Инфракрасное излучение
Инфракрасное излучение представляет собой невидимое электромагнитное излучение с длиной волны от 760 нм до 25 000 нм.
По длине волны инфракрасное излучение делят на:
Коротковолновую область, l <1 400 нм,
Средневолновую область, l = 1 400 – 3 000 нм,
Длинноволновую область, l > 3 000 нм.
Единицы измерения: Вт/м2; Кал/см2•мин.
Источником инфракрасного излучения является любое нагретое тело.
Инфракрасные лучи, проходя через воздух, его не нагревают, но, поглотившись твёрдыми телами, лучистая энергия переходит в тепловую, вызывая их нагревание.
Факторы, влияющие на интенсивность инфракрасного излучения на рабочих местах:
1. Характер технологического процесса.
2. Температура источника излучения.
3. Расстояние рабочего места от источника излучения.
4. Степень теплоизоляции.
5. Наличие индивидуальных средств защиты.
6. Наличие коллективных средств защиты.
7. Состояние погоды, имеющее значение для строителей и сельскохозяйственных рабочих.
Одна из особенностей действия лучистого тепла на организм человека:
инфракрасные лучи различной длины волны проникают на различную глубину и поглощаются соответствующими тканями, оказывая тепловое действие. Глубина проникновения инфракрасных и видимых лучей в кожу показана на рис. 1.
Короткие инфракрасные лучи (до 1 400 нм) обладая большей энергией, проникают в ткани на глубину нескольких сантиметров, поглощаются кровью и водой в слоях кожи и подкожной клетчатки, а также способны проникать через кости черепной коробки и воздействовать на мозговые оболочки, мозговую ткань, а поэтому им больше присуще общее действие на организм. Например, в результате рефлекторного расширения как кожных, так и более крупных кровеносных сосудов увеличивается приток крови к периферии, происходит перераспределение массы крови в организме. В результате повышается температура тела, учащается пульс, учащается дыхание, усиливается выделительная функция почек.
Коротковолновые инфракрасные лучи являются хорошим болеутоляющим фактором, способствуют быстрому рассасыванию воспалительных очагов. На этом основано широкое использование этих лучей для указанных целей в физиотерапевтической практике.
Длинные инфракрасные лучи (1 400 – 10 000 нм) имеют меньшую энергию, чем коротковолновые, обладают меньшей проникающей способностью, а поэтому полностью поглощаются в поверхностном слое кожи, нагревая ее. Особенно сильно поглощаются лучи с длиной волны 6 000 – 10 000 нм, вызывая «калящий эффект». Непосредственно вслед за интенсивным нагреванием кожи возникает тепловая эритема, которая проявляется в покраснении кожи вследствие расширения капилляров.
Рис. 1. Глубина проникновения излучения в кожу
Биологическое действия инфракрасного излучения
Местная реакция. Местная реакция сильнее выражена при облучении длинноволновыми ИК лучами, поэтому при одной и той же интенсивности облучения время переносимости коротковолнового облучения больше, чем длинноволнового.
Коротковолновое инфракрасное облучение обладает более выраженным общим действием за счёт большей глубины проникновения в ткани тела.
Степень повышения температуры кожи зависит от интенсивности облучения и проявляется ощущением жары → жжения → повышением температуры кожи → нетерпимым жжением кожи.
Рефлекторное действие инфракрасного излучения. Рефлекторный процесс, связанный с чисто тепловым эффектом рефлекторное повышение температуры на удалённых от области облучения участках. Наблюдается также рефлекторное изменение частоты пульса на фоне неизменной температуры тела.
Сдвиги в молекулярной структуре клетки, вызванные поглощением квантов инфра- красного излучения. Поглощение вызывает внутримолекулярные колебания, значительно увеличивающие скорость протекания биохимических реакций.
Фотохимические реакции. В коже, крови, цереброспинальной жидкости образуются высокоактивные вещества белкового происхождения типа гистамина, холина, аденозина. Снижается потребление кислорода, повышается содержание азота, натрия и фосфора в крови, снижается поверхностное натяжение крови, снижается титр антител и фагоцитарная активность лейкоцитов.
Сосудистая реакция. Сосудистая реакция протекает в зависимости от спектрального состава инфракрасного излучения: коротковолновая область вызывает расширение сосудов, длинноволновая область – сужение сосудов.
Повышение артериального давления обусловлено, видимо, некоторым сужением периферических сосудов и увеличением минутного объёма крови.
Действие инфракрасного излучения на глаза.
Конъюнктивиты, помутнение роговицы, васкуляризация роговицы, инфракрасная катаракта (у сталеваров, прокатчиков, кузнецов, кочегаров), «катаракта стеклодувов» (у стеклодувов).
Действие инфракрасного излучения на ЦНС.
при работах на открытом воздухе (строители, геологи, сельскохозяйственные рабочие и др.) в результате интенсивного прямого облучения головы инфракрасным излучением коротковолнового диапазона (1 000-1 400 нм), следствием чего является поражение оболочек и мозговой ткани - солнечный удар ( см главу микроклимат) крайние проявления которого - вплоть до выраженного менингита и энцефалита.