Тема 4 (продовження ) - основні фактори виробничого середовища, що визначають умови праці на виробництві. Основи фізіології, гігієни праці та виробничої санітарії

 

Класифікація та джерела електричних і магнітних полів та електромагнітних випромінювань промислової частоти і радіочастотного діапазону.

Класифікація та джерела ультрафіолетового та інфрачервоного випромінювань.

Лазерне випромінювання, небезпечні і шкідливі фактори, що супроводжують роботу лазерів. Класифікація лазерів за ступенями небезпечності лазерного випромінювання.

Джерела іонізуючих випромінювань на виробництві.

Основи фізіології, гігієни праці та виробничої санітарії.

Література: осн. Л-5 (Розділ 2.).

Завдання на СРС: Особливості впливу електричних і магнітних полів та електромагнітних випромінювань на людину. Небезпека дії іонізуючих випромінювань. Особливості впливу на організм людини інфрачервоного, ультрафіолетового та лазерного випромінювань.

 

ЕЛЕКТРИЧНІ І МАГНІТНІ ПОЛЯ ТА ЕЛЕКТРОМАГНІТНІ ВИПРОМІНЮВАННЯ ПРОМИСЛОВОЇ ЧАСТОТИ І РАДІОЧАСТОТНОГО ДІАПАЗОНУ

Електромагнітна сфера нашої планети визначається, в основному, електричним (Е=120-150 В/м) і магнітним (Н=24-40 А/м) полями Землі, атмосферним електричним радіовипромінюванням Сонця і галактик, а також полями штучних джерел. Діапазон природних і штучних полів дуже широкий: починаючи від постійних магнітних і електростатичних полів і кінчаючи ренгенівським і гамма-випромінюванням частотою 3*1021 Гц і вище. Кожний з діапазонів електромагнітних випромінювань по-різному впливає на розвиток живого організму. У відмінність від світлового, інфрачервоного й ультрафіолетового випромінювань ще не знайдено відповідних рецепторів для ЕМВ інших діапазонів. Маються деякі факти про безпосереднє сприйняття клітинами мозку ЕМВ радіочастотного діапазону, про вплив низькочастотних ЕМВ на функції головного мозку, які вимагають додаткового підтвердження.

Джерелами електромагнітних випромінювань радіочастот є потужні радіостанції, генератори надвисоких частот, установки індукційного і діелектричного нагрівання, радари, вимірювальні і контролюючі пристрої, дослідницькі установки, високочастотні прилади і пристрої в медицині та побуті.

Джерелом електростатичного поля й електромагнітних випромінювань у широкому діапазоні частот (понад - та інфранизькочастотному, радіочастотному, інфрачервоному, видимому, ультрафіолетовому, рентгенівському) є персональні електронно-обчислювальні машини (ПЕОМ і відеодисплейні термінали (ВДТ) на електронно-променевих трубках, які використовуються як у промисловості та наукових дослідженнях, так і в побуті. Небезпеку для користувачів являє електромагнітне випромінювання монітора в діапазоні частот 20 Гц-300 МГц і статичний електричний заряд на екрані.

Джерелами електромагнітних полів промислової частоти є будь-які електроустановки і струмопроводи промислової частоти. Чим більше струм, що протікає в них, тим вище інтенсивність полів.

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 рентгенівського випромінювання (1 нм).

При проходженні променю через неоднорідне середовище (повітря, деяке середовище) відбувається розбіжність і блукання тобто відбивання променя. Відрізняють дзеркальне і дифузне відбивання лазерного променя.

При оцінці дифузійного відображення випромінювання слід враховувати геометричні розміри поверхні, що відбиває, (крапковий чи протяжний).

Щільність енергії для прямого випромінювання визначається формулою

,

де I0 - вихідна енергія ОКГ (Вт) Дж;

j - кут розбіжності випромінювання;

r - відстань ЭКГ до розрахункової точки;

s - коефіцієнт ослаблення випромінювання ОКГ повітряним середовищем (залежить від дальності видимості) s=3.9/V, V - видимість.

