Из-за больших значений л распространение радиоволн можно рассматривать без учёта атомистического строения среды. Исключение составляют только самые короткие радиоволны, примыкающие к инфракрасному участку спектра. В радиодиапазоне слабо сказываются и квантовые свойства излучения, хотя их всё же приходится учитывать, в частности, при описании квантовых генераторов и усилителей сантиметрового и миллиметрового диапазонов, а также молекулярных стандартов частоты и времени, при охлаждении аппаратуры до температур в несколько кельвинов.

Радиоволны возникают при протекании по проводникам переменного тока соответствующей частоты. И наоборот, проходящая в пространстве электромагнитная волна возбуждает в проводнике соответствующий ей переменный ток. Это свойство используется в радиотехнике при конструировании антенн.

Естественным источником волн этого диапазона являются грозы. Считается, что они же являются источником стоячих электромагнитных волн Шумана.

Видимое излучение (оптическое)

Видимое, инфракрасное и ультрафиолетовое излучение составляет так называемую оптическую область спектра в широком смысле этого слова. Выделение такой области обусловлено не только близостью соответствующих участков спектра, но и сходством приборов, применяющихся для её исследования и разработанных исторически главным образом при изучении видимого света (линзы и зеркала для фокусирования излучения, призмы, дифракционные решётки, интерференционные приборы для исследования спектрального состава излучения и пр.).

Частоты волн оптической области спектра уже сравнимы с собственными частотами атомов и молекул, а их длины - с молекулярными размерами и межмолекулярными расстояниями. Благодаря этому в этой области становятся существенными явления, обусловленные атомистическим строением вещества. По этой же причине, наряду с волновыми, проявляются и квантовые свойства света.

Самым известным источником оптического излучения является Солнце. Его поверхность (фотосфера) нагрета до температуры 6000 градусов по Кельвину и светит ярко-белым светом (максимум непрерывного спектра солнечного излучения расположен в "зелёной" области 550 нм, где находится и максимум чувствительности глаза). Именно потому, что мы родились возле такой звезды, этот участок спектра электромагнитного излучения непосредственно воспринимается нашими органами чувств.

Излучение оптического диапазона возникает, в частности, при нагревании тел (инфракрасное излучение называют также тепловым) из-за теплового движения атомов и молекул. Чем сильнее нагрето тело, тем выше частота, на которой находится максимум спектра его излучения. При определённом нагревании тело начинает светиться в видимом диапазоне (каление), сначала красным цветом, потом жёлтым и так далее. И наоборот, излучение оптического спектра оказывает на тела тепловое воздействие.

Оптическое излучение может создаваться и регистрироваться в химических и биологических реакциях. Одна из известнейших химических реакций, являющихся приёмником оптического излучения, используется в фотографии. Источником энергии для большинства живых существ на Земле является фотосинтез - биологическая реакция, протекающая в растениях под действием оптического излучения Солнца.

Микроволновое излучение

Благодаря созданию и совершенствованию искусственных источников УФ излучения, шедшими параллельно с развитием электрических источников видимого света, сегодня специалистам, работающим с УФ излучением в медицине, профилактических, санитарных и гигиенических учреждениях, сельском хозяйстве и т.д., предоставляются существенно большие возможности, чем при использовании естественного УФ излучения. Разработкой и производством УФ ламп для установок фотобиологического действия (УФБД) в настоящее время занимаются ряд крупнейших электроламповых фирм и др.). Номенклатура УФ ламп для УФБД весьма широка и разнообразна: так, например, у ведущего в мире производителя фирмы Philips она насчитывает более 80 типов. В отличие от осветительных УФ источники излучения, как правило, имеют селективный спектр, рассчитанный на достижение максимально возможного эффекта для определенного ФБ процесса. Классификация искусственных УФ ИИ по областям применения, детерминированным через спектры действия соответствующих ФБ процессов с определенными УФ диапазонами спектра:

· Эритемные лампы были разработаны в 60-х годах прошлого века для компенсации "УФ недостаточности" естественного излучения и, в частности, интенсификации процесса фотохимического синтеза витамина D3 в коже человека ("антирахитное действие").

В 70-80 годах эритемные ЛЛ, кроме медицинских учреждений, использовались в специальных "фотариях" (например, для шахтеров и горных рабочих), в отдельных ОУ общественных и производственных зданий северных регионов, а также для облучения молодняка сельскохозяйственных животных.

