Студопедия

КАТЕГОРИИ:


Архитектура-(3434)Астрономия-(809)Биология-(7483)Биотехнологии-(1457)Военное дело-(14632)Высокие технологии-(1363)География-(913)Геология-(1438)Государство-(451)Демография-(1065)Дом-(47672)Журналистика и СМИ-(912)Изобретательство-(14524)Иностранные языки-(4268)Информатика-(17799)Искусство-(1338)История-(13644)Компьютеры-(11121)Косметика-(55)Кулинария-(373)Культура-(8427)Лингвистика-(374)Литература-(1642)Маркетинг-(23702)Математика-(16968)Машиностроение-(1700)Медицина-(12668)Менеджмент-(24684)Механика-(15423)Науковедение-(506)Образование-(11852)Охрана труда-(3308)Педагогика-(5571)Полиграфия-(1312)Политика-(7869)Право-(5454)Приборостроение-(1369)Программирование-(2801)Производство-(97182)Промышленность-(8706)Психология-(18388)Религия-(3217)Связь-(10668)Сельское хозяйство-(299)Социология-(6455)Спорт-(42831)Строительство-(4793)Торговля-(5050)Транспорт-(2929)Туризм-(1568)Физика-(3942)Философия-(17015)Финансы-(26596)Химия-(22929)Экология-(12095)Экономика-(9961)Электроника-(8441)Электротехника-(4623)Энергетика-(12629)Юриспруденция-(1492)Ядерная техника-(1748)

Вплив електромагнітних полів та випромінювань на живі організми

Електромагнітні поля та випромінювання.

Лекція 6

Норми радіаційної безпеки

Категорія людей Категорія органів
І ІІ ІІІ
А      
Б 0,5 1,5 3,0

 

Закон України 1991 року “Про правовий режим території, яка зазнала радіаційного забруднення внаслідок Чорнобильської катастрофи” визначає рівні забруднення місцевості та вид екологічної зони. Згідно з цим законом забрудненою вважається територія, проживання на якій може призвести до опромінення населення понад 0,1 бер за рік, що перевищує природний доаварійний фон.

Наводиться розподіл забрудненої території на зони:

- зона відчуження – 30 км зона, з якої була проведена евакуація населення у 1986 році (40-80 Км/км2);

- зона безумовного (обов’язкового) відселення – це територія, яка підлягала інтенсивному забрудненню довгоживучими ізотопами цезію від 15,0Ки/км2; стронцію – від 3,0 Ки/км2; плутонію – від 0,1 Ки/км2, а також територія, де людина може отримати додаткову дозу опромінення понад 0,5 бер на рік;

- зона гарантованого добровільного відселення – це територія з щільністю забруднення грунту ізотопами: цезію – від 5,0 до 15,0 Ки/км2; стронцію – від 0,15 до 3,0 Ки/км2; плутонію – від 0,01 до 0,1 Ки/км2, а також територія, де людина може отримати додаткову дозу опромінення вище 0,1 бер за рік;

- зона посиленого радіоекологічного контролю – це територія із щільністю зараження грунту ізотопами: цезію від 1,0 до 5,0 Ки/км2; стронцію – від 0,02 до 5,5 Ки/км2; плутонію – від 0,05 до 0,01 Ки/км2, а також територія, де людина може отримати додаткову дозу опромінення 0,1 бер за рік.

Таким чином, іонізуючі випромінювання за своєю природою шкідливі для життя. Будь-яке опромінення збільшує ризик захворювань. Крім того, у людей відсутні органи, які сприймають іонізуючі випромінювання, що робить їх особливо небезпечними.

 

Відразу ж після початку практичного використання радіо почали спостерігатися симптоми шкідливого впливу радіохвиль на людей.

У моряків, які несли службу на кораблях Балтійського флоту, де випробувались перші потужні радіостанції, помічалася небувала втома, пригнічений головний біль. Першим спеціалістом, який звернув серйозну увагу на вивчення цих фактів, був лікар П.І.Іжевський.

В 1900р. П.І.Іжевський на вченій раді Військово-медичної академії захистив докторську дисертацію на тему “Вплив електричних хвиль на організм людини”. Вона спиралася на результати медичних спостережень над особами, які працювали з радіоустановками, а також експериментів з матросами-добровольцями. Отримані дані сприяли формуванню уявлення про заходи безпеки при роботі з радіоапаратурою, а також використовувалися П.І.Іжевським при розробці методів фізіотерапевтичного лікування електромагнітним випромінюванням.

