Разработка технологии создания учебного пособия и проверка ее эффективности в реальном творческом проекте

Современный мир отличается необычайной сложностью и противоречивостью событий, он пронизан противоборствующими тенденциями, полон сложнейших альтернатив, тревог и надежд.

Конец XX века характеризуется мощным рывком в развитии научно-технического прогресса, ростом социальных противоречий, резким демографическим взрывом, ухудшением состояния окружающей человека природной среды.

Поистине наша планета никогда ранее не подвергалась таким физическим и политическим перегрузкам, какие она испытывает на рубеже XX- XXI веков. Человек никогда ранее не взимал с природы столько дани и не оказывался столь уязвимым перед мощью, которую сам же создал.

В век научно-технического прогресса и промышленного подъема остро встал вопрос об усилении воздействия человека на природу. В отличие от животного, лишь приспосабливающегося к окружающей среде в процессе биологической эволюции, человек сознательно и активно изменяет ее для удовлетворения своих потребностей.

Воздействие человека на природу обычно связано с стремлением достигнуть какой-либо цели. Однако они не всегда совпадают с возможностями биосферы. Воздействие человека на природу тем и отличается от воздействия на нее животного , что деятельность первого переходит ту грань, когда сохраняется биологическое равновесие.

Действие ионизирующей радиации на живой организм интересовало мировую науку с момента открытия и первых же шагов применения радиоактивного излучения. Это неслучайно, так как с самого начала исследователи столкнулись с его отрицательными эффектами.

Едва ли не главнейшее обстоятельство, которое обычно упускают из виду при анализе рассматриваемой проблемы, состоит в том что радиоактивные вещества и ионизирующие излучения являются одним из естественных, природных факторов. Это их важнейшее отличие от детергентов, пестицидов, инсектицидов и др. химических веществ, которыми человечество в последние годы интенсивно загрязняет биосферу.

6.3 Классификация источников излучения и понятие ионизирующего излучения. Влияние ионизирующих излучений на окружающую среду и защита от них

Современные ядерно-технические установки обычно представляют собой сложные источники изучений.

Любой источник излучения характеризуется:

- видом излучения;

- геометрией источника (формой и размерами);

- мощностью и ее распределением по источнику;

- энергетическим составом;

- угловым распределением излучения.

На практике источники встречаются в неограниченном многообразии указанных характеристик.

Наиболее распространенные источники ионизирующих излучений - естественные и искусственные радиоактивные нуклиды (а их сейчас насчитывается около 2000) - являются источниками -, - и -излучений.

Характерной особенностью этих излучений при воздействии их на живой организм является прямая или косвенная ионизация, поэтому они и называются ионизирующими излучениями.

Действие ионизирующего излучения в определенных дозах вызывает эффекты, которые могут стать явными у самого облученного лица или проявиться у его потомства. То есть воздействие ионизирующих излучений на организм приводит к последствиям соматической и генетической природы.

Соматические эффекты могут быть ранними (возникающими в период от нескольких минут до 60 суток после облучения) и отдаленными (соматико-стохастическими: увеличение частоты злокачественных новообразований, увеличение частоты катаракт, общее неспецифическое сокращение жизни).

В настоящее время нет единой точки зрения ученых в толковании зависимости функции доза - эффект. Если эта функция не имеет порога, то рассматриваются, скорее, не сами эффекты, а вероятность их проявления. Тогда функцию называют стохастической. Если вредные эффекты излучения выявляются, начиная с какого-то определенного порога, то функцию называют нестохастической. При дозах, характерных для практики радиационной защиты, генетические эффекты рассматриваются как стохастические. В то же время в сравнительно низком диапазоне доз основной соматический эффект - канцирогенез - также принято относить к стохастическим эффектам.

Нестохастические соматические эффекты характерны для отдельных органов и тканей: они проявляются в виде помутнения хрусталика глаза, незлокачественных повреждений кожи (эритемы), подавления функции клеток костного мозга, вызывающего гематологические нарушения, повреждения клеток гонад.

