НОВОСТИ

16 августа

Употребление постных белков, таких как орехи, курица и рыба, снижает риск смерти по сравнению с рационом, в котором высоко содержание красного мяса, яиц и молочных продуктов, сообщается в опубликованном недавно крупном исследовании.

4 июня

Минздрав: В течение последних 20 лет ожирение у мужчин выросло по своей распространенности более, чем в 2 раза, и догнало таковое у женщин.

Электромагнитное излучение — определение, разновидности, характеристики. Свойства излучение

Особенности излучения

Медицинская физика Лечебный факультет

Курс

Семестр

Лекция №

«Рентгеновское излучение»

Составила: Дигурова И.В.

Г.

РЕНГЕНОВСКОЕ ИЗЛУЧЕНИЕ.

ЕГО ОСОБЕННОСТИ, СВОЙСТВА.

СПОСОБ ОБЛУЧЕНИЯ.

R ТРУБКА.

Rизлучение – коротковолновое электромагнитное излучение.

-2 -5

λ от 10 до 10 открыт Рентгеном в 1895г.

Свойства R излучения:

1. Отражение поглощение рассеяние

2. В окружающей среде распространяется прямолинейно

3. Не откланяемся электричеством магнитными полями

4. Не видим для глаза

5. Лучи обладают большой энергией

6. Обладает большой проникающей способностью

7. Интенсивность R излучения снижается обратно пропорционально квадрату рассеяния

8. Оказывает значительное химическое и биологическое действие, обусловленное, ионизирующим действием.

Проникающая способность:

1. Многие R лучи возникают в труппке при напряжении от 10 до 40 кВ, глубоко в ткани не проникает, используется для лечения заболеваний кожи.

2. R лучи средней мощности возникают при напряжении от 40 до 100 кВ, используются в диагностик.

3. Самые мощные R лучи возникают при напряжении более 100 кВ, используются в R – терапии злокачественных опухолей.

Способ обнаружения R излучения, основаны на физических свойствах R излучения.

1. Люминисцентный основан на том, что R лучи люминисцируются при, просвечивании.

2. Ионизационный основан на ионизации воздуха R лучами, применяется для определения дозы R излучения.

3. Фотографический – в основе лежит образование на фотопленке скрытых центров изображения под усилением R лучей. Эти центры после проявления и фиксации превращаются в черные зерна металлического ядра которые и формируют R граммы, используются для контроля от облучения.

4. Биологический способ состоит в выявлении реакций R лучей на коже человека.

R лучи можно получить при помощи R трубки. В медицине способом получения R лучей, является торможение быстродвижущихся электронов в материальной среде. При понижении скорости электроны вызывают электромагнитное излучение, оно более жесткое, чем скорость электрона.

R трубка – двухэлектродный воздушный цилиндр для получения R лучей.

- 6 - 7

Давление внутри трубки 10 – 10 мм. р. ст. Напряжение между катодом и анодом высокое. Катод представляет собой вольфрамовую спираль, источник электронов за счет термоэлектричества, t = 2000 градусов. Это ниже чем температура плавления вольфрама. Под усиление электрического поля электроны движутся к аноду с ускорением, их скорость и E увеличиваются.

Анод изготовлен в виде медного стержня торец которого расположен под углом 45 градусов. В сторону запрессована пластинка из W отполированная до зеркального блеска.

Анод с теплопроводным и с водным охлаждением.

Виды R трубок.

1. По назначению:

а) для R диагностики

б) для R терапии

в) для флюрографии

2. По мощности

а) не > 250 Вт для зубных аппаратов

б) средней мощности до 5000 Вт – диагностика

в) высокой мощности – для лечения

Виды R излучения.

Тормозное излечение возникает при торможении электрона в электронном поле атомов вещества. При торможении электронной скорость понижается, изменяющееся магнитное поле порождает вихревые электронные поля возникают электромагнитные излучения. Доля кинетической энергии электрона идущая на R излучения и на нагревание различна по этому R излучение имеет аналогичный спектр.

Особенности тормозного излучения.

1. Со стороны коротких длин волн спектр резко обрывается, изменяя направление можно регулировать жёсткость излучения.

2. С повышением направления спектр смещается в сторону короткой длины волны.

3. При измерении температуры накала катода, спектр составляющий R излучения не изменяется.

4. Поток энергии тормозит излучения пропорционально квадрату направления … катодом и анодом, силе тока в трубке , и порядковому номеру вещества.

Ф=KZIU

-9 BI

K=10 *A*B

Характеристическое R излучение возникает при изменении энергетических состояний в атомах вещества анода R трубки. Из-за их перехода из воздушного в не воздушное состояние при достаточно сильном в нём воздействии электрон из внутренней оболочки удаляются за пределы атома.И на место такого ℮ переходит ℮с более высокого энергетического уровня. При этом излучается фотон с энергией hv.

hv=Eз-E1

спектр линейчатый

Линейчатый спектр на фоне тормозного излучения является смешанным.

Особенности излучения.

1. Возникает при определенном напряжении в трубке.

2. Существует только вместе с тормозным.

3. С ↑ порядкого N элемента спектр сдвигается в сторону короткой длины волны.

Закон Мозли.

√v=√A*(Z-B) Z-порядковый номер.

Aи B-константы.

Корень квадратный из частоты излучения R это линейная функция порядкового номера элемента.

studopedya.ru

Свойства ионизирующих излучений.

Обратная связь

ПОЗНАВАТЕЛЬНОЕ

Сила воли ведет к действию, а позитивные действия формируют позитивное отношение

Как определить диапазон голоса - ваш вокал

Как цель узнает о ваших желаниях прежде, чем вы начнете действовать. Как компании прогнозируют привычки и манипулируют ими

Целительная привычка

Как самому избавиться от обидчивости

Противоречивые взгляды на качества, присущие мужчинам

Тренинг уверенности в себе

Вкуснейший "Салат из свеклы с чесноком"

Натюрморт и его изобразительные возможности

Применение, как принимать мумие? Мумие для волос, лица, при переломах, при кровотечении и т.д.

Как научиться брать на себя ответственность

Зачем нужны границы в отношениях с детьми?

Световозвращающие элементы на детской одежде

Как победить свой возраст? Восемь уникальных способов, которые помогут достичь долголетия

Как слышать голос Бога

Классификация ожирения по ИМТ (ВОЗ)

Глава 3. Завет мужчины с женщиной

Оси и плоскости тела человека - Тело человека состоит из определенных топографических частей и участков, в которых расположены органы, мышцы, сосуды, нервы и т.д.

Отёска стен и прирубка косяков - Когда на доме не достаёт окон и дверей, красивое высокое крыльцо ещё только в воображении, приходится подниматься с улицы в дом по трапу.

Дифференциальные уравнения второго порядка (модель рынка с прогнозируемыми ценами) - В простых моделях рынка спрос и предложение обычно полагают зависящими только от текущей цены на товар.

Основными свойствами ионизирующий излучений являются: проникающая способность, ионизирующее действие, фотохимический эффект, биологическое действие, флюоресцирующий («эффект свечения») эффект.

Взаимодействие ионизирующих излучений с веществом. В веществе быстрые заряженные частицы взаимодействуют с электронными оболочками и ядрами атомов. В результате взаимодействия с быстрой заряженной частицей электрон получает дополнительную энергию и переходит на один из удаленных от ядра энергетических уровней или совсем покидает атом. В первом случае происходит возбуждение, во втором - ионизация атома.

При прохождении вблизи атомного ядра быстрая частица испытывает торможение в его электрическом поле. Торможение заряженных частиц сопровождается испусканием квантов тормозного рентгеновского излучения. Наконец, возможно упругое и неупругое соударение заряженных частиц с атомными ядрами.

