случаях могут привлекаться воинские части гражданской обороны и другие подразделения МЧС.

Национальные ЧС - это чрезвычайные ситуации, которые охватывают несколько экономических районов или суверенных государств, но не выходят за пределы страны. Последствия ликвидируются силами и ресурсами страны, зачастую с привлечением иностранной помощи.

Региональные ЧС - это чрезвычайные ситуации, распространяющиеся на несколько областей, республик, крупный регион. Их ликвидацией занимаются, как правило, региональные центры МЧС или специально создаваемые министерством оперативные группы. Для проведения спасательных и других неотложных работ привлекают, кроме всех видов формирований, подразделения МЧС, МВД и ОМ.

Глобальные ЧС - это чрезвычайные ситуации, последствия которых настолько велики, что захватывают значительные территории, несколько республик, краев, областей и сопредельные страны. Для ликвидации последствий привлекают силы МЧС, МО, МВД, ФСБ. Проведением спасательных и других неотложных работ, как правило, занимается специальная правительственная комиссия или лично начальник ГО страны - Председатель Правительства.

Чрезвычайные ситуации мирного времени можно разделить на пять групп:

- сопровождающиеся выбросами опасных веществ в окружающую среду;

- связанные с возникновением пожаров, взрывов и их последствий;

-на транспортных коммуникациях;

- военно-политического характера;

- вызванные стихийными бедствиями.

К первой группе чрезвычайных ситуаций, сопровождающихся выбросами опасных веществ в окружающую среду, относят:

- аварии на атомных электростанциях;

- утечки радиоактивных газов на предприятиях ядерно-топливного цикла за пределы санитарно-защитной зоны;

- аварии на атомных судах с радиоактивным загрязнением акватории порта и прибрежной территории;

-аварии на ядерных установках научно - исследовательских центров с радиоактивным загрязнением территории;

- аварийные ситуации во время промышленных и испытательных ядерных взрывов, связанные со сверхнормативным выбросом радиоактивных веществ в окружающую среду;

- падение летательных аппаратов с ядерными энергетическими устройствами на борту с последующим радиоактивным загрязнением местности;

- аварии на химически опасных объектах с выбросом (утечкой) в окружающую среду сильнодействующих ядовитых веществ;

- аварии с выбросом (утечкой) в окружающую среду бактериологических средств и биологических веществ в концентрациях, превышающих допустимых значения.

Ко второй группе чрезвычайных ситуаций относятся:

- пожары в населенных пунктах, на объектах экономики и транспортных коммуникациях;

- взрывы на объектах и транспортных коммуникациях;

- взрывы в жилых домах.

К третьей группе относятся:

- авиационные катастрофы;

- столкновение и сход с рельсов железнодорожных составов (поездов в метрополитене);

- аварии на водных коммуникациях, повлекшие значительное количество человеческих жертв или вызвавшие загрязнение акватории портов, прибрежных

территорий, внутренних водоемов нефтепродуктами и (или) сильнодействующими ядовитыми веществами;

- аварии на трубопроводах, вызвавшие выброс большой массы транспортируемых веществ и загрязнение ими окружающей среды;

- аварии на энерго - и других инженерных сетях, повлекшие нарушение нормальной жизнедеятельности населения в результате возникновения вторичных факторов.

К четвертой группе относятся ЧС военно-политического характера в мирное время:

- единичный (случайный) ракетно - ядерный удар, нанесенный с акватории нейтральных вод кораблем неустановленной принадлежности или падения носителя ядерного оружия с взрывом боевой части;

- падение носителя ядерного оружия с разрушением или без разрушения боевой части;

- вооруженное нападение на штабы, пункты управления, узлы связи, склады войсковых сооружений и частей (в том числе гражданской обороны);

-волнение в отдельных районах, вызванных выступление антиобщественных или националистических групп (элементов), попытка захвата радиовещательных станций, государственных и общественно-политических учреждений.

Пятая группа включает чрезвычайные ситуации, вызванные стихийные бедствиями:

-стихийные бедствия, геологического характера (землетрясения, вулканы, оползни, селевые потоки, снежные лавины);

- Стихийные бедствия метеорологического характера (ураганы, бури, смерчи);

- стихийные бедствия гидрологического характера (наводнение, заторы льдов на реках, цунами);

- природные пожары.

Схема: Классификация чрезвычайных ситуаций.