Внешнее облучение - воздействие на организм ионизирующих излучений от внешних по отношению к нему источников излучения.

Внутреннее облучение - воздействие на организм ионизирующих излучений радиоактивных веществ, находящихся внутри организма.

Естественный фон излучения - ионизирующее излучение, состоящее из космического излучения и излучения естественно распределенных природных радиоактивных веществ (на поверхности земли, в приземной атмосфере в продуктах питания, в воде в организме человека и другое).

Таблица 4 Искусственные источники радиации

Персонал (профессиональные работники) - лица, которые постоянно или временно работают непосредственно с источниками ионизирующих излучений. К таким лицам также относятся операторы и пользователи ЭВМ.

Предельно допустимая доза (ПДД) - наибольшее значение индивидуальной эквивалентной дозы за год, которое при равномерном воздействии в течение 50 лет не вызовет в состоянии здоровья персонала неблагоприятных изменений, обнаруживаемых современными методами.

Допустимые уровни - нормативные значения поступления радиоактивных веществ в организм, содержания радиоактивных веществ в организме, их концентрация в воде и в воздухе, мощности дозы, плотности потока и т. п., рассчитанные из значений основных дозовых пределов ПДД.

В порядке убывания радиочуствительности устанавливаются три группы критических органов:

1 группа - все тело, гонады и красный костный мозг;

2 группа - мышцы, щитовидная железа, жировая ткань, печень, почки, селезенка, желудочно-кишечный тракт, легкие, хрусталик глаза и другие органы, за исключением тех, которые относятся к 1-й и 3-й группам;

3 группа - кожный покров, костная ткань, кисти, предплечья, лодыжки и стопы.

Контроль мощности доз -излучения, а также плотности потоков нейтронов позволяет оценить эффективность применяемых защитных мероприятий, ориентировочно установить индивидуальные дозы облучения, оценить надежность используемых защитных средств.

Основными задачами контроля являются:

измерение дозы и потока нейтронов на рабочих местах;

- измерение дозы -излучения и потоков нейтронов в смежных помещениях и прилегающей территории;

измерение эффективности стационарных и передвижных защитных средств;

установление контрольных уровней;

установление радиационно-опасных зон при аварии.

Для измерений мощности дозы -излучения и плотности потоков нейтронов применяют различные дозиметры стационарного, переносного или носимого типов.

Детекторами излучения служат ионизационные камеры, газоразрядные или сцинтилляционные счетчики.

Стационарные приборы позволяют вести непрерывный контроль мощности доз во многих точках помещений, где проводятся работы с источниками ионизирующих излучений, и имеют большие диапазоны измерений.

Наряду со стационарными приборами измерения мощности экспозиционных доз рентгеновского, -излучений и потоков нейтронов осуществляют с помощью переносных дозиметров и радиометров, а также носимых дозиметров.

Существуют следующие приборы контроля ДРГЗ-01, ДРГЗ-ОЗ, ДКС-05, ДКС-04 и др.

По мнению Международной комиссии по ионизационной защите “целью ионизационной защиты является обеспечение защиты от вредоносного воздействия ионизирующих излучений отдельных индивидуумов, их потомства, человечества в целом и в то же время создание соответствующих условий для необходимой практической деятельности человека, во время которой возможно воздействие ионизирующих излучений”.

Воздействие ионизирующих излучений на организм приводит к последствиям соматической и генетической природы. Соматические эффекты проявляются непосредственно у человека, подвергающегося облучению, а генетические - у его потомков. Соматические эффекты могут быть ранними (возникающими в период от нескольких минут до 60 суток после облучения) и отдаленными (соматико-стохастическими: увеличение частоты злокачественных новообразований, увеличение частоты катаракт, общее неспецифическое сокращение жизни).

