Нормируемыми характеристиками постоянного инфразвука являются уровни звукового давления (LР) в октавных полосах со сред­негеометрическими частотами 2, 4, 8 и 16 Гц, в дБ, опреде­ляемые по формуле:

LP = 10lg

где р — среднеквадратичное значение звукового давления, Па; ро— исходное значение звукового давления в воздухе, равное 2 ∙Па.

Нормируемыми характеристиками непостоянного инфразвука являются эквивалентные по энергии уровни звукового давления ( Lэкв), в дБ, в октавных полосах частот со среднегеометрическими частотами 2, 4, 8 и 16 Гц и эквивалентный общий уровень звукового давления, в дБ Лин, определяемые по формуле

Lэкв =

где Т — период наблюдения, ч; t, — продолжительность действия шума с уровнем Li, ч.; п — общее число промежутков действия инфразвука; Li — логарифмический уровень инфразвука в i-й промежуток времени, дБ.

В качестве дополнительной характеристики для оценки инфразву­ка (например, в случае тонального инфразвука) могут быть использо­ваны уровни звукового давления в 1/3 октавных полосах со средне­геометрическими частотами 1,6; 2; 2,5; 3,15; 4; 5; 6,3; 8; 10; 12,5; 16 и 20 Гц; их следует пересчитывать в уровни в октавных полосах частот.

Для колеблющегося во времени и прерывистого инфразвука уровни звукового давления, измеренные по шкале шумомера «Лин», не должны превышать 120 дБ.

При воздействии на работающих инфразвука с уровнями, пре­вышающими нормативные, для предупреждения неблагоприятных эффектов должны применяться режимы труда, отдыха и другие меры защиты.

Снижение интенсивности инфразвука может быть достигнуто различными способами: изменением режима работы устройства (увеличением быстроходности) или его конструкции; звукоизоля­цией источника; поглощением звуковой энергии и др.; примене­нием глушителей шума (интерференционного, камерного или ре­зонансного типов); применением механического преобразователя частоты.

Борьба с инфразвуком в источнике его возникновения долж­на вестись прежде всего в направлении изменения режима рабо­ты технологического оборудования путем увеличения его быстро­ходности, а также снижения интенсивности аэродинамических процессов.

Контрольные вопросы

1.Каковы основные методы защиты от шума? 2.В чем заключается сущность акустической обработки помещения? Какие материалы применяют для акустической обработки и звукопоглащения? 3.В чем заключается сущность звукоизоляции и какие материалы наи­более эффективны для звукоизоляции? 4.В чем разница между абсорбционны­ми и реактивными глушителями по устройству и характеру глушения шума? 5.В чем заключается сущность экранирования звука? 6. Какие СИЗ применяются для защиты от шума? 7.В чем особенность борьбы с инфра - и ультразвуком? Каковы основ­ные методы их снижения на рабочих местах?

Способы защиты от электромагнитных полей (ЭМП)

и излучений (ЭМИ)

Требования к условиям производственных воздействий ЭМП, которые должны соблюдаться при проектировании, реконструк­ции, строительстве производственных объектов, при проектирова­нии, изготовлении и эксплуатации отечественных и импортных технических средств, являющихся источниками ЭМП, определе­ны СанПиН 2.2.4.1191-03.

Обеспечение защиты персонала, профессионально не связанно­го с эксплуатацией и обслуживанием источников ЭМП, осуществ­ляется в соответствии с требованиями гигиенических нормативов ЭМП, установленных для населения.

Защита от воздействия электромагнитных полей и излучений осуществляется путем проведения организационных, инженерно-технических и лечебно-профилактических мероприятий, а также использования средств индивидуальной защиты. На рис. 2.83 при­ведена классификация методов и средств защиты.

Рис. 2.83. Классификация методов и средств защиты

Защита от электромагнитных полей и излучений имеет об­щие принципы и методы, но в зависимости от частотного диапа­зона и характеристик излучения характеризуется рядом особен­ностей.

В частности, следует различать особенности защиты от:

•  переменных электромагнитных полей;

•  постоянных электрических и магнитных полей;

•  лазерных излучений;

•  инфракрасных (тепловых) излучений;

•  ультрафиолетовых излучений;

Общими методами защиты от электромагнитных полей и из­лучений являются следующие:

•  уменьшение мощности генерирования поля и излучения непосредственно в его источнике, в частности за счет при­менения поглотителей электромагнитной энергии (этот ме­тод применим, если генерируется энергия, избыточная для реализации технологического процесса или устройства);

•  увеличение расстояния от источника излучения (защита расстоянием);

•  уменьшение времени пребывания в поле и под воздейст­вием излучения (защита временем);

•  экранирование излучения;

•  применение средств индивидуальной защиты.

Защита от переменных ЭМП и ЭМИ

Классификация методов и средств защиты от переменных электромагнитных полей и излучений представлена на рис. 2.84.