Длина пробега частицы зависит от ее заряда, массы, начальной энергии, а также от свойств среды, в которой частица движется. Пробег увеличивается с возрастанием начальной энергии частицы и уменьшением плотности среды. При одинаковой начальной энергии массивные частицы обладают меньшими скоростями, чем легкие. Медленно движущиеся частицы взаимодействуют с атомами более эффективно и быстрее растрачивают имеющуюся у них энергию.

Проникающую способность бета-частиц обычно характеризуют минимальной толщиной слоя вещества, полностью поглощающего все бета-частицы. Например, от потока бета-частиц, максимальная энергия которых 2 МэВ, полностью защищает слой алюминия толщиной 3,5 мм.

Альфа-частицы, обладающие значительно большей массой, чем бета-частицы, при столкновениях с электронами атомных оболочек испытывают очень небольшие отклонения от своего первоначального направления и движутся почти прямолинейно. Пробеги альфа-частиц в веществе очень малы. Например, у альфа-частицы с энергией 4 МэВ длина пробега в воздухе примерно 2,5 см, в воде или в мягких тканях животных и человека - сотые доли миллиметра.

Благодаря небольшой проникающей способности альфа- и бета-излучения обычно не представляют большой опасности при внешнем облучении. Плотная одежда может поглотить значительную часть бета-частиц и совсем не пропускает альфа-частицы. Однако при попадании внутрь человеческого организма с пищей, водой и воздухом или при загрязнении радиоактивными веществами поверхности тела альфа- и бета-излучения могут причинить человеку серьезный вред.

Нейтроны, не имеющие электрического заряда, при движении в веществе не взаимодействуют с электронными оболочками атомов. При столкновениях с атомными ядрами они могут выбивать из них заряженные частицы, которые ионизируют и возбуждают атомы среды.

Гамма-кванты взаимодействуют в основном с электронными оболочками атомов, передавая часть своей энергии электронам - это явления фотоэффекта, эффекта Комптона или рождения электронно-позитронных пар. Возникающие быстрые электроны производят ионизацию атомов среды.

Пути пробега гамма-квантов и нейтронов в воздухе измеряются сотнями метров, в твердом веществе - десятками сантиметров и даже метрами. Проникающая способность гамма-излучения увеличивается с ростом энергии гамма-квантов и уменьшается с увеличением плотности вещества-поглотителя. В таблице 5 приведены в качестве примера значения толщины слоев воды, бетона и свинца, ослабляющих потоки гамма-излучения различной энергии в десять раз.

Потоки гамма-квантов и нейтронов - наиболее проникающие виды ионизирующих излучений, поэтому при внешнем облучении они представляют для человека наибольшую опасность.

Поглощенная доза ионизирующего излучения. Универсальной мерой воздействия любого вида излучения на вещество является поглощенная доза излучения, равная отношению энергии, переданной ионизирующим излучением веществу, к массе вещества: D=E/m.

За единицу поглощенной дозы в СИ принят грей (Гр). 1 Гр равен поглощенной дозе излучения, при которой облученному веществу массой 1 кг передается энергия ионизирующего излучения 1 Дж: 1 Гр=1 Дж/1 кг=1 Дж/кг.

Отношение поглощенной дозы излучения ко времени облучения называется мощностью дозы излучения: D=D/t.Единица мощности поглощенной дозы в СИ - грей в секунду (Гр/с).

Эквивалентная доза. Поглощенная доза D, умноженная на коэффициент качества k, характеризует биологическое действие поглощенной дозы и называется эквивалентной дозой Н: H=Dk. Единицей эквивалентной дозы в СИ является з и вер т (Зв). 1 Зв равен эквивалентной дозе, при которой поглощенная доза равна 1 Гр и коэффициент качества равен единице.

По механизму взаимодействия с веществом выделяют непосредственно (потоки заряжённых частиц) и косвенно ионизирующее излучение (потоки нейтральных элементарных частиц - фотонов и нейтронов). По механизму образования - первичное (рождённое в источнике) и вторичное (образованное в результате взаимодействия излучения другого типа с веществом) ионизирующее излучение.

Энергия частиц ионизирующего излучения лежит в диапазоне от нескольких сотен электрон-вольт (рентгеновское излучение, бета-излучение некоторых радионуклидов) до 1015 - 1020 и выше электрон-вольт (протоны космического излучения, для которых не обнаружено верхнего предела по энергии).

В зависимости от типа частиц и их энергии сильно различаются длина пробега и проникающая способность ионизирующего излучения - от долей миллиметра в конденсированной среде (альфа-излучение радионуклидов, осколки деления) до многих километров (высокоэнергетические мюоны космических лучей).

Важными показателями взаимодействия ионизирующего излучения с веществом служат такие величины, как линейная передача энергии (ЛПЭ), показывающая, какую энергию излучение передаёт среде на единице длины пробега при единичной плотности вещества, а также поглощённая доза излучения, показывающая, какая энергия излучения поглощается в единице массы вещества.

Биологическое действие ионизирующих излучений. Основа физического воздействия ядерных излучений на живые организмы - ионизация атомов и молекул в клетках. При облучении человека смертельной дозой гамма-излучения, равной 6 Гр, в его организме выделяется энергия, равная примерно: E=mD=70 кг·6 Гр=420 Дж.

Такая энергия передается организму человека одной чайной ложкой горячей воды. Поскольку эта энергия мала, естественно предположить, что тепловое воздействие ионизирующей радиации не является непосредственной причиной лучевой болезни и гибели человека. Действительно, основной механизм биологического воздействия ионизирующей радиации на живой организм обусловлен химическими процессами, происходящими в живых клетках после их облучения.

Организм млекопитающего состоит примерно на 75% из воды. При дозе 6 Гр в 1 см3 ткани происходит ионизация примерно 1015 молекул воды. Процессы ионизации и химических взаимодействий продуктов ионизации происходят в клетке за миллионные доли секунды. Биохимические изменения в клетке, обусловленные образованием новых молекул, чуждых нормальной клетке, начинаются сразу после момента облучения, но не завершаются за короткое время. Некоторые следствия биохимических изменений в клетке проявляются уже через несколько секунд после облучения, другие могут привести к гибели клетки или ее раковому перерождению через десятилетия.

Одним из первых следствий действия облучения на живую клетку является нарушение ее функции деления как самой сложной функции. Поэтому в первую очередь нарушаются функции органов и тканей организма, в которых происходит деление клеток, образование новых клеток.

Острое поражение. Острым поражением называют повреждение живого организма, вызванное действием больших доз облучения и проявляющееся в течение нескольких часов или дней после облучения. Первые признаки общего острого поражения организма взрослого человека обнаруживаются, начиная примерно с 0,5-1,0 Зв. Эту эквивалентную дозу можно считать пороговой для общего острого поражения при однократном облучении. При такой эквивалентной дозе начинаются нарушения в работе кроветворной системы человека. При эквивалентных дозах облучения всего тела 3-5 Зв около 50% облученных умирает от лучевой болезни в течение 1-2 месяцев. Главной причиной гибели людей при таких дозах облучения является поражение костного мозга, приводящее к резкому снижению числа лейкоцитов в крови. При дозах облучения в 10-50 Зв смерть наступает через 1-2 недели от кровоизлияний в желудочно-кишечном тракте. Эти кровоизлияния происходят в результате гибели клеток слизистых оболочек кишечника и желудка.

Отдаленные последствия облучения. Значительная часть повреждений, вызванных радиацией в живых клетках, является необратимыми. Эти повреждения увеличивают вероятность возникновения различных заболеваний, из которых наиболее опасны раковые заболевания. Средняя продолжительность времени от момента облучения до гибели от лейкоза составляет 10 лет.

Вероятность возникновения ракового заболевания увеличивается пропорционально дозе облучения. Эквивалентная доза облучения 1 Зв в среднем приводит к 2 случаям лейкоза, 10 случаям рака щитовидной железы, 10 случаям рака молочной железы у женщин, 5 случаям рака легких на 1000 облученных. Раковые заболевания других органов под действием облучения возникают значительно реже.

