Сакулин В.П., Эмиров И.Х. Безопасность жизнедеятельности

Подождите немного. Документ загружается.

Для управления плотностью защитного поля следует нажать

правую (, увеличить) или левую (, уменьшить) часть средней клавиши

 и, не отпуская ее кратковременным нажатием правой клавиши

выбрать нужное значение «Р», которое при каждом последующем

включении прибора будет устанавливаться автоматически.

108

Лабораторная работа заканчивается отчетом по следующей форме:

САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ АКАДЕМИЯ

СЕРВИСА И ЭКОНОМИКИ

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №6

ССЛЕДОВАНИЕ

ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ

ИЗЛУЧЕНИЙ

1.Фамилии и инициалы звена студентов, выполняющих работу, дата

выполнения.

2.Институт, специальность (специализация), курс.

3.Цель работы.

4.Характеристика объекта изучения (по указанию преподавателя).

5.Применяемые приборы и оборудование.

Наименование

Тип

прибора

Номер

прибора

Завод-

изготовитель

Дата

выпуска

Оборудование

6.Результаты измерений внести в таблицу, предлагаемую ниже.

7.Выводы и рекомендации по оценке патогенных излучений у

проверенного оборудования и бытовых электроприборов, по степени

вредности для здоровья человека.

8.Подпись преподавателя.

Предлагаемая таблица отчета по лабораторной работе

Наименование

проверяемых

оборудования и

приборов

Превышени

е ПДУ, раз

Класс

условий

труда

(по табл. 1)

Балл

элементов

условий

труда

(по табл. 2)

Примечание

1. Микроволновая печь

2. Сотовый

(мобильный)

телефон

3. Электрический

чайник

4. Электронагреватель

5. Компьютер

(экран дисплея)

6. Холодильник

7. Стиральная машина

8. Электрогриль

9. Электрический утюг

10. ГПЗ в аудитории

БЖД

(в местах

пересечения линий

109

Хартмана)

11. Телевизор цветной и

т.п.

110

Таблица 1

Классы условий труда при действии электромагнитных излучений

Фактор

Классы условий труда

Опасный

(экстре-

мальный

) - 4

Допусти-

мый 2

Вредный - 3

степень

– 3.1.

степень

– 3.2.

степень

– 3.3.

степень

– 3.4.

1. Электрические

поля

промышленной

частоты (50 Гц)

 ПДУ 1,1 - 3 3,1 - 5 5,1 - 10 > 10

2. Магнитные

поля

промышленной

частоты (50 Гц)

 ПДУ 1,1 - 3 3,1 - 5 5,1 - 10 > 10

Электромагнитны

е излучения

радиочастотного

диапазона:

0,01 – 3 МГц

 ПДУ 1,1 - 3 3,1 - 5 5,1 - 10 > 10

30 – 300 МГц  ПДУ 1,1 - 3 3,1 - 5 5,1 - 8 8,1 - 10 > 10

300 МГц – 300

ГГц

 ПДУ 1,1 - 3 3,1 - 5 5,1 - 8 8,1 - 10 > 10

Таблица 2

Критерии для установления балльных оценок элементов условий труда

Наименование элемента

условий труда

Оценка элемента, балл

1 2 3 4 5 6

Электромагнитные

излучения, радиочастотный

диапазон:

0,01 – 30 МГц

30 – 300 МГц

на уровне

ПДУ

на уровне

ПДУ

1,1 –

1,1 - 3

3,1 –

3,1 - 5

5,1 – 10

5,1 - 8

> 10

> 8

ВОПРОСЫ ДЛЯ САМОПРОВЕРКИ

1.Понятие об электромагнитном поле (ЭМП).

2.В каких единицах измеряется электрическая составляющая ЭМП?

3.В каких единицах измеряется магнитная составляющая ЭМП?

4.В каких единицах измеряется плотность потока энергии ЭМП?

5.В каких единицах измеряется магнитная индукция ЭМП и как она

определяется?

6.Что такое шведский стандарт?

7.Источники естественных электромагнитных излучений (ЭМИ).

8.Назовите источники ЭМИ промышленной частоты (50 Гц).

9.Назовите источники ЭМИ радиочастот.

111

10. Каково воздействие ЭМП на организм человека?

11. В чем суть новой теории взаимодействия вещества и излучения

академика А.Ф. Охатрина?

