Тема 1 - Правові та організаційні засади охорони праці

ОСНОВИ ОХОРОНИ ПРАЦІ

 

конспект лекцій для студентів заочного відділення

 

 

Одеса 2010

 

 

ЗМІСТ

Лекція 1. 3

Тема 1 Правові та організаційні засади охорони праці 3

Тема 2 Організація охорони праці на виробництві 22

Лекція 2. 35

Тема 3 Розслідування, облік і аналіз нещасних випадків, професійних захворювань та аварій………………………………………………………………………………………....35

Тема 4 Основні фактори виробничого середовища, що визначають умови праці на виробництві. Основи фізіології, гігієни праці та виробничої санітарії 51

Лекція 3. 68

Тема 4 (Продовження) Основні фактори виробничого середовища, що визначають умови праці на виробництві. Основи фізіології, гігієни праці та виробничої санітарії 68

Лекція 4. 86

Тема 5 Нормування шкідливих чинників виробничого процесу. Контроль умов праці та шкідливих чинників, заходи, спрямовані на нормалізацію умов праці, запобігання захворювань і отруєнь. 86

Лекція 5. 127

Тема 6 Загальні санітарно-гігієнічні вимоги до розміщення підприємств, до виробничих і допоміжних приміщень. Атестація робочих місць за умовами праці 127

Тема 7 Основні причини, що породжують небезпеку виробничого обладнання і технологічних процесів та загальні вимоги безпеки. 134

Тема 8 Електробезпека. Специфіка питань електробезпеки відповідно до галузі. Статична електрика. Блискавкозахист. 152

Лекція 6. 170

Тема 8 (Продовження теми) Електробезпека. Специфіка питань електробезпеки відповідно до галузі. Статична електрика. Блискавкозахист. 170

Лекція 7. 192

Тема 9 Пожежна безпека. Специфіка питань пожежної безпеки. 192

Лекція 8. 233

Тема 10 Вимоги безпеки в галузі при проектуванні, виготовленні, монтажі, випробуваннях та експлуатації обладнання, технологічних процесів та продукції 233

Лекція 9. 258

Тема 10 (Продовження) Вимоги безпеки в галузі при проектуванні, виготовленні, монтажі, випробуваннях та експлуатації обладнання, технологічних процесів та продукції 258

Література. 278

Лекція 1.

Тема 1 - Правові та організаційні засади охорони праці

Законодавчо-нормативна база України з питань охорони праці. Основні принципи державної політики України у галузі охорони праці.

Нормативно-правові акти України про охорону праці.

Соціальне страхування працівників від нещасних випадків та професійних захворювань.

Державний нагляд і громадський контроль за охороною праці та дотриманням санітарно-гігієнічних норм.

Дисциплінарна, адміністративна, матеріальна та кримінальна відповідальність за порушення законодавства та нормативних актів про охорону праці.

Література: осн. Л-5 (Розділ 1.)

Завдання на СРС: Основні положення Закону України “Про загальнообов'язкове державне соціальне страхування від нещасного випадку на виробництві та професійного захворювання, які спричинили втрату працездатності”.

Відшкодування шкоди, заподіяної працівникові ушкодженням його здоров‘я.

Основні повноваження і права органів державного нагляду та профспілок у здійсненні контролю за додержанням законодавства та нормативно-правових актів про охорону праці.

Законодавча та нормативна база України про охорону праці

Основні положення Закону України «Про охорону праці»

Закон визначає основні засади державної політики в галузі охорони праці, які базуються на принципах:

- пріоритету життя і здоров'я працівників, повної відповідальності роботодавця за створення належних, безпечних і здорових умов праці;

- підвищення рівня промислової безпеки шляхом забезпечення суцільного технічного контролю за станом виробництв, технологій та продукції, а також сприяння підприємствам у створенні безпечних та нешкідливих умов праці;

- комплексного розв'язання завдань охорони праці на основі загальнодержавної, галузевих, регіональних програм з цього питання та з урахуванням інших напрямів економічної і соціальної політики, досягнень в галузі науки і техніки та охорони довкілля;

- соціального захисту працівників, повного відшкодування шкоди особам, які потерпіли від нещасних випадків на виробництві та професійних захворювань;

- встановлення єдиних вимог з охорони праці для всіх підприємств та суб'єктів підприємницької діяльності незалежно від форм власності та видів діяльності;

- адаптації трудових процесів до можливостей працівника з урахуванням його здоров'я та психологічного стану;