Рис. 2.84. Классификация методов и средств защиты от переменных электромаг­нитных полей и излучений

Уменьшение мощности излучения обеспечивается правиль­ным выбором генератора (мощность генератора целесообразно выбирать не более той, которая необходима для реализации технологического процесса и работы устройства). В тех случаях, ко­гда необходимо уменьшить мощность излучения генератора, для излучений радиочастотного диапазона применяют поглотители мощности, которые ослабляют энергию излучения до необходи­мой степени на пути от генератора к излучающему устройству.

Поглотители мощности бывают коаксиальные и волноводные (рис. 2.85). Поглотителем энергии служат специальные вставки из графита или материалов углеродистого состава, а также специ­альные диэлектрики. При поглощении электромагнитной энер­гии выделяется теплота, поэтому для охлаждения поглотителей применяют охлаждающие ребра (рис. 2.85, г) или проточную воду (рис. 2.85, в, е). Для волноводов применяют поглотители мощно­сти различных конструкций: скошенные (рис. 2.85, а, г), клино­образные (рис. 2.85, б, в), ступенчатые (рис. 2.85, д), в виде шайб (рис. 2.85, е).

Рис. 2.85 Конструкция поглотителей мощности для волноводов и коаксиальных линий: a — с охлаждающими ребрами; б — с проточной водой; в — скошенные; г — клинообразные; д — ступенчатые; е — в виде шайб

Увеличение расстояния от источника излучения. В дальней зоне излучения, т. е. на расстояниях примерно больших 1/6 дли­ны волны излучения, плотность потока энергии (ППЭ) уменьшается обратно пропорционально квадрату расстояния, а напря­женности электрического и магнитного полей — обратно про­порционально расстоянию. Т. е. при увеличении расстояния от источника излучения в 2 раза ППЭ уменьшается в 4 раза, а на­пряженности (Е и Н) в 2 раза.

В ближней зоне излучения при расстояниях примерно мень­ших 1/6 длины волны излучения напряженность электрического поля уменьшается обратно пропорционально кубу, а магнитного поля — квадрату расстояния для электрических излучателей, на­пример для высоковольтных линий электропередач промышлен­ной частоты. Для магнитных излучателей наоборот — напряжен­ность магнитного поля снижается обратно пропорционально кубу, а электрического поля — квадрату расстояния. Энергия в ближней зоне не излучается.

Для источников излучения промышленной частоты длина волны λ = = 6 ∙106 м,

т. е. человек всегда находится в ближней зоне излучения, а напряженность электрического поля быстро снижается с увеличением расстояния. Так, при увеличе­нии расстояния в 2 раза напряженность электрического поля уменьшается в 8 раз. Наибольшее значение напряженности электрического поля высоковольтных линий электропередач имеет место вблизи крайних фазных проводов.

Уменьшение времени пребывания в поле и под воздействием из­лучения. Определяющим последствия облучения для человека, является энергетическая нагрузка (ЭН), которая зависит от времени (Т) воздействия облучения. Максимально допустимое время нахождения в зоне облучения можно опреде­лить в зависимости от частотного диапазона излучения:

Допустимое время пребывания в зоне излучения установок промышленной частоты (50 Гц):

Однако, если это возможно, целесообразно сокращать время пребывания в зоне облучения до значения меньше допустимого, чтобы избежать необоснованного выполнением необходимой ра­боты облучения.

Подъем излучателей и диаграмм направленности излучения, блокирование излучения. Излучающие антенны необходимо под­нимать на максимально возможную высоту и не допускать на­правления луча на рабочие места и территорию предприятия.

Для защиты от электрических полей промышленной частоты необходимо увеличивать высоту подвеса фазных проводов линий электропередач (ЛЭП), уменьшать расстояние между ними и т. д. Путем правильного выбора геометрических параметров можно снизить напряженность электрического поля вблизи ЛЭП в 1,6...1,8 раза.

Для сканирующих излучателей (вращающихся антенн) в сек­торе, в котором находится защищаемый объект — рабочее место, применяют способ блокирования излучения или снижение его мощности.

Экранирование излучений. Экранируют либо источники излу­чения, либо зоны, где может находиться человек. Экраны могут быть замкнутыми (полностью изолирующими излучающее уст­ройство или защищаемый объект) или незамкнутыми, различ­ной формы и размеров, выполненными из сплошных, перфори­рованных, сотовых или сетчатых материалов. На рис. 2.86 пока­зан пример экранирования излучателей экранами из сплошных материалов. На рис. 2.87 и 2.88 показаны примеры экранирова­ния излучения промышленной частоты с помощью козырька из металлической сетки и навеса из металлических прутков. Сото­вые решетки, изображенные на рис. 2.89, применяют для экра­нирования мощных высокочастотных излучений. Для исключе­ния электромагнитного загрязнения окружающей среды и тер­ритории предприятия окна помещений, в которых проводятся работы с электромагнитными излучателями, экранируют с помо­щью сетчатых или сотовых экранов (рис. 2.90).

