Электромагнитные поля и излучения

Существование человека в любой среде связано с воздействием на него и среду обитания электромаг­нитных полей. Их источниками являются атмосферное электричество, космические лучи, излучение солнца, а также искусственные источники: различные генера­торы, трансформаторы, антенны, лазерные установки, микроволновые печи, мониторы компьютеров и т. д. На предприятиях источниками электромагнитных по­лей промышленной частоты являются высоковольтные линии электропередач (ЛЭП), измерительные прибо­ры, устройства защиты и автоматики, соединительные шины и другое оборудование.

Переменные электромагнитные поля способны оказывать негативное воздействие на организм чело­века. Ткани человеческого организма поглощают энер­гию электромагнитного поля, в результате чего проис­ходит нагрев тела человека. Интенсивнее всего элект­ромагнитные поля воздействуют на органы и ткани с большим содержанием воды: мозг, желудок, желчный и мочевой пузырь, почки. При воздействии электромагнитного поля на глаза человека возможно помутнение хрусталика (катаракта). При длительном воздействии на работающих электромагнитного излучения различ­ной частоты возникают повышенная утомляемость, сонливость или нарушение сна, боли в области сердца, торможение рефлексов и т. д.

В современной жизни прочное место заняли ком­пьютеры, без которых невозможно представить не только трудовую, но и другие сферы деятельности.

С точки зрения безопасности труда на здоровье пользователей прежде всего влияют повышенное зри­тельное напряжение, психологическая перегрузка, длительное неизменное положение тела в процессе ра­боты и воздействие электромагнитных полей, которое является наиболее опасным и коварным, т. к. действует незаметно и проявляется не сразу.

Последствиями регулярной работы с компьютером без применения защитных мер являются:

— заболевания органов зрения (у 60 % пользователей);

— болезни сердечно-сосудистой системы (у 60 %);

— заболевания желудочно-кишечного тракта (у 40 %);

— кожные заболевания (у 10 %);

— различные опухоли, прежде всего мозга.

Особенно опасно электромагнитное излучение компьютера для детей и беременных женщин. Уста­новлено, что у беременных женщин, работающих на компьютерах с дисплеями на электронно-лучевых трубках, с 90 %-й вероятностью в 1,5 раза чаще случа­ются выкидыши и в 2,5 раза чаще появляются на свет дети с врожденными пороками.

Электромагнитные излучения оптического диапа­зона. Электромагнитные волны в диапазоне от 400 до 760 нм называются световыми. Они действуют непо­средственно на человеческий глаз, производя специ­фическое раздражение его сетчаткой оболочки, ве­дущее к световому восприятию. Тесно примыкают к видимому спектру электромагнитные волны с длиной волны менее 400 нм — ультрафиолетовое излучение, и с длиной волны более 760 нм — инфракрасное излуче­ние. Все эти виды излучения не имеют принципиально­го различия по своим физическим свойствам и относят­ся к оптическому диапазону электромагнитных волн. Человеческий организм приспособился к восприятию естественного светового излучения и выработал сред­ства защиты при превышении интенсивности излуче­ния допустимого уровня: сужение зрачка, уменьшение чувствительности за счет перестройки восприятия.

Современные технические средства позволяют усиливать оптическое излучение, уровень которого мо­жет значительно превышать адаптационные возмож­ности человека. С 60-х гг. XX века в нашу жизнь вошли оптические квантовые генераторы, или лазеры.

Лазер — устройство, генерирующее направленный пучок электромагнитного излучения оптического диа­пазона. Под действием лазерного излучения происхо­дит быстрый нагрев, плавление и вскипание жидких сред, что особенно опасно для биологических тканей. Особенно уязвимы глаза и кожа. Непрерывное лазер­ное излучение оказывает в основном тепловое действие, приводящее к свертыванию белка и испарению ткане­вой жидкости. В импульсном режиме возникает ударная волна, импульс сжатия вызывает повреждение глубоко лежащих органов, сопровождающееся кровоизлияни­ями. Лазерное излучение оказывает воздействие на биохимические процессы. В зависимости от энергети­ческой плотности облучения может быт временное ос­лепление или термический ожог сетчатки глаз, в инфра­красном диапазоне — помутнение хрусталика.

Повреждение кожи лазерным излучением имеет характер термического ожога с четкими границами, окруженными небольшой зоной покраснения. Могут проявиться вторичные эффекты — реакция на облу­чение: сердечно-сосудистые расстройства и расстрой­ства центральной нервной системы, изменения в со­ставе крови и обмене веществ.

