Архитектура Аудит Военная наука Иностранные языки Медицина Металлургия Метрология
Образование Политология Производство Психология Стандартизация Технологии 


Электромагнитные поля радиочастот.




МИНИСТЕРСТВО ЗДРАВООХРАНЕНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ИРКУТСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ МЕДИЦИНСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

КАФЕДРА ГИГИЕНЫ ТРУДА

 

 

Гигиеническая оценка неионизирующих

излучений на производстве.

 

Иркутск, 2002.

 

 

Учебное пособие подготовлено заведующей кафедрой гигиены труда Иркутского государственного медицинского университета, д.м.н., профессором Е.П. Лемешевской, ассистентом Г.В. Куренковой, старшим преподавателем, к.м.н., Е. В. Жуковой, доцентом И. П. Панкратовым.

 

 

Учебное пособие предназначено для студентов 5 – 6 курсов медико – профилактических факультетов медицинских вузов по темам: «Гигиеническая оценка электромагнитных полей радиочастот», «Гигиеническая оценка лазерного излучения, «Гигиеническая оценка ультрафиолетового излучения», «Гигиеническая оценка инфракрасного излучения», «Постоянные магнитные поля», «Статическое электричество» и содержит общие и конкретные цели обучения, блоки информации по темам, вопросы гигиенического нормирования неионизирующих излучений, методы измерения, принципы профилактики, список литературы.

Для усвоения представленного материала предложены профессиональные ситуационные задачи и карты программированного контроля.

 

Оглавление

Электромагнитные поля радиочастот.

Гигиеническая оценка электромагнитных излучений радиочастотного диапазона………..…………………………………………………………..……………………………4

Электромагнитные поля: свойства, краткая физическая характеристика, единицы измерения………………………………………………………………………………………………....4

Основные источники и использование электромагнитных излучений в промышленности…………………………………………………………………………………….…...6

Биологические эффекты электромагнитных излучений, особенности воздействия СВЧ - излучения……………………………………………………………………………………………...…9

Гигиеническое нормирование электромагнитных излучений диапазона радиочастот……………………………………………………..……..………………………………..12

Принципы профилактики воздействия электромагнитных полей на организм рабочих. Оздоровительные мероприятия………………………….…….….………………………………....16

Дополнительные сведения…………………………………………………….….……………………17

Профессиональные ситуационные задачи…………………………………….….…………………..23

Карта программированного контроля………………..……………………………………………….24

 

Гигиеническая оценка лазерного излучения

Лазерное излучение, области его применения……………………………………..…………………29

Классификация лазеров……………………………………………………….………………………..31

Принцип работы лазеров………………………………………………………….……………………32

Биологическое воздействие лазерного излучения на организм человека……..……………………34

Неблагоприятные факторы при работе лазеров…..……………………………..……………………36

Гигиеническое нормирование лазерного излучения………..……………………....………………..39

Принципы профилактики воздействия лазерного излучения на организм рабочих. Оздоровительные мероприятия…………………………………………………..……………………………………43

Дополнительные сведения………………………………………………………..……………………45

Карта программированного контроля…………….…………………….….……………………….…46

 

Гигиеническая оценка электростатических полей

Электростатические поля: физическая характеристика, единицы измерения……………………...50

Основные источники электростатических полей…………………………………………………….52

Биологическое действие электростатических полей…………………………………………………54

Методика измерения электростатических полей. Гигиеническое нормирование …………...…….55

Основные средства и меры защиты от воздействия электростатических полей…………………...58

Дополнительные сведения……………………………………………………………………………..59

Карта программированного контроля…………….…………………………………………………...61

 

Гигиеническая оценка постоянных магнитных полей



Краткая физическая характеристика постоянных магнитных полей, единицы измерения………..63

Свойства, источники и использование постоянных магнитных полей в промышленности………64

Биологическое действие постоянных магнитных полей……………………………………………..65

Гигиеническое нормирование постоянных магнитных полей и методика измерения……………67

Основные меры защиты от постоянных магнитных полей………………………………………….68

 

Приложения…………………………………………………………………..…………………………69

Литература…………………………………………………………………….…….…………………..71

 

Тема 1. Гигиеническая оценка электромагнитных излучений радиочастотного диапазона

 

Общая цель обучения: научиться производить гигиеническую оценку электромагнитных излучений на производстве и разрабатывать основные оздоровительные мероприятия.