Рис. 2.86. Экранирование: а — индуктора; б — конденсатора

Рис. 2.87. Экранирующий козырек над шкафом управления напряжением 500 Кв

Рис. 2.88. Экранирующий навес над проходом в здание

Рис. 2.89. Сотовые решетки, применяемые для экранирования ЭМП в частотных диапазонах: а - до 1 ГГц; б - до 10 ГГц; в - до 35 ГГц

Рис. 2.90. Установка сотовых решеток на окна: a — с наружной стороны; б — с внутренней стороны; 1 — сотовая решетка; 2 — оконное стекло; 3 — пол

Экраны частично отражают и частично поглощают электро­магнитную энергию. По степени отражения и поглощения их ус­ловно разделяют на отражающие и поглощающие экраны.

Отражающие экраны выполняют из хорошо проводящих ма­териалов, например стали, меди, алюминия толщиной не менее 0,5 мм из конструктивных и прочностных соображений. Кроме сплошных, перфорированных, сетчатых и сотовых экранов могут применяться: фольга, наклеиваемая на несущее основание; токопроводящие краски (для повышения проводимости красок в них добавляют порошки коллоидного серебра, графита, сажи, окислов металлов, меди, алюминия), которыми окрашивают эк­ранирующие поверхности; экраны с металлизированной со сто­роны падающей электромагнитной волны поверхностью.

Поглощающие экраны выполняют из радиопоглощающих ма­териалов. Естественных материалов с хорошей радиопоглощающей способностью нет, поэтому их выполняют с помощью раз­личных конструктивных приемов и введением различных погло­щающих добавок в основу. В качестве основы используют каучук, поролон, пенополистирол, пенопласт, керамикометаллические композиции и т. д. В качестве добавок применяют сажу, активированный уголь, порошок карбонильного железа и пр. Все экраны обязательно должны заземляться для обеспечения стекания образующихся на них зарядов в землю.

Для увеличения поглощающей способности экрана их дела­ют многослойными и большой толщины, иногда со стороны па­дающей волны выполняют конусообразные выступы.

Наиболее часто в технике защиты от электромагнитных по­лей применяют металлические сетки. Они легки, прозрачны, поэтому обеспечивают возможность наблюдения за технологиче­ским процессом и излучателем, пропускают воздух, обеспечивая охлаждение оборудования за счет естественной или искусствен­ной вентиляции.

Эффективность экранов принято оценивать в дБ по фор­мулам:

где Ео, Но, ППЭ0 — соответственно напряженность электриче­ского, магнитного поля и плотность потока энергии перед экра­ном; Е, Н, ППЭ — те же параметры после экрана.

Расчет эффективности экранирования довольно сложен. По­этому на практике при выборе типов экранов и оценки их эф­фективности используют имеющийся богатый эксперименталь­ный материал, представленный в справочниках в виде таблиц, расчетно-экспериментальных кривых, номограмм.

На рис. 2.91 представлена номограмма для расчета эффек­тивности наиболее распространенных сетчатых экранов. Отло­жив на крайней левой оси отношение шага сетки а (расстояние между центрами проволок сетки) к длине волны λ экранируемо­го излучения, а на крайней правой оси — отношение шага а к радиусу r проволоки сетки, через эти точки проводят прямую. На пересечении этой прямой со средней осью находят эффек­тивность экранирования в дБ. Эффективность экранирования может достигать десятков децибел.

При расположении излучателей в помещениях электромаг­нитные волны могут отражаться от стен и перекрытий. В резуль­тате в помещении могут создаваться зоны с повышенной плот­ностью энергии излучения. Поэтому стены и перекрытия таких помещений необходимо выполнять с плохо отражающей поверх­ностью. Окрашивать стены и потолки нужно известковой и ме­ловой краской. Нельзя использовать масляную краску (она отра­жает до 30 % электромагнитной энергии), облицовывать стены кафелем. Поверхности помещения, в которых находятся излуча­тели повышенных мощностей, облицовывают радиопоглощающим материалом.

В зависимости от технологического процесса излучающие установки целесообразно размещать в отделенных от других уча­стков помещениях, имеющих непосредственный выход в кори­дор и наружу. Для этих целей подходят угловые помещения пер­вого и последнего этажей здания.

Источники излучения должны иметь санитарный паспорт, перед их строительством или установкой проводится расчетный радиопрогноз и осуществляется его экспериментальная провер­ка. При выполнении радиопрогноза необходимо учитывать воз­можность переизлучения от отражающих объектов на местно­сти _ железобетонных зданий и сооружений, металлических ог­раждений, конструкций и т. д.

Рис. 2.91. Номограмма для расчета ослабления СВЧ-поля металлическими сетками

Средства индивидуальной защиты. К СИЗ, которые применя­ют для защиты от электромагнитных излучений, относят: радио­защитные костюмы, комбинезоны, фартуки, очки, маски и т. д. (рис. 2.92, а, б). Данные СИЗ используют метод экранирования.

