Тема 2.5 Защита от воздействия вредных газов, паров и пылей

Тема 2.6 Защита от воздействия производственных излучений

Электромагнитные поля

Источниками (естественными и искусственными) являются:

- мощные радиостанции; промышленное электрическое оборудование; исследовательские установки; контрольно-измерительные устройства; линии эл. магн. передач; атмосферное электричество; радиоизлучение солнца и галактик.

Электромагнитные поля применяются для очистки полупроводниковых материалов, выращивания полупроводниковых кристаллов и пленок, локализации газов, прессовании синтетических материалов.

Параметры ЭМП

1. частота f, Гц

2. электрическая составляющая E, В/м

3. магнитная составляющая Н, А/м

4. плотность потока энергии I (ППЭ), Вт/м²

Пространство вокруг источника ЭМП делится условно на три зоны:

1. ближняя (зона индукции)

2. промежуточная (интерференции)

3. дальняя (излучения).

Биологическое действие

Основная опасность - воздействие ЭМП не обнаруживается органами чувств. Под действием ЭМП происходит поглощение энергии тканями тела человека. В результате чего в теле образуются стоячие волны, в которых концентрируется тепловая энергия. При этом повышается температура тела человека, происходит локальный нагрев тканей и отдельных клеток.

Особенно опасен нагрев для органов со слабой термоизоляцией (мозг, глаза, хрусталик, органы кишечного тракта). ЭМП меняет ориентацию клеток, ослабляет активность молекул, вызывает помутнение хрусталика, заболевание кожи "жемчужная нить". ЭМП вызывает функционально-паталогические нервной и сердечно-сосудистой систем: увеличенная утомляемость, нарушается сон, гипертония, нервно-психические расстройства.

Нормирование

В интервале частот 60 кГц-300 мГц нормируемыми характеристиками являются Е и Н; 300 мГц-300 гГц : I и энергетическая нагрузка ЭН=I(ППЭ)*Т, Вт*ч/м².

Защита от ЭМП

1. Защита количеством - уменьшение излучения в самом источнике.

2. Защита временем - уменьшение времени работы персонала до допустимых значений.

3. Защита расстоянием - увеличение расстояния м/у источниками и рабочими местами.

4. Экранирование рабочих мест или источников.

Защита осуществляется за счет дистанционного управления, автоматизации процесса, сигнализацией, ограждением зон.

Применяются ср-ва индивидуальной защиты: халаты и др. спецодежда в радиозащитном исполнении; очки с металлизированными стеклами, которые поглощают ЭМИ.

Контроль

Применяются приборы ПЗ-9; ПЗ-10 для 300мГц-300гГц. Измерение производится в зоне нахождения персонала на высоте 2 м в 3 уровнях: 0.5, 1, 1.5 м. Все помещение разбивается на координатную сетку с шагом 1м и измерение происходит в точках пересечения при max мощности излучения.

Оптический диапазон

Инфракрасное излучение

Источники: открытое пламя, расплавленный и нагретый металл, стекло, нагретые поверхности оборудования, источники искусственного освещения и др.

Биологическое действие ИК излучения

ИК излучение играет важную роль в теплообмене. Эффект теплового воздействия на организм зависит: от плотности потока, длительности облучения, зоны воздействия, длины волны, которая определяет глубину проникновения излучения в тело человека.

Справедлив постулат для оптического диапазона - чем меньше длина волны, тем больше проникающая способность.

Следовательно, наибольшей проникающей способностью обладает излучение в области А, которое проникает через кожные покровы и поглощается кровью и подкожной жировой клетчаткой. Излучение областей В и С большей частью поглощается в эпидермисе.

При длительном нахождении человека в зоне ИК излучения происходит резкое нарушение теплового баланса тела; повышается температура, усиливается потоотделение соответственно с потерей нужных организму солей.

При длительном воздействии ИК излучения на глаза может развиться катаракта.

Нормирование ИК излучения

Нормируемой характеристикой явл. плотность потока энергии Е, Вт/м², ПДУ для закрытых источников не более 100 Вт/м², для открытых - не более 140 Вт/м².

Способы защиты

Теплоизоляция горячих поверхностей; охлаждение теплоизлучающих поверхностей; удаление рабочих (защита расстоянием); автоматизация/механизация производственных процессов; дистанционное управление; применение аэрации, воздушного душирования; экранирование источника излучения; применение кабин и ограждений; средствава индивидуальной защиты (спецодежда из хлопчатобумажной ткани с огнестойкой пропиткой, спецобувь, очки со светофильтрами из желто-зеленого или синего стекла, перчатки, рукавицы, защитные маски).