Біосфера впродовж усієї еволюції знаходилась під впливом електромагнітних полів, так званого фонового випромінювання, викликаного природними причинами. У процесі індустріалізації людство додало до цього цілий ряд факторів, посиливши фонове випромінювання. В зв’язку з цим ЕМП антропогенного походження почали значно перевищувати природний фон і дотепер перетворились у небезпечний екологічний фактор. Усі електромагнітні поля та випромінювання діляться на природні та антропогенні.

ЕМП природного походження. Навколо Землі існує електричне поле напругою у середньому 130 В/м, яке зменшується від середніх широт до полюсів та до екватора, а також за експоненціальним законом з віддаленням від земної поверхні. Спостерігаються річні, добові та інші варіації цього поля, а також випадкові його зміни під впливом грозових розрядів, опадів, завірюх, пилових буревіїв, вітрів.

Наша планета також має магнітне поле з напруженістю 47,3 А/м на північному, 39,8 А/м – на південному полюсах, 19,9 А/м – на магнітному екрані. Це магнітне поле коливається з 80-річним та 11-річним циклами змін, а також з більш короткочасними

Земля постійно знаходиться під впливом ЕМП, які випромінює Сонце, у діапазоні в основному 10 мГц…10 гГц. Спектр сонячного випромінювання досягає і більш короткохвильової області, яка включає в себе інфрачервоне (ІЧ), видиме, ультрафіолетове (УФ), рентгенівське та гамма-випромінювання. Інтенсивність випромінювання змінюється періодично, а також швидко та різко збільшується при хромосферних спалахах.

Розглянуті ЕМП впливали на біологічні об’єкти та зокрема на людину під час усього її існування. Це дало змогу у процесі еволюції пристосуватися до впливу таких полів та виробити захисні механізми, які захищають людину від можливих ушкоджень за рахунок природних факторів. Але вчені все ж спостерігають кореляцію між змінами сонячної активності (викликаними ними змінами електромагнітного випромінювання) і нервовими, психічними, серцево-судинними захворюваннями людей, а також порушенням умовно-рефлекторної діяльності тварин.

Антропогенні випромінювання фактично охоплюють усі діапазони. Розглянемо вплив радіохвильового випромінювання, зокрема випромінювання ВЧ та УВЧ діапазонів (діапазони 30 кГц…500мГц). Можливості прямого опромінення радіохвилями визначаються умовами їх розповсюдження, які залежать від довжини хвилі.

На довгих хвилях (10…1км) ЕМП створюються хвилею, яка огинає земну поверхню та перешкоди, які на ній знаходяться (будинки, рослинність, нерівності місцевості), і йде між земною поверхнею та нижньою межею іонізаційного шару атмосфери. Вони майже не поглинаються грунтом. Сигнали потужних радіомовних станцій в цьому діапазоні фактично у будь-який час доби вільно розповсюджуються на далекі відстані. Тому станції повинні розглядатися як джерела ЕМП, які відіграють важливу роль в екологічному відношенні.

Середні хвилі (1000…100м) також достатньо добре огинають земну поверхню, хоча при цьому відхиляються перешкодами, які мають розмір, більший від довжини хвилі, та значно поглинаються грунтом. В зв’язку з цим віддаль розповсюдження середніх хвиль становить близько 500 км, а для обслуговування великих територій встановлюється мережа ретрансляційних станцій. В цьому діапазоні працюють радіостанції на суднах та аеродромна радіослужба. Та головну екологічну небезпеку створюють потужні радіомовні станції.

У діапазоні коротких хвиль (100…10 м) радіохвилі дуже сильно поглинаються грунтом, але для розповсюдження на велику відстань використовується їх віддзеркалення від земної поверхні та від іоносфери. В цьому діапазоні працюють радіомовні станції та станції зв’язку.

На ультракоротких хвилях (10…1 м), які дуже поглинаються грунтом та майже не віддзеркалюються іоносферою, розповсюдження сигналів відбувається практично лише в межах прямої видимості. Для збільшення цієї зони використовують високо розміщені антени та ретранслятори, причому ЕМП утворюються внаслідок інтерференції прямого та віддзеркаленого променів. В цьому діапазоні працюють зв’язкові, радіомовні та телевізійні станції, розташовані, як правило, у місцях великої концентрації населення.

