Источники электромагнитного излучения бывают естественные искусственные. К естественным относится магнитное поле Земли. Оно характеризуется напряженностью, которая измеряется в В/м. Напряженность магнитного поля Земли возрастает с возрастанием широты. Имеются также региональные и локальные особенности и аномалии. Некоторые аномалии используются в качестве поисковых признаков полезных ископаемых, прежде всего залежей железной руды (например, Курская магнитная аномалия).
Магнитное поле Земли оказывает сильное влияние на электрические частицы, движущиеся в околоземном пространстве. Частицы заполняют кольца и пояса, охватывающие Землю вокруг геомагнитного экватора. Существуют два радиационных пояса вокруг Земли: внутренний и внешний. Внутренний пояс состоит из протонов, а внешний из электронов. Вся область околоземного пространства, заполненная заряженными частицами, называется магнитосферой. Под влиянием потоков заряженных частиц магнитное поле Земли испытывает время от времени кратковременные изменения: магнитные бури и полярные сияния.
К искусственным источникам электромагнитных излучений относятся индукторы, конденсаторы, антенны, линии электропередачи, радиопередающие устройства и т.п. Искусственные источники бывают точечные и линейные. К точечным относятся антенны, электрооборудование и т.п. К линейным - высоковольтные линии электропередачи промышленной частоты с напряжением линии 330-350 кВ и выше, а также линии постоянного тока с напряжением 1000 кВ и выше. Токи промышленной частоты являются сильными источниками электромагнитных волн. Напряженность поля в районах нахождения ЛЭП может достигать нескольких тысяч вольт на 1 метр. В местах наибольшего провисания проводов напряженность составляет 5000В/м. Однако электроволны хорошо поглощаются почвой, и уже на расстоянии 50-100 м напряжение поля падает до нескольких десятков и сотен вольт на метр. Экранирующий эффект оказывают деревья, кустарники, здания, рельеф местности.
Описанные выше источники электромагнитного излучения являются неионизирующими.
Излучение с очень высокой энергией, которое способно выбивать электроны из атомов и присоединять их к другим атомам с образованием положительных и отрицательных ионов, называется ионизирующим излучением. Его источниками являются радиоактивные вещества горных пород или поступающие из космоса. К ионизирующим излучениям относятся корпускулярные (альфа-, бета-излучение, нейтронное) и электромагнитные (гамма - излучение, рентгеновское) излучения.Корпускулярные излучения состоят из потока атомных и субатомных частиц, которые передают свою энергию всему, с чем сталкиваются. Альфа-частица - это дважды ионизированный атом гелия 42Не. Она образуется в результате альфа-распада, например, изотопа урана
Для защиты населения от электромагнитного излучения устанавливаются предельно допустимые уровни (ПДУ) напряженности электромагнитного поля, особенно при отборе территории для жилой застройки.
В таблице 3.4 представлены ПДУ напряженности электромагнитного поля для различных диапазонов волн.
Таблица 3.4 ПДУ напряженности электромагнитного поля
| Диапазон волн, мм | Частота, Гц | ПДУ, В/м |
| Сверхвысокочастотный, 1м-1мм | 300 МГц | 1-5 |
| Ультракоротковолновый, 10-1м | 30Мгц | |
| Коротковолновый, 100-10м | 3Мгц | |
| Средневолновый, 1000-100м | 300кГц | |
| Длинноволновый, 10км-1км | 30кГц |
Учитывая негативное воздействие высокочастотной энергии на организм человека, предусматривается необходимая защита от такого воздействия. Прежде всего, коротковолновые передатчики в режиме несущих частот размещаются вдали от жилой застройки. Расстояние в зависимости от мощности передатчика должно быть не меньше 2…15 км. При этом нужно соблюдать следующие требования к размещению объектов, являющимися источниками электромагнитного излучения:
- площадки для размещения источника излучения необходимо выбирать с учетом мощности объекта, конструктивных особенностей антенн;
- данные объекты следует размещать с выполнением условий, обеспечивающих соблюдение установленных ПДУ электромагнитных излучений;
- для снижения степени облучения населенных территорий антенны станций устанавливают на насыпях или естественных возвышениях;
- технические территории должны быть ограждены в соответствии с требованиями норм и правил для предотвращения попадания на эти территории населения;
- размещение жилых и общественных зданий на технической территории объектов не допускается;
- в целях защиты населения от воздействия излучений устанавливаются санитарно-защитные зоны между источником излучения и жилыми застройками. На границе санитарно-защитной зоны напряженность электромагнитного поля не должна превышать 4 В/м.
