Випромінювання

Електромагнітні поля та випромінювання радіочастотного діапазону

Інтенсивний розвиток радіоелектроніки, та комп'ютерної техніки, мобільного зв'язку викликав забруднення природного середовища електромагнітними випромінюваннями.

Розрізняють природні та штучні джерела електромагнітних полів

Джерелами випромінювань є потужні радіотелевізійні, станції мобільного зв'язку, недосконалі комп'ютери, високовольтні

ЛЕП, електротранспорт, електростанції й підстанції, вимірювальні прилади, мікрохвильові печі, телевізори, електроплити, праски, холодильники, а також прилади, що підключені до електромережі (рис. 1.47).

Рис. 1.47. Джерела електромагнітних випромінювань

Електромагнітне поле навколо джерел випромінювання поділяться на три діапазони:

• • ближня (зона індукції);

• • проміжна (зона інтерференції);

• • дальня (хвильова або зона випромінювання).

Людина має п'ять органів чуття за допомогою яких сприймає оточуючий світ та орієнтується в просторі. Однак ЕМП вона не відчуває. їх можна виявити та контролювати лише за допомогою спеціальних приладів.

Електромагнітні поля радіочастот оцінюють в діапазоні частот 60 КГц – 300 МГц – напруженістю електромагнітної складової поля (В/м); у діапазоні частот 300 МГц-300 ГГц – поверхневою густиною потоку енергії випромінювання (Вт/м2) і створюваного цим потоком енергетичного навантаження (ЕН) (табл. 1.2).

Таблиця 1.12

КЛАСИФІКАЦІЯ ЕЛЕКТРОМАГНІТНИХ ВИПРОМІНЮВАНЬ

Інтенсивність ЕМП різко зросла. В деяких районах її рівень в сотні раз перевищує "природній фон" та допустимі санітарні норми. Електромагнітні поля негативно впливають на людей, які працюють із джерелами випромінювань, а також на населення, що проживає поблизу джерел випромінювання.

Санітарними правилами передбачена обов'язкова періодичність перевірки на робочих місцях рівня ГПЕ, створюваного джерелами НВЧ опромінення. Перевірки повинні бути не рідше одного разу за рік (табл. 1.3).

Таблиця 1.13

ГРАНИЧНО ДОПУСТИМІ РІВНІ (ГДР)

ЕМП – шкодять нервовій системі, спричинюють головний біль і сильну втому, зумовлюють розвиток неврозів, безсоння, підвищення тиску, погіршення зору, зниження точності рухів, млявість, порушення в роботі шлунку, печінки, селезінки, підшлункової залози, функціональні зсуви в діяльності нервово- психічної, серцево-судинної, ендокринної, кровотворної систем, фіксуються зміни в білковому та вуглеводневому обмінах, змінюється склад крові, викликають зміни у корі головного мозку, зафіксовані порушення на клітинному рівні.

Для захисту людини від електромагнітних опромінень застосовуються такі заходи: захист часом, відстанню, екранування джерел випромінювання, зменшення випромінювання в самому джерелі, встановлення санітарних кордонів навколо джерела ЕМП, екранування робочих місць, дистанційне керування, медичні огляди, додаткова відпустка, скорочені робочі дні, застосування засобів індивід, захисту (спеціальний одяг – комбінезони, халати, каптури).

Випромінювання оптичного діапазону

До складу сонячного світла (оптичний діапазон випромінювань) входять: видимі, інфрачервоні та ультрафіолетові промені (див. табл. 1.14).

Таблиця 1.14

Джерелами оптичного діапазону є всі предмети, ступінь нагріву яких визначає загальну інтенсивність їх випромінювання й розподіл їх енергії за ділянками спектра (рис. 1.48).

До випромінювань оптичного діапазону належить лазерне випромінювання, що супроводжує роботу лазерів. Лазер – це назва оптичного квантового генератора, практичне використання якого почалося у другій половині XX століття.