		По природе возникновения
техногенные		природные		экологические	биологические	антропогенные	социальные	комбинированные
				По масштабу
локальные		объектные		местные	национальные	региональные	глобальные
			по причине возникновения
				по скорости развития
	По возможности предотвращения
	по ведомственной принадлежности
Промышлен-ность		строительство		транспорт	жилищно-коммунальная сфера	сельское хозяйство	лесное хозяйство и т.д.

Научно-технический прогресс и окружающая среда

Современная экологическая обстановка такова, что перед всеми кто осуществляет научно - технический прогресс и использует его достижения, встало неотложное объективное требование: строго учитывать ранимость природы, не допускать превышения пределов возможности восстановления природных процессов, всесторонне и глубже изучать и знать сложные, диалектически взаимосвязанные природные явления, не обострять негативные противоречия с естественными закономерностями, чтобы не вызвать необратимых процессов в окружающей среде.

Во избежание всевозможных конфликтов, противоречий с природой необходимо осуществлять научно обоснованные прогнозы, которые бы дали возможность предвидеть и предсказывать характер последствий наших взаимоотношений с природой.

Научно-технический прогресс представляет собой взаимосвязанное поступательное развитие науки и техники, которое проявляется в постоянном воздействии научных открытий и изобретений на уровне техники и технологии, а так же на применение новых приборов и оборудования. Он воздействует на преобразование и развитие средств труда и на взаимоотношение людей в процессе производства.

Научно-технический прогресс является мощным средством быстрого роста экономики, решения многих социальных задач. Темпы внедрения его достижений и эффективность производства во многом зависят от выработки и последовательной реализации научно обоснованной общегосударственной политики в этой сфере деятельности.

Применение научных открытий в использовании природных богатств, развитии и формировании производительных сил общества поистине неограниченно. При определенных условиях с помощью науки на службу производству могут быть поставлены огромные силы природы, а сам процесс производства может быть представлен как технологическое применение науки.

Конкретным выражением научно-технического прогресса служит непрерывное совершенствование машин, орудий труда и других средств производства, а также внедрение прогрессивной технологии и организации производства. Особенно важная роль в развитии научно-технического прогресса отводится механическим средствам труда. Последние являются одним из главных элементов производительных сил общества и в большей мере содействуют развитию научно-технического прогресса и росту производства продукции. Они способствуют экономии общественных затрат труда, рациональному и эффективному использованию трудовых ресурсов.

Повышение технической вооруженности работников сельского хозяйства в условиях научно-технического прогресса ведет к изменению соотношения между живым и прошлым трудом, способствует росту производительности труда. Научно-технический прогресс влияет на производительность труда за счет увеличения количества машин и эффективного их применения и посредством воздействия науки и техники на другие факторы производства, которые способствуют росту продукции в единицу рабочего времени. Среди этих факторов важное место отводится изменению содержания и условий труда, его организации, уровню развития рабочей силы и характера ее использования и др.

Научно-технический прогресс сопровождается перестройкой всего технического базиса, всей технологии производства, развитием системы машин, получающей большее распространение в различных отраслях народного хозяйства. Он создает широкие предпосылки и материально-технические условия для преодоления существующих различий между умственным и физическим трудом, способствует изменению места и роли человека в процессе производства.

Под влиянием научно-технического прогресса в современных условиях осуществляется переход от экстенсивного роста производства, при котором привлекаются новые материально-денежные ресурсы, к интенсивному росту за счет более высокой производительности труда, совершенствования технологии и организации производства, повышения качества продукции, дальнейшего снижения себестоимости.

Цель работы: анализ положительного и отрицательного воздействия научно-технического прогресса на окружающую среду.

В соответствии с поставленной целью были выделены следующие задачи:

1. Изучить НТП как основу развития и интенсификации производства.

2. Проанализировать потенциал НТП в охране природной среды.

3. Охарактеризовать основные направления НТП в сельском хозяйстве.

4. Оценить роль НТП в формировании экологической обстановки региона.

Современная экологическая ситуация в мире

22 Января 2012

Под экологической ситуацией понимают состояние окружающей среды, или отдельных его факторов, имеющих эмоциональную, количественную или качественную оценку. С позиции человека, понимание экологической ситуации, которая требует улучшения или предотвращения, называется экологической проблемой.