Конкретные цели обучения: ознакомиться с физической природой электромагнитных излучений, их классификацией, единицами измерения; освоить методы измерения электрических и магнитных полей; освоить принципы нормирования и оценки полученных данных; уметь разработать профилактические мероприятия по снижению неблагоприятного воздействия электромагнитных излучений; научиться составлять гигиенические заключения о проведенных исследованиях.

 

Электромагнитные поля: свойства, краткая физическая

Характеристика, единицы измерения

Электромагнитное поле (ЭМП) - особая форма материи, посредством которой осуществляется взаимодействие между электрически заряженными частицами.

ЭМП в воздушном пространстве распространяется в виде электромагнитных волн с конечной скоростью, близкой к скорости света.

Основными параметрами электромагнитных колебаний являются: длина волны, частота колебаний, скорость распространения, которые связаны соотношением:

с

λ = ---------- , где

f √¯ε' μ'

 

λ - длина волны, с - скорость распространения света в вакууме = 3*10 м/с, f- частота колебаний, ε' - диэлектрическая и μ' - магнитная проницаемость в воздухе = 1.

ЭМП состоит из составляющих электрического и магнитного поля. Любое изменение магнитного поля в пространстве вызывает появление в этом пространстве электрического поля и наоборот.

Различают:

1. Постоянное электрическое поле, которое создается неподвижными электрическими зарядами и характеризуется взаимодействием с ними.

2. Постоянное магнитное поле (ПМП), характеризуется взаимодействием с движущимися электрическими зарядами. ПМП создается постоянным током или веществами, имеющими свойства постоянных магнитов.

3. Переменное электромагнитное поле (ПЭМП), представляет собой совокупность электрического и магнитного полей, и распространяется в пространстве в виде электромагнитных волн.

Основными параметрами, характеризующими электрическое поле, являются напряженность поля и потенциалы его отдельных точек. Единицей напряженности электрического поля является вольт на метр (В/м).

Существуют две силовые характеристики магнитного поля: индукция (Тесла, Тл) и напряженность (Ампер на метр, А/м). Магнитная индукция зависит от свойств среды, в которой существует магнитное поле. Напряженность ПМП определяется силой, действующей в поле на проводник с током, не зависимо от свойств среды.

Свойства ЭМП меняются по мере удаления от источника. Распространяясь вокруг источника излучения в пространстве, ЭМП условно делится на три зоны:

1. ближнюю - зону индукции,

2. промежуточную – зону интерференции,

3. дальнюю – волновую зону.

В зоне индукции нет сформированного ЭМП, электрическая и магнитная составляющие не связаны между собой в определенной зависимости, поэтому отдельно определяют напряженность электрического и напряженность магнитного полей.

В волновой зоне, где ЭМП сформировалось, напряженность электрического и магнитного полей совпадают по фазе, поэтому достаточно измерить одну составляющую для оценки гигиенической ситуации.

В волновой зоне, в которой практически находятся работающие с СВЧ - аппаратурой, интенсивность облучения оценивается величиной плотности потока энергии (ППЭ), т.е. количеством энергии, падающей на единицу поверхности. В этом случае ППЭ выражается в Вт/м2 или в производных единицах мВт/см2, мкВт/см2.

Излучения на производстве можно представить следующим образом (таблица 1).

 

Основные источники и использование электромагнитных

Излучений в промышленности

 

Источники, создающие электромагнитное излучение могут быть условно разделены на 2 класса:

А. Источники, создающие электромагнитные излучения для достижения технологических и других целей.

Б. Источники, электромагнитные излучения от которых являются побочным фактором, возникающим при работе какого-либо устройства.

Индукционный нагрев. Электромагнитная энергия частоты 1 – 12 кГц широко используется в промышленности (сталевары, нагревальщики). Источниками энергии высокой и ультравысокой частоты являются ламповые генераторы, которые используются для высокочастотного нагрева. Индукционный нагрев используется для высокочастотной плавки металла, термообработки заготовок, деталей, элементов электровакуумных приборов, металлических изделий. Энергия электромагнитного поля индуктора применяется для получения плазменного состояния вещества. На характер распределения поля по производственному помещению оказывают влияние экранирование помещения, размещение в нем металлических предметов, металлических заготовок изделий, электрической сети. Индуцирование в них за счёт внешнего поля токов высокой частоты делает их источниками вторичного излучения, которая может накладываться на поле, возбуждаемое основным излучателем.