Використання випромінювання оптичного діапазону пов'язано зі шкідливою дією на організм людини, що вимагає постійного вдосконалення методів та засобів захисту.

Рис. 1.48

Інфрачервоне випромінювання – це електромагнітні хвилі довжиною 700 нм – 1 000 мкм, енергія яких при поглинанні викликає тепловий ефект.

Дії інфрачервоних променів зводяться до нагріву шкіри, очей, до порушення діяльності центральної нервової системи, серцево- судинної системи, органів травлення, сонячного удару, запаморочення, втрати свідомості, порушення координації рухів, уражень мозкових тканин (табл. 1.15).

Таблиця 1.15

Засоби захисту: теплоізоляція та охолодження випромінювальних поверхонь, екранування джерел випромінювання, застосування засобів індивідуального захисту, організація раціонального режиму праці і відпочинку.

Таблиця 1.16

СПЕКТР ВИДИМОГО ВИПРОМІНЮВАННЯ

(за А. Шевченко та ін., 2000)

Ультрафіолетове випромінювання – це електромагнітні коливання з довжиною хвилі 200-400 нм. Воно є життєво необхідним фактором, який має благотворний впливає на організм. Оптимальні дози променів активізують дію серця, обмін речовин, підвищують активність ферментів дихання, поліпшують кровотворення, чинять бактерицидну дію.

Джерелами таких випромінювань є: зварювальні апарати, газорозрядні лампи. Біологічна дія випромінювання обумовлена хімічними змінами молекул клітин і виявляється в порушенні поділу та їх загибелі. Тривалість впливу великих доз випромінювання призводить до уражень шкіри та органів зору. Ефективними методами захисту є екранування та огородження джерел випромінювання та робочих місць. Засоби індивідуального захисту: спецодяг, спецвзуття, рукавиці, захисні окуляри та щитки із світлофільтрами.

Допустима тривалість неперервного опромінення ІЧ променями та регламентованих перерв протягом години

Лазер (оптичний квантовий генератор) – це генератор електромагнітного випромінювання оптичного діапазону, який ґрунтується на використанні примусового випромінювання.

Лазерне випромінювання широко застосовується в інформаційних системах, радіотехніці, енергетиці, зв'язку, металургії, металообробці, біології, медицині. Це зумовлено унікальними властивостями лазерного випромінювання: монохромністю, високою спрямованістю, великою інтенсивністю.

Таблиця 1.17

КЛАС ЛАЗЕРА ЗАЛЕЖНО

ВІД НЕБЕЗПЕКИ ВИХІДНОГО ВИПРОМІНЮВАННЯ

У залежності від класу лазерної установки використовуються ті чи інші захисні засоби та заходи, які за організаційною ознакою поділяються на колективні та індивідуальні.

До колективних заходів та засобів лазерної безпеки належать:

• • вибір лазера для технологічної операції за мінімально необхідним рівнем випромінювання;

• • розташування лазерів IV класу в ізольованих приміщеннях;

• • встановлення попереджувального знака "Обережно! Випромінювання лазера";

• • запровадження дистанційного керування;

• • огороджування зон можливого поширення лазерного випромінювання (прямого, розсіяного, відбитого);

• • оброблення внутрішніх поверхонь приміщення, в якому встановлені лазерні установки матеріалами з високим коефіцієнтом поглинання;

• • екранування променя лазера на всьому шляху його поширення, а також зони взаємодії променя і мішені;

• • встановлення на лазерній установці блокувальних засобів та сигналізації початку та закінчення роботи лазера;

• • проведення контролю рівнів лазерного опромінення.

До засобів індивідуального захисту від лазерного випромінювання належать захисні окуляри із світлофільтрами, маски, щитки, халати, рукавички, їх вибір здійснюється з урахуванням інтенсивності та довжини хвилі лазерного випромінювання.

Для вимірювання енергетичних характеристик лазерного випромінювання використовується прилад типу ИЛД-2 (рис. 1.49).