12. Что такое «электромагнитный смог»?

13. В чем суть открытия Вольфганга Шумана?

14. Как осуществляется защита человека от ЭМИ прибором «Альфа-21»?

15. Каков порядок работы с прибором «Альфа-21»?

16. Почему опасны для человека лептоны, излучаемые ЭМП?

17. Информационное и энергетическое тела человека, влияние их

состояние на здоровье.

18. Традиционные способы защиты от ЭМП.

ЛИТЕРАТУРА (14, 15, 36, 48, 51, 65).

112

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №7

ОНИЗИРУЮЩИЕ

ИЗЛУЧЕНИЯ

ИХ

ИЗМЕРЕНИЕ

Цель работы: Ознакомиться с теоретическими основами

возникновения ионизирующих излучений; понять опасность различных

видов излучений и их воздействие на организм человека; ознакомиться с

единицами измерений; уметь работать с дозиметрами и измерять

радиоактивные излучения естественного и техногенного характера.

1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

1.1. ТЕРМИНЫ И ОПРЕДЕЛЕНИЯ

Ионизация – физическое превращение нейтральных атомов и

молекул в положительно или отрицательно заряженные ионы.

Ион – электрически заряженная частица, ионы образуются при

потере или приобретении электронов атомами вещества.

В стабильном атомном ядре протоны и нейтроны удерживаются

ядерными силами притяжения.

Протон – стабильная элементарная частица с массой в 1836 масс

электрона. Протоны с нейтронами образуют все атомные ядра.

Электрон – стабильная отрицательно заряженная частица массой

9·10

-28

грамма.

Лептоны – (греч. – легкий) элементарные частицы не участвуют в

сильном взаимодействии. Масса легких лептонов в 10

меньше массы

электрона.

Нейтрон – нейтральная элементарная частица с массой,

превышающей массу протона на 2,5 электронных масс. В свободном

состоянии нейтрон не стабилен и имеет время жизни около 16 минут.

Вместе с протоном нейтрон образует атомные ядра и там они стабильны.

Радиоактивность – самопроизвольное превращение неустойчивых

атомных ядер в ядра других элементов, сопровождающееся испусканием

частиц или -кванта.

Известны четыре типа радиоактивности: 1. протонная; 2. -распад;

3. -распад; 4. спонтанное деление атомных ядер.

Впервые радиоактивность обнаружена А. Беккерелем в 1896 году.

Радиоактивные элементы – химические элементы, все изотопы

которых радиоактивны (например, технеций, прометий, полоний и

следующие за ними в периодической системе Д.И. Менделеева).

Изотопы – разновидности данного химического элемента,

различающиеся по массе ядра.

Радионуклиды – те изотопы элементов, которые испускают

радиоактивное излучение, способное выбивать электроны из атомов и

113

присоединять их к другим атомам с образованием пар положительных и

отрицательных ионов. Такое излучение называется ионизирующим. При

испытании атомного оружия, аварии на АЭС выпадают осадки,

содержащие радионуклиды.

Гамма излучение – коротковолновое электромагнитное излучение

с длиной волны менее 10

-8

см, возникающее при распаде радиоактивных

ядер и элементарных части, при взаимодействии быстрых заряженных

частиц с веществом.

Альфа-распад – самопроизвольный распад атомных ядер на

-частицы. Альфа радиоактивны почти исключительно ядра тяжелых

металлов с порядковым номером более 82.

Бета-частицы – вылетающие из атомных ядер со всевозможными

начальными энергиями частицы, обладающие различными пробегами в

веществе.

Благодаря небольшой проникающей способности  и  излучения

не представляют опасности для внешнего облучения.

Плотная одежда может поглощать значительную часть -частиц и

совсем не пропускать -частицы. Однако, при попадании внутрь

организма человека с пищей, водой и воздухом эти частицы могут

причинить серьезный вред здоровью.

Гамма-излучения (-кванты) и нейтроны не обладают

электрическим зарядом. Они свободно проходят через атомы. Пути их

пробега – сотни сантиметров (иногда метров). Гамма-излучения,

взаимодействуя с веществами, производят его ионизацию и возбуждение

атомов среды.

1.2. ЕДИНИЦЫ ИЗМЕРЕНИЯ РАДИАЦИИ

Активность (А) – мера радиоактивности какого-либо количества

радионуклида, находящегося в данном энергетическом состоянии в

данный момент времени:

А=dN/dt, Бк (1)

где dN – ожидаемое число спонтанных ядерных превращений за время

dt.