- використання економічних методів управління охороною праці, участі держави у фінансуванні заходів щодо охорони праці, залучення добровільних внесків та інших надходжень на ці цілі, отримання яких не суперечить законодавству;

- інформування населення, проведення навчання, професійної підготовки і підвищення кваліфікації працівників з питань охорони праці;

- забезпечення координації діяльності органів державної влади, установ, організацій, об'єднань громадян, що розв'язують проблеми охорони здоров'я, гігієни та безпеки праці, а також співробітництва і проведення консультацій між роботодавцями та працівниками (їх представниками), між усіма соціальними групами під час прийняття рішень з охорони праці на місцевому та державному рівнях;

- використання світового досвіду організації роботи щодо поліпшення умов і підвищення безпеки праці на основі міжнародного співробітництва.

З метою реалізації вищенаведених принципів, а також з метою чіткого визначення правовідносин між роботодавцем і працівником щодо питань охорони праці, які є однією із найважливіших суспільних проблем, правове поле Закону України "Про охорону праці" охоплює основні аспекти цих правовідносин, а сам закон містить 44 статті, об‘єднаних у 8 розділів. Перший розділ містить загальні положення, які майже повністю було розглянуто вище. Решта розділів – це

- Гарантії прав на охорону праці (розділ ІІ, ст. ст. 5 – 12);

- Організація охорони праці (розділ ІІІ, ст. ст. 13 – 24);

- Стимулювання охорони праці (розділ ІV, ст. ст. 25 – 26);

- Нормативно-правові акти з охорони праці (розділ V, ст. ст. 27 – 30);

- Державне управління охороною праці (розділ VІ, ст. ст. 31 – 37);

- Державний нагляд і громадський контроль за охороною праці (розділ VІІ, ст. ст. 38 – 42);

- Відповідальність працівників за порушення законодавства про охорону праці (розділ VІІІ, ст. ст. 43 – 44).

 

Інструктажі з охорони праці

Усі працівники, які приймаються на постійну чи тимчасову роботу, і при подальшій роботі, повинні проходити на підприємстві навчання в формі інструктажів з питань охорони праці, надання першої допомоги потерпілим від нещасних випадків, а також з правил поведінки та дій при виникненні аварійних ситуацій, пожеж і стихійних лих.

За характером і часом проведення інструктажі з питань охорони праці поділяються на вступний, первинний, повторний, позаплановий та цільовий.

Вступний інструктаж проводиться:

- з усіма працівниками, які приймаються на постійну або тимчасову роботу, незалежно від їх освіти, стажу роботи та посади;

- з працівниками інших організацій, які прибули на підприємство і беруть безпосередню участь у виробничому процесі або виконують інші роботи для підприємства;

- з учнями та студентами, які прибули на підприємство для проходження виробничої практики;

- у разі екскурсії на підприємство;

Первинний інструктаж проводиться до початку роботи безпосередньо на робочому місці з працівником:

- новоприйнятим (постійно чи тимчасово) на підприємство;

- який переводиться з одного цеху виробництва до іншого;

- який буде виконувати нову для нього роботу;

- відрядженим працівником, який бере безпосередню участь у виробничому процесі на підприємстві.

Повторний інструктаж проводиться з працівниками на робочому місці в терміни, визначені відповідними чинними галузевими нормативними актами або керівником підприємства з урахуванням конкретних умов праці, але не рідше:

- на роботах з підвищеною небезпекою - 1 раз на 3 місяці;

- для решти робіт - 1 раз на 6 місяців.

Позаплановий інструктаж проводиться з працівниками на робочому місці або в кабінеті охорони праці:

- при введенні в дію нових або переглянутих нормативних актів про охорону праці, а також при внесенні змін та доповнень до них;

- при зміні технологічного процесу, заміні або модернізації устаткування, приладів та інструментів, вихідної сировини, матеріалів та інших факторів, що впливають на стан охорони праці;

- при порушеннях працівниками вимог нормативних актів про охорону праці, що можуть призвести або призвели до травм, аварій, пожеж тощо;

- при виявленні особами, які здійснюють державний нагляд і контроль за охороною праці, незнання вимог безпеки стосовно робіт, що виконуються працівником;

- при перерві в роботі виконавця робіт більш ніж на 30 календарних днів - для робіт з підвищеною небезпекою, а для решти робіт - понад 60 днів.

Цільовий інструктаж проводиться з працівниками:

- при виконанні разових робіт, не передбачених трудовою угодою;

- при ліквідації аварії, стихійного лиха;

- при проведенні робіт, на які оформлюються наряд-допуск, розпорядження або інші документи.

