Безопасность жизнедеятельности (стр. 3 )

	(4.3)
	(4.4)

При распространении в воздухе или вакууме Е = 377×Н.

При G = 1,

[В/м]

(4.5)

E – напряженность электрического поля;

Н – напряженность магнитного поля;

r – расстояние от источника излучения до места измерения напряженности.

Пространство около излучающей электромагнитное поле антенны или другого проводника с переменным током принято условно разделять на две зоны:

— ближнюю (зону индукции);

— дальнюю (волновую зону, или зону излучения).

В волновой зоне на расстоянии r>λ/2π (λ — длина волны) производят оценку излучаемой энергии по плотности энергии J (Вт/м2).

В зоне индукции оценивают раздельно напряженности электрического поля Е (В/м) и магнитного поля Н (А/м).

Источниками излучения электромагнитной энергии радиочастот в промышленности могут являться установки электротермии, работа которых основана на применении токов радиочастот для нагревания металлов при закалке, плавке, пайке, сварке, отжиге и других технологических процессах, а также диэлектриков при сушке и склейке изделий из древесины, сварке пластиков, спекании и др.

Эксплуатация и изготовление устройств радиосвязи, радиовещания, телевидения, радиолокации, радионавигации, радиоастрономии, медицинских аппаратов физиотерапии и др. также могут быть связаны с облучением обслуживающего персонала.

При воздействии электромагнитных полей на организм человека энергия поля поглощается тканями человека, что ведет к колебанию содержащихся в них ионов и дипольных молекул воды. Ионы тканей приходят в движение, так как в тканях возникают высокочастотные токи, сопровождающиеся тепловым эффектом. Наибольшему воздействию электромагнитного поля подвержены головной и спинной мозг, глаза.

Ранние признаки воздействия ВЧ, УВЧ и СВЧ — легкая утомляемость, изменения в крови. Исследования лиц, длительно работающих в зоне действия ЭМП радиочастоты, подтверждают кумуляцию (накопление) биологического эффекта даже при малых интенсивностях облучения.

1.8 Электромагнитная безопасность и безопасность при работе с компьютером

К основным методам защиты от электромагнитных излучений следует отнести:

— рациональное размещение излучающих объектов, исключающее (или ослабляющее) воздействие излучения на персонал;

— ограничение места и времени (защита временем) нахождения работающих в ЭМП;

— защита расстоянием (удаление рабочего места от источника излучений);

— уменьшение мощности источника излучений;

— использование поглощающих или отражающих экранов;

— применение средств индивидуальной защиты.

Важное место в практике взаимоотношений с опасными ЭМП должно отводиться организации постоянного контроля за ними.

Наиболее часто используют экранирование рабочих мест или непосредственно источника излучения. Различают отражающие и поглощающие экраны.

Отражающие экраны изготавливают из материалов с низким электросопротивлением (медь, латунь, алюминий и их сплавы, стали). Эффективно и экономично использовать экраны, изготовленные из проволочной сетки или из тонкой (толщиной 0,01…0,05 мм) алюминиевой, латунной или цинковой фольги.

Хорошей экранирующей способностью обладают токопроводящие краски (коллоидное серебро, порошковый графит, сажа), а также металлические покрытия, нанесенные на поверхность материала. Экраны должны быть надежно заземлены.

Защитные действия отражающих экранов заключаются в следующем. Под действием электромагнитного поля в материале экрана возникают вихревые токи (токи Фуко), которые наводят в нем вторичное поле. Амплитуда наведенного поля приблизительно равна амплитуде экранируемого поля, а фазы этих полей противоположны. Поэтому результирующее поле, возникающее в результате сложения обоих полей, быстро затухает в материале экрана, проникая в него на малую глубину.

Действие поглощающих экранов сводится к поглощению электромагнитных волн. Такие экраны изготавливаются в виде эластичных и жестких пенопластов, резиновых ковриков, листов поролона или волокнистой древесины, обработанной специальным составом, а также из ферромагнитных пластин.

Существуют и другие типы экранов, например многослойные. Экранами защищают оконные проемы и стены сооружений, находящихся под воздействием ЭМП. Строительные конструкции (стены, перекрытия) и отделочные материалы (краски) могут либо поглощать, либо отражать электромагнитные волны.

Для защиты от электрических полей промышленной частоты возникающих вдоль ЛЭП, необходимо увеличивать высоту подвеса проводов высоковольтных линий, уменьшать расстояние между ними, создавать санитарно-защитные зоны вдоль трассы. В этих зонах ограничивается длительность работ персонала, а также заземляются машины и оборудование.