Ядерные взрывы. Ядерные взрывы, производимые с 1945 г. в атмосфере и под водой, привели к загрязнению атмосферы Земли и земной поверхности радиоактивными продуктами деления ядер урана. Среди продуктов деления ядер урана наибольшую роль в длительном облучении играют радиоактивные изотопы стронция-90 и цезия-137 с периодами полураспада около 30 лет. Эти изотопы усваиваются из почвы растениями, затем с пищей попадают в организм человека и надолго задерживаются в его тканях и органах, подвергая организм внутреннему облучению.

Биологическое влияние малых доз излучения. Приносят ли дозы ионизирующего излучения, сравнимые с естественным фоном, какой-то ущерб здоровью человека? На этот вопрос невозможно дать точный и однозначный ответ, подобно тому, как нельзя дать однозначный ответ на вопрос о влиянии на организм человека обычного солнечного света. Солнечный свет, безусловно, необходим человеку, без него жизнь на Земле невозможна. Но ультрафиолетовое излучение Солнца может вызвать ожог кожи, быть причиной заболеваний кожи и крови.

Аналогична картина и с естественным фоном ионизирующей радиации. С одной стороны, человек как вид появился на Земле в результате эволюции живой природы. Необходимыми условиями эволюции являются изменчивость и естественный отбор. Изменчивость есть следствие мутаций генов, а одним из факторов, вызывающих мутации, является естественный фон ионизирующей радиации. По современным представлениям, без участия естественного радиационного фона, вероятно, не было бы и жизни на Земле в настоящем ее виде. Поэтому нет оснований сетовать на судьбу, что нам досталась планета, содержащая в себе радиоактивные изотопы. Не будь радиоактивности и космического излучения, видимо, не было бы и человека на Земле.

Но может быть, естественный фон ионизирующей радиации был полезным для эволюции жизни на ранних этапах ее развития, но вреден сейчас?Против такого предположения свидетельствует ряд фактов.Опытыс растениями показали, что если их практически полностью защитить от внешнего ионизирующего излучения, удалить из почвы естественные радиоактивные изотопы, то развитие растений замедляется, их продуктивность снижается. Многократно повторенные опыты показали, что небольшие дозы излучения, сравнимые с уровнем естественного фона, стимулируют развитие растений. Сходные результаты получены и в опытах на животных. Безвредность малых доз облучения для человеческого организма подтверждается исследованиями средней продолжительности жизни людей в зависимости от уровня естественного фона ионизирующей радиации.

Предельно допустимые дозы. Люди некоторых профессий подвергаются дополнительному облучению ионизирующей радиацией. Это врачи-рентгенологи, работники атомных электростанций, ученые и технический персонал, работающие в области ядерной физики и физики элементарных частиц, космонавты. Полностью устранить дополнительное действие ионизирующей радиации на их рабочих местах оказывается невозможным. Поэтому нужно было определить допустимую границу дополнительной дозы облучения.

Предельно допустимой дозой (ПДД) облучения для лиц, профессионально связанных с использованием источников ионизирующей радиации, является 50 мЗв за год. Этот уровень облучения был принят за допустимый на том основании, что он близок к уровню естественного радиационного фона в некоторых местах на Земле и никаких отрицательных последствий для человека при действии таких доз не обнаружено. Санитарными нормами установлен допустимый уровень разового аварийного облучения для населения-0,1 Зв. Это примерно равно дозе фонового облучения человека за всю жизнь.

В качестве предельно допустимой дозы систематического облучения населения установлена эквивалентная доза облучения 5 мЗв за год, т. е. 0,1 ПДД.

За все время жизни человека (70 лет) допустимая доза облучения для населения составляет 5 мЗв/год-70 лет= =350 м3в=0,35 Зв.

Радиофобия. Паническую боязнь любого ионизирующего излучения в любом количестве называют радиофобией (от греч. phobos - страх). Неразумно выбегать из комнаты, в которой работает счетчик Гейгера и регистрирует естественный радиоактивный фон. Он лишь регистрирует то, что есть в природе. Неразумно пугаться радиоактивного препарата, от которого счетчик регистрирует 100 или даже 1000 импульсов в минуту. Нужно понимать, что такой препарат не более опасен, чем любой человек, так как в теле человека происходит примерно 5-Ю5 распадов в минуту. Скорость счета счетчика почти не увеличивается при приближении к нему человека не потому, что человек не радиоактивен, а лишь потому, что практически все бета-частицы, испускаемые радиоактивными ядрами в теле человека, поглощаются в тканях его организма.

Радиофобия в настоящее время распространилась на телевизор как источник рентгеновского излучения и на самолет как транспортное средство, выносящее человека в верхние слои атмосферы, где более высок уровень космического излучения. Телевизор действительно является источником рентгеновского излучения, но очень мягкого и малой мощности. При ежедневном просмотре телевизионных программ по три-четыре часа в день за год будет получена доза порядка 10 -5 Зв. Это в 100-200 раз меньше уровня естественного фона. Полет в современном самолете на расстояние 2000 км обусловливает примерно такое же облучение, т.е. одну сотую долю среднего значения уровня естественного облучения в год.

Уменьшение дозы излучения при необходимости работы с источником ионизирующего излучения может быть осуществлено тремя путями: увеличением расстояния от источника; уменьшением времени пребывания около источника; установкой экрана, поглощающего излучение. При удалении от точечного источника доза излучения убывает обратно пропорционально квадрату расстояния.

Ионизация, создаваемая излучением в клетках, приводит к образованию свободных радикалов. Свободные радикалы вызывают разрушения целостности цепочек макромолекул (белков и нуклеиновых кислот), что может привести как к массовой гибели клеток, так и канцерогенезу и мутагенезу. Наиболее подвержены воздействию ионизирующего излучения активно делящиеся (эпителиальные, стволовые, также эмбриональные) клетки.

Из-за того, что разные типы ионизирующего излучения обладают разной ЛПЭ, одной и той же поглощённой дозе соответствует разная биологическая эффективность излучения. Поэтому для описания воздействия излучения на живые организмы вводят понятия относительной биологической эффективности (коэффициента качества) излучения по отношению к излучению с низкой ЛПЭ (коэффициент качества фотонного и электронного излучения принимают за единицу) и эквивалентной дозы ионизирующего излучения, численно равной произведению поглощённой дозы на коэффициент качества.

После действия излучения на организм в зависимости от дозы могут возникнуть детерминированные и стохастические радиобиологические эффекты. Например, порог появления симптомов острой лучевой болезни у человека составляет 1-2 Зв на всё тело. В отличие от детерминированных, стохастические эффекты не имеют чёткого дозового порога проявления. С увеличением дозы облучения возрастает лишь частота проявления этих эффектов. Проявиться они могут как спустя много лет после облучения (злокачественные новообразования), так и в последующих поколениях (мутации).

megapredmet.ru

Электромагнитное излучение: виды, влияние, характеристики, применение

Электромагнитное излучение существует ровно столько, сколько живет наша Вселенная. Оно сыграло ключевую роль в процессе эволюции жизни на Земле. По факту, это возмущение состояние электромагнитное поля, распространяемого в пространстве.

Характеристики электромагнитного излучения

Любую электромагнитную волну описывают с помощью трех характеристик.

1. Частота.

2. Поляризация.

3. Длина.

Поляризация – одна из основных волновых атрибутов. Описывает поперечную анизотропию электромагнитных волн. Излучение считается поляризованным тогда, когда все волновые колебания происходят в одной плоскости.

Это явление активно используют на практике. Например, в кино при показе 3D фильмов.

С помощью поляризации очки IMAX разделяют изображение, которое предназначено для разных глаз.

Частота – число гребней волны, которые проходят мимо наблюдателя (в данном случае – детектора) за одну секунду. Измеряется в герцах.

Длина волны – конкретное расстояние между ближайшими точками электромагнитного излучения, колебания которых происходят в одной фазе.

Электромагнитное излучение может распространяться практически в любой среде: от плотного вещества до вакуума.