В умовах відбитого випромінювання щільність енергії в заданій точці можна визначити по формулі:

,

де In - енергія, що падає на відбиту поверхню, Дж;

К - коефіцієнт відображення поверхні;

b - кут між нормаллю до поверхні і напрямком візування;

К1 - коефіцієнт, що враховує розміри плями (наприклад, якщо R>30r (радіусів плям), то К1=1 (точкове джерело).

Іонізуючі випромінювання

Швидкий розвиток ядерної енергетики і широке впровадження джерел іонізуючих випромінювань у різних областях науки, техніки і народного господарства створили потенційну погрозу радіаційної небезпеки для людини і забруднення навколишнього середовища радіоактивними речовинами. Слід мати на увазі, що в основному людина підвергається іонізуючим опромінюванням природного походження (космічного та земного). На частку земного опромінювання припадає 5/6 природного опромінювання, в основному в наслідок дії радіоактивних нуклідів, що попадають в організм з їжею, водою та повітрям. Радіоактивні ізотопи міститися у гірничих породах (калій-40, уран-238, торій- 232 та ін.), які широко використовуються в будівництві та інших галузях господарства. Останні досліджування показали, що значна частка природного опромінювання припадає на газ радон, якій утворюється при розпаду урану та торию і виділяється з породи, при розпилу води та спалюваній газу. В закритих приміщеннях концентрація радону може досягати кількох тисяч Бк/м3. Додаткове опромінювання людина долучає за рахунок викидів твердих часток, які вміщують радіоактивні сполуки при спалюванні вугілля і мазуту. Середи штучних джерел іонізуючого опромінювання важливим для сучасної людини є медичні дослідження та радіотерапія. Так, при рентгенографії зубів доза опромінювання у черепі може досягати 60 – 130 мкЗв. Середнє мирової рівень додаткової дози від медичних процедур дорівнюється 0,4мЗв на рік, що складає 20% від фонового опромінювання. Тому питання захисту від іонізуючих випромінювань (чи радіаційна безпека) перетворюються в одну з найважливіших проблем.

Радіоактивність — мимовільне перетворення (розпад) атомних ядер деяких хімічних елементів (урану, торію, радію, та ін.), що приводить до зміни їхнього атомного номера і масового числа. Такі елементи називаються радіоактивними,

Радіоактивні речовини розпадаються зі строго визначеною швидкістю, вимірюваної періодом напіврозпаду, тобто тимчасовий, протягом якого розпадається половина всіх атомів. Радіоактивний розпад не може бути зупинений чи прискорений яким-небудь способом.

У результаті радіоактивних перетворень можуть виникати різні частки з різною енергією a,b, n, фотони (g,R).

Альфа-випромінювання— потік позитивно заряджених часток (ядер атомів гелію), що відтворюються при розпаду ядер або при ядерних реакціях. Вони мають велику іонізуючу дію, але малу проникаючу здатність.

Бета-випромінювання — потік негативно заряджених часток (електронів) або позитивних (позитронів), що відтворюються при розпаді ядер або нестабільних часток. Пробіг b- часток в повітрі складає приблизно 3,8м/МєВ. Іонізуюча здатність b- часток на два порядки нижче б – часток.

Гамма випромінювання являють собою короткохвильове електромагнітне випромінювання (фотонне випромінювання). Воно відтворюються при змінах енергетичного стану атомних ядер, а також при ядерних утвореннях.

Рентгенівське випромінювання також є електромагнітне (фотонне) випромінювання, яке відбувається при змінах енергетичного стану електронів атома, або при зменшенні кінетичної енергії заряджених часток (гальмове випромінювання). Гамма та рентгенівські випромінювання мають невелику іонізуючу дію, але дуже велику проникаючу здатність.

 

Основні характеристики іонізуючих випромінювань

Вид випромінювань	Фізична природа	Швид-кість розповсюдження	Енергія випромінювань	Глибина проникнення	Іонізуюча здібність, пар іонів на 1 мм в повітрі
Повіт-ря	Біологіч-на тканина
Альфа (б)	Ядра гелію Не+	20000 км/с	3-10 МэВ	2,5-11 см	30-130 мкм	1000 –3000
Бета (в)	Електроні, позитроні	290000 км/с	0,0005-8 МэВ	0,002-34 м	0,003-41,3 мм	30-50
Протони(с)	Ядра водню Н+	200000 км/с	1-15 МэВ	2,3 –238 см	23 – 2380 мкм	900- 6300
Гамма (г)	Фотонне, ЕМВ (довжина хвилі 0,01-0,0005 нм)	км/с	0,01-10 МэВ	4,6-0,014*	4,9-0,015*	2-4
Рентгенів-ське (R)	Фотонне, ЕМВ (довжина хвилі 6-0,01 нм)	300000 км/с	0,001-1 МэВ	50 – 0,028*	52 – 0,03*	1-2

 

* - коефіцієнт ослаблення енергії фотонів (масовий коефіцієнт передачі енергії).