Радиозащитные костюмы, комбинезоны, фартуки в общем случае шьются из хлопчатобумажного материала, вытканного вместе с микропроводом, выполняющим роль сетчатого экрана. Шлем и бахилы костюма сделаны из такой же ткани, но в шлем спереди вшиты очки и специальная проволочная сетка для облегчения дыхания. Эффективность костюма может достигать 25...30 дБ. Для защиты глаз применяют очки специальных марок с металлизированными стеклами. Поверхность стекол покрыта пленкой диоксида олова. В оправе вшита металлическая сетка, и она плотно прилегает к лицу для исключения проникновения излучения сбоку. Эффективность очков оценивается в 25...35 дБ.

Рис. 2.92. Средства защиты от электромагнитных излучений: а — радиозащит­ный костюм: 1 — металлическая или металлизированная каска; 2 — комбинезон из токопроводящей ткани; 3 — проводники, обеспечивающие электрическую связь между отдельными элементами экранирующего костюма; 4 — рукавицы из токопроводящей ткани; 5 — ботинки с электропроводящими подошвами; 6 — вывод от токопроводящей подошвы; б — защитная маска с перфорационными отверстиями: 1, 2, 3 — поролоновые прокладки; 4 — ремни крепления маски; 5 — перфорационные отверстия

Защита от постоянных электрических и магнитных полей

Так же как и для других видов физических полей, защита от постоянных электрических и магнитных полей (ЭСП и МСП) использует методы защиты временем, расстоянием и экраниро­ванием.

Электростатическое экранирование заключается в замыкании электрического поля на поверхности металлической массы экрана и передачи образующихся на экране электрических зарядов на заземленный корпус установки (землю). Любая замкнутая ме­таллическая оболочка, соединенная с заземленным корпусом и без особых требований к толщине и проводимости материала, достаточно полно локализует электрическое поле и выполняет роль электростатического экрана. Обычно источники ЭСП за­ключают в замкнутую металлическую или сетчатую оболочку. Оператор при необходимости может располагаться в кабине, за­щищенной электростатическим экраном.

Эффективность экранирования зависит от качества электри­ческого соединения элементов экрана и тем выше, чем меньше электрическое сопротивление переходного контакта между экра­ном и корпусом (землей).

Магнитостатическое экранирование заключается в замыка­нии магнитного поля в толще экрана, происходящим из-за его повышенной магнитопроводимости. Поэтому магнитостатический экран должен обладать большой магнитной проницаемо­стью. Такие экраны изготовляют из стали, железа, никелевых сплавов (пермолоя). Для получения надежного экранирования стенки экрана приходится делать сравнительно толстыми, чтобы уменьшить сопротивление магнитному потоку. В ряде случаев экраны делают из нескольких слоев, и они получаются громозд­кими. Щели и прорези в экране не должны идти поперек ожи­даемого направления линий магнитной индукции, так как это уменьшает магнитопроводимость и ухудшает экранирующие свойства экрана.

ЭС - и МС-экраны эффективны также в области низких час­тот ЭМП.

Защита от лазерного излучения

Для выбора средств защиты лазеры классифицируются по степени опасности:

•  класс I (безопасные) — выходное излучение не представ­ляет опасности для глаз и кожи;

•  класс II (малоопасные) — выходное излучение представля­ет опасность для глаз прямым и зеркально отраженным излучением;

•  класс III (опасные) — опасно для глаз прямое, зеркальное, а также диффузно отраженное излучение на расстоянии 10 см от диффузно отражающей поверхности и для кожи прямое и зеркально отраженное облучение;

•  класс IV (высокоопасные) — опасно для кожи диффузно отраженное излучение на расстоянии 10 см от отражаю­щей поверхности.

Энергия лазерного луча уменьшается с расстоянием. Вокруг лазеров определяется граница лазерно-опасной зоны, которая может быть обозначена на полу помещения линией.

Наиболее эффективным методом защиты от ЛИ является эк­ранирование. Луч лазера передается к мишени по волноводу (световоду) или огражденному экраном пространству.

Для снижения уровня отраженного излучения линзы, приз­мы и другие предметы с зеркально отражающей поверхностью, устанавливаемые на пути луча, снабжаются блендами. Для защи­ты от отраженного облучения от объекта (мишени) применяются диафрагмы с отверстием, немного превышающим диаметр луча (рис. 2.93). В этом случае через отверстие диафрагмы проходит только прямой луч, а отраженное излучение от мишени попадает на диафрагму, которая поглощает и рассеивает энергию.

Рис. 2.93. Схема экранирования отраженного излучения лазера блендами и диа­фрагмами: 1 — лазер; 2 — бленда; 3 — линза; 4 — диафрагма; 5 — мишень

На открытых площадках обозначаются опасные зоны и уста­навливаются экраны, предотвращающие распространение излу­чений за пределы зон. Экраны могут быть непрозрачными и прозрачными.