Современная экологическая ситуация в мире, с которой связаны проблемы охраны и воспроизводства биологических ресурсов, сложилась как результат действия следующих факторов: осложнения и количественного роста антропосистемы; достигнутого уровня развития промышленности и сельского хозяйства; недостаточного внимания со стороны многих правительств и парламентов к экологическим проблемам; слабого контроля за состоянием природных ресурсов; неполноты познания организации и распределения жизни на Земле; экологической неосведомленности большинства населения.

В конце XX века человечество начало чувствовать приближение экологического кризиса. Экологический кризис конца XX века имеет качественно иную природу по сравнению со всеми предыдущими кризисами. Это первый кризис, охвативший всю планету и полностью обусловлен не природными, а технико-производственными причинами. Темпы изменения параметров биосферы, причиной которых является этот экологический кризис, оказались в сотни и тысячи раз большими, чем темпы ее естественной эволюции. Началась общая, глобальная деградация природной среды. Немалую роль в развитии экологического кризиса играет сложный социальный фон, с расколом человеческого общества на конкурирующие блоки: Запад - Восток, развивающиеся страны - экономически развитые страны, сельское население - городское население. Социально - экономические условия в этих блоках не одинаковы. Так, по данным ООН в 1998 году в развитых странах мира средний доход одного человека составлял 11 тыс. долларов США в год, тогда как в развивающихся странах, проживало 1 млрд. 125 млн. людей со средним доходом всего 370 долларов в год. Экономическое и социальное неравенство порождает стремление достичь более высокого уровня любой ценой, национальный сепаратизм ведет к игнорированию глобальных экологических проблем. Живущие в селе не могут воспринимать остроту экологических проблем крупных городов. Как элементы давления цивилизации на природную среду, выступают высокозатратные технологии, применяемые в промышленности и сельском хозяйстве; автомобильный транспорт и урбанизация. Немалую роль в развитии экологического кризиса играет гонка вооружения. Почти неконтролируемые общественностью военно-промышленные комплексы развитых стран мира являются крупнейшими потребителями ресурсов и энергии. Известный канадский социолог Мюррей Бучин (1979) главной причиной экологического кризиса считал тип организации человеческого общества. Экологический кризис - это кризис философии, кризис духовности. Деградация природной среды является результатом не просто, и не только техногенного давления на него, а следствием обнищания нравственности общества, слепоты относительно будущих последствий принятого стиля жизни. Немалый вклад в развитие кризисных явлений добавляет существующее противоречие личных и общественных интересов, преобладание регионального мышления над глобальным. Техногенный тип развития цивилизации в условиях быстрого роста населения требует привлечения к производственным процессам все большего количества природных ресурсов.

Так, только с 1958 г. до 1986 г. в мире было использовано 117 млрд. тонн ископаемого топлива, которое является невозобновляемым ресурсом. Для добычи ископаемого топлива и руд осуществляются крупномасштабные вмешательства в геосферу планеты.

В одном только Советском Союзе в год добывалось более 1 млрд. тонн горной породы, полезная часть которой составляла менее 20%. Происходят эти процессы и в других странах мира.

В результате нарушаются геологические структуры массивов горных пород, возникают карьерно-отвальные комплексы, хранилища шламов, рвы. Меняется ландшафт огромных территорий.

Уже в наше время перед человечеством встали экологические проблемы, требующие принятия срочных мер. К ним относятся:

1. Загрязнение природной среды промышленного и сельского производства.

2. Потепление климата и вызванное этим повышение уровня Мирового океана.

3. Кислотные осадки.

4. Озоновые дыры.

5. Быстрые темпы снижения биологического разнообразия, вырубка лесов и потеря целых экосистем.

Понять природу экологического кризиса в целом и в отдельных ее проявлениях и сделать выводы из допущенных просчетов развития, скорректировать развитие экономики, политики и культуры - вот основные задачи, которые должны решать люди всей планеты.

В противном случае экологический кризис перерастет в необратимую экологическую катастрофу с полным разрушением биосферы.



Используемая литература

1. «Безопасность жизнедеятельности» учебник под ред. Э.А. Арустамов Изд-во «Дашков и К» 2001г.

2. Федеральный закон «О защите населения и территорий от ЧС природного и техногенного характера». - М.,1994.

3. «Государственное управление в чрезвычайных ситуациях». М., Наука, Б.Н. Порфирьев, 1991г,

Размещено на Allbest.ru