\'6* , ¦¦- 243
Для защиты обслуживающего персонала от лазерного облуч
ния проводят мероприятия по технике безопасности, которь\"
подразделяют на организационно-технические и индивидуальна
(рис. 4.3). \'е
§ 4.3. НОРМИРОВАНИЕ И ЗАЩИТА ОТ НЕИОНИЗИРУЮЩИУ
ЭМИ РАЗЛИЧНЫХ СПЕКТРАЛЬНЫХ ДИАПАЗОНОВ
Количественной характеристикой ЭМИ различной природы
является плотность потока мощности излучения (Вт/м2, мВт/см2
мкВт/см2). Реакция облучения биообъекта определяется удельной
поглощательной мощностью в единице объема или массы объекта и
выражается в Вт/м3 или Вт/кг. Дозу поглощения во всех случаях вы-
ражают через энергию, которая поглощается единицей массы объ-
екта (Дж/кг).
Оптический диапазон
Останавливаясь подробнее на радиационном воздействии на
составляющие биосферы, следует отметить, что все они подверже-
ны этому воздействию в малых дозах практически всегда. Увеличе-
ние дозы облучения, как правило, приводит к отрицательным яв-
лениям. Хорошо известно, что наблюдаемое уменьшение толщи-
ны озонового слоя в некоторых областях атмосферы и связанное с
ним значительное усиление интенсивности и жесткости прони-
кающего ЭМИ, усугубляют его отрицательное биологическое дей-
ствие. Вопросы дозиметрии биологически активного низкоэнер-
гетического ЭМИ в настоящее время разработаны значительно
меньше, чем жесткого ионизирующего излучения. Однако акту-
альность дозиметрии низкоэнергетического ионизирующего из-
лучения нисколько не меньше, поэтому этот вопрос следует рас-
смотреть более подробно.
По заказу АН и Минздрава России А.Н. Павловым, В.Б, Седо-
вым и В.А. Курбатовым разработан дозиметрический материй\'
способный контролировать уровень воздействия низкоэнергети-
ческого ионизирующего ЭМИ на человеческий организм на пр
тяжении длительного времени, аддитивно накапливая получае
мую дозу.
Материал может использоваться в радиологии, физиотерап >
а также в качестве защитных и блокирующих устройств электр0
ного и оптического оборудования, работающего в условиях по
шенной радиации в наземных и космических условиях. Перс
тивной, экологически важной областью применения получен
¦244 . ¦ • •
г
аТериала, является начатое в настоящее время определение со-
^ рясания озона в атмосфере по измерениям прямой солнечной
^иации в УФ-области, а также использование спектральных
Р бенностей уходящего коротковолнового излучения, обуслов-
ленного существованием полос поглощения у ряда загрязняющих
компонент (SO2, NO2).
Наиболее подходящим дозиметрическим материалом для
уфИ зоны «В» из класса ЩГК являются монокристаллы KI, выра-
щенные из сырья марки ХЧ методом Киропулоса в воздушной ат-
мосфере, в которых край фундаментального поглощения ~ 5,2 эВ.
В результате «очувствления» (отжиг 6 ч в парах калия при 770 К и
равномерное охлаждение 12 ч до 300 К) край поглощения сдвинул-
ся от 5,2 до 4,2 эВ, то есть перекрывает диапазон 280—320 нм. Рабо-
та дозиметра основана на накоплении получаемой дозы УФ-излу-
чения зоны «В» и постепенном окрашивании шести рабочих зон
облучаемого кристалла, являющегося основным компонентом ак-
тивного элемента дозиметра. При этом окраска рабочих полей до-
зиметра соответствует полученной дозе облучения. Работа одного
элемента определяется солнечной активностью и может колебать-
ся от нескольких дней до нескольких недель.
В табл. 4.3 приведены среднестатистические нормы биологи-
чески активного УФИ; индивидуальная доза может быть установ-
лена для каждой возрастной группы (с учетом того или иного забо-
левания) после консультации врача.
Таблица 4.3
Нормы биологически активного УФИ
?„*, мкВт/см2
1000
О\", Дж/см2
30
Возраст,
годы
<7
7-18
18-35
35-50
50-70
>70
Допустимый
диапазон
рабочих полей
6-5
5-4
4-1
4-3
5-4
6-5
Противопоказания при
хронических за-
болеваниях***
А
5-1
Б
4-1
* — Суточная солнечная энергетическая освещенность, нормированная к
аКсимальной биологической активности.
— Максимально допустимое суточное значение дозы солнечного УФ-облуче-
1
**
— Номера полей без учета возраста.
А — сердечно-сосудистые и глазные заболевания.