При плотности потока 2800 Вт/м² или выше выполнение работ без ср-в индивидуальной защиты не допускается.

Контроль ИК излучения

Осуществляется оптимометрами, ИК спектрометрами (ИКС-10, 12, 14) а также спектрорадиометрами СРМ.

Ультрафиолетовое излучение

Источники УФ излучения

Электрическая дуга, автогенная сварка, плазменная резка, напыление, лазерные установки, газоразрядные лампы, ртутно-кварцевые лампы, выпрямители и др. источники. УФ излучение оказывает на организм человека физико-химическое и биологическое действие. При длине волны от 400-315 нм - слабое биологическое действие; 218-315 нм - действие на кожу; 1-280 нм - действует на тканевые белки и липоиды. Высокое негативное действие на глаза - роговицу и конъюктиву. Длительное воздействие вызывает болезнь - электроофтальмию.

Нормирование УФ излучения

Плотность потока энергии Е= Вт/м², ПДУ для области А - не более 10 Вт/м², для В - 0.05 Вт/м², С - 0.001 Вт/м².

Средства защиты от УФ излучения

1. Экранирование источников излучения или рабочих, либо того и другого.

2. Защита расстоянием.

3. Дистанционное управление; рациональное размещение рабочих мест, специальная окраска помещений - пасты, мази.

Для экранирования применяется щиты, личные кабины, окрашенные в светлые тона.

Средствава индивидуальной защиты:

1. Термозащитная одежда - рукавицы, спецобувь, каски, щитки.

2. Для защиты кожи - специальные мази и пасты.

Измерение УФ излучения

Специальными УФ дозиметрами, а также спектрометрами ИКС - 9,12,14.

Лазерное излучение

Источниками лазерного излучения являются оптические квантовые генераторы (лазеры), которые широко применяются в технике и науке.

Принцип действия лазеров основан на использовании вынужденного электромагнитного излучения, возникающего в результате возбуждения квантовой системы. Отличительными особенностями лазерного излучения являются:

- монохроматичность излучения

- когерентность

- острая направленность луча

Эти свойствава позволяют получить исключительно высокие концентрации энергии в лазерном луче: 10¹⁰-10¹² Дж/см² или 10²⁰-10²² Вт/см².

Лазерное излучение по виду разделяется на:

- прямое (в узком телесном угле)

- рассеянное (от веществава, через которое проходит лазерный луч)

- диффузно-отраженное от поверхности по всевозможным направлениям.

Опасные и вредные производственные факторы при работе лазеров делятся на основные и сопутствующие. Основные:- собственно лазерное излучение, а также паразитное - отраженное и рассеянное. Сопутствующие:- излучения, вредные химические вещества и т.д.

Биологический эффект лазерного излучения

Зависит от энергетической экспозиции, энергетичности освещенности, длины волны, частоты, времени действия, а также от химических и биологических особенностей облучаемых тканей и органов. Различают тепловое, энергетическое, фотохимическое и механическое действие на организм человека. Прямое лазерное излучение опасно для органов зрения во всех случаях.

Возможны повреждения и в кожном покрове - от легкого покраснения до обугливания.

Возможны патологические изменения в крови и головном мозге.

Лазерное излучение (дальней ИК области) способны проникать через ткани тела и взаимодействовать с биологической структурой с поражением внутренних органов. Наиболее уязвимы внутренние окрашенные органы - печень, почки, селезенка.

Следствие - патологические сдвиги нервной, сердечно-сосудистой и эндокринной систем организма.

Параметры лазерного излучения Делятся на энергетические и временные:

Энергетические:

- энергия излучения Е=Дж/см².

- мощность Р=Вт/см².

Временные: частота, длительность воздействия, длина волны.

Контроль лазерного излучения

Осуществляется с помощью приборов: "Измеритель-1 ", ЛДИ-2 и ИМО-2Н.

Сводится к следующему: этими приборами измеряется энергия или мощность лазерного излучения на рабочем месте персонала. Рассчитывается ПДУ для данного лазерного излучения (отдельно для первичных и вторичных эффектов). За ПДУ принимают меньшее значение. Далее сравнивают с опытными.