Непрозрачные экраны изготовляются из металлических лис­тов (стали, дюралюминия и др.), гитенакса, пластика, текстоли­та, пластмасс.

Прозрачные экраны из специальных стекол светофильтров или неорганического стекла со спектральной характеристикой, соответствующей длине волны излучения лазера. Приведение лазера в рабочее состояние обычно блокируется с установкой защитного устройства. Генератор и лампы накачки лазера заключаются в светонепроницаемую камеру. Лампы на­качки должны иметь блокировку, исключающую вспышку лам­пы при открытом положении камеры.

Для основного луча каждого лазера выбирается направление и зона, в которых исключается пребывание людей. Работы с ла­зерными установками проводятся в отдельных помещениях или специально отгороженных частях помещения. Само помещение изнутри, оборудование и другие предметы не должны иметь зер­кально отражающих поверхностей, если на них может падать прямой или отраженный луч лазера. Эти поверхности окрашива­ются в матовые цвета.

Для мишени рекомендуется темная окраска. В помещении должна быть создана хорошая освещенность. Коэффициент есте­ственной освещенности (КЕО) должен быть не менее 1,5 %, а об­щее искусственное освещение не менее 150 лк.

При эксплуатации импульсных лазеров с высокой энергией излучения должно применяться дистанционное управление. Ла­зеры IV класса опасности обязательно располагаются в отдель­ном помещении и снабжаются дистанционным управлением. Присутствие в помещении людей при работе такого лазера не допускается.

Средства индивидуальной защиты применяются при недоста­точности для защиты средств коллективной защиты. К СИЗ от­носятся технологические халаты, перчатки (для защиты кожных покровов), специальные очки, маски, щитки (для защиты глаз). Халаты изготовляют из хлопчатобумажной ткани белого, свет­ло-зеленого или голубого цвета. Очки снабжены оранжевыми, сине-зелеными и бесцветными стеклами специальных марок, обеспечивающими защиту от лазерного излучения определенных диапазонов длин волн. Поэтому выбор очков должен соответст­вовать длине волны лазерного излучения.

Защита от инфракрасного (теплового) излучения

Для защиты от теплового излучения применяются СКЗ и СИЗ. Классификация СКЗ дана на рис. 2.94. Основными метода­ми защиты являются: теплоизоляция рабочих поверхностей источников излучения теплоты, экранирование источников или рабочих мест, воздушное душирование рабочих мест, радиацион­ное охлаждение, мелкодисперсное распыление воды с созданием водяных завес, общеобменная вентиляция, кондиционирование.

Рис. 2.94. Классификация средств коллективной защиты от тепловых излучений

Средства защиты от теплового излучения должны обеспечи­вать: тепловую облученность на рабочих местах не более 0,35 кВТ/м2, температуру поверхности оборудования, до которой может дотронуться человек, не более 35 °С при температуре внутри источника теплоты до 100 0С и 45 °С при температуре внутри источника теплоты более 100 0С. Если это обеспечить нельзя, источник ограждают.

Теплоизоляция горячих поверхностей (оборудования, сосудов, трубопроводов и т. д.) снижает температуру излучающей поверх­ности и уменьшает общее выделение теплоты, в том числе ее лучистую часть, излучаемую в инфракрасном диапазоне ЭМИ. Для теплоизоляции применяют материалы с низкой теплопро­водностью.

Конструктивно теплоизоляция может быть мастичной, обер­точной, засыпной, из штучных изделий и комбинированной.

Мастичную изоляцию осуществляют путем нанесения на по­верхность изолируемого объекта изоляционной мастики.

Оберточная изоляция изготовляется из волокнистых материа­лов — асбестовой ткани, минеральной ваты, войлока и др. и наиболее пригодна для трубопроводов и сосудов.

Засыпная изоляция в основном используется при прокладке трубопроводов в каналах и коробах. Для засыпки применяют, например, керамзит.

Штучная изоляция выполняется формованными изделиями — кирпичом, матами, плитами и используется для упрощения изо­ляционных работ.

Комбинированная изоляция выполняется многослойной. Пер­вый слой обычно выполняют из штучных изделий, последую­щие — мастичные и оберточные материалы.

Теплозащитные экраны применяют для экранирования источ­ников лучистой теплоты, защиты рабочего места и снижения температуры поверхностей предметов и оборудования, окружаю­щих рабочее место. Теплозащитные экраны поглощают и отра­жают лучистую энергию. Различают теплоотражающие, теплопоглощающие и теплоотводящие экраны. По конструктивному вы­полнению экраны подразделяются на три класса: непрозрачные, полупрозрачные и прозрачные.

Непрозрачные экраны. Экраны выполняются в виде каркаса с закрепленным на нем теплопоглощающим материалом или на­несенным на него теплоотражающим покрытием.