Спектр ЛЭ30 радикально отличается от солнечного; на область В приходится большая часть излучения в УФ области, излучение с длиной волны л < 300нм, которое в естественных условиях вообще отсутствует, может достигать 20 % от общего УФ излучения. Обладая хорошим "антирахитным действием", излучение эритемных ламп с максимумом в диапазоне 305-315 нм оказывает одновременно сильное повреждающее воздействие на коньюктиву (слизистую оболочку глаза). Отметим, что в номенклатуре УФ ИИ фирмы Philips присутствуют ЛЛ типа TL12 с предельно близкими к ЛЭ30 спектральными характеристиками, которые наряду с более "жесткой" УФ ЛЛ типа TL01 используются в медицине для лечения фотодерматозов. Диапазон существующих УФ ИИ, которые используются в фототерапевтических установках, достаточно велик; наряду с указанными выше УФ ЛЛ, это лампы типа ДРТ или специальные МГЛ зарубежного производства, но с обязательной фильтрацией УФС излучения и ограничением доли УФВ либо путем легирования кварца, либо с помощью специальных светофильтров, входящих в комплект облучателя.

· В странах Центральной и Северной Европы, а также в России достаточно широкое распространение получили УФ ОУ типа "Искусственный солярий, в которых используются УФ ЛЛ, вызывающие достаточно быстрое образование загара. В спектре "загарных" УФ ЛЛ преобладает "мягкое" излучение в зоне УФА Доля УФВ строго регламентируется, зависит от вида установок и типа кожи (в Европе различают 4 типа человеческой кожи от "кельтского" до "средиземноморского") и составляет 1-5 % от общего УФ излучения. ЛЛ для загара выпускаются в стандартном и компактном исполнении мощностью от 15 до 160 Вт и длиной от 30 до 180 см.

· В 1980 г. американский психиатр Альфред Леви описал эффект "зимней депрессии", которую сейчас квалифицируют как заболевание и называют сокращенно SAD (Seasonal Affective Disorder - Сезонозависимое расстройство) Заболевание связано с недостаточной инсоляцией, то есть естественным освещением. По оценкам специалистов, синдрому SAD подтверждено ~ 10-12 % населения земли и прежде всего жители стран Северного полушария. Известны данные по США: в Нью-Йорке - 17 %, на Аляске - 28 %, даже во Флориде - 4 %. По странам Северной Европы данные колеблются от 10 до 40 %.

В связи с тем, что SAD является, бесспорно, одним из проявлений "солнечной недостаточности", неизбежен возврат интереса к так называемым лампам "полного спектра", достаточно точно воспроизводящим спектр естественного света не только в видимой, но и в УФ области. Ряд зарубежных фирм включило ЛЛ полного спектра в свою номенклатуру, например, фирмы Osram и Radium выпускают подобные УФ ИИ мощностью 18, 36 и 58 Вт под названиями, соответственно, "Biolux" и "Biosun", спектральные характеристик которых практически совпадают. Эти лампы, естественно, не обладают "антирахитным эффектом", но помогают устранять у людей ряд неблагоприятных синдромов, связанных с ухудшением здоровья в осенне-зимний период и могут также использоваться в профилактических целях в ОУ школ, детских садов, предприятий и учреждений для компенсации "светового голодания". При этом необходимо напомнить, что ЛЛ "полного спектра" по сравнению c ЛЛ цветности ЛБ имеют световую отдачу примерно на 30 % меньше, что неизбежно приведет к увеличению энергетических и капитальных затрат в осветительно-облучательной установке. Проектирование и эксплуатация подобных установок должны осуществляться с учетом требований стандарта CTES 009/E: 2002 "Фотобиологическая безопасность ламп и ламповых систем".

· Весьма рациональное применение найдено УФЛЛ, спектр излучения которых совпадает со спектром действия фототаксиса некоторых видов летающих насекомых-вредителей (мух, комаров, моли и т.д.), которые могут являться переносчиками заболеваний и инфекций, приводить к порче продуктов и изделий.

Эти УФ ЛЛ используются в качестве ламп-аттрактантов в специальных устройствах-светоловушках, устанавливаемых в кафе, ресторанах, на предприятиях пищевой промышленности, в животноводческих и птицеводческих хозяйствах, складах одежды и пр.

Рентгеновское излучение

Рентгеновское излучение является ионизирующим. Оно воздействует на ткани живых организмов и может быть причиной лучевой болезни, лучевых ожогов и злокачественных опухолей. По причине этого при работе с рентгеновским излучением необходимо соблюдать меры защиты. Считается, что поражение прямо пропорционально поглощённой дозе излучения. Рентгеновское излучение является мутагенным фактором.