При применении ВЧ - энергии для промышленной термообработки тепловыделения могут оказывать влияние на состояние температурного режима помещения. Нерациональная экранировка всего помещения резко ухудшает метеорологические условия. При указанных технологических процессах возможно комбинированное воздействие таких факторов производственной среды, как ЭМП, рентгеновское, инфракрасное излучения высокой интенсивности, повышенная температура воздуха.

Диэлектрический нагрев используется для сушки влажных материалов, склейки древесины, нагрева, сварки, термофиксации, сварки термореактивных материалов, в том числе пластмасс, и др. Для его получения применяются установки в диапазоне частот от 3 до 150 МГц, мощностью 1- 30 кВт. Источниками излучения могут быть неэкранированные рабочие электроды, фидерные линии, настроечные конденсаторы, не плотности соединения волновых трактов, отсутствие или некачественное экранирование в блоках генераторов и передатчиков, разделительных фильтров.

При неэффективной вентиляции в производственных помещениях установок диэлектрического нагрева возможно превышение ПДК углеводородов при сварке пластических материалов, фенола и формальдегида при формировании и таблетировании на прессовых машинах с нагревом на установках ВЧ, а также превышение допустимых уровней температуры воздуха.

Эксплуатация передатчиков на передающих радио- и телецентрах. В генераторных зонах передающих радио- и телецентров оборудуется до 20 передатчиков различных диапазонов и мощностей. На передающих радиоцентрах (морской, рыбный, речной флот) передающие устройства (ВЧ- и УВЧ-диапазонов) создают ЭМП напряженностью от нескольких десятков до нескольких сотен В/м. При одновременной работе нескольких передатчиков напряженность поля значительно увеличивается.

В помещениях радиопередающих центров воздушного гражданского флота

(при эксплуатации КВ - и УКВ-передатчиков) напряженность ЭМП колеблется в довольно широких пределах (от единиц до нескольких сотен В/м).

В физиотерапевтических кабинетах для диатермии и индуктотермии используются генераторы высоких частот: УДЛ-200М, УДЛ-300М, ДКВ-1, ДКВ-2, для

УВЧ-терапии – аппараты типа УВЧ-2М, УВЧ-300, для микроволновой терапии – сверхвысокочастотные аппараты ''Луч-58'', ''Микротерм'', ''Волна''. Установки работают в диапазоне частот от 1,6 до 2456 МГц, их мощность 20 – 350 Вт. Основными источниками ЭМП при работе высокочастотной аппаратуры являются электроды и фидеры, излучатели различного типа.

 

Таблица 1

Излучение на производстве

 

Вид излучения Длина волны или заряд частиц Область применения, условия образования
Низкие частоты НЧ: Инфранизкие Низкие Промышленные Звуковые 107 – 106 км 106 – 104 км 104 – 102 км 102 – 10 км Промышленность: закалка, плавка, нагрев металла; штамповка, прессовка, соединение различных материалов; литье, направленное изменение структуры металла.
Радиоволны ВЧ: Длинные Средние Короткие УВЧ: Ультракороткие СВЧ: Дециметровые Сантиметровые Миллиметровые 10 – 3 км 3 км – 100 м 100 – 10 м   10 – 1 м   1 м – 10 см 10 – 1 см 1 см – 1 мм   Промышленность: термическая обработка металлов(закалка, плавка) и неметаллов (сушка древесины, сварка пластмасс ).   Радиовещание, радиосвязь, телевидение, радиолокация, радиоастрономия, медицина и др.
Световые и пограничные с ними лучи: Инфракрасные Видимые Ультрафиолетовые     346 – 0,76 мкм 0,76 – 0,4 мкм 0,4 – 0,2 мкм Образуются при плавке металлов, наличии открытого пламени, присутствуют в солнечном спектре. Естественное и искусственное освещение. Образуются при сварке, электроплавке металлов, присутствуют в солнечном спектре.
Лазерное излучение (монохроматическое) От ультрафиолетовой до инфракрасной Промышленность, медицина, работы в разных областях науки и техники.
Ионизирующее излучение: Рентгеновское   Гамма – частицы Бетта – частицы Альфа – частицы Позитроны Нейтроны 2*10 – 7,1*10 мкм   7,1*10 – 1,9*10мкм (+) заряженные (-) заряженные (+) заряженные не несущие заряда частицы   Промышленность: просвечивание труб и др. Работа с радиоактивными веществами в разных областях науки и техники, атомные электростанции, медицина.