Скорость распространения в вакууме равна 300 тыс. км за секунду.

Интересное видео о природе и свойствах ЭМ волн смотрите в видео ниже:

Виды электромагнитных волн

Все электромагнитное излучение делят по частоте.

1. Радиоволны. Бывают короткими, ультракороткими, сверхдлинными, длинными, средними.

Длина радиоволн колеблется от 10 км до 1 мм, а частота от 30 кГц до 300 ГГц.

Их источниками может быть как деятельность человека, так и различные естественные атмосферные явления.

2. Инфракрасное излучение. Длина волны лежит в пределах 1мм — 780нм, а частота может доходить до 429 ТГц. Инфракрасное излучение еще называют тепловым. Основа всей жизни на нашей планете.

3. Видимый свет. Длина 400 — 760/780нм. Соответственно частота колеблется в пределах 790-385 ТГц. Сюда относят весь спектр излучения, которое можно увидеть человеческим глазом.

4. Ультрафиолет. Длина волны меньше, чем в инфракрасного излучения.

Может доходить до 10 нм. Частота таких волн очень большая – порядка 3х10^16 Гц.

5. Рентгеновские лучи. частота волны 6х10^19 Гц, а длина порядка 10нм — 5пм.

6. Гамма волны. Сюда относят любое излучение, частота которого больше, чем в рентгеновских лучах, а длина – меньше. Источником таких электромагнитных волн являются космические, ядерные процессы.

Сфера применения

Где-то начиная с конца XIX столетия, весь человеческий прогресс был связан с практическим применением электромагнитных волн.

Первое о чем стоит упомянуть – радиосвязь. Она дала возможность людям общаться, даже если они находились далеко друг от друга.

Спутниковое вещание, телекоммуникации – являются дальнейшим развитием примитивной радиосвязи.

Именно эти технологии сформировали информационный облик современного общества.

Источниками электромагнитного излучения следует рассматривать как крупные промышленные объекты, так и различные линии электропередач.

Электромагнитные волны активно используются в военном деле (радары, сложные электрические устройства). Также без их применения не обошлась и медицина. Для лечения многих болезней могут использовать инфракрасное излучение.

Рентгеновские снимки помогают определить повреждения внутренних тканей человека.

С помощью лазеров проводят ряд операций, требующих ювелирной точности.

Важность электромагнитного излучения в практической жизни человека сложно переоценить.

Советское видео о электромагнитном поле:

Возможное негативное влияние на человека

Несмотря на свою полезность, сильные источники электромагнитного излучения могут вызывать такие симптомы:

• усталость;

• головную боль;

• тошноту.

Чрезмерное воздействие некоторых видов волн вызывают повреждения внутренних органов, центральной нервной системы, мозга. Возможны изменения в психике человека.

Интересное виде о влиянии ЭМ волн на человека:

Чтобы избежать таких последствий практически во всех странах мира действуют стандарты, регулирующие электромагнитную безопасность. Для каждого типа излучений существуют свои регулирующие документы (гигиенические нормы, нормы радиационной безопасности). Влияние электромагнитных волн на человека до конца не изучено, поэтому ВОЗ рекомендует минимизировать их воздействие.

pue8.ru

Влияние на человека электромагнитного излучения. Источники, свойства электромагнитных излучений

В последние годы вследствие развития технологий организм человека подвергается высокому уровню воздействия электромагнитного излучения (ЭМИ), что не могло не вызвать серьезного беспокойства во всем мире.

Каково же влияние электромагнитных излучений на живые организмы? Их последствия зависят от того, к какой категории радиации – ионизирующей или нет – они относятся. Первый тип обладает высоким энергетическим потенциалом, который действует на атомы в клетках и приводит к изменению их естественного состояния. Это может быть смертельно опасным, так как вызывает раковые и другие заболевания. К неионизирующей радиации относят электромагнитное излучение в виде радиоволн, микроволнового излучения и электрических колебаний. Хотя структуру атома она изменить не может, но ее воздействие способно привести к необратимым последствиям.

Невидимая опасность

Публикации в научной литературе подняли вопрос о неблагоприятном воздействии на отдельных лиц и общество в целом неионизирующего излучения ЭМП, исходящего от силовых, электрических и беспроводных устройств в быту, на производстве, в учебных и общественных заведениях. Несмотря на многочисленные проблемы в установлении неопровержимых научных доказательств вреда и пробелы в выяснении точных механизмов его нанесения, эпидемиологический анализ все больше наводит на мысль о значительном потенциале травматического воздействия, производимого неионизирующим облучением. Защита от электромагнитного излучения становится все более актуальной.

В связи с тем, что медицинское образование не акцентирует внимание на состоянии окружающей среды, некоторые врачи не в полной мере осознают вероятные проблемы для здоровья, которые связаны с ЭМИ, и, как следствие этого, проявления неионизирующего излучения могут диагностироваться неверно и подвергаться неэффективному лечению.

Если возможность повреждения тканей и клеток, связанная с воздействием рентгеновского излучения, сомнений не вызывает, то влияние электромагнитных излучений на живые организмы, когда они исходят от ЛЭП, мобильных телефонов, электроприборов и некоторые машин, только недавно начало привлекать к себе внимание в качестве потенциальной угрозы здоровью.

Электромагнитный спектр

Неионизирующее излучение относится к типу энергии, которая исходит или излучается далеко за пределы ее источника. Энергия электромагнитного излучения существует в различных формах, каждая из которых обладает различными физическими свойствами. Они могут быть измерены и выражены с помощью частоты или длины волны. Одни волны имеют высокую частоту, другие – среднюю и третьи – низкую. Диапазон электромагнитного излучения включает много различных форм энергии, исходящей из различных источников. Их название используется для классификации типов ЭМИ.

Короткая длина волны электромагнитного излучения, соответствующая высокой частоте, является характеристикой гамма-лучей, рентгеновского и ультрафиолетового излучения. Более низкие частоты спектра включают микроволновое излучение и радиоволны. Световое излучение относят к среднему участку спектра ЭМИ, оно обеспечивает нормальное зрение и является светом, который мы воспринимаем. Инфракрасная энергия ответственна за восприятие человеком тепла.

Большинство форм энергии, таких как рентгеновские лучи, ультрафиолет и радиоволны, невидимы и незаметны для человека. Для их обнаружения требуется измерение электромагнитного излучения с использованием специальных приборов, и, как следствие, люди не могут оценить степень воздействия энергетических полей в этих диапазонах.

Несмотря на отсутствие восприятия, действие высокочастотной энергии, включая рентгеновское излучение, называемое ионизирующим, потенциально опасно для клеток человека. Изменяя атомный состав клеточных структур, разбивая химические связи и индуцируя образование свободных радикалов, достаточное воздействие ионизирующей радиации может повредить генетический код в ДНК или спровоцировать мутации, тем самым увеличивая риск возникновения злокачественных новообразований или гибель клеток.

Антропогенное ЭМИ

Влияние электромагнитного излучения на организм, особенно неионизирующего, которым называют формы энергии с более низкими частотами, многими учеными недооценивалось. Считалось, что оно не производит неблагоприятного эффекта при нормальных уровнях воздействия. В последнее время, однако, появляется все больше данных, которые свидетельствуют о том, что некоторые частоты неионизирующего излучения могут потенциально приносить биологический вред. Большинство исследований их влияния на здоровье касалось следующих трех основных видов антропогенного ЭМИ:

нижняя шкала электромагнитных излучений от ЛЭП, электроприборов и электронного оборудования;
микроволновое и радиоизлучение беспроводных устройств связи, таких как сотовые телефоны, сотовые башни, антенны, а также телевизионные и радиовышки;
электрическое загрязнение вследствие работы некоторых видов техники (например, плазменных телевизоров, некоторых энергосберегающих приборов, двигателей с регулируемой частотой вращения и т. д.), производящих сигналы, частота электромагнитного излучения которых находится в диапазоне 3-150 кГц (распространяются и переизлучаются проводкой).