К основным коллективным средствам защиты от лазерного излучения относятся:

— применение защитных экранов и кожухов;

— использование телевизионных систем наблюдения за ходом технологического процесса с использованием лазера, применение систем блокировки и сигнализации;

— ограждение лазерно-опасной зоны, размеры которой определяют расчетным или экспериментальным путем.

Для индивидуальной защиты от электромагнитного излучения применяют специальные комбинезоны и халаты, изготовленные из металлизированной ткани (экранируют электромагнитные поля), а для защиты от действия лазера обслуживающий персонал должен работать в технологических халатах, изготовленных из хлопчатобумажной или бязевой ткани светло-зеленого или голубого цвета.

Для защиты глаз от воздействия электромагнитного излучения применяют очки марки, стекла которых покрыты диоксидом олова (SnO2), обладающим полупроводниковыми свойствами.

Обеспечение безопасности при работе с компьютером

При работе с компьютером человек подвергается воздействию негативных факторов:

— электромагнитных полей (диапазон радиочастот);

— инфракрасного и ионизирующего излучений,

— шума и вибрации,

— статического электричества.

Большое значение имеет рациональная конструкция и расположение элементов рабочего места, что важно для поддержания оптимальной рабочей позы человека-оператора.

В процессе работы с компьютером необходимо соблюдать правильный режим труда и отдыха.

В зависимости от ориентации окон помещений, где установлены компьютеры, рекомендуется следующая окраска их стен и пола:

Таблица 8.1 – Зависимость окраски стен и пола от ориентации окон

Ориентация окон	Цвет стен	Цвет пола
юг	зеленовато-голубого	зеленый
север	светло-оранжевого	красно-оранжевый
восток	желто-зеленого	зеленый
запад	голубовато-зеленого	зеленый

Освещение помещений вычислительных центров должно быть смешанным.

При выполнении работ категории высокой зрительной точности (наименьший размер объекта различения 0,3...0,5 мм) величина коэффициента естественного освещения (КЕО) должна быть не ниже 1,5%, а при зрительной работе средней точности (наименьший размер объекта различения 0,5... 1,0 мм) КЕО должен быть не ниже 1,0%.

В качестве источников искусственного освещения обычно используются люминесцентные лампы.

Вычислительная техника является источником тепловыделений, что может привести к повышению температуры и снижению относительной влажности в помещении. В помещениях, где установлены компьютеры, должны соблюдаться необходимые параметры микроклимата.

Таблица 8.2 - Параметры микроклимата для помещений с компьютерами

Период года	Параметр микроклимата	Величина
Холодный и переходный	Температура воздуха в помещении Относительная влажность Скорость движения воздуха	22...24°С 40...60% до 0,1 м/с
Теплый	Температура воздуха в помещении Относительная влажность Скорость движения воздуха	23...25°С 40...60% 0,1...0,2 м/с

Объем помещений, в которых размещены работники вычислительных центров, не должен быть меньше 19,5 м3 на человека с учетом максимального числа одновременно работающих.

Таблица 8.3 - Нормы подачи свежего воздуха в помещения с компьютерами

Характеристика помещения	Объемный расход подаваемого в помещение свежего воздуха, м3/(чел.·ч)
Объем до 20 м3 /чел. 20...40 м3 /чел. более 20 м3 /чел. Помещения без окон и световых фонарей	Не менее 30 Не менее 20 Естественная вентиляция Не менее 60

Для подачи в помещение воздуха используются системы механической вентиляции и кондиционирования, а также естественная вентиляция.

Уровень шума на рабочем месте математиков-программистов и операторов видеоматериалов не должен превышать 50 дБА, а в залах обработки информации на вычислительных машинах – 65 дБА.

Для снижения уровня шума стены и потолок помещений, где установлены компьютеры, должны быть облицованы звукопоглощающими материалами.

Уровень вибрации в помещениях вычислительных центров может быть снижен путем установки оборудования на специальные фундаменты и виброизоляторы.

Максимальный уровень рентгеновского излучения на рабочем месте оператора компьютера обычно не превышает 10 мкбэр/ч, а интенсивность ультрафиолетового и инфракрасного излучений от экрана монитора лежит в пределах 10-100 мВт/м2.