Конкретной целью ионизационной защиты является предупреждение вредных нестохастических эффектов и ограничение частоты соматико-стохастических эффектов до уровня, считающегося приемлемым. Нестохастические эффекты могут быть устранены установлением достаточно низкого предела эквивалентной дозы таким образом, чтобы минимальная доза, способная вызвать повреждения, не была достигнута в течение трудовой деятельности человека.

Для ближайшего будущего разумный метод определения приемлемости риска при работе, связанной с источниками излучений, заключается в сравнении оценки этого риска с риском при работе в других областях деятельности, которые признаются минимально безопасными.

Для оценки воздействия излучения применяют так называемый параметр риска R, равный средней индивидуальной вероятности смерти в результате облучения в дозе 10 мЗв.

Параметр риска в зависимости от типа отдаленных последствий колеблется в широких пределах. Параметр риска приведен в таблице 5.

Таблица 5 Параметры риска в чел-бэр

Если известна коллективная доза облучения, то ожидаемое полное число случаев смерти на всю профессиональную группу определяется по формуле

N = RDk.

По современным оценкам среднегодовая смертность от профессиональных причин, включая несчастные случаи на производствах, не превышает 104 случаев в год.

Для реализации главной цепи радиационной защиты достижения и сохранения необходимых условий радиационной безопасности при всех видах деятельности, где предполагается облучение человека, - вводятся основные дозовые пределы. Используя их, рассчитываются производственные характеристики, такие, как предельно допустимые уровни внешних потоков ионизирующих изучений и допустимые концентрации радионуклидов в воде и воздухе.

Материалы, располагаемые между источником излучения и зоной размещения персонала или оборудования для ослабления потоков ионизирующих излучений, называют защитой.

Защиту от ионизирующих излучений классифицируют по:

- назначению;

- типу;

- компоновке;

- геометрии.

Защита от ионизирующих изучений должна обеспечивать:

а) допустимый уровень облучения обслуживающего установку персонала;

б) допустимый уровень радиационных повреждений “изменение прочностных характеристик, разрушение органических соединений, радиолиз воды и другие” конструкционных и защитных материалов;

в) допустимый уровень радиационного энерговыделения и температурного распределения в конструкционных и защитных материалах.

В соответствии с этим защиту подразделяют соответственно на:

- биологическую;

- радиационную;

- тепловую. учебник web фрейм дизайн

Радиационная и тепловая защиты, которые конструкционно часто бывают совмещены, необходимы только для мощных источников изучения ядерно-технических установок, таких, например, как ядерные реакторы. При работе с изотопными источниками нео6ходимость в радиационной и тепловой защите обычно не возникает.

Защиты подразделяются на следующие типы:

сплошная защита, целиком окружающая источники излучения;

раздельная защита, когда наиболее мощные источники излучения окружает первичная защита (например, первичная защита активной зоны ядерного реактора), а между первичной и вторичной защитой имеются также источники излучения (например, система теплоносителя ядерного реактора);

теневая защита устанавливается между источником излучения и защищаемой областью, размеры которой ограничиваются лишь “тенью”, “отбрасываемой” защитой. Особенно часто такая защита используется при ограничении массы и габаритов;

частичная защита - ослабленная защита для областей ограниченного доступа персонала, например, на судне с реактором в качестве энергетической установки частичная защита может осуществляться в направлении дна.

По компоновке выделяют гомогенную (из одного защитного материала) и гетерогенную (из различных материалов) защиты.

По форме внешней поверхности наиболее часто на практике встречается плоская, сферическая и цилиндрическая защиты.