Роботи, щодо обслуговування лазерних установок відносяться до робіт з шкідливими умовами праці. Такі працівники мають проходити періодичні медичні огляди 1 раз на рік.

Рис. 1.49

Іонізуюче випромінювання

Іонізуючим випромінюванням називається будь-яке випромінювання, яке викликає іонізацію середовища, тобто його енергія достатня для іонізації середовища.

Іонізація – це акт поділу нейтрального атома на дві протилежно заряджених частинки: негативний електрон і позитивний іон.

Процес утворення позитивного іона полягає у вириванні електрона з електронної оболонки нейтрального атома. Електрон, вирваний з ядра в результаті іонізації, "прилипає" до нейтрального атома, утворюючи негативний іон.

Серед різноманітних видів іонізуючих випромінювань надзвичайно важливими при розгляді проблеми безпечних умов праці є випромінювання, що виникають в результаті розпаду ядер радіоактивних елементів, тобто радіоактивне випромінювання (рис. 1.50).

До природних джерел іонізуючих випромінювань відносять космічне випромінювання, сонячні промені, надра Землі, їх створюють радіоактивні поклади.

Класифікація виробничих джерел іонізуючих випромінювань: ядерні вибухи; ядерні реактори; радіонукліди (використовуються на виробництвах); підприємства ядерно-паливного циклу; місця переробки і поховання радіоактивних відходів.

Рис. 1.50

Джерела іонізуючих випромінювань широко в наукових дослідженнях і в різних галузях господарської діяльності у вигляді мічених атомів, для контролю дефектів будівельних конструкцій, при дефектоскопи трубопроводів технологічного обладнання, контролю якості зварних швів, автоматичного контролю технологічних операцій, боротьби зі статичною електрикою.

Вони також використовуються для визначення щільності, вологості та однорідності будівельних матеріалів, ґрунтів, для нагляду за ходом різних реакцій, синтезом хімічних сполук, дослідження фільтрації води у ґрунтах, в сільському господарстві, геологічній розвідці, медицині, атомній енергетиці.

Іонізація речовин супроводжується змінами їх основних фізико-хімічних властивостей, а у випадку біологічної тканини – порушенням її життєдіяльності. Це за певних умов може порушити роботу окремих елементів, приладів і систем промислового обладнання, а також викликати ураження людей.

Контакт з іонізуючими випромінюваннями є небезпечним для людини. Але при дотриманні відповідних технічних та організаційних вимог шкідливого впливу радіоактивних речовин можна уникнути.

Слід зазначити, що атомна енергетика в даний час є екологічно чистіша і дешевша, ніж теплова. У розвинутих країнах вона забезпечує від 15 до 70 відсотків усієї електроенергії, що виробляється (Франція – 70 відсотків, СІЛА – 17, Швеція – 50, Канада – 15 відсотків). Однак у разі аварії атомні станції становлять дуже серйозну небезпеку для людей і оточуючого середовища.

Сьогодні на території України побудовано 5 атомних електростанцій з 19-ма енергетичними ядерними реакторами і 2 дослідних ядерних реактори. Більше 8-ми тисяч підприємств і організацій використовують на виробництві, науково-дослідній роботі та медичній практиці радіоактивні речовини, а також зберігають та переробляють радіоактивні відходи. На території України розташовано понад 8000 різних установ та організацій, діяльність яких призводить до утворення радіоактивних відходів. Дослідницькі атомні реактори розташовані в Києві та Севастополі.

Небезпека від можливості аварії на реакторах загрожує радіоактивним викидом у першу чергу населенню міст, у яких вони розташовані. За архівними даними, на Київському реакторі були аварії у 1968, 1969 і 1970 роках. Тільки у 1968 році в навколишнє середовище було викинуто 40 Кюрі радіоактивного йоду, що перевищило допустиму норму у 400 разів. В 1970 році на реакторі в

Рис. 1.51

результаті аварії було опромінено 17 чоловік. Крім того, реактори знаходяться в зоні польотів повітряного транспорту.