Для снижения воздействия перечисленных видов излучения рекомендуется применять мониторы с пониженной излучательной способностью, устанавливать защитные экраны, а также соблюдать регламентированные режимы труда и отдыха.

Существенное значение для производительной и качественной работы на компьютере имеют размеры знаков, плотность их размещения, контраст и соотношение яркостей символов и фона экрана. Если расстояние от глаз оператора до экрана дисплея составляет 60...80 см, то высота знака должна быть не менее 3 мм,

Все виды трудовой деятельности разделяются на три группы:

группа А – работа по считыванию информации с экрана с предварительным запросом;

группа Б – работа по вводу информации;

группа В – творческая работа в режиме диалога с ЭВМ.

Суммарное время регламентированных перерывов, от 50 до 90 мин.

1.9 Виды ионизирующих излучений и активность источников ионизирующих излучений

Под термином «радиация» обычно понимают ионизирующее излучение, способное вызывать определенные изменения в живой и неживой материи.

Ионизирующим излучением (ИИ) считается любое излучение, взаимодействие которого со средой приводит к образованию электрических зарядов разных знаков.

Ионизирующее излучение состоит из ионизирующих частиц. К ионизирующим частицам относят корпускулы и фотоны.

Корпускулы - частицы с массой покоя отличной от нуля.

Фотоны - кванты электромагнитного излучения с нулевой массой покоя.

Корпускулярное излучение – ионизирующее излучение, состоящее из частиц с массой покоя, отличной от нуля. К корпускулярному ионизирующему излучению относятся альфа-излучение, бета-излучение, протонное, нейтронное излучения.

Альфа-излучение – корпускулярное излучение, состоящее из ядер атомов гелия.

Бета-излучение – излучение, состоящее из электронов или позитронов.

р-излучение – излучение, состоящее из протонов.

n-излучение – излучение, состоящее из нейтронов.

К фотонному ионизирующему излучению относят гамма-, характеристическое, тормозное и рентгеновское излучения.

Гамма-излучение. Электромагнитное излучение, возникающее при изменении энергетического состояния атомных ядер, при ядерных превращениях или при аннигиляции частиц.

Характеристическое излучение. Электромагнитное излучение, возникающее при изменении энергетического состояния электрона атома. Имеет дискретный энергетический спектр.

Тормозное излучение. Электромагнитное излучение, возникающее при уменьшении кинетической энергии заряженных частиц. Имеет непрерывный энергетический спектр.

Рентгеновское излучение. Электромагнитное излучение, состоящее из тормозного и характеристического излучений.

Активность источников ионизирующих излучений

Источниками ионизирующих излучений (ИИИ) называют вещества или установки, при использовании которых возникают ионизирующие излучения. Мощность источника ионизирующих излучений характеризуется его активностью(А).

Под активностью (А) понимается среднее число атомов радиоактивного вещества распадающихся в единицу времени.

А = dN/dt

(5.1)

dN – число атомов РВ, распавшееся за интервал времени dt.

Удельная активность радионуклида – отношение активности радионуклида в образце к массе образца: Аm = А/m.

Объемная активность радионуклида – отношение активности радионуклида в образце к объему образца: АV = А/V.

Поверхностная активность радионуклида – отношение активности радионуклида содержащегося на поверхности образца к площади поверхности этого образца: АS = А/S.

Изменение активности во времени описывается экспоненциальной зависимостью получившей название Закон радиоактивного распада:

Аt = A0×exp(-λ·t)

(5.2)

A0 – активность источника в начальный момент времени (t=0).

λ – постоянная распада (отношение доли ядер радионуклида, распадающихся за интервал времени dt, к этому интервалу).

На практике часто вместо экспоненциального закона изменение активности во времени определяется степенной зависимостью предложенной Вигнером и Веем:

(5.3)

A0 – активность осколков деления в момент времени t0;

At – активность осколков деления в момент времени t;

n - коэффициент зависящий от изотопного состава источника ионизирующего излучения и от времени прошедшего после аварийного выброса или ядерного взрыва. Для практических расчетов в принимают:

n = 0,4 (для радиационной аварии); n = 1,2 (для ядерного взрыва).

Единица активности радионуклида – беккерель (Бк). 1Бк = 1распад/с.

Беккерель равен активности источника в котором за время 1 сек происходит одно спонтанное ядерное превращение. Внесистемная единица активности – кюри (Ки).