 

Лекція 2.

ШКІДЛИВІ РЕЧОВИНИ

В даний час близько 60 тисяч хімічних речовин знаходять застосування в діяльності людини. Серед інгредієнтів забруднення повітряного середовища (шкідливі речовини) - тисячі хімічних сполук у вигляді аерозолів (твердих, рідких) чи газоподібному вигляді.

Шкідливими називаються речовини, що при контакті з організмом можуть викликати захворювання чи відхилення від нормального стану здоров'я, що виявляються сучасними методами як у процесі контакту з ними, так і у віддалений термін, в тому числі і в наступних поколіннях.

Склад і ступінь забруднення повітряного середовища різними речовинами оцінюється по масі (мг) в одиниці об'єму повітря (м3) - концентрації (С, мг/м3). Крім одиниці виміру - мг/м3, можуть використовуватися - %, а також – млн-1 чи “ppm” (кількість часток речовини на мільйон часток повітря).

По ступеню впливу на організм шкідливі речовини підрозділяються на чотири класи небезпеки:

1- надзвичайно небезпечні, що мають ГДКрз - менш 0,1 мг/м3 у повітрі (смертельна концентрація в повітрі менш 500мг/м3);

2- високо небезпечні – ГДКрз - 0,1¸1,0 мг/м3 (смертельна концентрація в повітрі 500-5000 мг/м3);

3- помірковано небезпечні - ГДКрз-0,1¸10,0 мг/м3 (смертельна концентрація в повітрі 5000¸50000 мг/м3);

4- мало небезпечні ГДКрз>10,0 мг/м3 (смертельна концентрація в повітрі > 50000 мг/м3).

У таблиці приведені значення гранично допустимих концентрацій для деяких інгредієнтів, що знаходяться у виробничому повітряному середовищі й в атмосфері населених пунктів.

Таблиця

Гранично допустимі концентрації забруднюючих речовин у робочій зоні і в атмосфері населених пунктів

 

Речовина Назва (формула)	ГДКрз, мг/м3	ГДКмр, мг/м3	ГДКсд, мг/м3	Клас небезпеки	Дія на людину
Оксид вуглецю (СО)	20,0	3,0	1,0		Задушлива дія, порушення центральної нервової системи
Двооксид азоту (NO2)	2,0	0,085	0,085		Порушення дихальних шляхів, набряк легенів, серцева слабість.
Сірчистий ангідрид (SO2)	10,0	0,5	0,05		Дратівна дія слизистих, верхніх дихальних шляхів, імунна система, гастрит.
Зважені речовини (неорганічний пил)		0,15	0,05		Захворювання дихальної системи
Кадмій (Сd)	0,05				Канцероген*
Свинець (Pb)	0,01		0,003		Уражається шлунково-кишковий тракт, печінка, нирки; змінюється склад крові і кісткового мозку; уражається головний мозок; викликає м'язову кволість
Бензин	100,0	5,0	1,5		Наркотична дія (ураження центральної нервової системи)
Бензпирен (С20Н12)	0,00015		0,1мкг/100 м3		Канцероген
Марганець (Mn, Mn2)	0,05				Уражає центральну нервову систему, печінку, шлунок
Фенол (С6Н6ПРО)	0,3	0,01	0,01		Потрібний захист шкіри, очей; алергійні дії

 

* Канцероген – речовина, що сприяє появі злоякісних новоутворень у різних органах.

Види виробничого освітлення

Залежно від джерел світла освітлення може бути природним, що створюється прямими сонячними променями та розсіяним світлом небосхилу; штучним, що створюється електричними джерелами світла, та суміщеним, при якому недостатнє за нормами природне освітлення доповнюється штучним.

Природне освітлення поділяється на: бокове (одно- або двобічне), що здійснюється через світлові отвори (вікна) в зовнішніх стінах; верхнє, здійснюється через отвори (ліхтарі) в дахах і перекриттях; комбіноване – поєднання верхнього та бокового освітлення.

Штучне освітлення може бути загальнім та комбінованим. Загальне освітлення передбачає розміщення світильників у верхній зоні приміщення (не нижче 2,5 м над підлогою) для здійснювання загальне рівномірного або загального локалізованого освітлення (з урахуванням розтушування обладнання та робочих місць). Місцеве освітлення створюється світильниками, що концентрують світловий потік безпосереднього на робочих місцях. Комбіноване освітлення складається із загального та місцевого. Його доцільно застосувати при роботах високої точності, а також, якщо необхідно створити певний або змінний, в процесі роботи, напрямок світла. Одне місцеве освітлення у виробничих приміщеннях заборонене.