Підприємства з видобутку та переробки уранових руд знаходяться у Дніпропетровській, Кіровоградській та Миколаївській областях. Переробка уранових руд виконуються на гідрометалургійному заводі, що знаходиться у місті Жовті Води Дніпропетровської області. Характерним для уранодобування та уранопереробки є те, що майже всі їх відходи є джерелами радіоактивного забруднення навколишнього середовища.

Для зменшення впливу на організм радіоактивних речовин необхідно (рис. 1.51):

• • максимально обмежити перебування на відкритій місцевості,

• • при виході з приміщення використовувати засоби індивідуального захисту (респіратор, протигаз, ватно-марлева пов'язка, плащ, чоботи);

• • перед тим, як увійти в приміщення, миють взуття, одяг чистять;

• • в усіх приміщеннях щоденно проводити вологе прибирання;

• • приймати їжу тільки у закритих приміщеннях, перед вживанням їжі ретельно мити руки і полоскати рот розчином питної соди;

• • воду вживати тільки з перевірених джерел, а продукти харчування – після їх ретельної перевірки;

• • сільськогосподарські продукти (молоко, зелень, овочі та фрукти) вживати тільки після їх перевірки;

• • не купатися у відкритих водоймах;

• • не збирати у лісі ягоди, гриби і квіти.

В закладах та установах України передбачений регулярний контроль за радіаційним фоном на території закладу. Керівник закладу забезпечує проведення дозиметричного контролю, відповідно до нормативних актів, з обов'язковою реєстрацією в спеціальному журналі.

Для зменшення радіонуклідів, які надходять з їжею, необхідно систематично приймати радіопротектори – речовини, які зв'язують радіонукліди та підвищують стійкість організму до радіоактивного впливу (рис. 1.52).

Рис. 1.52

При допомозі приладів для вимірювання рівня іонізуючих випромінювань можна оцінити ступінь забруднення території та продуктів харчування за їх зовнішнім випромінюванням.

В Україні допустимі рівні опромінення регламентувалися Санітарними правилами роботи з радіоактивними речовинами і джерелами іонізуючих випромінювань СП-333-60.

Умови безпеки при використанні радіоактивних ізотопів у промисловості передбачають розробку захисних заходів та засобів не лише стосовно осіб, які безпосередньо працюють з радіоактивними речовинами, але й тих, хто знаходиться у суміжних приміщеннях, а також населення, що проживає поруч з небезпечним об'єктом.

Методи та засоби захисту персоналу від іонізуючого випромінювання у виробничих умовах: організаційні, технічні, санітарно-гігієнічні та лікувально-профілактичні.

Організаційні заходи передбачають забезпечення виконання вимог норм радіаційної безпеки. Приміщення, які призначені для роботи з радіоактивними ізотопами повинні бути ізольовані від інших і мати спеціально оброблені стіни, стелі, підлоги. Відкриті джерела випромінювання повинні знаходитись в обмеженій зоні, перебування в якій дозволяється персоналу у виняткових випадках. На контейнери, устаткування, двері приміщень та інші об'єкти наноситься попереджувальний знак радіаційної небезпеки.

На підприємствах складаються інструкції з охорони праці (правила безпечного виконання робіт). Для проведення робіт необхідно обирати якнайменшу кількість ізотопів ("захист кількістю"). Застосування приладів більшої точності дає можливість використовувати ізотопи з меншою активністю ("захист якістю"). Необхідно організувати дозиметричний контроль та своєчасне збирання і видалення радіоактивних відходів із приміщень у спеціальних контейнерах.

До технічних заходів та засобів захисту від іонізуючого випромінювання належать: застосування автоматизованого устаткування з дистанційним керуванням; використання витяжних шаф, камер, боксів, що оснащені спеціальними маніпуляторами, які копіюють рухи рук людини; встановлення захисних екранів.