Токи в земле, которые иногда называют блуждающими, проводами не ограничены. Ток движется по пути наименьшего сопротивления и может проходить через любые доступные пути, в том числе по земле, проводам и различным объектам. Соответственно, электрическое напряжение также передается через землю и по строительным конструкциям посредством металлических водопроводных или канализационных труб, в результате чего неионизирующее излучение попадает в ближайшую окружающую среду.

ЭМИ и здоровье человека

В то время как исследования, изучавшие негативные свойства электромагнитных излучений, иногда давали противоречивые результаты, диагностика репродуктивной дисфункции и предрасположенности к раку, по всей видимости, подтверждает подозрения о том, что воздействие ЭМП может представлять угрозу здоровью человека. Неблагоприятный исход беременности, включая выкидыши, мертворождение, преждевременные роды, изменение соотношения полов и врожденные аномалии – все было связано с влиянием ЭМИ на мать.

В большом проспективном исследовании, опубликованном в журнале «Эпидемиология», например, сообщается о пиковом воздействии ЭМИ на 1063 беременных женщин в районе Сан-Франциско. Участники эксперимента носили детекторы магнитного поля, и ученые обнаружили значительный рост смертности плода при увеличении уровня максимального воздействия ЭМП.

ЭМИ и рак

Были изучены утверждения о том, что интенсивное воздействие некоторых частот ЭМИ может быть канцерогенным. Например, «Международный журнал рака» недавно опубликовал важное исследование по методу «случай-контроль» по связи между детской лейкемией и магнитными полями в Японии. Оценивая уровень электромагнитного излучения в спальнях, ученые подтвердили, что высокие уровни воздействия приводят к значительно большему риску заболевания детской лейкемией.

Физическое и психологическое воздействие

Люди с электромагнитной сверхчувствительностью часто страдают от истощения, которое может повлиять на любую часть организма, включая центральную нервную систему, опорно-двигательный аппарат, желудочно-кишечный тракт и эндокринную систему. Эти симптомы часто приводят к постоянному психологическому стрессу и страху попасть под действие ЭМИ. Многие пациенты становятся недееспособными от одной мысли о том, что невидимый сигнал беспроводной связи в любое время и в любом месте может спровоцировать болезненные ощущения в их организме. Постоянный страх и озабоченность проблемами со здоровьем влияют на самочувствие вплоть до развития фобии и боязни электричества, которые у некоторых вызывают желание покинуть цивилизацию.

Мобильные телефоны и телекоммуникация

Сотовые телефоны передают и принимают сигналы с помощью ЭМП, которые частично поглощаются их пользователями. Так как эти источники электромагнитного излучения обычно находятся в тесной близости с головой, эта особенность привела к появлению опасений о возможном неблагоприятном влиянии их использования на здоровье человека.

Одной из проблем экстраполяции результатов их применения в экспериментальных исследованиях на грызунах является то, что частота максимального поглощения РЧ-энергии зависит от размера тела, его формы, ориентации и положения.

Резонансное поглощение у крыс находится в диапазоне СВЧ и рабочих частот мобильных телефонов, используемых в опытах (от 0,5 до 3 ГГц), но в масштабе человеческого организма оно возникает при 100 МГц. Этот фактор может приниматься во внимание при расчетах мощности поглощенной дозы, но представляет проблему для тех исследований, в которых для определения уровня экспозиции используется лишь напряженность внешнего поля.

Относительная глубина проникновения у лабораторных животных по сравнению с размером головы человека больше, а параметры тканей и механизм перераспределения тепла различаются. Другим потенциальным источником неточностей в уровне экспозиции является воздействие радиочастотного излучения на клетку.

Действие высоковольтного излучения на людей и окружающую среду

Линии электропередач напряжением выше 100 кВ – это самые мощные источники электромагнитного излучения. Исследования радиационного воздействия на технический персонал стартовали с началом строительства первых 220-кВ ЛЭП, когда появились случаи ухудшения здоровья рабочих. Ввод в эксплуатацию линий электропередач напряжением 400 кВ привел к публикации многочисленных работ в этой области, которые впоследствии стали основой для принятия первых нормативных актов, ограничивающих действие 50-Гц электрического поля.

ЛЭП с напряжением более 500 кВ оказывают воздействие на окружающую среду в виде:

электрического поля частотой 50 Гц;
излучения коронного разряда;
магнитного поля промышленной частоты.

ЭМП и нервная система

Гематоэнцефалический барьер млекопитающих состоит из эндотелиальных клеток, связанных с запирающими зонами, а также прилегающими перицитами и внеклеточным матриксом. Помогает поддерживать высокостабильную внеклеточную среду, необходимую для точной синаптической передачи, и защищает нервную ткань от повреждения. Увеличение его низкой проницаемости для гидрофильных и заряженных молекул может нанести вред здоровью.

Температура окружающей среды, превышающая пределы терморегуляции млекопитающих, повышает проницаемость гематоэнцефалического барьера для макромолекул. Нейрональное поглощение альбумина в различных областях мозга зависит от его температуры и проявляется при ее повышении на 1 °С и выше. Так как достаточно сильные радиочастотные поля могут привести к нагреванию тканей, логично предположить, что влияние на человека электромагнитного излучения имеет следствием повышенную проницаемость гематоэнцефалического барьера.

ЭМП и сон

Верхняя шкала электромагнитных излучений оказывает некоторое влияние на сон. Эта тема стала актуальной по нескольким причинам. Среди других симптомов жалобы на нарушения сна упоминались в анекдотических сообщениях о людях, считающих, что на них действует ЭМИ. Это привело к спекуляциям о том, что электромагнитные поля могут помешать нормальному течению сна с вытекающими отсюда последствиями для здоровья. Потенциальный риск нарушения сна следует рассматривать с учетом того, что он является очень сложным биологическим процессом, контролируемым центральной нервной системой. И хотя точные нейробиологические механизмы пока не установлены, регулярное чередование состояний бодрствования и покоя является необходимым требованием для обеспечения правильной работы мозга, метаболического гомеостаза и иммунной системы.

Кроме того, сон, как представляется, является именно той физиологической системой, изучение которой позволит выяснить влияние на человека электромагнитного излучения высокой частоты, так как в этом биологическом состоянии организм чутко реагирует на внешние раздражители. Есть данные о том, что слабые ЭМП, интенсивность которых значительно ниже той, при которой может возникнуть повышение температуры, также могут стать причиной биологического воздействия.

В настоящее время исследования влияния неионизирующего высокочастотного ЭМИ четко ориентированы на риск развития рака, что объясняется беспокойством по поводу канцерогенных свойств ионизирующего излучения.

Негативные проявления

Таким образом, влияние на человека электромагнитного излучения, даже неионизирующего, имеет место, особенно в случае высоковольтных ЛЭП и эффекта короны. СВЧ-излучение воздействует на нервную, сердечно-сосудистую, иммунную и репродуктивную системы, в том числе вызывая повреждение нервной системы, изменяя ее реакцию, электроэнцефалограмму, гематоэнцефалитический барьер, провоцируя нарушение циркадных ритмов (бодрствования – сна) путем вмешательства в работу шишковидной железы и создавая гормональный дисбаланс, изменения сердечного ритма и кровяного давления, ухудшая иммунитет по отношению к патогенам, вызывая слабость, истощение, проблемы роста, повреждения ДНК и рак.

Рекомендуется возводить здания вдали от источников ЭМИ, а защита от электромагнитного излучения высоковольтных ЛЭП должна быть обязательной. В городах кабели необходимо прокладывать под землей, а также использовать оборудование, нейтрализующее действие ЭМИ.

По результатам корреляционного анализа, основанного на экспериментальных данных, был сделан вывод о том, что значительно уменьшить влияние на человека электромагнитного излучения ЛЭП можно, сократив расстояние провеса проводов, что приведет к увеличению дистанции между токопроводящей линией и точкой измерения. Кроме того, на это расстояние оказывает влияние и рельеф местности под ЛЭП.