За функціональним призначенням штучне освітлення поділяється на робоче, чергове, аварійне, евакуаційне, охоронне.

Робоче освітлення створює необхідні умови для нормальної трудової діяльності людини.

Чергове освітлення – зніжений рівень освітлення, що передбачається у неробочий час, при цьому використовують частину світильників інших видів освітлення.

Аварійне освітлення вмикається при вимиканні робочого освітлення. Світильники аварійного освітлення живляться від автономного джерела і повинні забезпечувати освітленість не менше 5 % величини робочого освітлення, але не менше 2 лк на робочих поверхнях виробничих приміщень і не менше 1 лк на території підприємства.

Евакуаційне освітлення вмикається для евакуації людей з приміщення під час виникнення небезпеки. Воно встановлюється у виробничих приміщеннях з кількістю працюючих більше 50, а також у приміщеннях громадських та допоміжних будівель промислових підприємств, якщо в них одночасно можуть знаходитися більше 100 чоловік. Евакуаційна освітленність у приміщеннях має бути 0,5 лк, поза приміщенням ¾ 0,2 лк.

Охоронне освітлення передбачається вздовж границь територій, що охороняються, і має забезпечувати освітленість 0,5 лк.

 

Вібрації

Вібрація це механічні коливання пружних тіл або коливальні рухи механічних систем. Для людини вібрація є видом механічного впливу, якій має негативні наслідки для організму.

Причиною появи вібрації є неврівноважені сили та ударні процеси в діючих механізмах. Створення високопродуктивних потужних машин і швидкісних транспортних засобів при одночасному зниженні їх матеріалоємності неминуче призводить до збільшення інтенсивності і розширення спектру вібраційних та віброакустичних полів. Цьому сприяє також широке використання в промисловості і будівництві високоефективних механізмів вібраційної та віброударної дії. Дія вібрації може приводити до трансформування внутрішньої структури і поверхневих шарів матеріалів, зміни умов тертя і зносу на контактних поверхнях деталей машин, нагрівання конструкцій. Через вібрацію збільшуються динамічні навантаження в елементах конструкцій, стиках і сполученнях, знижується несуча здатність деталей, ініціюються тріщини, виникає руйнування обладнання. Усе це приводить до зниження строку служби устаткування, зростання імовірності аварійних ситуацій і зростання економічних витрат. Вважають, що 80% аварії в машинах і механізмах здійснюється в наслідок вібрації. Крім того, коливання конструкцій часто є джерелом небажаного шуму. Захист від вібрації є складною і багатоплановою в науково-технічному та важливою у соціально-економічному відношеннях проблемою нашого суспільства.

Дія вібрації визначається інтенсивністю коливань, їх спектральним складом, тривалістю впливу та напрямком дії. Показниками інтенсивності є середньоквадратичні або амплітудні значення віброприскорення (а), віброшвидкості(v), вібро зміщення (x). Параметри x,v, a – взаємозалежні, і для синусоїдальних вібрацій величина кожного з них може бути обчислена за значеннями іншого зі співвідношення:

a = v(2рf)= x(2рf)2

де 2рf – кругова частота вібрації, с-1.

Для оцінки рівнів вібрації використовується логарифмічна шкала децибел.

Логарифмічні рівні віброшвидкості (Lv) в дБ визначають за формулою:

де v - середньоквадратичне значення віброшвидкості, м/с, (v= , де vi – миттєві значення віброшвидкості за період осереднення Т);

vo - опорне значення віброшвидкості, що дорівнює 5 х 10-8 м/с (для локальної та загальної вібрацій).

Логарифмічні рівні віброприскорення (La) в дБ визначають за формулою:

де a - середнє квадратичне значення віброприскорення, м/с2;

aо - опорне значення віброприскорення, що дорівнює 3 х 10-4 м/с2.

За способом передачі на тіло людини розрізняють загальну та локальну (місцеву) вібрацію. Загальна вібрація та, що викликає коливання всього організму, а місцева (локальна) - втягує в коливальні рухи лише окремі частини тіла (руки, ноги).

Локальна вібрація, що діє на руки людини, утворюється багатьма ручними машинами та механізованим інструментом, при керуванні засобами транспорту та машинами, при будівельних та монтажних роботах.