Санітарно-гігієнічні заходи передбачають: забезпечення чистоти приміщень, включаючи щоденне вологе прибирання; улаштування припливно-витяжної вентиляції з щонайменше п'ятиразовим повітрообміном; дотримання норм особистої гігієни, застосування засобів індивідуального захисту.

Радіонукліди потрапляють в організм людини: або у вигляді розчинних сполук за схемою ґрунт–рослина–людина; або через повітря або забруднені продукти харчування.

Дотримання санітарних правил на забруднених територіях (рис. 1.53) дозволяє практично усунути шляхи надходження в організм радіонуклідів. Джерела проникнення радіоактивних речовин у житлові приміщення: атмосферне повітря, дрова, що використовують для опалення, попіл від їх спалювання; побутові предмети, що вносяться з вулиці; брудне взуття або одежа; забруднені продукти харчування.

Для безпеки проживання населення в умовах радіоактивного забруднення території при постійному вживанні в їжу місцевих продуктів харчування необхідно дотримуватись певних правил.

Миття у проточній воді фруктів, очищення овочів, зрізання головок коренеплодів, зривання верхніх листків знижує радіоактивне забруднення продуктів у десятки разів. Соління та маринування зменшує вміст радіоактивних елементів у продуктах.

Зменшення забруднення досягають, дотримуючись санітарних вимог: у приміщеннях роблять вологе прибирання, робочу одежу і взуття залишають поза кімнатами, предмети перед тим, як внести в приміщення, протирають. Істотно знижують надходження радіоактивних речовин з пилом за допомогою насадження дерев і кущів біля будинків. Особливо бажані такі посадки уздовж проїзних частин доріг.

До лікувально-профілактичних заходів належать: попередній та періодичні медогляди осіб, які працюють з радіоактивними речовинами; встановлення раціональних режимів праці; використання радіопротекторів – хімічних речовин, що підвищують стійкість організму до іонізуючого опромінення.

Захист працівника від негативного впливу джерела зовнішнього іонізуючого випромінювання:

• 1) зменшення потужності джерел ("захист кількістю");

• 2) скорочення часу роботи з джерелом ("захист часом");

• 3) збільшення відстані від джерел ("захист відстанню");

• 4) екранування джерел випромінювання матеріалами, що поглинають іонізуюче випромінювання ("захист екраном").

Захист від внутрішнього опромінення досягається шляхом виключення безпосереднього контакту з радіоактивними речови-

Рис. 1.53

нами у відкритому вигляді та запобігання потраплянню їх у повітря робочої зони.

При роботі з радіоактивними речовинами застосовують засоби індивідуального захисту, які запобігають потраплянню радіоактивних забруднень на шкіру та всередину організму, а також захищають від а- та, по можливості, від β-випромінювання.

До засобів індивідуального захисту від випромінювання належать: халати, костюми, шапочки, рукавички, тапочки, бахіли, засоби захисту органів дихання. У разі виконання аварійних робіт застосовуються засоби індивідуального захисту – ізолювальні костюми шлангові чи з автономним джерелом подавання повітря до органів дихання, захисні скафандри (рис. 1.54). Вони мають просвинцьоване захисне покриття.

Контроль щодо опромінення людей виконується груповими та індивідуальними методами.

Груповий контроль щодо опромінення застосовується для груп людей, які спільно діють в однакових умовах радіоактивного ураження, з метою отримання даних про працездатність. Індивідуальний контроль щодо опромінення проводиться з метою отримання даних про дози опромінення кожної людини.

Згідно декларації МКРЗ обмеження опромінення повинно базуватися на середній річній дозі протягом життя рівній 1 мЗв. Українські санітарні правила роботи з радіоактивними речовинами і джерелами іонізуючих випромінювань встановлюють граничну річну дозу опромінення 5 мЗв (0,5 бер).

Допустимим є одноразове аварійне випромінювання – 0,1 Зв.

Потужність експозиційної дози до 25 мкР/год в Україні вважається допустимою