Меры предосторожности

Электричество является неотъемлемой частью жизни современного общества. Это означает, что ЭМИ всегда будет вокруг нас. И для того чтобы ЭМП делали нашу жизнь проще, а не короче, следует соблюдать некоторые меры предосторожности:

Не стоит позволять детям играть вблизи линий электропередач, трансформаторов, спутниковых передатчиков и источников микроволнового излучения.
Следует избегать мест, где плотность магнитного потока превышает 1 мГс. Следует замерить уровень ЭМП приборов в выключенном и работающем состоянии.
Необходимо провести перестановку в офисе или дома таким образом, чтобы не подвергаться действию поля электроприборов и компьютеров.
Нельзя слишком близко сидеть перед компьютером. Мониторы сильно различаются по силе их ЭМИ. Не следует стоять у работающей микроволновой печи.
Переместить электроприборы как минимум на 2 м от кровати. Нельзя допускать наличия проводки под кроватью. Демонтировать диммеры и 3-позиционные переключатели.
Следует соблюдать меры предосторожности при использовании беспроводных устройств, таких как электрические зубные щетки, бритвы.
Кроме того, рекомендуется носить как можно меньше ювелирных изделий и снимать их на ночь.
Также необходимо помнить о том, что ЭМИ проходит сквозь стены, и учитывать источники в соседней комнате или за стенами помещения.

fb.ru

Характеристика излучений

Поиск Лекций

ДЕЙСТВИЕ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ ПОЛЕЙ

Общие понятия

Мы живём в материальном мире, всё многообразие которого проявляется всего в двух формах существования – веществе и поле. Поля окружают нас не в меньшей степени, чем вещества, поэтому судить о возможных опасностях со стороны полей столь же необходимо, как и со стороны, например, радиоактивных, химически или биологически опасных веществ. Известны поля – гравитационное, поле ядерных сил, электромагнитное поле и др. Известны также физически представимые подходы к описанию полей, основанные на предположении о их корпускулярной и волновой природе.

Электромагнитные волны возникают при ускоренном движении электрических зарядов. Электромагнитные волны — это взаимосвязанное распространение в пространстве изменяющихся электрического и магнитного полей. Совокупность этих полей, неразрывно связанных друг с другом, называется электромагнитным полем. Несмотря на то, что свойства электромагнитных волн различны, все они, начиная от радиоволн и заканчивая радиоактивным гамма-излучением, — одной физической природы.

Электромагнитные волны наносят вред здоровью человека по разным механизмам, суть которых будет обсуждаться позже. Одно неоспоримо, производимый эффект тем сильнее, чем больше энергия облучающего, а следовательно, поглощаемого человеком электромагнитного излучения.

Доказано, что как излучение, так и поглощение электромагнитных волн происходит отдельными порциями, квантами. Энергия кванта описывается очень простым выражением:

Е = hν,

где h – постоянная Планка (Макс Планк - нем. физик, впервые выдвинувший идею о квантовании энергии), ν – частота излучения. Электромагнитные волны кроме частоты могут быть охарактеризованы длиной волны (λ), которая связана с частотой тоже весьма просто: λ = с/ν, где с – скорость распространения электромагнитных волн в вакууме; с = 2, 997925 × 108 м/с. Отсюда вытекает, что энергия кванта электромагнитного излучения тем больше, чем больше частота излучения или меньше его длина волны. Поэтому все дальнейшие рассуждения о наносимом электромагнитным излучением ущербе будут прямо связаны с длиной волны и частотой излучения.

Характеристика излучений

Вид излучения	Длина волны (нм)*
Ионизирующие излучения
Космические лучи	10-7 – 10-3
Гамма-лучи	10-4 – 10-1
Рентгеновские лучи	10-3 – 1
Ультрафиолетовое излучение	10 – 1
Не ионизирующие излучения
Видимый свет	400 – 760
Инфракрасные лучи	103 - 105
Микроволны	105 – 108
Радиоволны	109 – 1013

________

*нм – нанометр, 10-9 м

Из приведённой таблицы с очевидностью следует, что энергии квантов излучений в направлении от космических лучей к радиоволнам падают; в этом же направлении убывает опасность воздействия излучений, связанная с энергией квантов.

Кванты ионизирующих излучений обладают столь высокой энергией, что, взаимодействуя с встречающимися на их пути молекулами, например, воздуха, «выбивают» из молекул электроны, превращая их в положительно заряженные ионы (катионы). Освободившиеся электроны, встречаясь с другими нейтральными молекулами могут образовать отрицательно заряженные ионы (анионы). Такова упрощенная схема ионизации, а излучения, представленные высокоэнергетичными квантами, получили название ионизирующих. Весьма существенен ещё один факт. Кванты ионизирующих излучений, взаимодействуя с органическими молекулами биологических объектов, образуют заряженные «обрывки» молекул – радикалы, которые очень реакционноспособны и в силу этого обстоятельства весьма канцерогенны. Получается, что деление излучений на ионизирующие и неионизирующие подразделяет их и по степени онкологической опасности их воздействия.

Уместно отметить, что видимый свет, под которым на Земле живём мы и всё сущее, с позиций наблюдаемого и с точки зрения квантовых представлений совершенно не опасен; тем более неопасны излучения с ещё меньшей длиной волны.

Однако энергия излучения определяется не только энергией отдельного кванта, но и числом квантов, которое зависит от природы или конструкции конкретного излучателя. В самом деле, в приведённой выше видно, что излучения расположены сверху вниз в порядке убывания энергии кванта излучения, т.е. наибольшую опасность, например, должны представлять солнечные лучи, а наименьшую – радиоволны, в то время как, находясь вблизи антенны мощного радиопередатчика можно получить большее поражение, чем от умеренных солнечных лучей.

Источниками электромагнитных полей являются атмосферное электричество, космические лучи, излучение солнца, радиоактивные материалы, а также искусственные источники: различные генераторы, трансформаторы, антенны, лазерные установки, микроволновые печи, мониторы компьютеров, высоковольтные линии электропередач (ЛЭП), измерительные приборы, устройства защиты и автоматики, соединительные шины и др.

Электромагнитная волна, распространяясь в неограниченном пространстве со скоростью света, создает переменное электромагнитное поле, которое способно воздействовать на заряженные частицы и токи, в результате чего происходит превращение энергии поля в другие виды энергии.

Ткани человеческого организма поглощают энергию электромагнитного поля, в результате этого происходит нагрев тела человека. Проводящие электрический ток ткани человеческого организма (жидкие составляющие тканей, кровь и т.д.) нагреваются в результате возникновения в них вихревых токов, а непроводящие, т.е. диэлектрики (хрящи, сухожилия и т.д.) — в результате возбуждаемых электромагнитным полем колебаний молекул диэлектрика с последующей их поляризацией, происходящих тоже с выделением тепла. Интенсивнее всего электромагнитные поля воздействуют на органы и ткани с большим содержанием воды: мозг, желудок, желчный и мочевой пузырь, почки. При воздействии электромагнитного излучения на глаза человека возможно помутнение хрусталика (катаракта).

Как известно, человеческий организм обладает свойством терморегуляции, т.е. поддержания постоянной температуры тела. При нагреве человеческого организма в электромагнитном поле возможен отвод избыточной теплоты до плотности потока энергии I = 10 мВт/см2. Эта величина называется тепловым порогом, начиная с которого система терморегуляции не справляется с отводом генерируемого тепла. Начиная с этой величины, происходит перегрев организма человека, что негативно сказывается на его здоровье (например, тепловой удар, ожоги различной степени тяжести).