Единицей измерения в системе СИ является Беккерель (Бк), равный

одному распаду в секунду.

Доза поглощения (D) – величина энергии ионизирующего

излучения, переданная веществу.

Дж/кг /dm,deD 

(Гр) (2)

где

- средняя энергия, переданная ионизирующим излучением

веществу, находящемуся в элементарном объеме;

- масса вещества в этом объеме. В системе СИ она измеряется в

Дж/кг и имеет название – Грей (Гр).

Мощностью поглощенной дозы является доза излучения за 1 с

(Гр/с).

114

Доза эквивалентная (H

) – поглощенная доза в органе или ткани,

умноженная на соответствующий взвешенный коэффициент для данного

вида излучения, W

·D

, Зв, (3)

где D

– средняя поглощенная доза в органе или ткани Т, а W

взвешенный коэффициент для излучения R.

Единицей эквивалентной дозы является Зиверт (Зв). 1Зв=1Гр/ W

При воздействии различных видов излучения с различными

взвешенными коэффициентами эквивалентная доза определяется как

сумма эквивалентных доз для этих видов излучения:





RHH

(4)

Мощность эквивалентной дозы (Н) – доза излучения за единицу

времени (секунду, минуту, час).

Единицей измерения в системе СИ является Зиверт в секунду

(Зв/с).

Доза эффективная (Е) – величина, используемая как мера риска

возникновения отдаленных последствий облучения всего тела человека

и отдельных его органов. Она представляет сумму произведений

эквивалентной дозы в органах и тканях на соответствующие взвешенные

коэффициенты:





HWЕ

(5)

где

- эквивалентная доза в органах или тканях Т;

- взвешивающий коэффициент для органов или тканей Т.

Единицей эффективности дозы является Зиверт (Зв).

Соотношения между единицами СИ и внесистемными

представлены в табл. 1.

1.3. БИОЛОГИЧЕСКОЕ ВОЗДЕЙСТВИЕ ИОНИЗИРУЮЩИХ ИЗЛУЧЕНИЙ

Ионизирующие излучения подчиняются закону радиоактивного

распада. Распад большого количества ядер любого радиоактивного

изотопа подчиняется закону, который выражается формулой:

2NN





(6)

где N – количество ядер, не испытавших распада;

– начальное количество радиоактивных ядер (при t=0);

T – постоянная величина, зависящая от типа радиоактивного изотопа

и определяющая период полураспада.

Через промежуток времени t=T исходное количество

радиоактивных ядер убывает в 2 раза, поскольку в формуле цифра 2

становится в –1 степени.

На рисунке представлен график радиоактивного распада изотопа.

Таблица 1

115

Величина и ее

символ

Название и обозначение единиц

Связь между единицами

Единица СИ

Внесистемная

единица

Активность А Беккерель (Бк),

равный одному

распаду в секунду

(расп./с)

Кюри (Ки) 1 Ки=3,700·10

расп./с=3,700·10

Бк;

1 Бк=1 расп./с;

1 Бк=2,703·10

-11

Ки

Плотность

потока I и J

энергии частиц

Ватт на квадратный

метр (Вт/м

), равный

одному джоулю на

квадратный метр в

секунду [Дж/(м

·с)]

Эрг на

квадратный

сантиметр в

секунду

[эрг/(см

·с)]

или

мегаэлектрон

вольт на

квадратный

сантиметр в

секунду

[МэВ/(см

·с)]

1 эрг/(см

·с)=1·10

-3

Дж/ (м

·с)=

=1·10

-3

Вт/м

;

1 Вт/м

=1 Дж/ (м

·с)=1·10

-3

эрг/(см

·с);

1 МэВ/(см

·с)=1,602·10

-9

Дж/(м

·с)=

=1,602·10

-9

Вт/м

;

1 Вт/м

=1 Дж/ (м

·с)=6,24·10

МэВ/(см

·с)

Поглощенная

доза D

Грэй (Гр), равный

одному джоулю на

килограмм (Дж/кг)

Рад (рад) 1 рад=100 эрг/г=1·10

-2

Дж/кг=1·10

-2

Гр;

1 Гр=1 Дж/кг;