Систематичні дослідження впливу ЕМП на людей почались приблизно з 50-х років. У діапазонах ВЧ та УВЧ систематично обстежуються перш за все особи, які безпосередньо працюють з радіоапаратурою та знаходяться біля передавачів пультів керування, комутаційних радіо- та телевізійних станцій. Та хоча реальний час впливу інтенсивного ЕМП на обслуговуючий персонал не завжди дорівнює тривалості зміни, часто значно менший, але і його буває достатньо, щоб викликати серйозне погіршення самопочуття.

Під час медичного обстеження виявляються суб’єктивні розлади, які спостерігаються під час роботи: загальна слабкість, підвищена втома. Пітливість, сонливість, а також розлад сну, головний біль в ділянці серця. З’являється роздратування, втрата уваги, зростає тривалість мовнорухової та зоровомоторної реакцій, підвищується межа нюхової чутливості. Виникає ряд симптомів, які є свідченням порушення роботи окремих органів – шлунка, печінки, селезінки, підшлункової та інших залоз. Пригнічуються харчові та статеві рефлекси.

Реєструються об’єктивні показники, наприклад, зміна артеріального тиску, частота серцевого ритму, форма електрокардіограми. Це свідчить про порушення діяльності серцево-судинної системи. Фіксуються зміни показників білкового та вуглеводного обміну, збільшується вміст азоту в крові та сечі, знижується концентрація альбуміну та зростає вміст глобуліну, збільшується кількість лейкоцитів, тромбоцитів, виникають й інші зміни складу крові. Досліджується також вплив ЕМП на здоров’я населення поблизу території радіостанцій. Під час одного з таких досліджень, проведених на території України, опитувалось населення. Аналізувались медичні документи лікарень та поліклінік, вивчались деякі показники стану здоров’я у дітей різного віку у школах та дитячих садках. Були обстежені сотні людей. Отримані результати для осіб, що мешкають біля (на відстані менше кілометра) потужної радіостанції, що працює на середніх та коротких хвилях, порівнювались з контрольними для аналогічної групи населення з контрольними для аналогічної групи населення, в місцях проживання якої нема джерел випромінювання.

Матеріали досліджень показали, що кількість скарг на здоров’я в місцевості поблизу радіостанції значно (майже вдвічі) вища, ніж у контрольної групи. Виявлено багато розладів, які ще не є захворюванням та не викликали звертання до лікарів. Загальна захворюваність в селищі з радіоцентром, в основному зумовлена порушенням нервової та серцево-судинної систем, також була вищою, ніж у контрольній групі.

У досліджених дітей визначено порушення розумової працездатності внаслідок зниження уваги через розвиток послідовного гальмування та пригнічення нервової системи. Фіксувалися прискорений пульс та дихання, підвищення артеріального тиску при фізичному навантаженні та сповільнене повернення до норми цих показників при його знятті. Фіксувався також вплив ЕМП на інші процеси, в тому числі імунобіологічні.

Опубліковано чимало матеріалів з вивчення впливу ЕМП діапазонів та УВЧ на тварин (мавп, кролів, пацюків, мишей). Найуважніше вивчали порушення діяльності серцево-судинної системи. Дослідження показали, що опромінення ЕМП малої інтенсивності впливає на тварин практично так само, як і на людей.

Значні зміни функціонування органів та систем спостерігалися не лише під час опромінення, але й їх наслідки протягом тривалого часу. В перший період опромінення спостерігалися зміни поведінки тварин: у них з’явилися неспокій, збудження, рухома активність, прагнення втекти із зони випромінювання. Тривалий вплив ЕМП призводив до зниження збудження, зростання процесів гальмування. Опромінення ЕМП викликало порушення умовних рефлексів та затримку їх вироблення.

Вплив ЕМП на тварин у період вагітності призводив до зростання кількості мертвонароджених, викиднів. Каліцтв. Спостерігалися аналогічні наслідки, які проявлялись у наступних поколіннях.

