textarchive.ru

Главная > Конспект


Архангельский городской лицей им. М.В.Ломоносова.

Кощеев В.Н.

ЧЕЛОВЕК и ТЕХНОСФЕРА

сборник конспектов лекций по основам безопасности жизнедеятельности

Книга 1.

2005 год.

ВСТУПЛЕНИЕ

Целью этой брошюры является содействие более детальному изучению учащимися

наиболее сложных тем курса ОБЖ. Содержание максимально приведено в соответствие

с содержанием курса физики, химии, биологии, изучаемыми в 8-11 классах с одной стороны, с другой стороны – содержание и цели приведены в соответствие с курсом БЖД,

изучаемого в вузах.

Брошюра может быть полезна для лиц, связанных с выполнением обязанностей в системе

Гражданской обороны.

Изложение материала имеет логическое построение в соответствие с принципами безопасности: предвидеть, избегать, действовать.

Глава 1. Защита от излучений.

Излучение - это перемещение энергии в пространстве. В процессе взаимодействия с атомами пространства, энергия излучения производит разогрев, ионизацию или приводит к ядерным превращениям. Такое взаимодействие может представлять серьёзную опасность, если оно происходит с живой материей, т.е. биологическими объектами, находящимися в этом пространстве. В процессе эволюции человеческий организм непрерывно подвергался действию различных излучений, источником которых было Солнце, Космос, некоторые элементы, находящиеся в недрах Земли. Дозы, получаемые человеком от этих излучений, в процессе эволюции стали привычными для организма, более того, излучения стали одним из инструментов эволюции, воздействуя на наследственный механизм живой клетки.

Положение изменилось, когда человечество овладело технологиями, которые привели к появлению источников излучений значительно большей мощности, чем природные, что привело к появлению целого букета заболеваний онкологического, эндокринного и генетического типа. Анализ стремительного развития новых технологий

свидетельствует о том, что лучевое воздействие на жизнь имеет тенденцию к увеличению.

Интенсивно идут разработки новых видов оружия, использующих электромагнитное излучение.

Всё, перечисленное выше, делает чрезвычайно актуальным ознакомление населения с некоторыми аспектами проблемы защиты от излучений. В этой главе рассматриваются излучения, воздействие которых на человеческий организм является повседневной реальностью, либо возможно с случае возникновения чрезвычайных ситуаций. Будет рассмотрено два основных вида излучений:

1) Электромагнитные излучения: радиоволны, световое излучение, γ-излучение.

2) Корпускулярные излучения: α-излучение, β-излучение, нейтронное излучение.

Существует три основных принципа защиты от любого излучения:

  1. Расстоянием от источника излучения.

  2. Временем нахождения в зоне действия источника.

  3. Препятствием, способным отражать, поглощать (не пропускать) излучение.

ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЕ ИЗЛУЧЕНИЯ

1.1. Радиоволны.

Радиоволны способен излучать любой проводник, по которому протекает переменный ток. Чем выше частота тока, тем эффективней излучение. Мощность излучения убывает пропорционально квадрату расстояния от источника излучения. Скорость распространения радиоволн равна скорости света, т.е. 300 000 км/сек. Дальность распространения практически не ограничена.

Использование человеком

:

  1. Радиосвязь и радиовещание.

2) Телевидение.

3) Радиолокация.

Опасные источники

:

  1. Антенны радиолокационных станций дальнего обнаружения.

  2. Антенны радиопередающих устройств связных и радиовещательных станций.

  3. Антенны телевизионных передающих станций.

  4. Высоковольтные линии электропередачи ( > 110000 V ).

Защита расстоянием:

  1. Создание санитарных зон вокруг опасных источников радиоизлучения, располо-

женных вблизи населенных пунктов ( 1-3 км для РЛС. TV, радиостанций, ок. 500

метров для ЛЭП 110-750 kV). В санитарных зонах запрещено размещение жилых, производственных зданий и учреждений.

2) Вынос за пределы жилой зоны опасных источников излучения.

Человек обязан выполнять требования указателей на ограждении санитарных зон, избегать приближения к источникам на опасное расстояние.

Защита временем:

  1. Использование вахтового метода работы на опасных объектах.

  2. Сокращение рабочих смен на опасных объектах.

  3. Человек, оказавшийся вблизи опасного объекта, обязан принять все возможные

меры, чтобы в кратчайшее время покинуть опасную зону.