 

Интенсивность облучения медицинского персонала зависит от ряда условий: мощности аппарата, диаметра электродов и расстояния между ними, метода их наложения, формы и диаметра микроволнового излучателя, метода облучения, а также от количества одновременно работающих аппаратов.

Радиотехнические устройства (диапазон СВЧ). Энергия диапазона СВЧ используется в радиолокации, радионавигации, метеорологии, астрономии, радиоспектроскопии, геодезии, ядерной физике и др.

Также электромагнитные поля могут образовываться при испытании электровакуумных УВЧ-приборов, конструировании и опытной эксплуатации радиопередающих устройств.

Электромагнитных полей

Отнесение условий труда к тому или иному классу вред­ности и опасности при воздействии электромаг­нитных полей и излучений осуществляется в соответствии с Р 2.2.755 – 99 (табли­ца 3).

Условия труда при действии неионизирующих электро­магнитных полей относятся к 3 классу вредности при превышении на рабочих местах ПДУ, установленных для соответст­вующего времени воздействия, с учетом значений энергетических экспозиций в тех диапазонах частот, где они нормируются, и к 4 классу - при превышении максимальных ПДУ для кратковременно­го воздействия.

При одновременном воздействии на работающих неиони­зирующих электромагнитных полей, создаваемых не­сколькими источниками, работающими в разных нормируемых час­тотных диапазонах, класс условий труда на рабочем месте устанав­ливается по фактору, получившему наиболее высокую степень вред­ности. При этом, если выявлено превышение ПДУ в двух и более нормируемых частотных диапазонах, то степень вредности увеличи­вается на одну ступень.

Таблица 3

Дополнительные сведения

Программированного контроля

Ситуационные задачи

Задача № 1

В стержневом отделении литейного цеха для сушки стержней используется высокочастотный нагрев, с диапазоном рабочих частот 20-40МГц. В цехе работает одновременно 6 установок типа сушильных камер. Изучение условий труда выявило на рабочих местах сушильщиц наличие ЭМП различной напряженности. У частично экранированных загрузочных отверстий она равнялась 120-190. В/м, у открытых боковых проёмов 68-84. В/м. Предложено осуществить экранирование загрузочных отверстий и боковых проемов мелкоячеистой металлической сеткой. Повторные измерения установили следующее: напряженность ЭМП у загрузочных отверстий – 38. В/м, у боковых проемов – 14-16. В/м.

1. Каким прибором проведены измерения напряженности?

2. Оцените эффективность экранирования.

3. Сравните уровни излучения с СанПиН 2.2/4.1.8.055-96 ''Электромагнитные поля радиочастот''.

Задача № 2

В физиотерапевтическом отделении поликлиники имеется специальная аппаратура, работающая в диапазоне ультравысоких и сверхвысоких частот. Аппараты ЛУЧ-58 размещены в отдельных кабинах, разделенных ширмами из хлопчатобумажных ткани с включением микропровода. Аппараты УВЧ старой модели размещены в помещении не стационарно, не изолированы от места возможного нахождения персонала. Медицинские сестры, обслуживающие это отделение, работают 6 часов.

Измерениями установлены уровни ЭМИ: при отпуске процедур у аппаратов ЛУЧ-58 – 4 мкВт/см2 ; у аппаратов УВЧ-4 – 12-40 В/м.

1. Укажите приборы, которыми произведены замеры напряженности ЭМИ.

2. Оцените уровни напряженности и сравните данные с СанПиН.

3. Изложите план мероприятий по защите медицинского персонала в физиотерапевтическом отделении.

Задача № 3

В термическом цехе для индукционного нагрева металлов используется специальное оборудование, представленное универсальными плавильно - закалочными печами, мощностью 30-60 мкВт, рабочие частоты 60-100 кГц. Деталь, подлежащее нагреву, помещается внутрь проводника (соленоида). При прохождении тока через проводник в нем создается переменное ЭМП, в обрабатываемой детали возникает ток, она нагревается до 700-1000 градусов. Рабочее место находится на расстоянии 50-60 см. от наружной поверхности индуктора, продолжительность работы с ВЧ - нагревом составляет 2-4 часа в смену.