По распространению нейтронов в средах можно выделить следующие группы материалов:

- легкие водородосодержащие (водород, вода, полиэтилен, гидриды металлов) - эффективные замедлители нейтронов;

- легкие, не содержащие водород (углерода карбид бора), используемые при технических или технологических ограничениях на введение в защиту водородосодержащих сред;

- материалы, состоящие из элементов со средним атомным номером (бетон, породы, минералы);

- тяжелые материалы (железо, свинец, молибден, вольфрам, титан) для снижения потоков -квантов (улучшают свойства защиты от быстрых нейтронов благодаря высоким сечениям неупругого рассеяния этих элементов);

- металловодородосодержащие среды.

Водород как материал защиты не представляет практического интереса, но как элемент он является хорошим замедлителем нейтронов и главным компонентом в большинстве защит от нейтронов. Барьерная защита из водорода обладает наилучшими защитными свойствами от нейтронов, отнесенными к единице массы.

Вода - наиболее часто используемый в защите водородосодержащий материал. Это обусловлено высокой ядерной плотностью водорода в воде, невысокой стоимостью, легкодоступностью, способностью заполнять все отведенное для нее пространство без образования щелей, пустота раковин в защите. Характеристики ослабления нейтронного излучения в воде рассчитаны и измерены достаточно полно.

7. Мероприятия по охране труда и технике безопасности

7.1 Анализ условий труда операторов на вычислительных центрах

Одним из основных направлений научно-технического прогресса является развитие электронной вычислительной техники и ее широкое применение в производстве, научно-исследовательских и проектно-конструкторских работах, плановых расчетах и сфере управления. В последнее время значительно расширился парк выпускаемых электронных вычислительных машин (ЭВМ). Уменьшение стоимости, габаритов, потребляемой энергии вместе с ростом вычислительных возможностей позволяет использовать ЭВМ в гораздо более широких масштабах, чем прежние поколения вычислительной техники. Широкое использование вычислительной техники в народном хозяйстве не только позволило повысить производительность труда, но и породило ряд проблем, в том числе и защиту работающих от вредных факторов, связанных с применением вычислительной техники.

Операторы ЭВМ, программисты и другие работники ВЦ сталкиваются с воздействием таких физически опасных и вредных производственных факторов, как повышенный уровень шума, повышенная температура внешней среды, отсутствие или недостаток естественного света, недостаточная освещённость рабочей зоны, электрический ток, статическое электричество, электромагнитное излучение и др. Многие сотрудники ВЦ связаны с воздействием таких психофизиологических факторов, как умственное перенапряжение, перенапряжение зрительных и слуховых анализаторов, монотонность труда, эмоциональные перегрузки.[36]

Воздействие указанных неблагоприятных факторов приводит к снижению работоспособности, вызываемое развивающимся утомлением. Появление и развитие утомления связано с изменениями, возникающими в процессе работы в центральной нервной системе, с тормозными процессами в коре головного мозга.

На температуру внешней среды большое влияние оказывают источники теплоты. Основным источником теплоты являются: ЭВМ, вспомогательное оборудование и приборы освещения. На суммарные тепловыделения помещений ВЦ оказывают влияние внешние источники теплоты, теплота, поступающая через окна от солнечной радиации и приток теплоты через непрозрачные ограждения конструкции. Их интенсивность зависит от района, ориентации помещения по частям света, материала наружных ограждений, цветовой гаммы и т.д. Повышенная температура внешней среды не создаёт нарушения состояния здоровья работающего, но вызывает дискомфортные ощущения, ухудшает самочувствие и понижает работоспособность.

Правильно спроектированное и выполненное освещение обеспечивает высокий уровень работоспособности, оказывает положительное влияние на работающих.

Проявление вредного воздействия шума на организм человека разнообразно: шум затрудняет разборчивость речи, вызывает снижение работоспособности и мешает нормальному отдыху.

Действие шума не ограничивается только на органы слуха. Через нервные волокна шум передаётся в центральную и вегетативную нервные системы, а через них воздействует на внутренние органы, приводя к значительным изменениям в функциональном состоянии организма. Люди, работающие в условиях повышенного шума, жалуются на быструю утомляемость, головную боль, бессонницу. У человека ослабляется внимание, страдает память.