Іонізуючі випромінювання мають ряд загальних властивостей, два з який — здатність, проникати через матеріали різної товщини й іонізувати повітря і живі клітки організму.

Іонізуючі випромінювання, проходячи через різні речовини, взаємодіють з їхніми атомами і молекулами. Така взаємодія приводить до порушення атомів і вириванню окремих електронів з електронних оболонок нейтрального атома. У результаті атом, позбавлений одного чи декількох електронів, перетворюється в позитивно заряджений іон — відбувається іонізація. Електрони, що втратили в результаті багаторазових зіткнень свою енергію, залишаються вільними чи приєднуються, до якого-небудь нейтрального атома, утворити негативно заряджені іони. Таким чином, енергія випромінювання при проходженні через речовину витрачається в основному на іонізацію середовища. Число пар іонів, створюваних іонізуючим випромінюванням у речовині на одиниці шляху пробігу, називається питомою іонізацією, а середня енергія, затрачувана іонізуючим випромінюванням на утворення одні пари іонів, — середньою роботою іонізації.

В міру просування у середовище заряджена частка утрачає свою енергію. Відстань, пройдена часткою від місця утворення до місця втрати нею надлишкової енергії, називається довжиною пробігу.

Мимовільний розпад радіоактивних ядер супроводжується іонізуючим випромінюванням. Кожен радіонуклід (радіоізотоп) розпадається зі своєю швидкістю.

Як відомо, ця швидкість розпаду А пропорційна числу ядер радіонукліда

А=lN,

де N-число ядер радіонукліда; l- постійна розпаду, що характеризує імовірність розпаду за одиницю часу (частка загального числа атомів ізотопу, що розпадаються щосекунди). Чим більше вона, тим швидше відбувається розпад.

Постійна розпаду l зв'язана з періодом напіврозпаду співвідношенням

Т1\2=0,693\l

Для кожного ізотопу маються свої значення l і Т1/2. Наприклад, для калію-40 (в, г випромінювання) Т1/2=1,28*109 лет, цезію - 137 Т1/2(в, г випромінювання)Т1/2=30 лет, стронцію – 90 (в, випромінювання) Т1/2=28 лет, йоду – 131(в, г випромінювання) Т1/2=8 діб.

На підставі викладеного можна дати наступне визначення активності як кількісної характеристики джерела випромінювань.

Активністю називається міра кількості радіоактивної речовини, що виражається числом радіоактивних перетворень в одиницю часу.

У системі одиниць СИ за одиницю активності прийняте одне ядерне перетворення в секунду. Ця одиниця одержала назву бекереля (Бк). Позасистемної одиницею виміру активності є кюрі (Ки). Це одиниця активності радіонукліда в джерелі, рівне активності нукліда в який відбувається 3,7*1010 актів розпаду в одну секунду.

Одиниця активності кюрі відповідає активності 1 г Ra.

Випускаються радіоактивним джерелом частки утворять потік, вимірюваний числом часток у 1 с. Число часток, що приходяться на одиницю поверхні (квадратний чи метр квадратний сантиметр), являє собою щільність потоку часток [частий./ (мін/м2), частий./(мін*см2), частий./(с*см2) і т.д.].

У дозиметрії застосовуються питома Ат (Бк/кг), об'ємна Аv (Бк-м3), молярна Амол (Бк/моль) і поверхнева Аs (Бк/м2) активності джерел.