Защита препятствием:

  1. Защита металлическими экранами (корпусами) высокочувствительной аппаратуры (системные блоки РС, приёмо-усилительная аппаратура и др.)

2) Экранирование ВЧ-генераторов, передатчиков, ВЧ-кабелей, мощных силовых

кабелей для предотвращения паразитного излучения.

3) Размещение персонала опасных объектов в металлических кабинах и экранированных помещениях, использование специальных металлизированных костюмов.

Опасность для человека представляют не только мощные источники радиоволн, но

и те, которые имеют малую мощность, но к которым трудно или невозможно применить общие принципы защиты. К таким источникам относятся бытовые источники, которых становится всё больше (компьютер. телевизор, микроволновая печь, другие электроприборы, в том числе электропроводка). Особое внимание заслуживает мобильный телефон, который создает в области уха напряженность электромагнитного поля, сравнимого с полем РЛС, работающей на расстоянии километра !

Действие на человека.

  1. Разогревающее действие происходит за счет взаимодействия энергии радиоволн

и молекул живых тканей. Разогрев опасен тем, что белковые молекулы

разрушаются при температуре выше 42 градусов, т.е. возможны поражения на клеточном уровне, свёртывание крови и пр.

  1. Отдаленное (отложенное) действие. В настоящее время изучено недостаточно.

Заключается в том, что в результате длительного облучения, даже небольшой

мощностью, возможно появление лейкозов, нейроэпителиальных опухолей,

гормональных расстройств и дегенеративных изменений.

3) Информационное действие. При действии на мозг радиоизлучений с частотами,

близкими к частотам ритмов мозга, может наблюдаться сдвиг в эмоциональном и

интеллектуальном состоянии человека. В определённых условиях это может

создать опасные ситуации ( сонливость, депрессии, гнев и т.д.). Опасным

является действие радиоволн с частотами, близкими к резонансным частотам раз-

личных органов, например: сердце 700-800 гц, почки 600-700 гц. печень 300-400 г

Сдвиг частоты вниз соответствует онкологическим тенденциям, вверх- воспали-

тельным процессам.

Внутри организма взаимодействие на клеточном уровне происходит на частотах

30 до 300 Ггц (!) Механизм опасных изменений состоит в том, что изменение

резонансной частоты органа приводит к изменению концентрации ионов в клет-

ках.

Меры безопасности при пользовании мобильным телефоном.

  1. Продолжительность одного разговора не должна превышать 2-3 минут.

  2. Суммарное время разговора за сутки не должна превышать 30 минут.

  3. Эксплуатировать телефон в режиме максимальной громкости, не прижимать

плотно к уху.

  1. Чаще использовать SMS-сообщения.

  2. Чаще использовать обычный проводной телефон.

  3. Не рекомендуется пользоваться мобильной связью детям до 12 лет.

  4. Беременным женщинам пользоваться при крайней необходимости.

  5. Реже пользоваться внутри салона автомобиля.

  6. Использовать беспроводную гарнитуру.

  7. Использовать чехлы, создающие благоприятную диаграмму направленности

излучения телефона.

Радиоволны- самый низкочастотный участок электромагнитного излучения. Радиоволны, в свою очередь, также делятся на отдельные частотные отрезки (диапазоны, поддиапазоны). Это делается для удобства их использования, т.к.

радиоволны различных частот имеют различные особенности распространения, требу-

ют различных технических решений при конструировании аппаратуры и каждый диапазон используется для конкретных целей.

Частотные диапазоны и их применение.

1) Сверхдлинные волны ( λ>3000 м) - некоторые виды радиосвязи.

2) Длинные волны (λ=3000-600 м) - радиовещание.

3) Средние волны (λ=600-200 м) - радиовещание.

4) Промежуточные волны (λ=200-100 м) - радиосвязь.

5) Короткие волны (λ=100-10 м) - радиовещание и радиосвязь.

6) Ультракороткие волны (λ=10-0,3 м) - радиосвязь, радиолокация,

телевидение, космическая связь,

радиовещание.

7) Микроволны – СВЧ (λ= 0,3 м- 1 мм ) - космическая связь.

Длинные и сверхдлинные, а также средние и промежуточные волны хорошо огибают Землю, образуя поверхностный луч. Короткие волны образуют пространственный луч, но не в состоянии преодолеть ионосферу, поэтому отражаются от нее. За счет многократного отражения от ионосферы и земной поверхности на КВ

можно устанавливать связь на большие расстояния при относительно небольшой мощности.