В качестве отражающих материалов используют алюминие­вую фольгу, алюминий листовой, белую жесть; в качестве по­крытий — алюминиевую краску.

Для непрозрачных поглощающих экранов используется теп­лоизоляционный кирпич, асбестовые щиты.

Непрозрачные теплоотводящие экраны изготавливаются в виде полых стальных плит с циркулирующей по ним водой или водовоздушной смесью (рис. 2.95), что обеспечивает температуру на наружной поверхности экрана не более 30...35 0С.

Рис. 2.95. Водоохлаждаемый экран для радиационного охлаждения и защиты от теплового облучения рабочих мест: 1 — подвод воды; 2 — сток воды; 3 — перего­родки; 4 — переливное окно; 5 — труба с водой для промывки экрана; 6 — по­лость с перегородками; 7— полость без перегородок

Полупрозрачные экраны применяют в тех случаях, когда экран не должен препятствовать наблюдению за технологическим про­цессом и вводу через него инструмента и материала. В качестве полупрозрачных теплопоглощающих экранов используют метал­лические сетки с размером ячейки 3...3,5 мм, завесы в виде под­вешенных цепей. Для экранирования кабин и пультов управле­ния, в которые должен проникать свет используют стекло, арми­рованное стальной сеткой. Полупрозрачные теплоотводящие экраны выполняют в виде металлических сеток, орошаемых во­дой, или в виде паровой завесы.

Прозрачные экраны изготовляют из бесцветных или окрашен­ных стекол — силикатных, кварцевых, органических. Обычно такими стеклами экранируют окна кабин и пультов управления. Теплоотводящие прозрачные экраны выполняют в виде двойно­го остекления с вентилируемой воздухом воздушной прослой­кой, водяных и вододисперсных завес.

Воздушное душирование представляет собой подачу на рабо­чее место приточного прохладного воздуха в виде воздушной струи, создаваемой вентилятором. Могут применяться стацио­нарные источники струи и передвижные в виде перемещаемых вентиляторов (рис. 2.96). Струя может подаваться сверху, снизу, сбоку и веером.

Рис. 2.96. Устройства воздушного душирования: а — стационарные; 6 — передвижные

Средства индивидуальной защиты. Применяется теплозащит­ная одежда из хлопчатобумажных, льняных тканей, грубодисперсного сукна. Для защиты от инфракрасного излучения высо­ких уровне используют отражающие ткани, на поверхности ко­торых нанесен тонкий слой металла. Для работы в экстремальных условиях (тушение пожаров и др.) используются костюмы с повы­шенными теплозащитными свойствами (рис. 2.97).

Рис. 2.97. Теплозащитные костюмы и комплекты

Защита от ультрафиолетового излучения

Для защиты от ультрафиолетового излучения применяют специальные светофильтры, не пропускающие ЭМИ ультрафио­летового диапазона. Светофильтрами снабжаются смотровые окна установок, внутри которых возникает излучение УФ-диапазона (установки газоэлектросварки и резки, плазменной обра­ботки материала; печи, использующие в качестве нагреватель­ных элементов мощные лампы; устройства накачки лазеров). Применяются также противосолнечные экраны и навесы.

В качестве средств индивидуальной защиты применяются светозащитные очки и щитки, для защиты кожи — защитная одежда, рукавицы, специальные кремы. Наиболее характерно применение таких СИЗ при проведении газо - и электросвароч­ных работ.

Контрольные вопросы

1.  Каковы общие методы защиты от электромагнитных полей и излу­чений?

2.  Какие методы и средства применяются для уменьшения мощности из­лучения?

3.  Как рассчитать допустимое время пребывания в электромагнитном поле?

4.  Какие конструкции применяют для экранирования ЭМИ?

5.  Какие требования предъявляются к помещениям, в которых располо­жены источники ЭМИ?

6.  Как осуществляется защита от постоянных электрических и магнитных полей?

7.  Какие СИЗ применяются для защиты от ЭМИ радиочастотного диапа­зона?

8.  Как классифицируются лазеры по степени опасности?

9.  Каковы методы и средства защиты от лазерного излучения?

10.  Как осуществляется экранирование тепловых излучений?

Защита от ионизирующих излучений (ИИ) (радиации)

Для защиты от ионизирующих излучений применяют сле­дующие методы и средства:

•  снижение активности (количества) радиоизотопа, с кото­рым работает человек;

•  увеличение расстояния от источника излучения;

•  экранирование излучения с помощью экранов и биологи­ческих защит;

•  применение средств индивидуальной защиты.

Для точечного изотропного источника (под точечным источ­ником понимают источник, размеры которого значительно меньше расстояния, на котором рассматривается его действие; под изотропным источникам понимают источник одного радионуклидного состава с равномерно распределенной активностью) мощность поглощенной дозы (dD/dt) определяется формулой:

где Гδ — керма-постоянная, Гр ∙ м2 / (с ∙ Бк) — постоянная для каждого радионуклида величина, значение которой можно найти в справочниках по радиационной безопасности; A(t) — актив­ность источника, зависящая от времени, Бк; r — расстояние до источника, м.