Загальну вібрацію за джерелом виникнення поділяють на такі категорії:

Категорія 1 - транспортна вібрація, яка діє на людину на робочих місцях самохідних та причіпних машин, транспортних засобів під час руху по місцевості, агрофонах і дорогах (в тому числі при їх будівництві). До джерел транспортної вібрації відносять, наприклад, трактори сільськогосподарські та промислові, самохідні сільськогосподарські машини; автомобілі вантажні (в тому числі тягачі, скрепери, грейдери, котки та ін.); снігоприбирачі, самохідний гірничошахтний рейковий транспорт.

Категорія 2 - транспортно-технологічна вібрація, яка діє на людину на робочих місцях машин з обмеженою рухливістю та таких, що рухаються тільки по спеціально підготовленим поверхням виробничих приміщень, промислових майданчиків та гірничих виробок. До джерел транспортно-технологічної вібрації відносять, наприклад, екскаватори (в тому числі роторні), крани промислові та будівельні, машини для завантаження мартенівських печей (завалочні), гірничі комбайни, самохідні бурильні каретки, шляхові машини, бетоноукладачі, транспорт виробничих приміщень.

Категорія 3 - технологічна вібрація, яка діє на людину на робочих місцях стаціонарних машин чи передається на робочі місця, які не мають джерел вібрації. До джерел технологічної вібрації відносяться, наприклад, верстати та метало-деревообробне, пресувально-ковальське обладнання, ливарні машини, електричні машини, окремі стаціонарні електричні установки, насосні агрегати та вентилятори, обладнання для буріння свердловин, бурові верстати, машини для тваринництва, очищення та сортування зерна (у тому числі сушарні), обладнання промисловості будматеріалів (крім бетоноукладачів), установки хімічної та нафтохімічної промисловості і т. ін.

Загальну технологічну вібрацію за місцем дії поділяють на такі типи:

а) на постійних робочих місцях виробничих приміщень підприємств;

б) на робочих місцях складів, їдалень, побутових, чергових та інших виробничих приміщень, де немає джерел вібрації;

в) на робочих місцях заводоуправлінь, конструкторських бюро, лабораторій, учбових пунктів, обчислювальних центрів, медпунктів, конторських приміщень, робочих кімнат та інших приміщень для працівників розумової праці.

За джерелом виникнення локальну вібрацію поділяють на таку, що передається від:

- ручних машин або ручного механізованого інструменту, органів керування машинами та устаткуванням;

- ручних інструментів без двигунів (наприклад, рихтувальні молотки) та деталей, які оброблюються.

За часовими характеристиками загальні та локальні вібрації поділяють на:

- постійні, для яких величина віброприскорення або віброшвидкості змінюється менше ніж у 2 рази (менше 6 дБ) за робочу зміну;

- непостійні, для яких величина віброприскорення або віброшвидкості змінюється не менше ніж у 2 рази (6 дБ і більше) за робочу зміну.

За напрямком дії загальну та локальну вібрації характеризують з урахуванням осей ортогональної системи координат X, Y, Z.

Напрями координатних осей при дії загальної (а) та локальної(б) вібрації

Характер вібрації, діючої на людину від машин і об’єктів представлений у таблиці.

Таблиця

Характер вібрації, збуджуваної машинами
Машини (об'єкти)	Характер вібрації
Автомобілі, літаки, судна	Випадкова широкосмугова
Будівельні машини, трактори, комбайни, трамваї, залізничний транспорт	Випадкова вузькосмугова
Металообробні верстати, компресори, текстильні машини, двигуни внутрішнього згоряння, електродвигуни	Детермінована полігармонійна
Бурові машини, підіймальні крани, відбійні молотки, землерийні машини	Випадкова і детермінована полі- гармонійна

 

Виробничий шум

Шум це будь-який небажаний звук, якій наносить шкоду здоров’ю людини, знижує його працездатність, а також може сприяти отриманню травми в наслідок зниження сприйняття попереджувальних сигналів. З фізичної точки зору - це хвильові коливання пружного середовища, що поширюються з певної швидкістю в газоподібній, рідкій або твердій фазі.

