8.4. защита от электромагнитных излучений

радиочастотного диапазона

а. Принципы защиты от электромагнитного излучения

Пространство около антенны или другого проводника с переменным током, где существует электромагнитное поле, делится, как уже напоминалось, на ближнюю промежуточную и дальнюю зоны.

Рис. 3.

Зоны электромагнитного поля антенны с параболическим отражателем: I - ближняя зона; II - промежуточная зона; III - дальняя зона

В ближней зоне электрическое и магнитное поля сдвинуты на 90°. Электромагнитное поле характеризуется напряженностью составляющих его полей (электрического и магнитного).

,                                                                          (7)

где    Е - напряженность поля электрической составляющей;

          J - ток в проводнике (антенне);

          l - длина проводника (антенны);

         e - диэлектрическая проницаемость среды;

         w - круговая частота поля;

          r - расстояние от проводника до конкретной точки поля электромагнитного излучения:

 ,                                                                   (8)

где    Н - напряженность поля магнитной составляющей.

В промежуточной зоне электромагнитное поле формируется и уже сформированное распространяется в дальней зоне.

Как очевидно из формул (7) и (8), уменьшение напряженности полей электрической и магнитной составляющих и плотности потока энергии (мощности) может быть достигнуто:

1) увеличением расстояния между излучающим устройством и защищаемым объектом ("защита расстоянием");

2) уменьшением силы тока в проводнике (антенне) или мощности излучения;

3) можно также уменьшить Е, Н и мощность поля «защитой временем».

«Защита расстоянием» достигается удалением от антенны работающего путем использования им дистанционного управления. Уменьшение силы тока в проводнике (антенне) достигается регулированием генератора (при настройке один мощный генератор заменяется другим - менее мощным), экранированием металлическими или сетчатыми экранами. При этом металл отражает почти всю энергию электромагнитного поля.

В связи с тем, что отраженное электромагнитное поле также является нежелательным, отражающие экраны покрываются материалами, которые имеют небольшую отражательную, но большую поглощающую способность. Хорошими поглотителями полей электромагнитных излучений являются: каучук, поролон, поглотители на полиуретановой основе, пенокерамические материалы (максимальная плотность поглощаемой мощности, например для последнего материала, составляет 7,75 Вт/см2).

б. Меры защиты от излучения при работе

с радиопередающей аппаратурой

Меры защиты можно разделить на:

- организационные (создание для работы с радиочастотной аппаратурой наиболее благоприятных условий);

- технические (применение средств общей и индивидуальной защиты);

- медико-профилактические мероприятия.

Уменьшение мощности излучения. Полное поглощение энергии происходит в оконечных нагрузочных сопротивлениях, используемых в качестве эквивалентных антенн и нагрузок радиоаппаратуры. Они представляют собой отрезки коаксиальных или волноводных линий, частично заполненных поглощающими материалами, отражающими незначительную долю энергии излучения. Энергия излучения поглощается в заполнителе, преобразуясь в тепловую. Заполнителями могут быть следующие материалы: графит чистый или в смеси с цементом, песком, резиной; пластмассы; порошковое железо в бакелите, керамике и т.д.; дерево, вода и ряд других материалов.

Для понижения уровня мощности до необходимого значения применяются аттенюаторы, которые могут быть поглощающими (отрезки коаксиальных проводов или волноводов с деталями, покрытыми поглощающими материалами) и предельными (отрезки круглых волноводов, диаметр которых меньше критической длины волны в рабочем диапазоне длин волн данного аттенюатора). Аттенюаторы также могут быть переменными (мощность на выходе плавно регулируется) и фиксированными (степень ослабления мощности постоянная).

При использовании эквивалентов антенн и аттенюаторов плотность потока энергии (мощности) электромагнитных излучений радиочастотного диапазонов можно снизить до 10 мкВт/см2 и даже до значений, которые не могут быть обнаружены современными измерительными приборами.

Если же технологический процесс не позволяет полностью избежать излучения в пространство или ослабить его до допустимых величин, нужно применять другие меры по предупреждению облучения работающих, например, направлять излучение "в зенит", т.е. вверх, ограничивать зоны, в которые необходимо излучать радиоволны, применять общие и индивидуальные способы защиты.