Воздействие электромагнитных полей с интенсивностью, меньшей теплового порога, также небезопасно для здоровья человека. Оно нарушает функции сердечно-сосудистой системы, ухудшает обмен веществ, приводит к изменению состава крови, снижает биохимическую активность белковых молекул. При длительном воздействии электромагнитного излучения на людей, по работе связанных с электромагнитным излучением, возникают повышенная утомляемость, сонливость или нарушение сна, боли в области сердца, торможение рефлексов и т.д.

Обращаясь к более детальному рассмотрению различных областей электромагнитных излучений, отметим, что ионизирующие излучения (кроме ультрафиолетового) рассмотрены в разделе, посвященном радиационноопасным веществам.

poisk-ru.ru

Неионизирующие излучения. Виды и характеристика излучений

Повсюду нас окружают электромагнитные поля. В зависимости от своего волнового диапазона, они по-разному могут действовать на живые организмы. Более щадящими считаются неионизирующие излучения, однако и они порой небезопасны. Что это за явления, и какое влияние они оказывают на наш организм?

Что такое неионизирующие излучения?

Энергия распространяется в виде мелких частиц и волн. Процесс её испускания и распространения и называется излучением. По характеру воздействия на предметы и живые ткани различают два основных его вида. Первое – ионизирующее, представляет собой потоки элементарных частиц, которые образуются в результате деления атомов. Оно включает радиоактивное, альфа-, бета-, гамма-, рентгеновское, гравитационное излучение и лучи Хокинга.

Ко второму виду излучений относятся неионизирующие излучения. По сути, это электромагнитные волны, длина которых составляет больше 1000 нм, а количество выделенной энергии меньше 10 кэВ. Оно действует в виде микроволн, в результате выделяя свет и тепло.

В отличие от первого вида, данное излучение не ионизирует молекулы и атомы вещества, на которое воздействует, то есть не разрывает связи между его молекулами. Конечно, и здесь есть свои исключения. Так, отдельные виды, например, УФ-лучи могут ионизировать вещество.

Виды неионизирующих излучений

Электромагнитное излучение представляет гораздо более широкое понятие, чем неионизирующее. Высокочастотные рентгеновские и гамма-лучи также являются электромагнитными, однако они более жесткие и ионизируют вещество. Все остальные виды ЭМИ относятся к неионизирующим, их энергии не хватает для того, чтобы вмешаться в структуру материи.

Наибольшей длиной среди них обладают радиоволны, чей диапазон колеблется от сверхдлинных (более 10 км) до ультракоротких (10 м – 1 мм). Волны остальных ЭМ излучений составляют меньше 1 мм. После радиоизлучения идет инфракрасное или тепловое, длина его волн зависит от температуры нагревания.

Неионизирующими также являются видимое световое и ультрафиолетовое излучения. Первое часто называется оптическим. Своим спектром оно очень близко к инфракрасным лучам и образуется при нагревании тел. Ультрафиолетовое излучение приближено к рентгеновскому, поэтому может обладать способностью к ионизации. При длине волн от 400 до 315 нм оно распознается человеческим глазом.

Источники

Неионизирующие электромагнитные излучения могут быть как природного, так и искусственного происхождения. Одним из главных природных источников является Солнце. Оно посылает все виды излучения. Полному их проникновению на нашу планету препятствует земная атмосфера. Благодаря озоновому слою, влажности, углекислому газу действие вредоносных лучей сильно смягчается.

Для радиоволн естественным источником может служить молния, а также космические объекты. Тепловые инфракрасные лучи может испускать любое нагретое до нужной температуры тело, хотя основное излучение исходит от искусственных объектов. Так, основными его источниками являются обогреватели, горелки и обыкновенные лампочки накаливания, которые присутствуют в каждом доме.

Радиоволны передаются по любым электрическим проводникам. Поэтому искусственным источником становятся все электроприборы, а также приборы для радиосвязи, например, мобильные телефоны, спутники и т. д. Ультрафиолетовые лучи распространяют специальные люминесцентные, ртутно-кварцевые лампы, светодиоды, эксилампы.

Влияние на человека

Электромагнитное излучение характеризуется длиной волны, частотой и поляризацией. От всех этих критериев и зависит сила его воздействия. Чем волна длиннее, тем меньше энергии она переносит на объект, а значит, является менее вредной. Наиболее губительно действуют излучения в дециметрово-сантиметровом диапазоне.

Неионизирующие излучения при длительном воздействии на человека способны причинить вред здоровью, хотя в умеренных дозах они могут быть полезны. Ультрафиолетовые лучи могут вызвать ожоги кожи и глазной роговицы, вызвать различные мутации. А в медицине с их помощью синтезируют в коже витамин D3, стерилизуют оборудование, обеззараживают воду и воздух.

В медицине инфракрасное излучение используют для улучшения метаболизма и стимуляции кровообращения, дезинфекции пищевых продуктов. При излишнем нагреве это излучение способно сильно иссушить слизистую глаза, а на максимальной мощности - даже разрушить молекулу ДНК.

Радиоволны используют для мобильной и радиосвязи, навигационных систем, телевидения и других целей. Постоянное действие радиочастот, исходящих от бытовых приборов, может повысить возбудимость нервной системы, ухудшить работу мозга, негативно сказаться на сердечно-сосудистой системе и детородной функции.

fb.ru

Рентгеновское излучение - свойства лучей и последствия облучения

Современную медицинскую диагностику и лечение некоторых заболеваний невозможно представить без приборов, использующих свойства рентгеновского излучения. Открытие рентгеновских лучей произошло более 100 лет назад, но и сейчас не прекращаются работы над созданием новых методик и аппаратов, позволяющих минимизировать негативное действие излучения на организм человека.

Кто и как открыл Х-лучи

В естественных условиях поток лучей рентгена встречается редко и излучается только некоторыми радиоактивными изотопами. Рентгеновское излучение или Х-лучи были обнаружены только в 1895 году немецким учёным Wilhelm Röntgen. Это открытие произошло случайно, во время проведения опыта по исследованию поведения лучей света в условиях, приближающихся к вакууму. В эксперименте были задействованы катодная газоразрядная трубка с пониженным давлением и флуоресцентный экран, который всякий раз начинал светиться в момент когда трубка начинала действовать.

Заинтересовавшись странным эффектом, Рентген провёл серию исследований, показывающих что возникающее не видимое глазу излучение способно проникать сквозь различные преграды: бумагу, дерево, стекло, некоторые металлы, и даже через человеческое тело. Несмотря на отсутствие понимания самой природы происходящего, вызвано ли такое явление генерацией потока неизвестных частиц или волнами, была отмечена следующая закономерность – излучение легко проходит через мягкие ткани организма, и гораздо тяжелее сквозь твёрдые живые ткани и неживые вещества.

Рентген был не первым кто изучал подобное явление. В середине XIX столетия, схожие возможности изучал француз Антуан Масон и англичанин Уильям Крукс. Тем не менее, именно Рентген первым изобрёл катодную трубку и индикатор, который можно было применить в медицине. Он первым опубликовал научный труд, принёсший ему звание первого нобелевского лауреата среди физиков.

В 1901 году началось плодотворное сотрудничество трёх учёных, ставших отцами-основателями радиологии и рентгенологии.

Свойства рентгеновского излучения

Рентгеновские лучи – это составная часть общего спектра электромагнитного излучения. Длина волны расположена между гамма- и ультрафиолетовым лучами. Для Х-лучей характерны все обычные волновые свойства:

дифракция;
преломление;
интерференция;
скорость распространения (она равна световой).

Для искусственного генерирования потока рентгеновских лучей применяют специальные приборы – рентгеновские трубки. Рентген-излучение возникает из-за контакта быстрых электронов вольфрама с веществами, испаряющимися из раскалённого анода. На фоне взаимодействия возникают электромагнитные волны малой длины, находящиеся в спектре от 100 до 0,01 нм и в энергетическом диапазоне 100-0,1 МэВ. Если длина волны лучей меньше чем 0,2 нм – это жёсткое излучение, если длина волны больше указанной величины, их называют мягкими рентгеновскими лучами.