Меры безопасности

Делятся на:

- на организационно-технические меры

- планировочные

- санитарно-гигиенические

Для каждой лазерной установки определяют размеры лазерно-опасной зоны, которые экранируются или ограждаются специальными знаками.

Наиболее эффективный метод борьбы - экранирование:

Для мощных лазерных установок применяется дистанционное управление. В помещениях отсутствуют отражающие поверхности.

Индивидуальная защита - очки со специальными светофильтрами (в зависимости от лазера)

Ионизирующие излучения.

К ионизирующим излучениям относятся корпускулярные (имеющие массу) и электромагнитные. Корпускулярные: ,  и нейтроны. Электромагнитные:  и рентген. Вызывают ионизацию среды.

-излучение: поток ядер Н_е испускаемых веществом при радиоактивном распаде или ядерных реакциях. Высокая ионизирующая и малая проникающая способность. Пробег 8–9 мм в воздухе и несколько микрон в живой ткани.

-излучение: поток электронов или позитронов возникающих при ядерном распаде. Ионизирующая способность меньше чем  проникающая – больше, так как масса значительно меньше при одинаковой энергии. В воздухе пробег 1.8 м, в живо ткани 2.5 см.

Нейтроны преобразуют свою энергию во взаимодействие с частицами вещества и способствуют получению -излучения. Проникающая способность зависит от вида атомов.

-излучение фотонов обладает колоссальной проникающей и малой ионизирующей способностью. Скорость распространения  скорости света.

Рентгеновское излучение состоит из тормозного и характеристического. Тормозное испускается при изменении кинетической энергии частиц, характеристическое – при изменении энергетического состояния ядра, те же свойства, что и .

Биологическое действие. В результате облучения живой ткани в ней возникает ионизация молекул и распадение на ионы. Ионизация сопровождается возбуждением молекул, как следствие разрыва молекулярных связей и изменением химической структуры соединений. Так как в основном тело – это вода. Вода распадается на свободные радикалы (радиолиз воды). И вот эти злющие радикалы весьма активны и приводят к каталитическим реакциям и окислению белка – в результате столь вопиющих действий со стороны радикалов происходит разрушение клеток. Происходит торможение функции кроветворных органов. Сосуды хрупкие. Расстройство желудочно-кишечного тракта и иммунной системы организма.

Внешние и внутренние облучения.

Внешнее облучение – облучение, когда источник радиации находится вне организма и попадание излучения внутрь исключается - видеотерминалы, рентген, с герметичным источником излучения. При внешнем облучении опасным является , , рентгеновское, нейтронное излучение. Биологический эффект зависит от дозы облучения, его вида, времени воздействия, размеров облучаемой поверхности, индивидуальной чувствительности организма.

Признаки облучения: сухость кожи, ломкость костей, трещины кожи, лучевые язвы.  и рентгеновское облучение может приводить к летальному исходу без внешних признаков.  и  вызывают кожные поражения.

Внутренние облучение - происходит при попадании радиоактивного вещества внутрь организма при вдыхании загрязнённого воздуха, через пищеварительный тракт, через кожу. В этом случаи человек подвергается непрерывному облучению до тех пор, пока вещество не распадется или не будет выведено из организма путём физиологического обмена. Внутренне облучение опасно, так как поражает внутренние органы, кровь. Наиболее опасно .

Естественный фон.

Человек постоянно подвергается облучению естественным фоном, состоящим из космического излучения и излучения естественно распределённых природных, радиоактивных веществ (пища, вода, почва). Естественный фон определяется в единицах мощности экспозиционной дозы. На территории Беларуси – от 4 до 20 мкР/час. Флюорография: 0.5 – 0.2 Рентгена. Рентгеноскопия грудной клетки: 2 Рентгена. Рентгеноскопия зуба: до 5 Рентген.

Дозовые пределы.

При однократном облучении дозой 25 – 50 Бэр у человека возникают незначительные скоро проходящие изменения в крови.

80 - 120 Бер: начальные признаки лучевой болезни (без летального исхода).

270 – 300 Бэр: острая лучевая болезнь (смертельный исход 50%).

550 – 700 Бэр: смертельный исход 100%.

Свыше 700 – смерть под лучом на месте.

Стадии лучевой болезни.

Первичная реакция – через несколько часов или минут после облучения: головокружение, тошнота, вялость, повышенный лейкоцитоз, повышенная температура (38^о), но иногда вместо вялости – эйфория.

