電磁輻射的危害與防護(hù)
一、電磁輻射對健康的危害
各波段的電磁波雖然本質(zhì)相同,但不同波長的電磁波與物質(zhì)的作用并不相同。它們照射生物機(jī)體時,可引起生物組織不同程度的生物物理和生化的變化。電磁輻射危害人體的機(jī)理主要是致熱效應(yīng)、非致熱效應(yīng)。
1、致熱效應(yīng)
人體70%以上是水,水分子受到電磁波輻射后相互摩擦,引起機(jī)體升溫,從而影響到體內(nèi)器官的正常工作。
致熱效應(yīng)是指人體在高強(qiáng)度的電磁波下,吸收輻射能量,在體內(nèi)轉(zhuǎn)化為熱量,產(chǎn)生生物反應(yīng)。在電磁場作用下,由于射頻電磁場方向變化很快,使得人體內(nèi)的極性分子迅速發(fā)生偶極子的取向作用,產(chǎn)生熱量。在取向過程中,偶極子與周圍分子發(fā)生碰撞摩擦而產(chǎn)生大量的熱。此外,當(dāng)電磁場的頻率很高時,機(jī)體內(nèi)的電解質(zhì)溶液中的離子將在其平衡位置振動,也將電能轉(zhuǎn)化為熱能。
總之,致熱效應(yīng)產(chǎn)生的方式主要包括:(1)生物組織在高頻電磁場中,由于極性分子反復(fù)快速取向轉(zhuǎn)動而摩擦生熱;(2)傳導(dǎo)電流生熱;(3)介質(zhì)損耗生熱。
2、非致熱效應(yīng)
人體的器官和組織都存在微弱的電磁場,它們是穩(wěn)定和有序的,一旦受到外界電磁場的干擾,處于平衡狀態(tài)的微弱電磁場即將遭到破壞,人體也會遭受損傷。非致熱效應(yīng)是不引起體溫變化的低強(qiáng)度作用下出現(xiàn)神經(jīng)衰弱及心血管系統(tǒng)機(jī)能紊亂。對于交變電磁場,其生物活性隨波長減小而遞增。而作為電離輻射的X射線和γ射線被機(jī)體吸收后,會從原子水平的激發(fā)或電離開始,繼而引起分子水平的破壞,如蛋白質(zhì)分子的破壞、DNA鍵斷裂和酶的破壞等,又進(jìn)一步影響到細(xì)胞水平、組織器官以至整體水平的損傷等。?
3、微波對生物體的危害
微波是高頻電磁波,頻率約在300MHz~300GHz的電磁波稱為微波,對應(yīng)的波長范圍為1米至一毫米。一定劑量的微波作用于生物體可產(chǎn)生致熱效應(yīng),由此給生物體內(nèi)的不同部位帶來相應(yīng)影響。
微波對神經(jīng)系統(tǒng)的作用與照射方式、照射劑量等因素有關(guān)。短時間、小劑量照射,可加強(qiáng)大腦皮質(zhì)的興奮過程;長時間、大劑量照射,可加強(qiáng)抑制過程,尤其以頭部作用最明顯。大劑量微波的作用,可影響自主神經(jīng)的調(diào)解功能,引起血液循環(huán)、呼吸頻率的變化及皮膚和直腸的變化。
大劑量的微波輻射,可引起肺部極度充血,血管劇烈擴(kuò)張,肺泡上皮脫落并有血液經(jīng)毛細(xì)血管涌入肺泡腔,造成肺出血、水腫,可致死。但小劑量的微波對肺的炎癥有一定治療作用。
經(jīng)常受微波照射的婦女可有月經(jīng)不調(diào)、哺乳期泌乳不足。對于男性,當(dāng)微波輻射使睪丸溫升超過35℃時,精子的產(chǎn)量即明顯減少或停止。
對于人的眼睛,當(dāng)微波的功率密度大于10mW?cm-2,小于300mW?cm-2時,能使眼晶體產(chǎn)生可恢復(fù)性的損害。當(dāng)功率密度大于300mW?cm-2時產(chǎn)生不可恢復(fù)性損害。
大劑量微波反復(fù)輻射皮膚會出現(xiàn)凝固性壞死,肌纖維與橫紋模糊不清。皮膚、肌肉在小劑量微波的輻射下,沒有明顯組織學(xué)變化。