1 Гр= 1 Дж/кг=10

эрг/г=100 рад

Мощность

поглощенной

дозы D

Грэй в секунду

(Гр/с), равный

одному джоулю на

килограмм в секунду

[Дж/(кг·с)]

Рад в секунду

(рад/с)

1 рад/с=1·10

-2

Дж/(кг·с)= 1·10

-2

Гр/с;

1 Гр/с=1 Дж/(кг·с)= 1·10

-2

рад/с

Эквивалентная

доза Н

Зиверт (Зв), равный

одному грэю на

взвешивающий

коэффициент для

вида излучения – W

[1Гр/W

=1(Дж/кг)/W

]

Бэр (бэр)

Зв101

Гр101

кг/Дж101

рад1

бэр1













бэр100

рад100

кг/Дж1

Гр1

Зв1





Мощность

эквивалентной

дозы Н

Зиверт в секунду

(Зв/с)

Бэр в секунду

(бэр/с)

1бэр/с= 1·10

-2

Зв/с

1 Зв/с=100 бэр/с

Экспозиционная

доза* X

Кулон на килограмм

(Кл/кг)

Рентген (Р) 1 Р=2,58·10

-4

Кл/кг (точно);

1 Кл/кг=3,88·10

Р (приближенно)

Мощность

экспозиционной

дозы X

Кулон на килограмм

в секунду [Кл/(кг·c)]

Рентген в

секунду (Р/с)

1 Р/с=2,58 10

-4

Кл/(кг·с) (точно);

1 Кл/(кг·с)=3,88·10

Р/с (приближенно)

Керма** К Грэй (Гр), равный

одному джоулю на

килограмм (Дж/кг)

Рад (рад) 1 рад=100 эрг/г=1·10

-2

Дж/кг=1·10

-2

Гр;

1 Гр=1 Дж/кг;

1 Гр=1 Дж/кг=10

эрг/г=100 рад

Мощность

кермы К

Грэй в секунду

(Гр/с), равный

одному джоулю на

килограмм в секунду

[Дж/(кг·с)]

Рад в секунду

(рад/с)

1 рад/с=1·10

-2

Дж/(кг·с)= 1·10

-2

Гр/с;

1 Гр/с=1 Дж/(кг·с)= 1·10

-2

рад/с

Примечание:

* Используется для гамма-излучения с энергией до 3 МэВ в воздухе. 1Р=0,87 рад=0,87·10

-2

Гр

поглощенной в воздухе дозы.

** Для гамма-излучения с энергией до 10 МэВ керма практически не отличается от поглощенной

дозы.

116

NaOH Na

+OH

Т 2Т

t (время)

ИС

. 1. Г

РАФИК

РАДИОАКТИВНОСТИ

РАСПАДА

Прямое действие радиации приводит к диссоциации – распаду

частиц (молекул, радикала, иона) на несколько более простых частиц.

Свободные радикалы водорода и гидроксильной группы (ОН) обладают

высокой активностью, вступают в химические реакции с молекулами

белка, ферментов и других элементов биоткани, что приводит к

нарушению биохимических процессов в организме. Например, при

диссоциации в растворе щелочи имеем:

т.е. ион натрия Na

и гидроксильную группу OH.

В результате нарушаются обменные процессы, замедляется и

прекращается рост тканей, возникают новые химические соединения, не

свойственные организму. Это приводит к нарушению деятельности

отдельных функций и систем организма.

Индуцированные свободными радикалами химические реакции

развиваются с большим выходом, вовлекая в процесс сотни и тысячи

молекул, не задействованных излучением. Такова специфика

воздействия ионизирующего излучения на биологические объекты. Эти

цепные реакции могут развиваться в течение от нескольких секунд до

нескольких лет.

Ионизирующая радиация, воздействуя на организм человека,

может вызвать два вида аффектов (крайнее напряжение), относимые к

болезням: 1) детерминированные пороговые аффекты (лучевая

болезнь, лучевой ожог, лучевая катаракта, бесплодие, аномалии в

развитии плода и др.); 2) стохастические (вероятностные) беспороговые

аффекты (злокачественные опухоли, лейкозы, наследственные болезни).

Острые поражения развиваются при однократном равномерном

-облучении всего тела и поглощенной дозе выше 0,25 Гр. При дозе

0,25-0,5 Гр могут наблюдаться временные изменения в крови, которые

быстро нормализуются.

117