Вторая стадия – стадия видимого благополучия, скрытый период (от нескольких дней до 2 недель).

Третья стадия – разгар болезни: рвота, температура 40^о – 41^о, кровотечение из носа и внутренних органов, нулевой лейкоцитоз.

Четвертая – летальный исход, либо выздоровление (25 – 30 дней).

Нормирование ионизирующих излучений.

В основу нормирования положены положения:

• не превышения дозового предела;

• исключения необоснованного облучения людей.

Основными нормативными документами, регламентирующими допустимые уровни облучения являются: нормы радиационной безопасности – НРБ-87; основные санитарные правила работы с радиоактивными веществами и другими источниками ионизирующих излучений –ОСП 72-87.

Согласно НРБ и ОСП облучаемые лица делятся на три категории:

• А - лица, которые постоянно или временно работают непосредственно с источниками излучения;

• Б - ограниченная часть населения, которая непосредственно не работает с источниками излучения, но по условиям проживания или размещения могут подвергаться облучению.

• В - остальное население в области, крае, республике.

Установлено три группы органов, облучения которых приносит наибольший вред здоровью в порядке убывания чувствительности: всё тело, гонады, красный костный мозг; щитовидная железа, печень, почки, селезёнка, ЖКТ, лёгкие, хрусталик глаза, жировая ткань, мышцы; кожный покров, костная ткань, кисти, предплечья.

В зависимости от группы органов для персонала категории «А» – ПДД, для категории «Б» - ПД (предел дозы), для «В» – естественный фон.

ПДД характеризует наибольшее значение индивидуальной эквивалентной дозы за год, которая при равномерном воздействии в течение 50 лет не вызовет в состоянии здоровья персонала неблагоприятных изменений, обнаруживаемых современными методами. ПД устанавливается меньше ПДД – для предотвращения необоснованного облучения лиц категории «Б».

Защита от ионизирующих излучений.

К основным мерам защиты относятся: использование источников с минимальным выходом излучения (защита количеством); ограничение времени работы (защита временем); удаление рабочих мест от источников (защита расстоянием); экранирование источников или рабочих мест.

Различают защиту: от внешнего облучения, возникающего при работе с закрытыми источниками; от внутреннего облучения, возникающего при работе с открытыми источниками.

Работа с закрытыми источниками.

Установки с закрытыми источниками помещаются в отдельных помещениях. При этом входная дверь блокируется с механизмом включения установок. Пульт управления в смежном помещении. Помещение оборудуется сигнализацией о превышении мощности излучения.

Работа с открытыми источниками.

Используется зонирование и шлюзование. Помещения имеют знаки радиационной опасности. В первой зоне размещаются боксы с источниками излучения, где возможны выходы во внешнюю среду. Вторая зона: периодически находятся люди. Третья зона: операторные пульты, где постоянно находятся люди.

Переходы из зоны в зону снабжены шлюзами, в которых осуществляется дозиметрический контроль, переодевание и дезактивация персонала. При работе с открытыми источниками используются роботы, дистанционное управление, координатные манипуляторы, системы телеметрии и телевидения.

Индивидуальные средства защиты.

Выбор средств защиты зависит от характера радиационной обстановки и объёма работ с веществами.

При работах 2 и 3 класса персонал использует: халаты, шапочки, резиновые перчатки, респираторы.

При работах 1 класса - комбинезоны, сменное бельё, противогазы, респираторы и т. д.

При аварийных работах 1 и 2 класса используют: пневмокостюмы, скафандры, изолирующие дыхательные аппараты, пластиковые бахилы и перчатки, комбинезоны.

Радиометрический контроль.

Принцип действия всех измерительных приборов заключается в измерении эффектов возникающих в процессе взаимодействия излучения с веществом.

Применяются следующие методы регистрации: ионизационный (счётчик Гейгера); сцинциляционный (самый точный) – измеряется интенсивность световых вспышек при прохождении через них излучения; фотографический (степень почернения фотопластинки); химический (измерение химических изменений в веществе); калориметрический (количество тепла, выделенного в поглощающем веществе).

По назначению приборы делятся на:

• Рентгенметры – измерение мощности экспозиционной дозы (ДРГ)

• Радиометры – измерение плотности потока; приборы класса РУП

• Индивидуальные дозиметры – измеряют поглощенную дозу.