Мікроскопічні дослідження внутрішніх органів тварин виявили дистрофічні зміни головного мозку, печінки, нирок, легенів, міокарду з венозним повнокрів’ям, набряками, зміною забарвлення. Було зафіксовано порушення на клітинному рівні. ЕМП повинні розглядатися в основному як хвороботворний фактор. На підставі клінічних та експериментальних матеріалів виявлені основні симптоми уражень, які виникають при впливу ЕМП. Їх можна класифікувати як радіохвильову хворобу. Ступінь патології прямо залежить від напруженості ЕМП, тривалості впливу, фізичних особливостей, діапазонів частот, умов зовнішнього середовища, а також від функціонального стану організму, його стійкості до впливу різних факторів можливостей адаптації.

Поряд з радіохвильовою хворобою як специфічним результатом дії ЕМП спостерігається, завдяки його впливу, загальне зростання захворюваності, а також захворювання окремими хворобами органів дихання, травлення та ін. Це відмічається також і при дуже малій інтенсивності ЕМП, яка незначно перевищує гігієнічні нормативи. Ймовірно, причиною тут є порушення нервово-психічної діяльності як головної у керуванні усіма функціями організму. Внаслідок дії ЕМП можливі як гострі, так і хронічні ураження, порушення в системах та органах, функціональні зміни в діяльності нервово-психічної, серцево-судинної, ендокринної, кровотворної та інших систем.

Звичайно, зміни діяльності нервової та серцево-судинної системи зворотні, і хоча вони мають кумулятивний характер (тобто накопичуються та збільшуються за часом), але, як правило, зменшуються та зникають при виключенні впливу та покращенні умов праці. Але тривалий та інтенсивний вплив ЕМП призводить до стійких порушень і захворювань.

Випромінювання НВЧ діапазону. Активність впливу ЕМП різних діапазонів частот різна: вона зростає з ростом частоти да дуже серйозно впливає у НВЧ діапазоні. У даний діапазон входить дециметрові (100…10 см), сантиметрові (10…1 см), міліметрові (10…1 мм) хвилі. У закордонній літературі усі ці діапазони об’єднуються терміном “мікрохвильові”.

Як і УВЧ, НВЧ випромінювання дуже поглинається грунтом та не віддзеркалюється іоносферою. Тому розпорядження НВЧ відбувається в межах прямої видимості. На деяких ділянках діапазону НВЧ спостерігаються поглинанням та розсіюванням хвиль молекулами кисню, випарами води, атмосферними опадами, що обмежує віддаль розповсюдження.

На дециметрових хвилях працюють радіомовні та телевізійні станції, які забезпечують в зв’язку із зниженням рівня перешкод вищу якість передачі інформації, ніж в УВЧ діапазоні.

Усі ділянки НВЧ діапазону використовуються для радіозв’язку, в тому числі радіорелейного та супутникового. В цьому діапазоні працюють практично усі радіолокатори.

Оскільки випромінювання НВЧ, поглинаючись поганопровідним середовищем, викликає їх нагрівання, цей діапазон широко використовується у промислових установках, які базуються на використанні й інших ефектів, пов’язаних з НВЧ випромінюваннями. Подібні установки використовуються і в побуті. Вплив НВЧ випромінювання на живі тканини дав підставу для розробки терапевтичної медичної апаратури. Завдяки особливостям розповсюдження НВЧ саме цей діапазон використовується для передачі променем великі відстані.

В НВЧ діапазоні вузькоскеровані антени використовуються відносно мало. В більшості випадків використовується можливість сфокусувати випромінювання у вузький промінь антенним пристроєм порівняно невеликих габаритів. В границях променів обмежених діаграмою направленості антени, інтенсивність ЕМП суттєво збільшується, а за межами променів стає дуже малою, що зумовлює достатньо чітке розмежування зон різного ступеня небезпеки.

Вплив НВЧ на біологічні об’єкти останнім часом привертає увагу великої кількості дослідників та висвітлюється у численних наукових доповідях та публікаціях. Є відомості про клінічні прояви дії НВЧ залежно від інтенсивності опромінення. При інтенсивності близько 20 мкВт/см2 спостерігається зменшення частоти пульсу, зниження артеріального тиску, тобто реакція на опромінення. Вона сильніша та може виражатися у збільшення температури у осіб, які раніше потрапляли під опромінення. Із зростанням інтенсивності проявляються електрокардіологічні зміни, при хронічні впливі – тенденція до гіпотонії, до змін з боку нервової системи. Потім починається прискорення пульсу, коливання об’єму крові.