Ультрафиолетовое излучение не воспринимает­ся органом зрения. Жесткие ультрафиолетовые лучи с длиной волны менее 290 нм задерживаются слоем озона в атмосфере. Лучи с длиной волны более 290 нм, вплоть до видимой области, сильно поглощаются внут­ри глаза, особенно в хрусталике, и лишь ничтожная доля их доходит до сетчатки. Ультрафиолетовое излу­чение поглощается кожей, вызывая покраснение (эритому) и активизируя обменные процессы и тканевое дыхание. Под действием ультрафиолетового излучения в коже образуется меланин, воспринимающийся как загар и защищающий организм от избыточного про­никновения ультрафиолетовых лучей.

Ультрафиолетовое излучение может привести к свертыванию (коагуляции) белков, на этом основано его бактерицидное действие. Профилактическое облу­чение помещений и людей строго дозированными лу­чами снижает вероятность инфицирования. Недоста­ток ультрафиолета неблагоприятно отражается на здо­ровье, особенно в детском возрасте. От недостатка сол­нечного облучения у детей развивается рахит, у шахте­ров появляются жалобы на общую слабость, быструю утомляемость, плохой сон, отсутствие аппетита.

Избыточное ультрафиолетовое облучение во вре­мя высокой солнечной активности вызывает воспали­тельную реакцию кожи, сопровождающуюся зудом, отечностью, иногда образованием пузырей и рядом из­менений в коже и в более глубоко расположенных ор­ганах. Длительное действие ультрафиолетовых лучей ускоряет старение кожи, создает условия для злокаче­ственного перерождения клеток.

Ультрафиолетовое излучение от мощных искус­ственных источников (светящаяся плазма сварочной дуги, дуговой лампы, дугового разряда короткого за­мыкания и т. п.) вызывает острые поражения глаз — электроофтальмию. Через несколько часов после дей­ствия появляется слезотечение, спазм век, резь и боль в глазах, покраснение и воспаление кожи и слизистой оболочки век. Подобное явление наблюдается также в снежных горах из-за высокого содержания ультрафио­лета в солнечном свете.

Инфракрасное излучение производит тепловое действие. Инфракрасные лучи довольно глубоко (до 4 civj) проникают в ткани организма, повышают темпе­ратуру облучаемого участка кожи, а при интенсивном облучении всего тела повышают общую температуру тела и вызывают резкое покраснение кожных покро­вов. Чрезмерное воздействие мощных источников теп­ла, в период высокой солнечной активности) при повы­шенной влажности может вызвать нарушение термо­регуляции — острое перегревание или тепловой удар. Тепловой удар — клинически тяжелый симптомокомплекс, характеризующийся головной болью, головокру­жением, учащением пульса, затемнением или потерей сознания, нарушением координации движений, судо­рогами. Первая помощь при тепловом ударе требует удаления от источника излучения, охлаждения, созда­ния условий для улучшения кровоснабжения головно­го мозга, врачебной помощи.

Ионизирующие излучения

Ионизирующими называют излучения, взаимо­действие которых со средой приводит к образованию электрических зарядов разного знака. Ионизирующее излучение состоит из заряженных и незаряженных частиц, к которым относятся также фотоны.

Различают два вида ионизирующих излучений: корпускулярное и фотонное.

К корпускулярному ионизирующему излучению относятся: аир частицы, нейтроны (п), протоны (р) и др.

Фотонное излучение — поток электромагнитных колебаний, которые распространяются в вакууме с постоянной скоростью 300 000 км/с. К нему относятся гамма-излучение (у-излучение), характеристическое, тормозное и рентгеновское излучение.

Излучения характеризуются по их ионизирующей и проникающей способности.

Ионизирующая способность излучения определя­ется удельной ионизацией, т. е. числом пар ионов, со­здаваемых частицей в единице объема массы среды или на единице длины пути. Излучения различных видов обладают различной ионизирующей способностью.

Проникающая способность излучений определя­ется величиной пробега. Пробегом называется путь, пройденный частицей в веществе до ее полной оста­новки, обусловленной тем или иным видом взаимо­действия.

Альфа-частицы обладают наибольшей ионизирую­щей способностью и наименьшей проникающей спо­собностью. Их удельная ионизация изменяется от 25 до 60 тысяч пар ионов на 1 см пути в воздухе. Длина про­бега этих частиц в воздухе составляет несколько санти­метров, а в мягкой биологической ткани — несколько десятков микрон.

Бета-излучение имеет существенно меньшую ио­низирующую способность и большую проникающую способность. Средняя величина удельной ионизации в воздухе составляет около 100 пар ионов на 1 см пути, а максимальный пробег достигает нескольких метров при больших энергиях.

