Общие сведения об электромагнитных полях. Сведения о характеристиках электромагнитного поля. Подробно теория ЭМП рассматривается в соответствующих курсах электродинамики. 1. Напряженность электрического поля. Единицей измерения напряженности электрического поля точнее, абсолютного значения E вектора служит вольт на метр B M . 2. Напряженность магнитного поля. Единицей измерения напряженности магнитного поля точнее, абсолютного значения H вектора служит ампер на метр A M . Основными внесистемными единицами измерения напряженности магнитного поля, применямыми в магнитобиологии, являются эрстед 1Э 79,6 А м и гамм 1Э 105гамм. Вектор Умова-Пойнтинга Вектор Умова-Пойнтинга характеризует величину и направление энергии, переносимой электромагнитной волной.
Векторы образуют правую тройку векторов. В дальнейшем будет рассматриваться скалярная величина - поток вектора Умова-Пойнтинга, проходящий через единицу поверхности, перпендикулярной вектору П, в единицу времени, которую будем называть плотностью потока мощности ППМ . Плотность потока мощности измеряется в ваттах на метр квадратный Вт м2 . Кроме указанных характеристик, биотропными параметрами являются характер излучения непрерывное или импульсное частота спектр частот наличие, вид и глубина модуляции форма импульса ориентация поля относительно оси тела градиент поля время экспозиции облучения локализация поля в теле и др. 8.1.2 Действие техногенных электромагнитных полей СВЧ диапазона на человека.
Организм человека не имеет специальных органов, способных воспринимать электромагнитные колебания радиодиапазона, кок это имеет место для электромагнитных волн видимой части спектра.
Однако первые сведения о воздействии ЭМП на функциональное состояние здоровья персонала, обслуживающего мощные радиопередатчики, появились уже в 20-30-е годы. По мере разработки и внедрения в эксплуатацию всё более мощных радиопередатчиков и освоения более высокочастотных диапазонов накапливались и данные о воздействии интенсивных радиоволн на организм человека.
Начало систематических исследований биологического действия радиоволн следует отнести к послевоенному периоду, что связано с бурным развитием радиолокации, радионавигации и других областей радиопромышленности. В настоящее время существуют две теории, объясняющие действие ЭМП на человека 1 Энергетическая теория, основанная на тепловом эффекте, когда воздействие объясняется дополнительной, внесённой извне и рассеянной в организме энергией, перешедшей в конечном счёте в тепловую форму. 2 Информационная теория, основанная на слабых воздействиях, когда энергия, сообщённая отдельной частице, меньше её кинетической энергии.
На данный момент всё возрастающий научный интерес завоёвывает информационная теория дотепловых воздействий. Длительное систематическое воздействие на организм человека ЭМП, особенно диапазонов УВЧ и СВЧ, при дотепловых интенсивностях может привести к некоторым функциональным изменениям в нем, в первую очередь в нервной системе.
Эти изменения проявляются в головной боли, нарушении сна, повышенной утомляемости, раздражительности и т.д. Поля СВЧ с интенсивностями, значительно ниже теплового порога, могут вызвать истощение нервной системы. Изменения в сердечно-сосудистой системе выражаются в виде гипотонии, брадикардии и замедлении внутрижелудочковой проводимости, а также в изменениях состава крови, изменениях в печени и селезенке, причем все эти изменения более выражены на более высоких частотах. 8.1.3 Оценка облучаемости электромагнитными полями.
Наиболее важным биофизическим аспектом защиты от ЭМП является установление предельно допустимых интенсивностей ЭМП, потенциально опасных для человека, и формы их представления, т.е. нормирование. Нормирование ЭМП, как и всякой другой профвредности, состоит из двух этапов. Первый - выбор и обоснование нормируемого параметра ЭМП, адекватно характеризующего степень воздействия.
Второй - установление предельно допустимого уровня выбранного параметра. ЭМП СВЧ оценивают поверхностной плотностью потока энергии ППЭ плотность потока мощности излучения и создаваемой им энергетической нагрузкой ЭН или где T - время облучения. В таблице 8.1 приведены предельно допустимые уровни интенсивностей ЭМП диапазона СВЧ, принятые в некоторых странах. Таблица 8.1 Нормы излучений. Страна Диапазон частот и режим облучения Предельно допустимые уровни в принятой форме Допустимое время облучения РФ Для персонала Для населения СВЧ непрерывный СВЧ импульсный СВЧ непрерывный СВЧ импульсный 25 мкВт см2 Суточная доза Дсут ППМ t 200 мкВт ч см2 10 мкВт см2 Суточная доза Дсут ППМ t 80 мкВт ч см2 2,5 мкВт см2 Суточная доза Дсут ППМ t 60 мкВт ч см2 1 мкВт см2 Суточная доза Дсут ППМ t 24 мкВт ч см2 8ч 8ч Без ограничения Без ограничения Польша СВЧ Те же, что и в РФ США Обслуживающий персонал Стандарт США USASC95.I-1996 10мгц-100ггц ППМ средняя за 6 мин не должна превышать 10 мВт см2 - для обычных условий 1 мВт см2 - для температурно-влажностных условий Без ограничения времени.
Для кратковременных излучений нормируется шестиминутная доза Д 6 мин 0,1 1,0 мВт ч см2 в зависимости от ТВУ Таблица 8.1 Нормы излучений.
Продолжение. Англия 30-30000мгц 10 мВт см2 Без ограничения ФРГ СВЧ Те же, что и в США Франция СВЧ Те же, что и в США Голландия Фирма Филлипс Эйндгобен 30-30000мгц 1 мВт см2 10 мВт см2 Без ограничения t 6мин 8.1.4 Расчет интенсивности ЭМП. На частотах f 300МГц ближняя зона зона индукции расположена в непосредственной близости у излучателя и ППМ ППЭ определяется выражением, где Ризл - мощность, излучаемая антенной G - коэффицент направленного действия КНД антенны r - расстояние до антенны L - затухание ЭМП на пути распространения.
Попытки расчета интенсивности ЭМП с учетом влияния произвольно расположенных вблизи расчетной точки посторонних предметов радиоконтрастных сред, а также расчет интенсивности ЭМП паразитного излучения, пока не привели к удовлетворительным результатам.
Лучшим методом оценки интенсивности в этих случаях остаётся измерение. 8.2