За інтенсивність 6 мкВт/см2 помічено зміни у статевих залозах, у складі крові, каламутність кришталика. Далі – зміни у згортанні крові, умовно-рефлекторній діяльності, вплив на клітини печінки, зміни корі головного мозку. Потім – підвищення кров’яного тиску, розрив капілярів та крововиливи у легені та печінку.

За інтенсивності до 100 мВт/см2 – стійка гіпотенія, стійкі зміни серцево-судинної системи, двостороння катаракта. Подальше опромінення помітно впливає на тканини, викликає больові відчуття. Якщо інтенсивність перевищує 1 Вт/см2, то це викликає дуже швидку втрату зору.

Таким чином, НВЧ опромінення діє в основному аналогічно хвильовому, але сильніше. Крім того, спостерігається і деякі особливості. Багато ефектів дії ЕМП пояснюються перетворенням енергії випромінювання у теплову. Оскільки нагрівання зростає пропорційно частоті, явища, пов’язані із нагріванням, на НВЧ проявляються сильніше.

Зупинимося на двох проявах НВЧ опромінювання, які в деякій мірі можуть вважитися специфічними, тобто зумовленими цими, а не іншими, факторами впливу.

Одним із серйозних ефектів, зумовлених НВЧ опромінюванням, є ушкодження органів зору. На нижчих частотах такі ефекти не спостерігаються і тому їх треба вважати специфічними для НВЧ діапазону.

Ступінь ушкодження залежить від інтенсивності та тривалості опромінення. Із зростанням частоти, напруженості ЕМП, яка викликає ушкодження зору, – зменшується.

Гостре НВЧ опромінення викликає сльозотечу, подразнення, звуження зіниць. Потім після короткого (1…2 доби), прихованого, періоду спостерігається погіршення зору, яке зростає під час повторного опромінення, що свідчить про кумулятивний характер ушкоджень. Експериментальні дослідження на кроликах та спостереження за людьми вказують на існування механізму відновлення ушкоджених клітин, який вимагає тривалого часу (10…12 діб). Із зростанням часу та інтенсивності впливу ушкодження стають незворотними.

При впливі випромінювання на око спостерігається ушкодження роговиці. Але серед усіх тканин ока найбільшу чутливість має у діапазоні 1…10 ГГц кришталик. Сильне ушкодження кришталика зумовлене тепловим НВЧ (при щільності понад 100 мВт/см2). При меншій інтенсивності каламутності спостерігається лише у задній ділянці, при великій – по усьому об’ємі кришталика. Катарактоутворення пояснюють, не лише тепловою дією, але й впливом ряду інших не зовсім встановлених факторів. Велике значення має концентрація поля в середовищі з окремими діелектричними властивостями та об’ємні резонансні ефекти.

На початку 60-х років у науково-технічній літературі з’явилися перші відомості про те, що люди, опромінені імпульсом НВЧ коливались, чули звук. Залежно від тривалості та частоти повторень імпульсів цей звук сприймається як щебетання, цвірінькання чи дзюрчання у якійсь точці (всередині чи ззаду) голови. Це явище викликало зацікавленість вчених, які розпочали систематичне дослідження на людях та тваринах: морських свинках, пацюках та кішках. Під час опитування люди могли повідомити про спостережені ними відчуття, для тварин необхідно було розробити спеціальну методику. Вона полягає в тому, що спочатку у тварин виробляється умовний рефлекс на звуковий сигнал деякої частоти: тварина мусила виконувати певні дії, після чого отримувала їжу. Потім звуковий сигнал змінювався на НВЧ випромінювання, яке викликало слуховий ефект на такій же частоті. Було встановлено, що в обох випадках тварина веде себе однаково.

Проводились також досліди, які доводять, що НВЧ імпульси сприймаються слуховою системою тварини як звук. Для цього вживляли мікроелектроелектроди, з яких знімали біопонтенціали. З’ясувалось, що слуховий ефект притаманний частотам 200..300 МГц при тривалості прямокутних імпульсів, які змінюються в межах 1..100 мкс, з частотою повторень 1…100 Гц. Відчуття звуку фіксувалося при дуже малих значеннях щільності потоку, середніх – починаючи з 0,1 мВт/см2, імпульсних – 300 МВт/см2. Частота відчуття звуку не залежить від частоти НВЧ сигналу.