Звукові хвилі виникають при порушенні стаціонарного стану середовища в наслідок впливу на них сили збудження и поширюючись у ньому утворюють звукове поле. Джерелами цих порушень бути механічні коливання конструкцій або їх частин, нестаціонарні явища в газоподібних або рідких середовищах

Основними характеристиками таких коливань служить амплітуда звукового тиску(р,Па), частота (f,Гц). Звуковий тиск – це різниця між миттєвим значенням повного тиску у середовищі при наявності звуку та середнім тиском в цьому середовищі при відсутності звуку. Поширення звукового полю супроводжується переносом енергії, яка може бути визначена інтенсивністю звуку J(Вт/м2).У вільному звуковому полі інтенсивність звуку і звуковий тиск зв’язати між собою співвідношенням

J =p2 /с·C,

де J –інтенсивність звуку, Вт/м2

p- звуковий тиск, Па,

с- щільність середовища,кг/м3

С – швидкість звукової хвилі в даному середовищі, м/с.

За частотою звукові коливання поділяються на три діапазони: інфразвукові з частотою коливань менше 20 Гц, звукові (ті, що ми чуємо) ¾ від 20 Гц до 20 кГц та ультразвукові ¾ більше 20 кГц. Швидкість поширення звукової хвилі C (м/с) залежить від властивостей середовища і насамперед від його щільності. Так, в повітрі при нормальних атмосферних умовах C~344 м/с; швидкість звукової хвилі в воді ~1500 м/с, у металах ~ 3000-6000 м/с.

Людина сприймає звуки в широкому діапазоні інтенсивності (від нижнього порога чутності до верхнього –больового порога). Але звуки різних частот сприймаються неоднаково. Найбільша чутність звуку людиною відбувається у діапазоні 800-4000 Гц. Найменша – в діапазоні 20-100 Гц.

 

УЛЬТРА ТА ІНФРАЗВУК

Ультразвук широко застосовують в техніці для диспергування рідин, очищення частин, зварювання пластмас, дефектоскопії металів, очищення газів від шкідливих домішок тощо.

У техніці застосовують звукові хвилі частотою вище 11,2 кГц, тобто захоплюється частина діапазону відчутних для людини звуків. На організм людини ультразвук впливає, головним чином, при безпосередньому контакті, а також через повітря. При дотриманні заходів безпеки робота з ультразвуком на стані здоров’я не позначається.

Коливання та звук інфразвукових частот широко розповсюджені в сучасному виробництві й на транспорті. Вони утворюються під час роботи компресорів, двигунів внутрішнього згоряння, великих вентиляторів, руху локомотивів та автомобілів. Інфразвук є одним з несприятливих факторів виробничого середовища, і при високих рівнях звукового тиску (більше 110-120 дБ) спостерігається шкідливий вплив його на організм людини.

Лекція 3.

Інфрачервоне випромінювання

Інфрачервоне випромінювання (теплове) виникає скрізь, де температура вище абсолютного нуля, і є функцією теплового стану джерела випромінювання. Більшість виробничих процесів супроводжується виділенням тепла, тепло виділяється виробничим устаткуванням і матеріалами. Нагріті тіла віддають своє тепло менш нагрітим трьома способами: теплопровідністю, тепловипромінюванням, конвекцією. Дослідження показують, що близько 60% тепла, що втрачається, приходиться на частку тепловипромінювання. Промениста енергія, проходячи простір від нагрітого тіла до менш нагрітого, переходить у теплову енергію в поверхневих шарах тіла, що опромінюється. У результаті поглинання випромінюваної енергії підвищується температура тіла людини, конструкцій приміщень, устаткування, що в значній мірі впливає на метеорологічні параметри (приводить до підвищення температури повітря в приміщенні).

Джерела ІЧ випромінювання поділяються на природні (природна радіація сонця, неба) і штучні - будь-які поверхні, температура яких вища порівняно з поверхнями, що опромінюються. Для людини це все поверхні t° > 36-37°C.

По фізичній природі ІЧ випромінювання явояє собою потік матеріальних часток, яким притаманні квантові і хвильові властивості. ІЧ випромінювання охоплює область спектра з довжиною хвилі 0.78...540 мкм. Енергія кванта лежить у межах 0.0125...1.25 еВ.

За законом Стефана-Больцмана інтегральна щільність випромінювання, Вт/м2, абсолютно чорного тіла пропорційна четвертому степеню його абсолютної температури

,

де С0=5.67Вт/м2;

Т - абсолютна температура тіла.

Щільність випромінювання різних матеріалів описується рівнянням:

,

де E - ступінь чорності матеріалу.