Практически всё оборудование ЭВМ - электрические установки. Электрический ток, проходя через тело человека, оказывает на него сложное воздействие, вызывая термическое, электролитическое, механическое и биологическое действие (ожоги отдельных участков тела, изменение физико-химического состава крови и т.д.).

В ряде случаев наблюдались отравления работников при работах на копировально-множительных машинах. В последнее время поступают многочисленные жалобы на повышенную утомляемость и головную боль работников, обслуживающих видеотерминалы.

Длительное нахождение человека в зоне комбинированного воздействия различных неблагоприятных факторов может привести к профессиональному заболеванию.

Имеющийся в настоящее время комплекс разработанных организационных мероприятий и технических средств защиты показывают, что имеется возможность добиться значительных успехов в деле устранения воздействия на работающих опасных и вредных производственных факторов. Для безопасной организации работы оператора проводится ряд мероприятий по защите от поражения электрическим током, по снижению шума в ВЦ, проводят организацию отопления и вентиляции. Высокий уровень работоспособности также обеспечивает правильно спроектированное и выполненное освещение.

Пожары в ВЦ представляют собой опасность, так как сопряжены с большими материальными потерями.

Возникновение пожара возможно, если на объекте имеются горючие вещества, окислитель и источники зажигания. Для оценки пожарной опасности следует проанализировать вероятность взаимодействия этих трех факторов, а также их угрозу для жизни людей и возможный размер материального ущерба от пожара.

Горючий компонент на ВЦ - стройматериалы, оконные рамы, двери, полы, мебель, изоляция силовых, сигнальных кабелей, а также радиотехнические детали и изоляция соединительных кабелей ячеек, блок, панелей, стоек, шкафов, конструктивные элементы из пластических материалов, жидкости для очистки элементов и узлов ПЭВМ от загрязнения.

Источниками зажигания на ВЦ могут оказаться электрические искры, дуги и перегретые участки элементов и конструкций ПЭВМ.

Источники зажигания возникают в электрических и электронных приборах, устройствах, применяемых для технического обслуживания элементов ПЭВМ, а также в системах кондиционирования воздуха и теплоснабжения.

Опасность развития пожара на ВЦ обуславливается применением разветвленных систем вентиляции и кондиционирования, развитой системой электропитания ПЭВМ.

При протекании электрического тока по электронным схемам, соединительным проводам, коммуникационным кабелям выделяется большое количество теплоты, что может вызвать плавление изоляции соединительных приборов, короткое замыкание и электрическое искрение.

Одной из наиболее важных задач пожарной профилактики является защита строительных конструкций от разрушения и обеспечение их достаточной прочности в условиях воздействия высоких температур при пожаре. Для изготовления строительных конструкций используют кирпич, железобетон, стекло, металл и другие негорючие материалы. Для предотвращения распространения огня во время пожара с одной части здания на другую устраивают противопожарные преграды в виде противопожарных стен, перегородок, перекрытий.

Кабельные линии прокладывают под технологическими съёмными полами, выполненные из негорючих или трудно горючих материалов.

Для ликвидации пожаров в начальной стадии применяются первичные средства пожаротушения: внутренние пожарные водопроводы, огнетушители ручные и передвижные, сухой песок и т.д.

В зданиях ВЦ пожарные краны устанавливают на площадках лестничных клеток, у входов, т.е. в доступных и заметных местах.

Для тушения пожаров применяют огнетушители видов:

1. Порошковые огнетушители типа ОП-5-01.

2. Углекислотные огнетушители ручные (ОУ-2, ОУ-5, ОУ-8) и передвижные (ОУ-25, ОУ-80).

Порошковые и углекислотные огнетушители являются основными для ВЦ.

Для помещения, приведенного в примере, достаточно иметь один огнетушитель типа ОП или ОУ.

8. Технико-Экономическое обоснование