Ступінь, глибина і форма променевих поразок, що розвиваються серед біологічних об'єктів при впливі на них іонізуючого випромінювання, у першу чергу залежать від величини поглиненої енергії випромінювання. Для характеристики цього показника використовується, поняття поглиненої дози, тобто енергії поглиненою одиницею маси речовини, що опромінюється. За одиницю поглиненої дози опромінення приймається джоуль на кілограм (Дж/кг)—Грей (Гр). Грей —поглинена доза випромінювання, передана масі речовини, що опромінюється, у 1 кг і вимірювана енергією в 1 Дж будь-якого іонізуючого випромінювання (1 Гр = 1 Дж/кг).

У радіобіології і радіаційній гігієні широке застосування одержала позасистемна одиниця поглиненої дози — рад. Рад — це така поглинена доза, при якій кількість поглиненої енергії в 1 г будь-якої речовини складає 100 ерг незалежно від виду й енергії випромінювання, 1 рад = 0,01 Гр.

Потужність дози (потужність поглиненої дози) Р- прирощення дози в одиницю часу. Вона характеризує швидкість нагромадження дози і може чи збільшуватися зменшуватися згодом. Якщо за деякий проміжок часу Dt збільшення дози дорівнює DD, то середнє значення потужності дози:

Р =DD/Dt

Для характеристики дози по ефекті іонізації, викликуваному в повітрі, використовується так називана експозиційна доза рентгенівського g- випромінювань — кількісна характеристика рентгенівського і g-випромінювань, заснована на їхній іонізуючому дії і виражена сумарним електричним зарядом іонів одного знака, утворених в одиниця об'єму повітря в умовах електронної рівноваги. За одиницю експозиційної дози рентгенівського і g- випромінювань приймається кулон на кілограм (Кл/кг).

Кулон на кілограм — експозиційна доза рентгенівського(R) або гамма (g)-випромінювань, при якій сполучена з цим випромінюванням корпускулярна емісія на кілограм сухого атмосферного повітря робить у повітрі іони, що несуть заряд у 1 Кл електрики кожного знака.

Позасистемної одиницею експозиційної дози рентгенівського (R) і гамма (g)- випромінювань є рентген (Р).

Рентген-одиниця експозиційної дози фотонного випромінювання, при проходженні якого через 0,001293 г повітря в результаті завершення всіх іонізаційних процесів у повітрі створюються іони, що несуть одну електростатичну одиницю кількості електрики кожного знака. Помітимо, що 0,001293 г-маса 1 см3 сухого атмосферного повітря при нормальних умовах [температура 0 оС і тиск 1013 м Па (1 атм фізична чи 760 мм рт. ст.)], у якій відбуваються первинні процеси взаємодії фотонів з повітрям. По визначенню, 1 Р відповідає заряд 1 СГСЭ = nq, де n— число іонів, q-заряд іона (q=4,8 10-10 СГСЭ).

Таким чином, для одержання експозиційної дози в 1 Р потрібно, щоб витрачена на іонізацію в 1 см3 (чи в 1 г) повітря енергія була відповідно дорівнює

1Р=0.114 ерг/см3=87.7 ерг/г.

Величини 0,114 ерг/см3 і 87,7 ерг/г прийнятий називати енергетичними еквівалентами рентгена. Співвідношення між поглиненою дозою випромінювання, вираженої в радах, і експозиційною дозою рентгенівського і g-випромінювань, вираженої в рентгенах, для повітря має вид

Dэксп=0,877Dпогл

Поглинена й експозиційна дози випромінювань, віднесені до одиниці часу, називаються потужністю поглиненої й експозиційної доз.

Вивчення процесів взаємодії випромінювань з речовиною необхідно для розуміння принципів дії дозиметричної і радіометричної апаратури і фізики захисту від випромінювань.

Основи фізіології, гігієни праці та виробничої санітарії.

Фізіологія праці –це галузь фізіології, що вивчає зміни стану організму людини в процесі різних форм трудової діяльності та розробляє найбільш сприятливі режими праці і відпочинку. Поняття діяльності нерозривно пов'язано як з ідейними явищами (ціль, план, інтерес і т.д.), так і трудовими рухами. В основі діяльності людини лежать фізіологічні і біохімічні процеси, що протікають в організмі, і, насамперед, у корі головного мозку. Вивчення трудової діяльності передбачає визначення фізіологічного змісту праці (фізичне навантаження; нервова й емоційна напруженість; ритм, темп і монотонність роботи, обсяги інформації що отримується і переробляється). Ці дані дозволяють визначити навантаження на організм під час роботи і розробити раціональні режими праці та відпочинку, раціональну організацію робочого місця, провести професійний відбір і таким чином забезпечити оптимальну працездатність людини на протязі тривалого часу.

У будь-якій трудовій діяльності виділяють два компоненти: механічний і психічний.

Механічний компонент визначається роботою м'язів. Складні трудові процеси складаються з простих м'язових рухів, які регулюються нервовою системою. Під час роботи м'язів до них посилено надходить кров, що поставляє живильні речовини і кисень та видаляє продукти розпаду цих речовин. Цьому сприяє активна робота серця і легень, для інтенсивної роботи яких теж необхідні додаткові витрати енергії.

Психічний компонент характеризується участю в трудових процесах органів почуттів, пам'яті, мислення, емоцій і вольових зусиль.

Гігієна – це галузь медицини, яка вивчає вплив умов життя на здоров’я людини і розробляє заходи профілактики захворювань, забезпечення оптимальних умов існування, збереження здоров’я та продовження життя.

Гігієна праці це підгалузь загальної гігієни, яка вивчає вплив виробничого середовища на функціонування організму людини і його окремих систем. Організм людини формувався в умовах реального природного середовища. Основними чинниками цього середовища є мікроклімат, склад повітря, електромагнітний, радіаційний і акустичний фон, світловий клімат тощо.

Техногенна діяльність людини, залежно від умов реалізації, особливостей технологічних процесів, може супроводжуватись суттєвим відхиленням параметрів виробничого середовища від їх природного значення, бажаного для забезпечення нормального функціонування організму людини.

Результатом відхилення чинників виробничого середовища від природних фізіологічних норм для людини, залежно від ступеня цього відхилення, можуть бути різного характеру порушення функціонування окремих систем організму, або організму і цілому - часткові або повні, тимчасові чи постійні. Механізм впливу окремих чинників виробничого середовища на організм людини і можливі наслідки його та заходи і засоби захисту працюючих будуть розглянуті в наступних темах цього розділу.

Уникнути небажаного впливу техногенної діяльності людини на стан виробничого середовища і довкілля в цілому практично не реально. Тому метою гігієни праці є встановлення таких граничних відхилень від природних фізіологічних норм для людини, таких допустимих навантажень на організм людини за окремими чинниками виробничого середовища, а також допустимих навантажень на організм людини при комплексній дії цих чинників, які не будуть викликати негативних змін як у функціонуванні організму людини і окремих його систем так і генетичних у майбутніх поколінь.

Складовими частинами законодавства в галузі гігієни праці є закони, постанови, положення, санітарні правила і норми затверджені Міністерством охорони здоров’я України, Міністерством охорони навколишнього природного середовища та ядерної безпеки України, Міністерством праці та соціального захисту, Держстандартом України (наприклад, закони “Про охорону атмосферного повітря“, “Про охорону праці”, санітарні правила ДСП 173-96 “Охорона атмосферного повітря населених місць”, ДСН 3.3.6.042- 99 “Санітарні норми мікроклімату виробничих приміщень”, Державний стандарт України ДСТУ ISO 14011-97 “Настанови щодо здійснення екологічного аудиту” і т. ін.).

Санітарія – це сукупність практичних заходів, спрямованих на оздоровлення середовища, що оточує людину.

Виробнича санітарія – це галузь санітарії, спрямована на впровадження комплексу санітарно-оздоровчих заходів щодо створення здорових і безпечних умов праці. Згідно ДСТУ 2293-99 (п.4.60)виробнича санітарія – це система організаційних, гігієнічних і санітарно-технічних заходів та засобів запобігання впливу на працівників шкідливих виробничих факторів. Сфера дії виробничої санітарії – запобігання професійної небезпеки (шкідливості) яка може призвести до професійних або професійно обумовлених захворювань у тому числі і смертельних при дії в процесі роботи таких факторів як випромінювання електромагнітних полів, іонізуючого випромінювання, шумів, вібрацій, хімічних речовин, зниженої температури тощо.

Лекція 4.