На підставі розрахунків для моделі мозку, які відповідають експериментальним даним, було запропоновано наступне пояснення слухового ефекту: під впливом імпульсів НВЧ енергії збуджуються термопружні хвилі тиску в тканинах мозку, які діють за рахунок кісткової провідності на рецептори внутрішнього вуха –волоскові клітини завитки.

У тварин слуховий ефект викликає неспокій, вони намагаються уникнути опромінення. Питання, наскільки слуховий ефект неприємний чи шкідливий для людини, перебуває у стадії дослідження, як і питання про можливі неслухові ефекти імпульсного НВЧ опромінення.

Вивчення впливу ЕМП на різні біологічні об’єкти, що населяють біосферу,- тварин, комах, рослин, бактерії – природно має і самостійний інтерес. Мається на увазі як доля кожного біологічного виду, що залежить від стану навколишнього середовища, так і взаємозв’язок, взаємодія об'єктів живої природи між собою. Крім того, хоча ці дослідження проведені і у відносно малих масштабах, вони допомогли з’ясувати деякі механізми дії ЕМП, а також розширили коло питань, котрі зацікавили вчених і стали предметом подальшого вивчення. Наприклад, при дослідженні впливу НВЧ випромінювання невеликої (нетеплової) інтенсивності на комах спостерігалися тератогенні ефекти (вроджені каліцтва), які іноді мали мутагенний характер, тобто успадковувалися.

Дослідження проростання та подальшого розвитку кукурудзи із опроміненого попередньо міліметровими хвилями у сухому стані насіння виявило періодичне чергування стимулюючої та пригнічуючої дії. При зміні дози опромінення спостерігався ефект післядії – вплив опромінення, яке виявляється через певний час (близько місяця).

Вплив НВЧ опромінення на насіння люцерни призвів до зміни стану їх оболонки, що погано пропускає воду, і полегшив проростання.

Виявлено значний вплив НВЧ на зміну фізико-хімічних властивостей та співвідношення клітинних структур. Особливо це призводить до затримки та припинення процесів розмноження бактерій та вірусів і знижує їх інфекційну активність.

Оптичне випромінювання. Цим терміном позначається випромінювання видимого діапазону хвиль (0,4…0,77 мкм), а також межуючих з ним діапазонів – інфрачервоного (ІЧ) з довжиною хвилі 0,77….0,1 мкм та ультрафіолетового (УФ) з довжиною хвилі 0,4…0,05 мкм.

Таким чином, з боку довгих хвиль між оптичним діапазоном та НВЧ лежить маловивчений та поки що маловикористовуваний діапазон субміліметрових хвиль (0…0,1 мм), а з боку коротких хвиль – перехід до рентгенівського випромінювання.

Вивчення оптичного діапазону (включаючи ІЧ, видиме та УФ) не класифікується як радіочастотне, але, починаючи з 60-х років, воно почало широко застосовуватися у радіоелектроніці. Радіоелектронні прилади, як і будь-які інші, мають ККД менше 100%, і частина енергії джерел живлення витрачається на покриття втрат та в кінцевому рахунку переходить у тепло, тобто, в ІЧ випромінювання. Джерелами ІЧ випромінювання служать багато елементів та вузлів радіоапаратури- електровакуумні, напівпровідникові та квантові прилади, індуктивності, резистори, трансформатори, з’єднувальні проводи тощо. Аналогічним чином електровакуумні прилади у скляних балонах дають випромінювання у видимій області спектра. Але такого роду випромінювання порівняно малої інтенсивності не викликає помітного екологічного впливу. Це ж стосується і некогерентного УФ випромінювання, яке використовується у технологічному процесі фотолітографії при виробництві мікросхем.

Лазерне випромінювання має ряд особливостей. Воно характерне великою часовою та просторовою когерентністю – кореляцією (сумісністю) фаз коливань у деякій точці простору на певну величину моменту часу, а також кореляцією фаз коливань у різних точках простору в один і той же момент часу.