Наименьшей ионизирующей способностью и наи­большей проникающей способностью обладают фо­тонные излучения.

Под воздействием ионизирующего излучения в тка­нях человека могут происходить сложные физические и биологические процессы. В результате ионизации живой ткани происходит разрыв молекулярной связи и изменение химической структуры соединений, что в свою очередь приводит к гибели клеток.

Нарушения биологических процессов могут быть либо обратимыми, когда нормальная работа клеток облу­ченной ткани полностью восстанавливается, либо необ­ратимыми, ведущими к поражению отдельных органов или всего организма и возникновению лучевой болезни.

В зависимости от полученной дозы облучения раз­личают четыре степени лучевой болезни:

1- я (легкая) развивается при получении дозы 100 — 200 рад. Она характеризуется общей слабостью, легкой тошнотой, кратковременным головокружением, голов­ной болью, повышенной потливостью; признаки пора­жения проявляются через 2 — 3 недели. Люди обычно не теряют трудоспособности.

2- я (средняя) — при дозе 200 — 300 рад. Призна­ки поражения проявляются более резко, наступают быстрее, протекают болезненнее и лечатся медленнее. В большинстве случаев люди временно теряют трудо­способность. Заболевания в большинстве случаев за­канчиваются выздоровлением.

3- я (тяжелая) — при дозах свыше 400 рад. Первич­ные признаки поражения проявляются, как правило, сразу после облучения. Наблюдаются резкие головные боли, подавленное, угнетенное состояние, тошнота и многократная рвота, понос, кровоизлияние во внут­ренние органы, в кожу и слизистые оболочки, изме­нение состава крови, выпадение волос, нарушение де­ятельности центральной нервной системы и половых желез. Выздоровление возможно при условии своевре­менного и эффективного лечения. Специализирован­ное лечение затягивается на несколько месяцев. При отсутствии лечения смертность может достигать почти 100 %.

У людей, перенесших лучевую болезнь, повышает­ся вероятность развития злокачественных опухолей и заболеваний кроветворных органов.

Дозы однократного облучения более 700 рад вы­зывают лучевую болезнь IV степени, которая в боль­шинстве случаев приводит к смертельному исходу. Поражение проявляется через несколько часов. Более 1000 рад — молниеносная форма лучевой болезни.

Дозиметрические величины и единицы их измерения

Действие ионизирующего излучения на вещество проявляется в ионизации и возбуждении атомов и мо­лекул, входящих в состав вещества. Количественной мерой этого воздействия служит поглощенная доза Д, — это энергия, поглощенная единицей массы вещес­тва, на которое действует поле излучения.

Поглощенная доза излучения является основной физической величиной, определяющей степень радиа­ционного воздействия.

В качестве характеристики рентгеновского и у-излучений по эффекту ионизации используют так на­зываемую экспозиционную дозу, которая является ко­личественной оценкой ионизирующего действия поля.

Для оценки действий, производимых на живые ор­ганизмы одинаковой поглощенной дозой различных видов излучений (а, (3, у), устанавливают коэффициент качества излучения. Так для у и (3-излучения он равен 1, а для а-излучения — 20, для нейтронов — 10. Для срав­нения биологических эффектов вводится понятие эк­вивалентной дозы, определяемой равенством:

Дэкв Дп'О, где Д, — поглощенная доза; Q — коэффициент каче­ства.

При коэффициенте качества равном единице:

1 Зв = 1 Гр = 100 рад = 100 бэр = 100 Р

Из этого можно сделать вывод, что эквивалентная, поглощенная и экспозиционная дозы для людей, нахо­дящихся в средствах защиты на зараженной местно­сти, практически равны.

Активность радиоактивного препарата определяет­ся числом распадающихся атомов в единицу времени, т. е. скоростью распада ядер радионуклида.

Единицы измерения радиоактивных излучений приведены в таблице.

Величина	Единица в СИ	Внесистем­ная единица	Примечания
Активность	Беккерель	Кюри (Ки)	1Бк=1расп/с 1Ки=3,7ХЮ1(|Бк
Поглощенная доза	Грей (Гр)	рад	1Гр=1ООрад 1рад=10 2 Дж/кг= 10 2 Гр
Экв ивалентная доза	Зиверт (Зв)	бэр (биологии. эквивалент рентгена)	13в=1Гр 13в=100бэр=100Р 1бэр=10 2 Зв
Экспозицион­ная доза	Кл/кг (кулон на килограмм)	Рентген (Р)	1Р=2.58X10 4Кл/кг 1Кл/кг=3.88ХЮ'Р

 

⇐ Предыдущая1234

Поделиться:

Воспользуйтесь поиском по сайту: