电磁辐射的危害与防护
发布时间:2017-06-28  作者:  浏览次数:

 

一、电磁辐射对健康的危害

各波段的电磁波虽然本质相同,但不同波长的电磁波与物质的作用并不相同。它们照射生物机体时,可引起生物组织不同程度的生物物理和生化的变化。电磁辐射危害人体的机理主要是致热效应、非致热效应。

1、致热效应

 人体70%以上是水,水分子受到电磁波辐射后相互摩擦,引起机体升温,从而影响到体内器官的正常工作。

致热效应是指人体在高强度的电磁波下,吸收辐射能量,在体内转化为热量,产生生物反应。在电磁场作用下,由于射频电磁场方向变化很快,使得人体内的极性分子迅速发生偶极子的取向作用,产生热量。在取向过程中,偶极子与周围分子发生碰撞摩擦而产生大量的热。此外,当电磁场的频率很高时,机体内的电解质溶液中的离子将在其平衡位置振动,也将电能转化为热能。

 总之,致热效应产生的方式主要包括:(1)生物组织在高频电磁场中,由于极性分子反复快速取向转动而摩擦生热;(2)传导电流生热;(3)介质损耗生热。

2、非致热效应

 人体的器官和组织都存在微弱的电磁场,它们是稳定和有序的,一旦受到外界电磁场的干扰,处于平衡状态的微弱电磁场即将遭到破坏,人体也会遭受损伤。非致热效应是不引起体温变化的低强度作用下出现神经衰弱及心血管系统机能紊乱。对于交变电磁场,其生物活性随波长减小而递增。而作为电离辐射的X射线和γ射线被机体吸收后,会从原子水平的激发或电离开始,继而引起分子水平的破坏,如蛋白质分子的破坏、DNA键断裂和酶的破坏等,又进一步影响到细胞水平、组织器官以至整体水平的损伤等。„

3、微波对生物体的危害

 微波是高频电磁波,频率约在300MHz300GHz的电磁波称为微波,对应的波长范围为1米至一毫米。一定剂量的微波作用于生物体可产生致热效应,由此给生物体内的不同部位带来相应影响。

微波对神经系统的作用与照射方式、照射剂量等因素有关。短时间、小剂量照射,可加强大脑皮质的兴奋过程;长时间、大剂量照射,可加强抑制过程,尤其以头部作用最明显。大剂量微波的作用,可影响自主神经的调解功能,引起血液循环、呼吸频率的变化及皮肤和直肠的变化。

 大剂量的微波辐射,可引起肺部极度充血,血管剧烈扩张,肺泡上皮脱落并有血液经毛细血管涌入肺泡腔,造成肺出血、水肿,可致死。但小剂量的微波对肺的炎症有一定治疗作用。

经常受微波照射的妇女可有月经不调、哺乳期泌乳不足。对于男性,当微波辐射使睾丸温升超过35℃时,精子的产量即明显减少或停止。

对于人的眼睛,当微波的功率密度大于10mWcm-2,小于300mWcm-2时,能使眼晶体产生可恢复性的损害。当功率密度大于300mWcm-2时产生不可恢复性损害。

 大剂量微波反复辐射皮肤会出现凝固性坏死,肌纤维与横纹模糊不清。皮肤、肌肉在小剂量微波的辐射下,没有明显组织学变化。

二、电磁辐射危害防护

1. 电磁屏蔽机理

 电磁屏蔽是利用屏蔽体阻止电磁场在空间传播的一种方法,即限制从屏蔽材料的一侧空间向另一侧空间传递电磁能量。其作用原理是采用低电阻的导体材料,由于导体材料对电磁能流具有反射和引导作用,在导体材料内部产生与源电磁场相反的电流和磁极化,从而减弱源电磁场的辐射效果。

 电磁波传播到金属材料的电磁屏蔽表面时,通常有3种不同机理进行衰减:一是在入射表面的反射衰减;二是未被反射而进入屏蔽体的电磁波被材料吸收的衰减;三是在屏蔽体内部的多次反射衰减。

反射衰减,就是电磁场射入金属导体时,由电磁感应而产生感应电流。在这个感应电流的作用下,必然建立一个新的电磁场,从而将入射场能衰减。反射衰减的大小取决于屏蔽层与屏蔽层周围介质之间的阻抗匹配情况。

    吸收衰减,实质上是导体的热损耗。它的产生完全是由于电磁场射入金属屏蔽体时,因电磁感应而在金属表面产生了感应电流,又由于金属导体中特别是导体表面有一定电阻存在,必然在金属屏蔽层内,产生热损耗。

2. 屏蔽材料

1)表面导电材料

表层导电型屏蔽材料,包括导电涂料、金属熔射、贴金属箔和电镀塑料等。尤其是导电涂料以其低成本和中等屏蔽效果,简单实用且适用面广等优点占据电磁屏蔽材料的主要市场。

2)填充复合型屏蔽材料

由电绝缘性较好的合成树脂和具有优良导电性能的其它添加剂所组成,经注射成型或挤压成型等方法制成各种电磁屏蔽材料制品。其中常用的合成树脂有聚苯醚、聚碳酸酯、ABS、尼龙和热塑性聚酯等。导电填料一般选用大尺寸的纤维状与片状材料。目前最常用的有金属纤维、金属片等,此外还有碳纤维、超导炭黑、金属合金填料等。

3)电磁屏蔽织物

国内外现已研制出用涂层法、电镀法及复合纺丝法制造的电磁屏蔽织物,共混纺丝法正处于研制阶段。

3.对电磁辐射区内工作人员的防护措施

推测或检测到射频功率密度超过50μW/cm2的区域,应认为是电磁辐射潜在危险区。

    (1) 人员容易误入的危险区域应设有警示标识。除非有紧急情况,凡经计算或用场强计测量超过50μW/cm2的区域,不允许人员在未采取防护措施的情况下进入。

    (2) 应防止大功率信号发生器在试验过程中放电,因为它将对其周围区域内产生大于50μW/cm2的电磁辐射。在做此类操作时,应用假负载或其它吸收材料吸收其输出能量。

    (3) 应利用保护用品使辐射危害减至最小。必须保证在发射天线射束区内工作的维护人员穿好保护服装。

    (4) 应该禁止身上带有金属移植件,心脏起搏器等辅助装置的人员进入电磁辐射区。

    (5) 应给受到辐射源,电磁能和高压装置辐射的人员作定期身体检查。

 

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