Измерение ЭМИ на отдельных участках закалки установило значительную напряженность электрических и магнитных полей, потребовавших проведение защитных мер в виде установки экранов. Было предложено заменить деревянную переднюю панель генераторного шкафа на цельнометаллическую из алюминия толщиной 0,5 см, батареи воздушных конденсаторов, расположенные на крыше шкафа генератора, закрыть мелкоячеистой железной сеткой (0,3*3мм), ВЧ-трансформатор монтировать вместе с генератором в экранированном металлическом шкафу.

Данные исследования представлены в таблице.

 

напряженность электромагнитных полей. Место замера     У передней поверхности генераторного шкафа.   На рабочем месте калильщика   3 метра от трансформаторной будки Уровень замера     На уровне груди рабочего     На уровне головы рабочего   На уровне груди рабочего До экранирования Эл. Магн. составл. составл В/м А/м.   80-110 15-35   60-120 18-48     20-140 2-5 После экранирования Эл. Магн. составл. Составл. В/м. А/м   2-4 0,5-1   16-25 1-2     8-12 0,3-0,8

 

 

1. Каким прибором проведены измерения?

2. Оцените эффективность экранирования.

3. Сравните замеренные уровни с СанПиН.

 

Карта программированного контроля

I вариант

1) С точки зрения физики электромагнитные колебания это:

А) Колебательный процесс, происходящий в замкнутых контурах

Б) Корпускулярное излучение

В) Периодические изменения напряженности магнитного и электрического полей

 

2) Электромагнитные колебания характеризуются:

А) длиной волны

Б) частотой колебаний

В) длиной волны и частотой колебаний

 

3) В спектре производственного излучения радиоволны располагаются между:

А) Инфракрасным и световым излучением

Б) Световым излучением и рентгеновскими лучами

В) Переменными токами промышленной частоты и инфракрасным излучением

Г) Рентгеновским излучением и гамма - лучами

 

4) Какие электромагнитные колебания используются для термической обработки металлов (индукционный нагрев):

А) ВЧ

Б) СВЧ

В) УВЧ

 

5) В радиолокации, радионавигации, радиоастрономии, телевидении находят применение:

А) УВЧ

Б) ВЧ

В) СВЧ

 

6) В каких единицах оценивается напряженность магнитного поля:

А) В вольтах на метр

Б) В амперах на метр

В) В единицах плотности потока энергии, вт/м2

 

7) Рабочее место находится в зоне индукции. В каких единицах измеряется интенсивность воздействующего на рабочего ЭМП?

А) ППЭ

Б) В вольтах на метр

В) В амперах на метр

 

8) Рабочее место находится от источника на расстоянии меньшем, чем 1/6 длины волны. В какой зоне находится рабочее место?

А) В зоне индукции

Б) В волновой зоне

 

9) Биологический эффект воздействия электромагнитных волн зависит:

А) От частоты колебаний

Б) От длины волны

В) От интенсивности поля

Г) От длительности воздействия

Д) От температуры воздуха

Е) От теплового излучения

 

10) Какие из перечисленных мероприятий имеют наибольшее значение для защиты рабочих от действия УВЧ?

А) Экранирование установок

Б) Индивидуальные средства защиты

В) Периодические медицинские осмотры

Г) Санитарно-технические сооружения

Д) Соблюдение правил безопасности при работе

 

11) Для оздоровления условий труда медицинского персонала, работающего с установками различных диапазонов радиоволн в физиотерапевтических кабинетах, рекомендуется:

А) Размещение ВЧ - аппаратуры в экранируемых кабинах

Б) Применение передвижных и стационарных экранов

В) Дистанционное управление

Г) Рациональное устройство вентиляции

Д) Достаточное освещение

 

II вариант

1) Все электромагнитные колебания характеризуются:

А) Длиной волны

Б) Частотой колебаний

В) Магнитной проницаемостью

Г) Эффективностью теплового нагрева

 

2) Между длиной волны и частотой колебаний существует зависимость:

А) Прямая

Б) Обратная

 

3) Электромагнитные волны распространяются со скоростью:

А) Звука, равной 330 м/с

Б) Света, равной 300000 км/с

 

4) Какие электромагнитные колебания используются для термической обработки диэлектриков и полупроводников (местный нагрев)

А) СВЧ

Б) ВЧ

В) УВЧ

 

5) В каких единицах оценивается напряженность электрического поля:

А) В вольтах на метр

Б) В амперах на метр

В) В единицах плотности потока энергии, вт/м2

 

6) Интенсивность ЭМП дециметровых, сантиметровых, миллиметровых волн измеряется в:

А) Вольт на метр

Б) Ампер на метр

В) Плотность потока энергии

 

7) В каких единицах измерения определяется интенсивность воздействующего на рабочего ЭМП, если рабочее место находится в волновой зоне?