Ступінь чорності матеріалів

Таблиця

Матеріал	t0С	E
Алюміній	225 - 575	0.039 - 0.057
Сталь луджена		0.043 - 0.064
Азбестовий картон		0.96
Цегла червона		0.93

 

Випромінювальною здатністю чи спектральною щільністю енергетичної світимості тіла називають величину Ew, чисельно рівну поверхневій щільності потужності теплового випромінювання тіла в інтервалі частот одиничної ширини (спектральна характеристика теплового випромінювання)

Ew=dw/dv, Дж/м2.

Випромінювальною здатністю тіла в напрямку нормалі

.

Щільність променистого потоку qr на відстані r від теплового джерела обернено пропорційна квадрату відстані

qr= q1/r2 = (0.91S(T1 /100)4 - (T2 /100)4)/ r2,

де q1 - щільність променистого потоку на відстані одиниці довжини від випромінювача;

S - площа випромінюваної поверхні;

T1 - температура випромінюючої поверхні, К;

T2 - температура сприймаючої поверхні, К.

На практиці випромінювання є інтегральним, тому що тіла випромінюють одночасно різні довжини хвиль. Однак максимум випромінювання завжди відповідає хвилям визначеної довжини. В міру збільшення температури тіла довжина хвилі зменшується. Між T і l виконується співвідношення Вина:

lмакс * Т = b,

де b = 0.002898 м*град.

Спектр теплового випромінювання твердих і рідких тіл суцільний і характеризується діапазоном довжин хвиль випромінювання і довжиною хвиль lmax, що відповідає максимуму інтенсивності випромінювання. Гази, що мають не менше трьох атомів у молекулі (вуглекислий газ, водяна пара та ін.), мають випромінюючу і поглинаючу здатність, а спектр випромінювання їх носить смугастий характер.

 

УЛЬТРАФІОЛЕТОВЕ ВИПРМІНЮВАННЯ (УФВ)

Ультрафіолетові промені в електромагнітному спектрі розташовуються між тепловою і проникаючою радіацією і носять риси як тієї, так і іншої. Довжина хвилі 390-6 нм з енергією кванта 3,56-123 еВ. За способом генерації вони відносяться до теплової частини випромінювання, а по дії на поглинаючі тіла - ближче підходять до проникаючій радіації, хоча викликають також і тепловий ефект. Іонізуюча радіація при дії на людину викликає іонізацію, а УФВ викликають цю дію в меншій мірі. Енергія їхнього кванта достатня для порушення атома. Енергія хімічного зв'язку, що утримує атоми в молекулі будь-якої хімічної сполуки, що входить до складу організму, не перевищує 4 еВ. Фотони з енергією 12-15 еВ здатні викликати іонізацію води, атомів водню, азоту, вуглецю. Виходячи з того, що вода і перераховані атоми складають основу живої тканини, випромінювання з енергією 12 еВ можна розглядати як нижню межу для високоорганізованих біологічних систем. Особливістю УФВ є їх висока сорбційність - їх поглинає більшість тіл.

Спектр УФВ має велику довжину і викликає різні дії. Він розбитий на наступні області: УФА (390-315 нм, ГДР®10 Вт/м2), УФВ (315-280 нм, ГДР®10-2 Вт/м2), УФС (280-6 нм, ГДР®10-3 Вт/м2). Температурні випромінювачі починають створювати УФВ при температурі 19000 С.

УФВ виникає при роботі радіоламп, ртутних випрямлячів, експлуатації ОКГ, при обслуговуванні ртутно-кварцових ламп, при зварювальних роботах.

Інтенсивність УФВ і його спектральний склад на робочому місці залежить від температури нагрівача, наявності газів (озону), пилу і відстані від робочого місця до джерела випромінювання. Пил, газ, дим поглинають УФВ і змінюють його спектральну характеристику. Повітря практично не прозоре для l < 185 нм через поглинання УФВ киснем. У зв'язку з тим, що УФВ розсіюються і поглинаються в запиленому середовищі й у газах, розрахувати рівні УФ випромінювання на визначеній відстані від джерела складно і їх тільки вимірюють.

УФ радіація викликає зміну складу виробничої атмосфери. Утворюються озон, оксиди азоту, перекис водню, відбувається іонізація повітря. Хімічна й іонізуюча дія УФВ обумовлює утворення в атмосфері ядер конденсації, на яких розсіюється світло й освітленість робочих місць знижується, утворяться тумани.