Кюри – это активность источника в котором за время 1 сек происходит 37 миллиардов спонтанных ядерных превращений (1 Ки = 3,7·1010 Бк) (1 Ки/км2 = 37000 Бк/м2).

1.10 Дозовые характеристики ионизирующих излучений

Мерой воздействия ионизирующего излучения на человека является доза. Различают следующие виды доз: экспозиционная, керма, поглощенная, эквивалентная, эффективная.

Экспозиционная доза Х – это отношение суммарного заряда dQ всех ионов одного знака, созданных в сухом воздухе, когда все электроны и позитроны, освобожденные фотонами в элементарном объеме воздуха с массой dm, полностью остановились в воздухе, к массе воздуха в этом объеме:

Х = dQ/dm

(5.4)

Единицы измерения: Кл/кг; рентген: 1Р = 2,58×10-4 Кл/кг; 1Кл/кг = 3876 Р.

Понятием экспозиционной дозы желательно пользоваться для фотонного излучения в воздухе, при энергии фотонов до 3 Мэв.

В настоящее время (с 1.01.1990г.) использование экспозиционной дозы не рекомендуется. Это связано с тем, что экспозиционная доза была введена только для фотонного излучения, поэтому она не может использоваться в полях смешанного излучения разных видов.

Керма. Для оценки воздействия на среду косвенно ионизирующих излучений всех видов используют понятие «керма» (kerma – аббревиатура от английских слов kinetic energy released in material).

Керма К – это отношение суммы первоначальных кинетических энергий dWK всех заряженных ионизирующих частиц, образованных под действием косвенно ионизирующего излучения в элементарном объеме вещества к массе dm вещества в этом объеме:

К = dWK / dm

(5.5)

Керма удобна тем, что она применима как для фотонов, так и для нейтронов в любом диапазоне доз и энергий излучения.

Единицы измерения: грей. 1 Гр = 1 Дж/кг.

Поглощенная доза ионизирующего излучения D – это отношение средней энергии dŴ, переданной ионизирующим излучением веществу в элементарном объеме, к массе dm вещества в этом объеме:

D = dŴ/dm

(5.6)

То есть поглощенная доза - это отношение энергии поглощенной веществом, к массе этого вещества. Единицы измерения: грей. 1 Гр = 1 Дж/кг = 100 рад.

Между экспозиционной и поглощенной дозами существует определенная связь, так для образования пары ионов в воздухе при нормальных условиях необходимо затратить в среднем 34 эВ. Знание этого факта позволяет установить связь между ЭД и ПД: 1 Р = 0,01 Гр.

Эквивалентная доза НТ,R – это поглощенная доза в органе или ткани, умноженная на соответствующий взвешивающий коэффициент для данного вида излучения, WR.

НТ,R = WR.× DT,R

(5.7)

где DT,R средняя поглощенная доза в органе или ткани Т,

а WR – взвешивающий коэффициент для излучения R.

— для λ-квантов и β-частиц любых энергий WR = 1;

— для нейтронов WR от 5 до 10;

— для α-частиц WR = 20.

В системе СИ эквивалентная доза измеряется в зивертах. Внесистемной единицей эквивалентной дозы является 1 бэр.

1 Зв = 100 бэр или 1бэр = 0,01 Зв.

Разные органы или ткани имеют разные чувствительности к излучению. Поэтому для случаев неравномерного облучения разных органов или тканей тела человека введено понятие эффективной дозы.

Эффективная доза Е – сумма произведений эквивалентных доз в органах и тканях человека НТ на взвешивающие коэффициенты для этих органов и тканей WT.

(5.8)

где НТ - эквивалентная доза в органе или ткани Т;

WT – взвешивающий коэффициент для органа или ткани Т. Сумма всех коэффициентов WT равна единице.

Единицы измерения эффективной дозы – зиверт.

Wт имеет следующие значения: половые железы - 0,2; костный мозг - 0,12; кишечник - 0,12, желудок - 0,12, легкие - 0,12; мочевой пузырь - 0,05, молочные железы - 0,05, печень - 0,05, пищевод - 0,05, щитовидная железа - 0,05; кожа - 0,01; кости - 0,01; остальные органы - 0,05.

Эффективная коллективная доза(S) это эффективная доза, полученная группой людей от какого-либо источника радиации.. Она равна сумме индивидуальных эффективных доз. Единица измерения эффективной коллективной дозы – человеко-зиверт (чел-Зв), внесистемная – человеко-бэр (чел-бэр):

(5.9)

n – число людей.