А) В вольтах на метр

Б) В амперах на метр

В) В единицах плотности потока энергии

 

8) Рабочее место находится от источника на расстоянии, большем длины волны. В какой зоне находится рабочее место?

А) В волновой зоне

Б) В зоне индукции

 

9) Особую опасность в условиях производства представляет действие СВЧ большой интенсивности на:

А) Слуховой анализатор

Б) Глаза

В) Тактильную чувствительность кожи

Г) Изменение в обонятельном анализаторе

 

10) Для снижения напряженности ЭМП на рабочих местах в диапазоне высоких и ультравысоких частот рекомендуется:

А) Раздельное экранирование высокочастотных элементов, являющихся источниками полей на рабочих местах (батареи конденсатора, ВЧ - трансформатор, фидерные линии, плавильный индуктор)

Б) Полное экранирование высокочастотного генератора

В) Санитарно-технические меры

Г) Средства индивидуальной защиты

 

11) В качестве материалов для устройства экранов используются:

А) Сплошные металлические экраны

Б) Экраны сетчатые

В) Экраны с поглощающими покрытиями

Г) Специальная хлопчатобумажная ткань с микропроводом

Д) Шерстяная ткань

Е) Резина

Ж) Льняная ткань

З) Картон

И) Кирпич

К) Стекло, покрытое полупроводниковой окисью олова.

 

Правильные ответы:

1вариант - в; в; в; а; в; б; б, в; а; а, б, в, г; а, б, в; а, б, в.

2 вариант - а, б, в,; б; б; б; а; в; в; а; б; а, б; а, б, в, г, к.

 

Области излучения лазеров

Вид излучения Область спектра Длина волны Вид ОКГ
Ультрафиолетовое излучение     Видимый свет     Инфракрасное излучение     С В А     Фиолетовый Синий Голубой Зеленый Желтый Оранжевый Красный     А В С 0,2 – 0,4 мкм     0,4 – 0,76 мкм     0,76 – 346мкм Азотный (ультрафиолетовый) лазер 0,33 мкм   Аргоновый лазер 0,49 мкм   Гелий-неоновый лазер 0,63 мкм, рубиновый лазер 0,69мкм   Лазер на арсениде галлия 0,84 мкм; лазер на неодимовом стекле 1,06 мкм; лазер на стекле с присадкой эрбия 1,54 – 1,63 мкм; лазер на СО2 и N2 10,6 мкм.

 

В области лазерной обработки материалов можно выделить несколько направлений, имеющих свою специфику: резка и сварка материалов, сверление отверстий и термообработка, обработка тонких металлических и неметаллических пленок, получение на них рисунков и микросхем.

Интенсивно развивается лазерная резка, пайка, точечная и шовная сварка. В радиолампах лазером сваривают катоды (без нарушения вакуума и строения свариваемых материалов) и производят герметизацию корпусов кварцевых резонаторов, обрезают стекло, раскраивают фанерные листы, размечают детали и наносят штрихи на шкалы. Созданы лазерные установки с программным управлением для автоматизации раскроя тканей, кожи, пластмасс.

Возможность концентрации лазерного излучения на очень малые участки живой ткани позволяет вызывать в них те или иные физико-химические превращения, что привело к внедрению лазеров в медицину и биологию.

Многообразный терапевтический эффект излучения гелий-неонового лазера связан с воздействием на мембраны клеток. Так как взаимодействие излучения с веществом наиболее выражено на поверхностях раздела, структура мембран делает более вероятными эффекты, при которых изменения небольшого звена приводят к существенным сдвигам в системе в целом. Это нашло отражение при лечении таких заболеваний, как ишемическая болезнь сердца (облучение зон Захарьина-Геда монохроматическим красным светом гелий-неонового лазера), окклюзирующие заболевания артерий, остеомиелит, гнойные раны и др. Использование импульсных лазеров в микрохирургии глаза обеспечивает эффективное лечение глаукомы, позволяет производить восстановление отслоившейся сетчатки, разрушать мелкие глазные опухоли. В качестве бескровного скальпеля лазеры широко применяются в хирургии, нейрохирургии, отиатрии и других областях медицины.