Так как в соответствии с законом радиоактивного распада активность источника изменяется по времени в соответствии с формулой:

где A0 — начальная активность, Бк; λ = ln 2/ Т1/2 — постоянная распада радионуклида, с; Т1/2 — период полураспада (время, в те­чение которого распадается половина атомов радионуклида), с, то

Таким образом, на основании анализа приведенной форму­лы можно сделать вывод, что защищаться от ионизирующих из­лучений можно путем уменьшения активности радиоактивного источника (A0), времени пребывания в поле ионизирующего излучения (t) и удалением от источника излучения (r), причем по­глощенная доза обратно пропорциональна квадрату расстояния.

Экранирование ионизирующего излучения. Если указанных мер защиты временем, расстоянием, количеством недостаточно для снижения уровня излучения до допустимых величин, между ис­точником излучения и защищаемым объектом (человеком) уста­навливают защиту (экраны). Мощность дозы уменьшается в эк­ране по экспоненциальному закону:

где Ď0 — мощность поглощенной дозы перед экраном; μ, dl/2., d — соответственно линейный коэффициент ослабления, толщи­на половинного ослабления (толщина материала экрана, ослаб­ляющая мощность излучения в 2 раза), толщина экрана. Значе­ния μ, d1/2 зависят от вида и энергии излучения и материала эк­рана, их значения известны и содержатся в справочниках по радиационной безопасности.

Кроме указанных формул, обычно в инженерной практике для выбора типа и материала экрана, его толщины используют уже известные расчетно-экспериментальные данные по кратно­сти ослабления излучений различных радионуклидов и энергий, представленные в виде таблиц или графических зависимостей. Кратность ослабления К — это отношение мощности дозы Ď0 перед экраном к мощности дозы Ď за экраном. Зная до­пустимую мощность дозы для защищаемого объекта и мощность источника излучения при отсутствии экрана, можно определить требуемую кратность ослабления К и, выбрав материал, по графикам определить его необходимую толщину.

Выбор материала защитного экрана определяется видом и энергией излучения.

Альфа-излучение. Альфа-частицы тяжелые, поэтому, обладая высокой ионизирующей способностью, быстро теряют свою энергию. Для защиты от альфа-излучения достаточно 10 см слоя воздуха. При близком расположении от альфа-источника обыч­но применяют экраны из органического стекла. Однако распад альфа-нуклида может сопровождаться бета - и гамма-излучени­ем. В этом случае должна устанавливаться защита от этих видов излучений.

Бета-излучение. Для защиты от бета-излучения рекомендует­ся использовать материалы с малой атомной массой (алюминий, плексиглас, карболит), которые дают наименьшее тормозное гамма-излучение, обычно сопровождающее поглощение бе­та-частиц. Для комплексной защиты от бета - и тормозного гам­ма-излучения применяют комбинированные двух - и многослой­ные экраны, у которых со стороны источника излучения уста­навливают экран из материала с малой атомной массой, а за ним — с большой атомной массой (свинец, сталь и т. д.).

Гамма- и рентгеновское излучение. Для защиты от гамма - и рентгеновского излучения, обладающих очень высокой прони­кающей способностью, применяют материалы с большой атом­ной массой и плотностью (свинец, вольфрам и пр.), а также сталь, железо, бетон, чугун, кирпич. Однако, чем меньше атом­ная масса вещества экрана и чем меньше плотность защитного материала, тем для обеспечения требуемой кратности ослабле­ния необходима большая толщина экрана.

Нейтронное излучение. Лучшими для защиты от нейтронного излучения являются водородосодержащие вещества, т. е. вещества, имеющие в своей химической структуре атомы водорода. Обычно применяют воду, парафин, полиэтилен. Кроме того, нейтронное излучение хорошо поглощается бором, бериллием, кадмием, графитом. Поскольку нейтронные излучения сопрово­ждаются гамма-излучениями, необходимо применять много­слойные экраны из различных материалов: свинец—полиэтилен, сталь—вода и т. д. В ряде случаев для одновременного поглоще­ния нейтронного и гамма-излучений применяют водные раство­ры гидроокисей тяжелых металлов, например гидрооксида желе­за Fe2(OH)3.

Конструкции защитных устройств разнообразны (рис. 2.98). Они могут выполняться в виде защитных боксов, сейфов для хранения радиоактивных препара­тов, передвижных и стационарных экранов.