Мощность дозы (уровень радиации) – это отношение приращения дозы за интервал времени dt к величине этого интервала.

Мощность экспозиционной дозы: [Р/час ]

Мощность кермы: [Гр/час]

Мощность поглощенной дозы [Гр/час]

Мощность эквивалентной дозы [Зв/час]

Мощность эффективной дозы Ê = dE/dt [Зв/час]

1.11 Фоновое облучение человека и Требования к ограничению облучения

Фоновое облучение человека создается космическим излучением, а также естественными и искусственными радиоактивными веществами, содержащимися в теле человека и в окружающей среде. Фоновое облучение (ФО) делят на две составляющие:

- естественный радиационный фон (ЕРФ);

- техногенно измененный радиационный фон (ТИРФ);

ФО = ЕРФ + ТИРФ

Естественный радиационный фон – это доза излучения, создаваемая космическим излучением и излучением природных радионуклидов, естественно распределенных в земле, воде, воздухе, других элементах биосферы, пищевых продуктах и организме человека. Средняя годовая эффективная доза (Е) внутреннего и внешнего облучения за счет ЕРФ составляет примерно 2 мЗв/год (15 мкР/ч).

Техногенно измененный радиационный фон – это естественный радиационный фон, измененный в результате деятельности человека. Он складывается из двух составляющих:

— радиационный фон от радиоактивных осадков ядерных взрывов (на сегодняшний день фон от осадков ЯВ дает 0,02 мЗв в год).

— радиационный фон от объектов атомной энергетики (годовая эффективная доза каждого жителя Земли от объектов атомной энергетики оценивается менее 1% от естественного уровня радиации и составляет 0,001 мЗв/год).

Кроме радиационного фона каждый человек подвергается воздействию ионизирующих излучений при прохождении некоторых медицинских процедур и при использовании электронной аппаратуры.

Источники ИИ используемые в медицине. Средняя эффективная эквивалентная доза, получаемая от всех источников в медицине составляет около 1 мЗв/год (0,1 бэр/год).

Электронная аппаратура. Телевизоры и другая электронная аппаратура, где используются электровакуумные приборы с напряжением более 20 кВ, являются источником мягкого рентгеновского облучения, они дают вклад 0,01мЗв/год (1мбэр/год). Для телевизоров допускается мощность экспозиционной дозы 100 мкР/час на расстоянии 10 см.

Таким образом, человек получает за счет фонового облучения, медицинских процедур и облучения от электронной аппаратуры:

2 + 1 + 0,01 = 3 мЗв/год.

Радиационный фон

10…25 мкР/час (≈15 мкР/час)

Для человека, проживающего в промышленно развитых регионах РФ, годовая суммарная эквивалентная доза облучения из-за высокой частоты рентгенодиагностических обследований достигает 3000...3500 мкЗв/год (средняя на Земле доза облучения равна 2400 мкЗв/год).

Требования к ограничению облучения

Устанавливаются следующие категории облучаемых лиц:

— персонал (группы А и Б);

— все население, включая лиц из персонала, вне сферы и условий их производственной деятельности.

Для категорий облучаемых лиц устанавливаются три класса нормативов:

— основные пределы доз (ПД), приведенные в таблице 1;

— допустимые уровни монофакторного воздействия (для одного радионуклида, пути поступления или одного вида внешнего облучения);

— контрольные уровни (дозы, уровни, активности и др.).

Таблица 6.1 – Основные пределы доз

Нормируемые величины	Пределы доз
Персонал (группа А)	Население
Эффективная доза	20 мЗв в год	1 мЗв в год
Эквивалентная доза за год: в хрусталике глаза	150 мЗв	15 мЗв
коже	500 мЗв	50 мЗв
кистях и стопах	500 мЗв	50 мЗв

Основные пределы доз, персонала группы Б, равны 1/4 значений для персонала группы А.

Эффективная доза для персонала не должна превышать за период трудовой деятельности (50 лет) — 1000 мЗв, а дли населения за период жизни (70 лет) —70 мЗв.

Основные пределы доз облучения не включают в себя дозы природного и медицинского облучения, а также дозы вследствие радиационных аварий. На эти виды облучения устанавливаются специальные ограничения. Так доза от медицинского обследования для здоровых людей не должна превышать 1 мЗв/год.

В помещениях естественный фон не должен быть выше уровня радиации на открытой местности на 0,2 мкЗв/час (20 мкР/час).