Ультракороткие и микроволны распространяются по законам света, поэтому с помощью их можно установить связь только в пределах видимости. На поверхности земли это десятки километров, т.к. мешает кривизна земли, зато в космическом пространстве это уже миллиарды километров. УКВ и СВЧ свободно проходят через ионосферу.

Разогревающий эффект радиоволн используется в микроволновых печах, в

физиотерапии, в специальной металлургии. Главное применение радиоволн – прием и

передача информации и телеуправление.

    1. Световое излучение.

Световое излучение- это основа жизни на Земле. Именно в виде света Земля получает необходимое количество энергии, нужного для поддержания климатического режима

и существования всего живого. Но избыточное количество световой энергии представляет для жизни смертельную опасность. Световое излучение занимает по частоте среднее положение между радиоволнами и более высокочастотными рентгеновским и гамма излучением. Световой спектр делится на три частотных отрезка: инфракрасное излучение (низкочастотный участок), видимое излучение (среднечастотный участок), ультрафиолетовое излучение (высокочастотный участок). Разность частот создаёт серьёзные отличия в свойствах этих разновидностей света.

Инфракрасное излучение.

Использование.

  1. Дистанционное управление.

  2. Приборы ночного видения.

  3. ИК-лазеры.

  4. Обогреватели.

Опасные источники.

  1. Металлургическое производство (плавка, литьё, прокат)

  2. Извержения вулканов,

  3. Пожары ( в т.ч. лесные)

  4. Световое излучение ядерного взрыва.

  5. Солнце.

Действие на человека.

  1. Близость по частоте к микроволнам является причиной того, что некоторые свойства ИК-излучения схожи со свойствами радиоволн. Имеется ввиду способность ИК-излучения производить глубинный прогрев тканей, что может привести к разрушению белка, свёртыванию крови и, как следствие, к образованию тромбов, инфаркту, инсульту.

  2. При длительном воздействии на кожу вызывает расширение капилляров, что приводит к образованию красной пигментации.

  3. При излучении большой интенсивности возникает ожог.

  4. При воздействии на глаза происходит ожог сетчатки, т.к. зрачок реагирует только на видимую часть спектра, а следовательно ИК-излучение беспрепятственно проникает на сетчатку.

Защита от ИК-излучения.

  1. Расстоянием.

  2. Временем.

  3. Препятствием. Им может быть одежда, либо иные светонепроницаемые или светоотражающие экраны, для глаз- защитные очки.

Инфракрасное излучение испускает любое нагретое тело. Более 50% солнечного спектра составляют инфракрасные лучи, именно они обеспечивают нагрев поверхности Земли и поддержание необходимого для жизни температурного режима.

Видимое излучение.

Благодаря видимому излучению, человек получает 90% информации об окружающем

мире, благодаря ему в растениях происходит фотосинтез, благодаря ему человек стал

Человеком.

Использование человеком.

  1. Осветительные приборы.

  2. Реклама и иллюминация.

  3. Световая сигнализация ( семафоры, светофоры, ходовые огни транспорта, маяки)

  4. Дисплеи, мониторы, жидкокристаллические и плазменные панели и др.

5) Лазеры.

Опасные источники.

  1. Чрезмерное и длительное воздействие солнечного света в условия сильного отражения ( снег, льды, водная поверхность ).

2) Электросварочные работы и другие дуговые источники света ( прожектор )..

3) Световое излучение ядерного взрыва.

Действие на человека.

1) Мощное и длительное воздействие способно вызвать лучевой ожог кожи.

2) Вызывает светобоязнь, ухудшение зрения и временную слепоту. Особенно отрицательно действует голубой и пульсирующий свет.

Защита.

  1. Расстоянием (удаление от источника).

  2. Временем ( сокращение времени пребывания вблизи источника).

  3. Препятствием. Для защиты кожи таким препятствием обычно служит одежда

светлых тонов. Для глаз защитные очки, предпочтительно коричнево-зелёного

цвета, а в отдельных случаях, ограничение поля зрения.

Земная атмосфера слабо задерживает видимый свет. Это даёт нам возможность вести астрономические наблюдения и более полно использовать солнечную энергию.

Ультрафиолетовое излучение.

Большая часть ультрафиолетового излучения задерживается озоновым слоем атмосферы.