Выделение зон излучения. Для каждой излучающей установки, работающей в помещении, на аэродроме или на полигоне в данный отрезок времени, должна выделяться отдельная зона. При этом надо следить, чтобы не было одновременного облучения работающих несколькими источниками облучения с общей интенсивностью выше предельно допустимой. Для этого надо, чтобы зоны стоящих рядом установок не перекрывались или установки работали на облучение в разное время, или находились на таких расстояниях друг от друга, когда суммарная плотность потока мощности от них не превышала предельно допустимых уровней.

Границы зоны, где плотность потока мощности может превышать ПДУ, определяются экспериментально для каждого конкретного случая.

На границах, где превышаются ПДУ, нужно устанавливать ограждения или предупредительные знаки с надписями: «Не входить, опасно!». Такую зону можно дополнительно обозначить по ее границам широкими линиями (яркой краской) на полу помещения или на покрытии аэродрома. Пребывание людей в опасной зоне не допускается.

Экранирование. Для уменьшения размеров и даже устранения опасных зон излучения следует применять заземленные экраны из металлических листов или сеток в виде замкнутых камер или шкафов, окружающих антенны или установки в целом, кожухов, щитов. Если отраженная от экрана радиоволна направляется к рабочему месту, то поверхности экрана покрываются радиопоглощающим материалом,

Экранированная камера используется, когда мощность излучающей системы более 100 Вт. Внутри камеры интенсивность изучения при нахождении в ней людей не должна превышать ПДУ. Если нельзя снизить интенсивность излучения до ПДУ, пульт управления должен быть вынесен за пределы камеры.

Все вышеприведенные экраны позволяют снизить плотность потока энергии до величины меньше 10 мкВт/см2, что позволяет персоналу работать полную смену. Работа на открытых площадках, вдали от населенных пунктов и производственных зданий, на расстояниях, где соблюдаются ПДУ, требует соблюдения следующих мер предосторожности:

1) для увеличения «мертвой зоны», свободной от излучения, антенна или вся установка поднимается на некоторую высоту или ограничивается угол наклона антенны к земле.

2) перед производственными помещениями устанавливаются •экранирующие стенки; стены, двери и окна обшиваются экранирующими материалами, а окна покрываются специальными экранирующими покрытиями.

Средства индивидуальной защиты. Эти средства подразделяются на:

- индивидуальные экраны из металлизированных материалов;

- радиозащитные очки коробчатого типа;

- радиозащитный капюшон для защиты шеи и головы;

- халаты из специальной металлизированной ткани;

- радиозащитные комбинезоны.

Каждое средство индивидуальной защиты должно иметь технический паспорт с указанием мощности и диапазона частот, на которые оно рассчитано. Средства защиты должны раз в два месяца проверяться на эффективность защиты от облучения. Результаты проверки следует заносить в технический паспорт средств индивидуальной защиты.

Некоторые правила безопасности, которые необходимо соблюдать при работе с электромагнитными полями радиочастотного диапазона:

1) обязательно использовать средства защиты от облучения радиоволнами;

2) направлять излучаемый антенной поток энергии только в пределы выделенной зоны;

3) смотреть в открытый конец волновода или антенну только при защищенных глазах (облучение глаз при интенсивности поля более 100м кВт/см опасно;

4) определять наличие генерируемой мощности индикаторами поля (например, неоновой лампой), но не по тепловому эффекту на руке или другой части тела;

5) нельзя находиться в зоне излучения с плотностью потока мощности большей ПДУ;

6) нельзя нарушать экранировку источников излучения и снимать защитные устройства;

7) при работе в экранированной камере ее двери следует держать плотно закрытыми;

8) не допускать посторонних лиц в помещение, где ведутся работы с источниками радиочастот;

9) не оставлять без надзора включенную установку

Медико-профилактические мероприятия:

1) периодические (не реже одного раза в год) и предварительные медицинские осмотры;

2) укрепление и закалка организма;

3) рациональный режим труда и отдыха (5-10 мин. - отдых через каждые 1,5-2 часа работы);

4) поддержание других факторов производственной вредности (шум, вибрация, освещение, микроклимат) в допустимых гигиенических пределах;

5) витаминизация организма витаминами A, В1, В2, С;

6) введение сокращенного рабочего дня и дополнительного отпуска при работе с излучениями (с длиной волны от 1 - 100 см).