Как защитное средство от электромагнитного излучения рекомендуется экранировать селитебные территории путем строительства зданий из железобетонных конструкций. В этом случае интенсивность излучения снижается в 1,5…2 раза; проводить многорядные лесопосадки по фронту распространения электромагнитных волн, при ширине полосы 15…20 интенсивность излучения снижается на 10…15%. Воздушные ЛЭП с напряжением 750-1150 кВ должны быть установлены на расстоянии не ближе 300м от границы населенного пункта. Вдоль высоковольтных линий рекомендуется иметь специальные охранные зоны.
Как уже отмечалось выше, ионизирующие излучения представляют большую опасность для всего живого, в том числе и для человека. По существующим международным нормам предельно допустимая доза облучения установлена в пределах 5 бэр/год для профессионалов и 0,5 бэр/год для населения. При кратковременном облучении человека доза в 20…50Рвызывает изменения в крови, доза в 100…250 Р вызывает лучевую болезнь и доза в 600Р смертельна. Причем облучение может быть внешним и внутренним.
Защита населения и окружающей среды от ионизирующих излучений осуществляется путем строительства специальных помещений, создания санитарно-защитных зон и могильников для надежного захоронения отходов, изоляции источника излучения от окружающей среды.
Материалы, располагаемые между источником излучения и зоной размещения персонала или оборудования для ослабления потоков ионизирующего излучения, называется защитой. Защиту квалифицируют по назначению, типу, компоновке, геометрии. Защита должна обеспечивать: допустимый уровень облучения персонала; допустимый уровень радиационных повреждений конструкционных и защитных материалов; допустимый уровень радиационного энерговыделения и температурного распределения в конструкционных и защитных материалах. В соответствии с этим защиты бывает биологическая, радиационная, тепловая. Радиационная и тепловая защиты необходимы только для мощных источников излучения ядерно-технических установок. При работе с изотопными источниками необходимости в такой защите не возникает. Защита по геометрии бывает сплошная (целиком окружает источник излучения), раздельная (наиболее мощные источники излучения окружает первичная защита, а между первичной им вторичной защитой имеются также источники излучения), частичная (ослабленная защиты для областей ограниченного доступа персонала) и другая. По компоновке защита бывает гомогенная (из одного защитного материала) и гетерогенная (из различных материалов).
Могильники для захоронения радиоактивных отходов следует располагать в континентальных геологических структурах, особенно в скалистых породах. Могильники не должны иметь трещин и доступа к подпочвенным водным источникам и должны быть герметичными.
Немаловажной задачей является осуществление надежного радиационного контроля. Основными задачами радиационного контроля являются: измерение дозы и потока нейтронов на рабочих местах; измерение дозы гамма-излучения и потока нейтронов в смежных помещениях и на прилегающей территории; измерение эффективности защитных средств; установление контрольных уровней; установление радиационно-опасных зон при аварии.
Детекторами служат ионизационные камеры, газоразрядные и сцинтилляционные счетчики. Существуют разные методы регистрации излучений.
Ионизационный метод. При прохождении любого ионизирующего излучения в газах в результате ионизации образуются протоны и электроны. Если ионизация происходит в слое газа между двумя электродами, имеющими различные потенциалы, то протоны и электроны двигаются, и образуется ток. Тем самым регистрируется ионизационное излечение. На данном методе работают ионизационные камеры.
Сцинтилляционный метод. Его физическая основа - возбуждение и ионизация атомов и молекул вещества при прохождении через него заряженных частиц. Через некоторое время атомы и молекулы из возбужденного состояния снова переходят в основное состояние, испуская при этом световое излучение, спектр которого зависит от структуры энергетических уровней атомов и молекул вещества. Сцинтилляторы бывают органические и неорганические в виде монокристаллов.
Люминесцентный метод. Сущность метода в том, что образованные в веществе - люминофоре под действием ионизирующего излучения носители заряда (электроны и дырки) локализуются в так называемых центрах захвата, в результате чего происходит накопление поглощенной энергии, которая может быть затем освобождена при дополнительном возбуждении атомов или молекул вещества (освещением - радиофотолюминесценция или нагреванием - радиотермолюминесценция). Наблюдаемые при этом оптические эффекты могут служить мерой поглощенной энергии.
Фотографический метод.Воздействие излучения на фотоэмульсию приводит к эффекту аналогичному воздействию видимого света.