Этот факт привел к тому, что эволюция жизни происходила при ограниченных дозах ультрафиолетового излучения, поэтому даже небольшое превышение привычного уровня излучения может привести к катастрофическим изменениям в биосфере планеты.

В то же время ультра фиолетовое излучение оказывает громадную пользу для всех

видов живых существ, в том числе и для человека. Например, основу опорно-двигательного аппарата человека составляет кальций, а его усвоение невозможно без витамина «D». А этот витамин синтезируется организмом пол действием УФ-излучения. Ультрафиолетовое излучение стимулирует обменные процессы и укрепляет иммунную систему, но оно же может ее разрушить при избыточном облучении.

Использование человеком.

  1. Физиотерапевтическая аппаратура («кварц»).

  2. Косметика.

  3. Лучевое обеззараживание.

  4. УФ-лазеры

Опасные источники.

  1. Избыточное и продолжительное действие солнечного света.

  2. Неконтролируемое облучение кварцевыми горелками (физиопроцедуры, солярии).

  3. Световое излучение ядерного взрыва.

  4. Лазерное излучение.

Действие на организм человека.

  1. Ожог (поверхностный) кожи.

  2. Рак кожи.

  3. Меланома с последующими метастазами в различные органы.

  4. Преждевременное старение кожи.

  5. Катаракта (помутнение хрусталика).

  6. Ожог роговицы глаза.

  7. Ожог сетчатки глаз.

Защита.

  1. Расстоянием (удаление от источника).

  2. Временем ( сокращение времени пребывания в зоне действия источника).

  3. Препятствием. Для кожи- одежда светлых тонов. Для глаз- обыкновенные стеклянные очки, т.к. стекло, изготовленное на основе SiO2 , не пропускает УФ-излучение.

Организм вырабатывает защитное вещество- меланин, которое откладывается в верхних слоях кожи. Мы его называем загар. Наличие загара указывает на то, что достигнут рубеж, когда необходимо ограничение УФ-облучения. Главная ограничительная мера – исключение прямого воздействия на кожу, особенно днём, когда угол падения солнечных лучей близок к 90о и действие на них озонового слоя минимально, поэтому к поверхности проникает жесткое (наиболее высокочастотное), наиболее опасное УФ-излучение.

Более опасное действие на биологические объекты УФ-излучения обусловлено его близостью по частоте к ионизирующим излучениям, поэтому некоторые его свойства близки к рентгеновскому и гамма-излучению. Например, избыток жесткого ( λ=280-320 нм ).УФ-излучения, приводит к уменьшению площади листьев и массы растений, приводит к гибели фито и зоопланктона в поверхностном слое океана, что разрушает пищевые цепи и может привести к исченовению огромного количества живых существ.

Лучшим временем для загара являются утренние часы с 9.00 до 11.00 и послеобеденные- с 16.00 до 17.00 на юге и 19.00 на севере. Остальное время на пляже рекомендуется проводить под навесами, зонтами и т.д. Наличие головного убора обязательно.

    1. Ионизирующее электромагнитное излучение.

К электромагнитному ионизирующему излучению относится рентгеновское и гамма-излучение.

Гамма-излучение наиболее коротковолновое (высокочастотное) из всех электромагнитных излучений. Это делает гамма-излучение не похожим ни на одно

из вышерассмотренных излучений.

Использование человеком.

1) Рентгеновское излучение используется в медицине (рентгеноскопия, ренгено-

графия, флюорография).

2) Гамма-излучение используется для лучевой терапии в онкологии.

3) Гамма-излучение используется в дефектоскопии промышленных изделий.

4) Поражающий фактор ядерного оружия.

Опасные источники.

  1. Ядерные энергетические и силовые установки (реакторы и т.д.).

  2. Хранилища ОЯТ (облученного ядерного топлива) на АЭС и РХЗ.

  3. Радиохимические заводы ( переработка ОЯТ).

  4. Места хранения и захоронения ядерных отходов.

  5. Проникающая радиация ядерного взрыва.

  6. Мелкие источники, применяемые в промышленности и медицине.

Гамма-излучение воздействует уже не на атомы и молекулы вещества, а на его

составные части, возбуждая ядра атомов, вызывая изменения в электронных оболочках

атомов (ионизацию). Несмотря на то, что гамма-излучение подчиняется тем же законам, что и другие электромагнитные излучения, создание препятствия для защиты от него весьма проблематично и вызывает огромные трудности при практическом

осуществлении. Гамма-излучение имеет колоссальную проникающую способность:

- в воздухе сотни метров;

- в воде- десятки метров;

- в бетоне- метры;

- в металле- десятки сантиметров.