В качестве нивелиров лазеры применяются для центровки опалубки дымовых труб, при строительстве высоких зданий, башен и вышек, прокладке туннелей, шахтных сооружений, при настилке железнодорожных путей и т.д.

 

Классификация лазеров

С позиций обеспечения лазерной безопасности лазеры классифицируются по основным физико-техническим параметрам и степени опасности генерируемого ими излучения.

1. По активному элементу: газовые, жидкостные, полупроводниковые, твердотельные.

2. По способу возбуждения (накачки): воздействием постоянного, импульсного или высокочастотного тока; облучением светом непрерывным или импульсным; за счет химических реакций и т.п.

3. По длине генерируемой световой волны: лучи ультрафиолетовые, видимой части спектра, инфракрасные.

4. По режиму работы: работающие в режиме непрерывном, импульсном, импульсном с модуляцией добротности резонатора.

5. По способу отвода тепла от ОКГ: с естественным охлаждением, принудительным воздушным или жидкостным.

Будущему врачу-гигиенисту необходимо знать следующую классификацию лазерных установок по степени опасности излучения:

Класс (безопасные)

Лазерные установки, выходное излучение которых не представляет опасности для глаз и кожи.

Класс (малоопасные)

Лазерные установки, выходное излучение которых представляет опасность при облучении глаз прямым или зеркально-отраженным излучением.

Класс (среднеопасные)

Лазерные установки, выходное излучение которых представляет опасность при облучении глаз прямым, зеркально-отраженным, диффузно-отраженным излучением и/или при облучении кожи прямым или зеркально-отраженным излучением.

Класс (высокоопасные)

Лазерные установки, выходное излучение которых представляет опасность

при облучении кожи диффузно-отраженным излучением на расстоянии 10 см от диффузно-отражающей поверхности.

Принцип работы лазеров

Основными элементами любого лазера являются: рабочее вещество (монокристалл, стекло с активными присадками, инертные газы, органические жидкости и др.), оптический резонатор, состоящий из параллельных зеркал, источник энергии накачки (яркие лампы-вспышки для рабочего вещества, постоянное или переменное электрическое поле), блок питания (рис.1).

Рис. 1 Схема оптического квантового генератора

Принцип действия основан на использовании вынужденного (стимулированного) электромагнитного излучения, полученного от рабочего вещества (рис. 2).

 

Рис. 2. Процесс формирования луча в активном веществе лазера

 

В лазерах при помощи специальных приемов и путем подачи на рабочее тело энергии накачки добиваются инверсной населенности энергетических уровней (число атомов, находящихся в возбужденном состоянии больше числа атомов, находящихся на основном уровне энергии). Лавинообразный переход атомов из возбужденного состояния, совершаемый за очень короткое время, приводит к образованию лазерного излучения. Для усиления возникшей световой волны и поддержания процесса генерации активное тело помещается между зеркалами резонатора. Отраженная от полупрозрачного зеркала световая волна вновь проходит через активное тело и дает начало лавине фотонов. В рабочем теле накапливается значительная энергия, которая испускается в виде одного мощного импульса. Для уменьшения потерь энергии зеркала резонатора должны быть строго параллельны друг другу.

На организм человека

Биологическое действие излучений ОКГ зависит от мощности излучения, длины волны, характера импульса, частоты следования импульсов, продолжительности облучения, величины облучаемой поверхности, анатомо-физиологических особенностей облучаемых тканей.

В зависимости от специфики технологического процесса работа с лазерами может сопровождаться воздействием на персонал отраженного и рассеянного излучения. Энергия излучения лазеров в биологических объектах может претерпевать различные превращения и вызывать органические изменения в тканях, неспецифические изменения функционального характера.

Следует различать:

· термическое действие излучения. При действии импульсного лазерного излучения в облучаемых тканях происходит быстрый нагрев жидкости, что приводит к резкому повышению давления, возникновению ударной волны и, в конечном итоге, к механическому повреждению тканей;

· нетермическое действие излучения. Обусловлено процессами, возникающими в результате избирательного поглощения тканями электромагнитной энергии, а также электрическим и фотохимическим эффектами;

· местное действие излучения. Выражается в поражении различных отделов глаз и кожи (более подробно рассмотрено ниже);

· общее действие излучения. Проявляется функциональными расстройствами в деятельности центральной нервной системы, сердечно-сосудистой системы, неврозами астенического типа, вегетативно-сосудистыми дисфункциями, астеновегетативными синдромами, изменениями периферической крови (снижение гемоглобина и тромбоцитов, повышение эритроцитов и ретикулоцитов), изменением всех видов обмена и др.