Естественное рентгеновское излучение

На Земле электромагнитное излучение в рентгеновском диапазоне образуется в результате ионизации атомов излучением, которое возникает при радиоактивном распаде, в результате комптон-эффекта гамма-излучения, возникающего при ядерных реакциях, а также космическим излучением. Радиоактивный распад также приводит к непосредственному излучению рентгеновских квантов, если вызывает перестройку электронной оболочки распадающегося атома (например, при электронном захвате). Рентгеновское излучение, которое возникает на других небесных телах, не достигает поверхности Земли, так как полностью поглощается атмосферой. Оно исследуется спутниковыми рентгеновскими телескопами, такими как Чандра и XMM-Ньютон.

Гамма-излучение

Гамма-излучение (гамма-лучи, г-лучи) - вид электромагнитного излучения с чрезвычайно малой длиной волны - < 5·10^?3 нм и, вследствие этого, ярко выраженными корпускулярными и слабо выраженными волновыми свойствами.

Гамма-квантами являются фотоны с высокой энергией. Считается, что энергии квантов гамма-излучения превышают 10⁵ эВ, хотя резкая граница между гамма - и рентгеновским излучением не определена. На шкале электромагнитных волн гамма-излучение граничит с рентгеновским излучением, занимая диапазон более высоких частот и энергий. В области 1-100 кэВ гамма-излучение и рентгеновское излучение различаются только по источнику: если квант излучается в ядерном переходе, то его принято относить к гамма-излучению; если при взаимодействиях электронов или при переходах в атомной электронной оболочке - к рентгеновскому излучению. С точки зрения физики, кванты электромагнитного излучения с одинаковой энергией не отличаются, поэтому такое разделение условно.

Гамма-излучение испускается при переходах между возбуждёнными состояниями атомных ядер (см. Изомерный переход, энергии таких гамма-квантов лежат в диапазоне от ~1 кэВ до десятков МэВ), при ядерных реакциях (например, при аннигиляции электрона и позитрона, распаде нейтрального пиона и т.д.), а также при отклонении энергичных заряженных частиц в магнитных и электрических полях.

Гамма-излучение было открыто французским физиком Полем Виллардом в 1900 году при исследовании излучения радия^] .

Воздействие на человека

Облучение гамма-квантами в зависимости от дозы и продолжительности может вызвать хроническую и острую лучевые болезни. Стохастические эффекты облучения включают различные виды онкологических заболеваний. В то же время гамма-облучение подавляет рост раковых и других быстро делящихся клеток. Гамма-излучение является мутагенным и тератогенным фактором.

Влияние ЭМ излучения на человека

Слабые электромагнитные поля (ЭМП) мощностью сотые и даже тысячные доли Ватт высокой частоты для человека опасны тем, что интенсивность таких полей совпадает с интенсивностью излучений организма человека при обычном функционировании всех систем и органов в его теле. В результате этого взаимодействия собственное поле человека искажается, провоцируя развитие различных заболеваний, преимущественно в наиболее ослабленных звеньях организма.

Наиболее негативное свойство электромагнитных сигналов в том, что они имеют свойство накапливаться со временем в организме. У людей, по роду деятельности много пользующихся различной оргтехникой - компьютерами, телефонами (в т. ч. мобильными) - обнаружено понижение иммунитета, частые стрессы, повышенная утомляемость. И это еще не все негативное влияние электромагнитного излучения.

Группы риска подверженные ЭМИ

Дети - одна из самых подверженных риску категорий людей по нескольким причинам. Они биологически более уязвимы - их черепные коробки являются более тонкими, их ткани, включая мозг - не полностью развиты.

Дети получают и накапливают более высокие дозы ЭМ-радиации чем взрослые люди потому что они пришли в этот мир в то время, когда уровень электромагнитного загрязнения намного выше, чем в те времена, когда их родители были молоды.

Дети также находятся в опасности, потому что они не в состоянии контролировать использование сотовых телефонов, длительность игры на компьютерах или просмотр телевизора, а также то, как близко они сидят к экрану.

Беременные женщины должны быть особенно консервативными, оценивая свой риск от электромагнитных полей, потому что любое клеточное повреждение в развивающемся эмбрионе может увеличить негативные последствия для ребенка. Им необходимо избегать попадании в зоны ЭМ-излучения в максимально возможной степени, держась подальше от высоких источников ЭМИ и минимизируя продолжительность пребывания в зоне действия электромагнитного излучения.