二、電磁輻射危害防護(hù)
1. 電磁屏蔽機(jī)理
電磁屏蔽是利用屏蔽體阻止電磁場在空間傳播的一種方法,即限制從屏蔽材料的一側(cè)空間向另一側(cè)空間傳遞電磁能量。其作用原理是采用低電阻的導(dǎo)體材料,由于導(dǎo)體材料對電磁能流具有反射和引導(dǎo)作用,在導(dǎo)體材料內(nèi)部產(chǎn)生與源電磁場相反的電流和磁極化,從而減弱源電磁場的輻射效果。
電磁波傳播到金屬材料的電磁屏蔽表面時,通常有3種不同機(jī)理進(jìn)行衰減:一是在入射表面的反射衰減;二是未被反射而進(jìn)入屏蔽體的電磁波被材料吸收的衰減;三是在屏蔽體內(nèi)部的多次反射衰減。
反射衰減,就是電磁場射入金屬導(dǎo)體時,由電磁感應(yīng)而產(chǎn)生感應(yīng)電流。在這個感應(yīng)電流的作用下,必然建立一個新的電磁場,從而將入射場能衰減。反射衰減的大小取決于屏蔽層與屏蔽層周圍介質(zhì)之間的阻抗匹配情況。
吸收衰減,實質(zhì)上是導(dǎo)體的熱損耗。它的產(chǎn)生完全是由于電磁場射入金屬屏蔽體時,因電磁感應(yīng)而在金屬表面產(chǎn)生了感應(yīng)電流,又由于金屬導(dǎo)體中特別是導(dǎo)體表面有一定電阻存在,必然在金屬屏蔽層內(nèi),產(chǎn)生熱損耗。
2. 屏蔽材料
(1) 表面導(dǎo)電材料
表層導(dǎo)電型屏蔽材料,包括導(dǎo)電涂料、金屬熔射、貼金屬箔和電鍍塑料等。尤其是導(dǎo)電涂料以其低成本和中等屏蔽效果,簡單實用且適用面廣等優(yōu)點占據(jù)電磁屏蔽材料的主要市場。
(2) 填充復(fù)合型屏蔽材料
由電絕緣性較好的合成樹脂和具有優(yōu)良導(dǎo)電性能的其它添加劑所組成,經(jīng)注射成型或擠壓成型等方法制成各種電磁屏蔽材料制品。其中常用的合成樹脂有聚苯醚、聚碳酸酯、ABS、尼龍和熱塑性聚酯等。導(dǎo)電填料一般選用大尺寸的纖維狀與片狀材料。目前最常用的有金屬纖維、金屬片等,此外還有碳纖維、超導(dǎo)炭黑、金屬合金填料等。
(3)電磁屏蔽織物
國內(nèi)外現(xiàn)已研制出用涂層法、電鍍法及復(fù)合紡絲法制造的電磁屏蔽織物,共混紡絲法正處于研制階段。
3.對電磁輻射區(qū)內(nèi)工作人員的防護(hù)措施
推測或檢測到射頻功率密度超過50μW/cm2的區(qū)域,應(yīng)認(rèn)為是電磁輻射潛在危險區(qū)。
(1) 人員容易誤入的危險區(qū)域應(yīng)設(shè)有警示標(biāo)識。除非有緊急情況,凡經(jīng)計算或用場強(qiáng)計測量超過50μW/cm2的區(qū)域,不允許人員在未采取防護(hù)措施的情況下進(jìn)入。
(2) 應(yīng)防止大功率信號發(fā)生器在試驗過程中放電,因為它將對其周圍區(qū)域內(nèi)產(chǎn)生大于50μW/cm2的電磁輻射。在做此類操作時,應(yīng)用假負(fù)載或其它吸收材料吸收其輸出能量。
(3) 應(yīng)利用保護(hù)用品使輻射危害減至最小。必須保證在發(fā)射天線射束區(qū)內(nèi)工作的維護(hù)人員穿好保護(hù)服裝。
(4) 應(yīng)該禁止身上帶有金屬移植件,心臟起搏器等輔助裝置的人員進(jìn)入電磁輻射區(qū)。
(5) 應(yīng)給受到輻射源,電磁能和高壓裝置輻射的人員作定期身體檢查。
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