С классом лазера

Неблагоприятные факторы Класс лазера (лазерной установки)
I II III IV
Лазерное излучение: Прямое, зеркально-отраженное Диффузно-отраженное Повышенное напряжение электропитания Повышенная запыленность, загазованность Повышенный уровень УФ Повышенная яркость света Повышенный уровень шума и вибраций Повышенный уровень ионизирующих излучений Повышенный уровень электромагнитных полей ВЧ и СВЧ – диапазонов Повышенный уровень ИК – излучения Повышенная температура поверхностей Опасные химические и вредные факторы   - - -(+) - - - -   -   - - - -   + - + - - - -   -   - - - -   + + + -(+) -(+) -(+) -(+)   -   - -(+) -(+) -(+)   + + + + + + +   +   -(+) + + +

 

Неионизирующих излучений

Отнесение условий труда к тому или иному классу вредности и опасности при воздействии неионизирующих излучений оптического диапазона осуществляется в соответствии с Р 2.2.755 – 99 (таблица 7).

Таблица 7

Дополнительные сведения

Единицы измерения

Электростатические поля (ЭСП) – наиболее распространенный класс стационарных физических полей в энергетических установках и электротехнических процессах. В зависимости от источников образования они могут существовать в виде собственно ЭСП (поле неподвижных зарядов) или стационарного электрического поля (электрическое поле постоянного тока).

Практическое использование ЭСП в производственных процессах находит широкое применение: электрогазоочистка, электростатическая сепарация руд и материалов, нанесение лакокрасочных и полимерных материалов, электроворсование и др..Создание в установках электронной технологии электрического поля заданной напряженности обеспечивается выбором системы электродов и источников питания высокого напряжения в широком диапазоне, начиная от крупных установок при напряжении 80 кВ в силе тока 250-1600 мА, предназначенных для улавливания пыли и золы, и кончая источниками энергии с напряжением 10 кВ при незначительных токах (менее 1 мкА), используемых для нанесения рисунков.

Под статической электризацией принято понимать возникновение избытка электрических зарядов одного знака на поверхности проводника при проведении операций, связанных с относительным перемещением двух тел, находящихся в тесном контакте. В процессе электризации при достижении определенной плотности зарядов на диэлектрике начинает появляться силовое взаимодействие между отдельными частями перера





Рекомендуемые страницы:


Читайте также:

  1. Анти-частицы. Взаимные превращения вещества и поля.
  2. БИЛЕТ 13. Работа по перемещению контура с током в магнитном поле. Энергия магнитного поля
  3. БИЛЕТ. Магнитное взаимодействие постоянных токов. Вектор магнитной индукции. Закон Ампера. Сила Лоренца. Движение зарядов в электрических и магнитных полях.
  4. Биполярное аффективное расстройство, текущий эпизод мании без психотических симптомов
  5. Бой на Мархфельде (при Штильфриде) в 1278 г. дает наиболее полное представление о способах ведения боя в период господства на полях сражений Европы рыцарской конницы.
  6. В католической армии, возглавлявшейся Бкжкуа, баварцами командовал герцог Макс, имперцами — военачальник Тилли. В состав армии входили немцы, испанцы, итальянцы, валлоны и поляки.
  7. Виды переувлажнения грунтов на аэродромах и инженерные мероприятия по отводу воды. Водоотвод и дренажные системы искусственных покрытий и грунтовой части летного поля.
  8. Вихри и торсионные поля: орбы, которые, возможно, не являются электромагнитными
  9. Вопрос 1. Электрическое напряжение, потенциал и напряженность электрического поля (определение, единицы измерения).
  10. Вопрос 5 Методы повышения точности интерполяции
  11. Выход и Вход в полярный режим - G15 и G16
  12. Вычисление поля в магнетиках.




Последнее изменение этой страницы: 2016-05-30; Просмотров: 2076; Нарушение авторского права страницы


lektsia.com 2007 - 2021 год. Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав! (0.059 с.) Главная | Обратная связь