Это люди, которые с большей вероятностью будут подвержены ЭМ-излучению чем другие, из-за специфики своей профессии или условий работы:

Рабочие находятся в опасности, если они работают в непосредственной близости от электрических машин (например, компьютеров, включая ноутбуки, электрических духовок, швейных машин).

Люди, которые работают с очень сильными электромагнитными полями - сварщики, электрики, рабочие метро, технические работники компаний сотовой связи, механики обслуживающие различное оборудование, водители электропоездов и другие, так как они находятся в опасных условиях труда и должны строго следовать всем инструкциям по технике безопасности, чтобы уменьшить риск сильного ЭМ-излучения.

Активные пользователи бытовой электроники.

Люди, которые тратят больше чем несколько минут в день на разговоры по сотовому телефону (прижимая их к уху), или стоят рядом с микроволновой печью или другим электроприбором с высоко-интенсивным ЭМ-излучение, особенно если они это делают каждый день в течение многих лет.

Любой, кто живет в пределах диапазона действия линий электропередачи или вышек сотовой связи в течение нескольких (пяти) лет или более (и особенно дети). Диапазон зависит от силы электромагнитного поля и зоны распределения. Расстояние в 400 метров или больше - это безопасное расстояние для большинства линий электропередач.

Флюксметр (прибор, измеряющий ЭМ-излучение) может определить его уровень в разное время суток. Учитывая, что не существует уровня безопасности, но никто из нас не хотел бы жить так близко к источнику излучения, чтобы быть подвергнутым постоянному электромагнитному полю в 0.3 миллигауса или больше.

Стоит отметить, что когда организм перегружен слишком большим количеством электромагнитной радиации, это может сказаться на здоровье человека много лет спустя. Например, согласно данным исследований, если ребенок в детстве был подвержен ЭМ-излучению - его предрасположенность определенным типам рака позже во взрослой жизни - достаточно высока.

Защита от воздействия ЭМИ

Защита организма человека от действия электромагнитных излучений предполагает снижение их интенсивности до уровней, не превышающих предельно допустимые. Защита обеспечивается выбором конкретных методов и средств, учетом их экономических показателей, простотой и надежностью эксплуатации. Организация этой защиты подразумевает:

оценку уровней интенсивности излучений на рабочих местах и их сопоставление с действующими нормативными документами;

выбор необходимых мер и средств защиты, обеспечивающих степень защищенности в заданных условиях;

организацию системы контроля над функционирующей защитой.

По своему назначению защита может быть коллективной, предусматривающей мероприятия для групп персонала, и индивидуальной - для каждого специалиста в отдельности. В основе каждой из них лежат организационные и инженерно-технические мероприятия.

Организационные меры защиты направлены на обеспечение оптимальных вариантов расположения объектов, являющихся источниками излучения, и объектов, оказывающихся в зоне воздействия, организацию труда и отдыха персонала с целью снизить до минимума время пребывания в условиях воздействия, предупредить возможность попадания в зоны с интенсивностями, превышающими ПДУ, т.е. осуществить защиту "временем". Внедрение в практику этих защитных мер начинается в период предупредительного и уточняется в период текущего санитарного надзора. К организационным мерам защиты следует отнести и проведение ряда лечебно-профилактических мероприятий. Это, прежде всего, обязательное медицинское освидетельствование при приеме на работу, последующие периодические медицинские обследования, что позволяет выявить ранние нарушения в состоянии здоровья персонала, отстранить от работы при выраженных изменениях состояния здоровья.

В каждом конкретном случае оценка риска здоровью работающих должна базироваться на качественной и количественной характеристике факторов. Существенным с позиции влияния на организм является характер профессиональной деятельности и стаж работы. Важную роль играют индивидуальные особенности организма, его функциональное состояние.

К организационным мерам следует отнести также применение средств наглядного предупреждения о наличии того или иного излучения, вывешивание плакатов с перечнем основных мер предосторожности, проведение инструктажей, лекций по безопасности труда при работе с источниками излучений и профилактике их неблагоприятного и вредного воздействия. Большую роль в организации защиты играют объективная информация об уровнях интенсивностей на рабочих местах и четкое представление об их возможном влиянии на состояние здоровья работающих (профилактика "радиофобии") (Давыдов Б.И. и др., 1984).

Защита "временем" предусматривает нахождение в контакте с излучением только по служебной необходимости с четкой регламентацией по времени и пространству совершаемых действий; автоматизацию работ; уменьшение времени настроечных работ и т.д. В зависимости от воздействующих уровней (инструментальный и расчетный методы оценки) время контакта с ними определяется в соответствии с действующими нормативными документами.