Рис. 2.98. Конструкции устройств для защиты от радиации: а — экран из органи­ческого стекла: 1 — смотровое окно; 2 — подставка; б — сейф стационарный стенной защитный: 1 — стальной шкаф; 2 — свинцовая дверь с замком; в — эк­ран настольный передвижной с двумя захватами: 1 — боковые стенки; 2 — пе­редняя стенка; 3 — смотровое окно; 4 — захваты; г — сейф стационарный стен­ной защитный поворотный: 1 — дверца с замком; 2 — кожух; 3 — указатель; 4 — маховик; 5 — барабан; д — бокс защитный перчаточный на одно рабочее место: 1 - корпус бокса; 2 — перчатки; 3 — смотровое окно; 4 — тягонапоромер; 5 — вытяжной фильтр; 6 — форкамера; 7 — подставка; е — передвижной защитный экран: 1 — смотровое окно; 2 — манипуляторы; 3 — механизм передвижения

Помещения, предназначенные для работы с радиоактивны­ми препаратами, должны быть отдельными, изолированными от других помещений и специально оборудованными. Стены, по­толки и двери делают гладкими, не имеющими пор и трещин. Все углы помещения закругляют для облегчения уборки поме­щения от радиоактивной пыли. Стены покрывают масляной краской на высоту 2 м, а при поступлении в воздушную среду помещения радиоактивных аэрозолей или паров как стены, так и потолки покрывают масляной краской полностью. Помещения оборудуют хорошей приточно-вытяжной вентиляцией, проводят ежедневную влажную уборку.

Средства индивидуальной защиты (СИЗ). Для защиты человека от внутреннего облучения при попадании радиоизотопов внутрь организма с вдыхаемым воздухом применяют респираторы (для защиты от радиоактивной пыли), противогазы (для защиты от радиоактивных газов).

При работе с радиоактивными изотопами в качестве основ­ной спецодежды применяют халаты, комбинезоны, полукомби­незоны из неокрашенной хлопчатобумажной ткани, а также хлопчатобумажные шапочки.

При опасности значительного загрязнения помещения ра­диоактивными изотопами поверх хлопчатобумажной одежды на­девают пленочную (нарукавники, брюки, фартук, халат, кос­тюм), покрывающую все тело или места возможного наиболь­шего загрязнения. В качестве материалов для пленочной одежды применяются пластики, резину и другие материалы, которые легко очища­ются от радиоактивных загрязнений. При использовании пленочной одежды в ее конструкции предусматривается принуди­тельная подача воздуха под костюм и на­рукавники.

При работе с радиоактивными изото­пами высокой активности используют перчатки из резины, пропитанной свинцом.

При высоких уровнях радиоактивного загрязнения применяют пневмокостюмы из пластических материалов с принуди­тельной подачей чистого воздуха под кос­тюм (рис. 2.99).

Для защиты глаз применяют очки за­крытого типа со стеклами, содержащими фосфат вольфрама или свинец. При рабо­те с альфа - и бета-препаратами для защи­ты лица и глаз используют защитные щитки из оргстекла.

На ноги надевают пленочные туфли или бахилы и чехлы, снимаемые при выходе из загрязненной зоны.

Рис. 2.99. Пневмо - костюм

Контрольные вопросы

1.  Каковы методы и средства защиты от радиации?

2.  Как рассчитать необходимую толщину защитного экрана от ионизи­рующего излучения?

3.  Какие материалы применяются для защиты от ионизирующих излуче­ний различного вида?

4.  Как осуществляется индивидуальная защита от ионизирующих излу­чений?

СИЗ являются предметом личного снаряжения работников. Их следует применять в тех случаях, когда безопасность работ не мо­жет быть обеспечена конструкцией оборудования, организацией производственного процесса, архитектурно-планировочными ре­шениями и СКЗ.

СИЗ классифицируются по видам защищаемых органов или групп органов человеческого тела. В соответствии с ГОСТ 12.4.011-89 СИЗ делятся на следующие классы:

♦  защитные дерматологические средства для защиты кожи рук и других участков тела от воздействия вредных веществ (мо­ющие средства, кремы, мази, пасты);

♦  изолирующие костюмы (пневмокостюмы, скафандры и др.);

♦  предохранительные приспособления (предохранительные пояса, диэлектрические коврики, наколенники и др.);

♦  средства защиты глаз (защитные очки), головы (каски, шле­мы, шапки и др.), лица (защитные маски и щитки), органов дыхания (противогазы, респираторы, пневмомаски и др.), органа слуха (противошумовые шлемы, наушники, вклады­ши), рук (рукавицы, перчатки), ног — специальная обувь (са­поги, ботинки, галоши и др.);

♦ специальная одежда (комбинезоны, костюмы, фартуки и др.).

Необходимо отметить, что СИЗ, при всех их положительных качествах, создают дополнительные физиологические и физичес­кие трудности. Известно немало конструкций СИЗ, которые про­шли успешные испытания в лабораториях, но так и не получили сколько-нибудь широкого применения на практике из-за того, что работать в них человеку неудобно. Поэтому в обычных условиях ко многим СИЗ следует прибегать как к крайней, временной мере. Выбор средств защиты в каждом отдельном случае должен осу­ществляться с учетом требований безопасности данного процесса или вида работ.

Из за большого объема этот материал размещен на нескольких страницах:
1 2 3