Показательно то, что кинетическая энергия, возникающая от соприкосновения электронов и анодного вещества, на 99% превращается в энергию тепла и только 1% является Х-лучами.

Рентгеновское излучение – тормозное и характеристическое

Х-излучение представляет собой наложение двух видов лучей – тормозных и характеристических. Они генерируются в трубке одновременно. Поэтому облучение рентгеном и характеристика каждой конкретной рентгеновской трубки – спектр её излучения, зависит от этих показателей, и представляет собой их наложение.

Тормозные или непрерывные рентгеновские лучи – это результат торможения электронов, испаряемых из вольфрамовой спирали.

Характеристические или линейчатые лучи рентгена образуются в момент перестройки атомов вещества анода рентгеновской трубки. Длина волны характеристических лучей непосредственно зависит от атомного номера химического элемента, применяемого для изготовления анода трубки.

Перечисленные свойства рентгеновских лучей позволяют применять их на практике:

невидимость для обычного взгляда;
высокая проникающая способность сквозь живые ткани и неживые материалы, которые не пропускают лучи видимого спектра;
ионизационное воздействие на молекулярные структуры.

Принципы получения рентген-изображения

Свойства рентгеновских лучей, на которых основано получение изображения – это способность либо разлагать, либо вызвать свечение некоторых веществ.

Рентген облучение вызывает флуоресцентное свечение у сульфидов кадмия и цинка – зелёным, а у вольфрамата кальция – голубым цветом. Это свойство используется в методике медицинского рентгенологического просвечивания, а также повышает функциональность рентгенологических экранов.

Фотохимическое воздействие рентгеновских лучей на светочувствительные галогенсеребряные материалы (засвечивание) позволяет осуществлять диагностику – делать рентгенологические снимки. Это свойство также используется при измерении величины суммарной дозы, которую получают лаборанты в рентген-кабинетах. В нательных дозиметрах вставлены специальные чувствительные ленты и индикаторы. Ионизирующее действие рентгеновского излучения позволяет определять и качественную характеристику полученных рентген-лучей.

Однократное облучение при выполнении обычной рентгенографии повышает риск возникновения рака всего лишь на 0,001%.

Области, где применяют рентгеновское излучение

Применение рентгеновских лучей допустимо в следующих отраслях:

Безопасность. Стационарные и переносные приборы для обнаружения опасных и запрещённых предметов в аэропортах, таможнях или в местах большого скопления людей.
Химическая промышленность, металлургия, археология, архитектура, строительство, реставрационные работы – для обнаружения дефектов и проведения химического анализа веществ.
Астрономия. Помогает проводить наблюдение за космическими телами и явлениями при помощи рентгеновских телескопов.
Военная отрасль. Для разработки лазерного оружия.

Главное применение рентгеновского излучения—медицинская сфера. Сегодня в раздел медицинской радиологии входят: радиодиагностика, радиотерапия (рентгенотерапия), радиохирургия. Медицинские вузы выпускают узкопрофильных специалистов – врачей-радиологов.

Х-Излучение — вред и польза, влияние на организм

Высокая проникающая способность и ионизирующее воздействие рентгеновских лучей может вызвать изменение структуры ДНК клетки, поэтому представляет опасность для человека. Вред от рентгеновского излучения прямо пропорционален полученной дозе облучения. Разные органы реагируют на облучение в различной степени. К самым восприимчивым относят:

костный мозг и костная ткань;
хрусталик глаза;
щитовидная железа;
молочные и половые железы;
ткани лёгких.

Бесконтрольное использование рентгеновского облучения может стать причиной обратимых и необратимых патологий.

Последствия рентгеновского облучения:

поражение костного мозга и возникновение патологий кроветворной системы – эритроцитопении, тромбоцитопении, лейкемии;
повреждение хрусталика, с последующим развитием катаракты;
клеточные мутации, передающиеся по наследству;
развитие онкологических заболеваний;
получение лучевых ожогов;
развитие лучевой болезни.

Важно! В отличие от радиоактивных веществ, рентгеновские лучи не накапливаются в тканях тела, а это значит, что и выводить рентгеновские лучи из организма не нужно. Вредное действие рентгеновского излучения заканчивается вместе с выключением медицинского прибора.

Применение рентгеновского излучения в медицине допустимо не только в диагностических (травматология, стоматология), но и в терапевтических целях:

от рентгена в малых дозах стимулируется обмен веществ в живых клетках и тканях;
определённые граничные дозы используются для лечения онкологических и доброкачественных новообразований.

Способы диагностики патологий с помощью Х-лучей

Радиодиагностика включает следующие методики:

Рентгеноскопия – исследование, в ходе которого получают изображение на флуоресцентном экране в режиме реального времени. Наряду с классическим получением изображения части тела в реальном времени, сегодня существуют технологии рентгенотелевизионного просвечивания – изображение переносится с флуоресцентного экрана на телевизионный монитор, находящийся в другом помещении. Разработано несколько цифровых способов обработки полученного изображения, с последующим переносом его с экрана на бумагу.
Флюорография – самый дешёвый метод исследования органов грудной клетки, заключающий в изготовлении уменьшенного снимка 7х7 см. Несмотря на вероятность погрешности, является единственным способом массового ежегодного обследования населения. Метод не представляет опасности и не требует вывода полученной дозы облучения из организма.
Рентгенография – получение суммарного изображения на плёнку или бумагу для уточнения формы органа, его положения или тонуса. Может использоваться для оценки перистальтики и состояния слизистых оболочек. Если существует возможность выбора, то среди современных рентгенографических приборов предпочтение следует отдавать ни цифровым аппаратам, где поток х-лучей может быть выше чем у старых приборов, а малодозовым – рентген-аппараты с прямыми плоскими полупроводниковыми детекторами. Они позволяют снизить нагрузку на организм в 4 раза.
Компьютерная рентгеновская томография – методика, использующая рентгеновские лучи для получения нужного количества снимков срезов выбранного органа. Среди множества разновидностей современных аппаратов КТ, для серии повторных исследований используют низкодозные компьютерные томографы высокого разрешения.

Радиотерапия

Терапия при помощи рентгеновских лучей относится к методам местного лечения. Чаще всего метод используется для уничтожения клеток раковых опухолей. Поскольку эффект воздействия сопоставим с хирургическим удалением, то этот метод лечения часто называют радиохирургией.

Сегодня лечение х-лучами проводится такими способами:

Наружный (протонная терапия) – пучок излучения попадает на тело пациента извне.
Внутренний (брахиотерапия) – использование радиоактивных капсул путём их имплантации в тело, с помещением ближе к раковой опухоли. Недостаток этого метода лечения состоит в том, что пока капсулу не извлекут из организма, больной нуждается в изоляции.

Эти методы являются щадящими, а их применение предпочтительнее химиотерапии в ряде случаев. Такая популярность связана с тем, что лучи не скапливаются и не требуют выведения из организма, они оказывают выборочное действие, не воздействуя на другие клетки и ткани.

Безопасная норма облучения Х-лучами

У этого показателя нормы допустимого годового облучения есть своё название – генетически значимая эквивалентная доза (ГЗД). Чётких количественных значений у этого показателя нет.

Этот показатель зависит от возраста и желания пациентом в дальнейшем иметь детей.
Зависит от того какие именно органы были подвергнуты исследованию или лечению.
На ГЗД влияет уровень естественного радиоактивного фона региона проживания человека.

Сегодня действую следующие усреднённые нормативы ГЗД:

уровень облучения от всех источников, за исключением медицинских, и без учёта природного фона радиации – 167 мБэр в год;
норма для ежегодного медицинского обследования – не выше 100 мБэр в год;
суммарная безопасная величина – 392 мБэр в год.

Рентгеновское излучение не требует выведения из организма, и является опасным только в случае интенсивного и длительного воздействия. Современная медицинская аппаратура использует низкоэнергетическое облучение малой длительности, поэтому её применение считается относительно безвредным.

vseotravleniya.ru