Действие на человека.

Обусловлено разрушительным действием ионизирующего излучения на живую

клетку. Ионизация цитоплазмы, которая состоит на 75% из воды, приводит к тому, что вода подвергается радиолизу. После ряда химических превращений большая часть воды превращается в перекись водорода. Перекись водорода является сильнейшим окислителем, что, в свою очередь, приводит к гибели органоидов, находящихся в цитоплазме и разрушению мембраны, что, само по себе, является смертельным для клетки. Непосредственное действие на ядро клетки приводит к нарушению работы наследственного механизма клетки. Возможны три варианта нарушения его работы:

а) клетка теряет способность размножаться (делиться);

б) клетка начинает ускоренно делиться (предпосылки опухолевого процесса).

в) возникают мутации, что приводит к более или менее сильным изменениям в дочернихклетках.

Таким образом, наиболее вероятный исход действия ионизирующего излучения на клетку – её гибель. Чем больше мощность излучения и чем больше времени оно действует на живую ткань, тем большая доза поглощается клетками ткани и, следовательно, большее их количество погибнет. Гибель клеток приводит к нарушению функций систем и отдельных органов человека и других разрушительных процессов. Развивается тяжелейшее заболевание – острая лучевая болезнь. При получении дозы

>5Гр, летальный исход неизбежен. Примеры действия гамма –излучения на различные системы организма:

  1. Костный мозг- изменение клеточного состава крови.

  2. Лёгкие- пневмония и другие лёгочные заболевания.

  3. Тонкий кишечник –лучевой энтерит.

  4. Глаза- катаракта, разрушение сетчатки

  5. Сосуды- разрушение стенок сосудов и появление внутренних кровотечений (геморрагический синдром). Затем: проникновение через поврежденные стенки сосудов в кровь микрофлоры внутренних органов, что приводит к общему заражению крови ( сепсису ).

  6. При очень больших уровнях ( мощностях ) радиации (>10 000 р/час) происходит паралич ЦНС и мгновенная смерть.

Даже при выздоровлении, возможны тяжелые последствия: онкологические заболевания, эндокринные заболевания, генетические заболевания, передающиеся по наследству до 10-го поколения.

Защита.

  1. Расстоянием. Исходя из пробега в конкретной среде и энергии излучения. В воздухе- сотни метров.

  2. Временем. Исходя из предельно допустимых доз облучения :

однократная – 50 Р, недельная – 200 Р, квартальная – 300 Р.

  1. Препятствием. Толщи плотных материалов, например вода, бетон, металл, грунт.

Ослабляет в 10 раз - 0,5 м бетона.

в 100 раз - 1,0 м

в 1000 раз - 1,5 м

в 10000 раз - 2,0 м

в 100000 раз - 2,5 м

в 1000000 раз - 3,0 м

Таблица позволяет с точностью до 20% определить защитные свойства бетона, как наиболее распространенного строительного материала. В 1 000 000 раз ослабляет гамма-излучение слой воды 8 м, слой железа 70 см, слой свинца 20 см.

Наиболее подходящими сооружениями для укрытия от гамма-излучения являются:

  1. Подвалы многоэтажных каменных зданий – 100-500 раз.

  2. Одноэтажное каменное здание – 10 раз.

  3. 1-й этаж двухэтажного здания – 20 раз, трехэтажного в 30 раз и т. д.

  4. Погреб – 50-150 раз ( зависит от материала и глубины, а также от типа и влажности грунта).

  5. Метро- 1000-1000000 раз (зависит от глубины).

  6. Шахты- полностью.

  7. Транспорт ( трамвай, троллейбус, ж.д. вагон, самолёт и т. д.)- в 2 раза.

  8. Деревянный дом – в 2 раза.

КОРПУСКУЛЯРНЫЕ ИЗЛУЧЕНИЯ



Скачать документ

Похожие документы:

  1. Философия Учебник / Под ред

    Список учебников
    д-р филос. наук, проф. О.А. Митрошенков - руководитель авторского коллектива (Предисловие, Введение, гл. 17, 20-22, 27); д-р филос. наук, проф. К.Х. Делокаров (гл.

Другие похожие документы..