Защита рациональным (оптимальным) размещением подразумевает определение санитарно-защитных зон, зон недопустимого пребывания на этапах проектирования. В этих случаях для определения степени снижения воздействия в каком-то пространственном объеме используют специальные расчетные, графоаналитические, инструментальные (стадия экспериментальной эксплуатации) методы.

Организационные меры коллективной и индивидуальной защиты основаны на одних и тех же принципах и в некоторых случаях относятся к обеим группам. Разница лишь в том, что первые направлены на нормализацию электромагнитной обстановки для целых коллективов, на больших производственных площадях, а вторые уменьшают излучения при индивидуальной регламентации труда.

Инженерно-технические меры защиты применяются в тех случаях, когда исчерпана эффективность организационных мер.

Коллективная защита по сравнению с индивидуальной предпочтительней вследствие простоты обслуживания и проведения контроля над эффективностью защиты. Однако ее внедрение часто осложняется высокой стоимостью, сложностью защиты больших пространств. Нецелесообразно, например, ее использование при проведении кратковременных работ в полях с интенсивностью выше предельно допустимых уровней. Это ремонтные работы в аварийных ситуациях, настройка и измерение в условиях открытого излучения, при проходе через опасные зоны и т.д. В таких случаях показано применение индивидуальных средств защиты.

Тактика применения методов коллективной защиты от ЭМИ зависит от нахождения источника облучения по отношению к производственному помещению: внутри или снаружи.

Индивидуальные средства защиты предназначены для предотвращения воздействия на организм человека ЭМИ с уровнями, превышающими предельно допустимые, когда применение иных средств невозможно или нецелесообразно. Они могут обеспечить общую защиту, либо защиту отдельных частей тела (локальная защита).

Специальные средства защиты от действия ЭМИ

Защита от действия ЭМИ РЧ и СВЧ на промышленных объектах

Структура мер защиты от действия электромагнитных излучений радиочастот и СВЧ

Наряду с проведением защитных мероприятий, имеющих общий характер, существует ряд специальных мероприятий. Так, в ряде случаев защитные меры от ЭМИ РЧ и СВЧ включают ограничение работы источников по углу места и азимуту, а также необходимость подъема диаграммы направленности или антенны. После предварительного определения степени необходимого ослабления излучения до уровней, не превышающих предельно допустимые, проводится соответствующий подъем антенны или угла наклона. Этот метод не является чисто организационным. Он предполагает проведение дополнительных строительных и инженерных работ: создание насыпей и т.д., а вследствие подъема антенны или угла наклона диаграммы направленности многие характеристики радиоизлучающего объекта могут измениться. К этой же группе защитных мероприятий следует отнести и защиту расстоянием. Она достигается максимально возможным удалением облучаемых объектов от источника излучений, дистанционным его управлением и т.д. В основе такой защиты лежит принцип уменьшения интенсивности излучения обратно пропорционально квадрату расстояния между источником и объектом облучения. После проведения защитных мер для снижения уровня интенсивности при рациональном размещении объектов обязателен инструментальный контроль над уровнем излучения.

При организации инженерно-технических мер защиты от ЭМИ РЧ и СВЧ всегда надо учитывать принципы, на основе которых действуют те или иные защитные средства, устройства, конструкции. В этих случаях основными принципами являются сквозное и дифракционное затухание и радиопоглощение.

Сквозное затухание обусловлено проникновением электромагнитной энергии через какой-либо материал или изделие из этого материала и определяет кратность защиты. Наибольшим сквозным затуханием обладают сплошные металлические экраны.

Однако для конкретных гигиенических целей выбор толщины материала защиты не имеет принципиального значения и диктуется только экономическими соображениями. Поэтому предпочтение отдается тонкой металлической фольге в несколько сотых миллиметра либо сетчатым экранам. Оценку кратности защиты материалов можно проводить по номограммам 1 и 2. Номограмма 1 построена для случаев, когда направление падающей волны перпендикулярно к поверхности защитной сетки, состоящей из проволочных линий, а вектор электрической составляющей параллелен им. Эта номограмма позволяет проводить оценку эффективности сеток независимо от материала изготовления. На величину сквозного затухания влияет ориентация электромагнитной волны по отношению к направленности проводов и плоскости сетки. Так, при параллельной поляризации с уменьшением угла падения электромагнитного луча от 90 до 30° происходит усиление сквозного затухания на 3-10 дБ, при перпендикулярной поляризации - ослабление на 3-10 дБ в зависимости от частоты излучения и характеристики сетки.

Экранирующие свойства строительных материалов