Часова когерентність зумовлює монохроматичність (одночастотність) випромінювання, що випливає із самого принципу дії лазера як квантового прилада. У реальних умовах з ряду причин ширина спектра лазерного випромінювання обмежена, хоча й досить немала.

Просторова когерентність зумовлює високу скерованість лазерного випромінювання; тобто малу кутову розбіжність променя на великих відстанях. У зв’язку із малою довжиною хвилі лазерне випромінювання може бути сфокусоване оптичними системами (лінзами та дзеркалами) невеликих геометричних розмірів, обмежених дифракцією, завдяки чому на малій площі досягається велика густина випромінювання.

Вказані властивості та їх поєднання є основою для широкого використання лазерів. За їх допомогою здійснюється багатоканальний зв’язок на великих відстанях (причому кількість каналів тут у десятки тисяч разів може перевищувати можливості НВЧ діапазону), лазерна локація, дальнометрія, швидке опрацювання інформації.

Вплив лазерного випромінювання на біологічні тканини може призвести до теплової, ударної дії світлового тиску, електрострикції (механічні коливання під дією електричної складової ЕМП), перебудови внутріклітинних структур. Залежно від різних обставин прояв кожного ефекту зокрема чи їх сумарна дія можуть відрізнятися.

При великій інтенсивності і дуже малій тривалості імпульсів спостерігається ударна дія лазерного випромінювання, яка розповсюджується з великою швидкістю та призводить до пошкодження внутрішніх тканин за відсутності зовнішніх прояв.

Найважливішим фактором дії потужного лазерного випромінювання на біологічне середовище є тепловий ефект, який проявляється у вигляді опіку, іноді з глибинним руйнуванням – деформацією і навіть випаровування клітинних структур. При менш інтенсивному випромінюванні на шкірі можуть спостерігатися видимі зміни (порушення пігментації, почервоніння) з досить чіткими межами ураженої ділянки. Шкірний покрив, який сприймає більшу частину енергії лазерного випромінювання, значною мірою захищає організм від серйозних внутрішніх ушкоджень Але є відомості, що опромінення окремих ділянок шкіри викликає порушення у різних системах організму, особливо нервової та серцево-судинної.

У зв’язку з різною поглинаючою здатністю живих тканин при відносно слабких ушкодженнях шкіри можуть виникати серйозні ураження внутрішніх тканин – набряки, крововиливи, змертвіння, згортання крові. Результатом навіть дуже малих доз лазерного випромінювання можуть бути такі явища, як майже при НВЧ опроміненні – нестійкість артеріального тиску, порушення серцевого ритму, втома, роздратування тощо. Звичайно, такі порушення зворотні і зникають після відпочинку.

Найсильніше впливає лазерне випромінювання на очі. Тут найсерйознішу небезпеку становить випромінювання УФ діапазону, яке може призвести до коагуляції білка, рогівки та опіку слизової оболонки, що викликає остаточну сліпоту. Вплив видимого діапазону впливає на клітини сітківки, внаслідок чого настає тимчасова сліпота або втрата зору від опіку чи наступна поява рубцевих ран. Випромінювання ІЧ діапазону, яке поглинається райдужною оболонкою, кришталиком та скловидним тілом, більш-менш безпечне, але також може спричинити сліпоту.

Таким чином, лазерне випромінювання ушкоджує (часом безповоротно) усі структури ока, а оскільки око є оптичною системою, виникають другорядні біологічні ефекти як реакція на опромінення. Внаслідок лазерного опромінення у біологічних тканинах можуть виникати вільні радикали, які активно взаємодіють з молекулами та порушують нормальний хід процесів обміну на клітинному рівні. Наслідком цього є загальне погіршення стану здоров’я (як і при впливі іонізаційних випромінювань).

<== предыдущая лекция | следующая лекция ==>
Норми радіаційної безпеки. Граничні рівні вмісту радіонуклідів Назва продукту Питома активність Цезію Стронцію Питна вода 5 х 10-10 1 х 10-10 | Нормативи та стандарти
Поделиться с друзьями:


Дата добавления: 2014-01-04; Просмотров: 973; Нарушение авторских прав?; Мы поможем в написании вашей работы!


Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет



studopedia.su - Студопедия (2013 - 2024) год. Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав! Последнее добавление




Генерация страницы за: 0.03 сек.