 

ЛАЗЕРНЕ ВИПРОМІНЮВАННЯ

В даний час лазерна техніка знаходить дуже широке застосування. Зараз нараховується більше 200 галузей застосування ОКГ. Вони використовуються в дальнометрії, системах передачі інформації, телебаченні, спектроскопії, в електронній та обчислювальній техніці, при забезпеченні термоядерних процесів, біології, медицині, у металообробці, металургії, при обробці твердих і надтвердих матеріалів, при зварювальних роботах і ін. Мала кутова розбіжність ЛВ дозволяє здійснити його фокусування на площах малих розмірів (порівняних з довжиною хвилі) і одержувати щільність потужності світлового потоку, достатнью для інтенсивного розігрівання і випаровування матеріалів (щільність потужності випромінювання досягає 1011-1014 Вт/см2). Висока локальність нагрівання і відсутність механічних дій дозволяє використовувати лазери при збиранні мікросхем (зварювання металевих виводів і напівпровідникових матеріалів). За допомогою лазерного променю здійснюють проплав багатошарових матеріалів. Використовують ОКГ для приєднання резисторів, конденсаторів, виготовлення друкованих схем. Широко використовують ОКГ для одержання мікроотворів у надтвердих матеріалах.

Розширене застосування лазерних установок у різних галузях діяльності людини сприяє залученню великої кількості працівників для їх обслуговування. Поряд з унікальними властивостями (спрямованість і величезна щільність енергії в промені) і перевагами перед іншим устаткуванням лазерні установки створюють певну небезпеку для здоров'я обслуговуючого персоналу.

Принцип дії лазерного випромінювання заснований на використанні змушеного (стимульованого) електромагнітного випромінювання, одержуваного від робочої речовини в результаті порушення його атомів електромагнітною енергією зовнішнього джерела. Стимульоване випромінювання має такі якості:

1 - когерентність (сталість різниці фаз між коливаннями і монохроматичність - практично ширина смуги випромінювання 2 Гц);

2 - мала розбіжність променя (22" - теоретична, 2' - практична);

3 - висока щільність потужності (1014 Вт/см2).

У залежності від характеру робочої речовини розрізняють ОКГ: твірдотільні (робоча речовина - рубін, стекло з неодимом, пластмаси); напівпровідникові (Zn0, CaSe, Te, Pb і ін.); рідинні (з рідко земельними активаторами, органічними барвниками); газові (He-Ne, Ar, Xe, CO2 і ін.).

По режиму роботи лазери підрозділяються на безупинної дії й імпульсні. Зараз отримане лазерне випромінювання в діапазоні від 0.6 мм (субміліметрові) до 1 мкм, що входить в УФ область (ІЧ, видимий, УФ). Уже з'явилися повідомлення про створення лазерів у діапазоні рентгенівського (6 нм - 0.01 нм) і ведуться роботи зі створення лазерів в області гамма-випромінювання (0.01 - 0.0005 нм). Лазерне випромінювання в цих діапазонах крім монохроматичності, когерентності, гострої спрямованості і високої щільності потужності буде мати і високу проникаючу здатність. Як ми вже говорили, лазерне випромінювання може бути сконцентрованим у вузько спрямованому промені з великою щільністю потужності. Щільність потужності в промені лазера досягає великих величин внаслідок додавання енергії безлічі когерентних променів окремих атомів, що приходять в обрану точку простору в однаковій фазі.

Щільність потужності лазерного випромінювання на малій площині об'єкта визначається формулою:

,

де Р - вихідна потужність випромінювання лазера;

D - діаметр об'єкта оптичної системи;

l - довжина хвилі;

f - фокусна відстань оптичної системи.

Наприклад: Р=1 МВт, l=0.69 мкм, D/f=1.2, тоді Ps=3×1014 Вт/см2. Для порівняння щільність потужності випромінювання на поверхні Сонця 108 Вт/×см2.

Лазерне випромінювання з високою щільністю потужності супроводжується високою напруженістю електричного полю:

,

де m - магнітна проникність середовища (для повітря Гн/м);

e - діелектрична проникність середовища (для повітря Ф/м).

Значення електричної напруженості у вакуумі при Р=1 МВт складає 2.74×106 В/м.

Випромінювання лазера з величезною щільністю потужності руйнує і випаровує матеріали. Одночасно в області падіння лазерного випромінювання на поверхню матеріалу в ньому створюється світловий тиск сотні тисяч мега паскалей (мільйони атмосфер) (лазерний промінь - потік фотонів, кожний з який має енергію й імпульс сили) до 106 МПа. При цьому виникає температура до декількох мільйонів градусів К. При фокусуванні лазерного променя в газі відбувається утворення високотемпературної плазми, що є джерелом легкого рентг