\" — онкологические заболевания.
245
Допустимые пороговые значения доз приведены на основанци
обобщенных медицинских исследований. Оценка дозы УФИ в от.
личие от ионизирующих излучений приводится для единицы пло.
щади облучаемого участка. Эффективная энергетическая осве.
щенность и допустимое суточное пороговое значение дозы облу-
чения брались для усредненной солнечной активности периода
апрель — сентябрь средней полосы России.
Итоговая индивидуальная доза, зарегистрированная дози-
метром, отрегулирована оптическим модулятором для каждой
возрастной группы заболеваний и определяется по выравниванию
цвета эталонной метки, нанесенной на корпусе дозиметра, с цве-
том соответствующего поля (см. табл. 4.3).
Внезапная быстрая реакция всех полей дозиметра на действие
естественной солнечной радиации свидетельствует о чрезвычай-
ной ситуации — появлении озонной дыры или ионизирующей со-
ставляющей, что может привести к нарушению нормального деле-
ния клеток.
Отсутствие (или слабая) реакции дозиметра на действие сол-
нечной радиации свидетельствует о преимущественном присутст-
вии в спектре УФИ зоны «А» C20—400 нм), которая в сочетании с
длинноволновой составляющей солнечного излучения благотвор-
но влияет на здоровье человека. При этом обеспечиваются:
1) повышение иммунологической резистивности организма к
соматическим и инфекционным заболеваниям;
2) нормализация артериального давления;
3) уменьшение содержания сахара в крови;
4) повышение функции щитовидной железы и надпочечни-
ков;
5) усиление обменных процессов за счет утилизации кислоро-
да тканями (в том числе: улучшается сократительная функция
миокарда и функции дыхания, снижается уровень холестерина в
крови, повышается тонус центральной нервной системы и поло-
вой потенции, улучшается работоспособность и успеваемость);
6) нормализация работы зрительного аппарата.
Оценим допустимое время облучения человека в зависимости »т
уровня УФ-радиации зоны «В».
Энергетическая светимость Солнца в зависимости от длинь
волны испускаемого ЭМИ близка к светимости абсолютно черН°
го тела и для коротковолновой (ультрафиолетовой) ее части V^
сывается формулой Вина:
246 . , , .
т
2nc\'h Г he  D.10)
exp^j
где h — 6,63 • 10 34 Дж • с — постоянная Планка; X — длина волны
электромагнитного излучения, м; к— 1,38 • 10~23 Дж/К — посто-
янная Больцмана; Т— температура по абсолютной шкале темпе-
ратур, К; с = 3 • 108 м/с — скорость света в вакууме.
Умножая г(Х,Т) на площадь поверхности Солнца, получим
полную спектральную светимость Солнца:
R(XT) = г (X,TLnR2c, D.11)
о
где Rq = 6,96 • 10 м — радиус Солнца.
Разделив R(X, 7) на площадь сферы с радиусом, равным рас-
стоянию от Солнца до Земли (Лс-з = 1>5 • Ю10 м)> получим значе-
ние спектральной плотности Q(X,T) потока энергии Солнца в
ультрафиолетовой области, достигающей верхних слоев атмосфе-
ры Земли:
О(Х п-^\'Г) С4-12)
Таким образом,
Xs [ XkT]R
2c_3
Чтобы определить эффективную энергетическую освещен-
ность, создаваемую широкополосным источником излучения, по
сравнению с действием излучения с длиной волны X = 270 нм, об-
ладающим максимальной эффективностью, воспользуемся фор-
мулой
/Эфф = 1/ААХ, D.14)
гДе 1Х _ спектральная плотность потока УФ-радиации (для каж-
дого значения длины волны Xt в диапазоне 280—320 нм; Sx — отно-
сИтельная спектральная эффективность излучения, безразмерная
Величина; ДА. = 10~8 м — интервал длин волн.
247
Допустимое время облучения УФИ можно определить, разде
лив 30 Дж/м2 (предельно допустимая энергетическая доза облучу
ния УФИ для А, = 270 нм) на эффективную энергетическую осве,
щенность:
ДОП
30 D.15)
-\"эфф
Учитывая толщину озонового слоя (%) и уровень загрязнения
атмосферы ф; ст), можно по формуле D.15) оценить допустимое
время облучения человека для диапазона УФИ «В». Однако для
объективной оценки отрицательного биологического действия
УФИ необходимо учитывать индивидуальные особенности чело-
века. Это можно сделать при условии совпадения механизмов био-
процессов с процессами дозиметрии при интегральной регистра-
ции солнечного излучения.
Отдельной очень важной дозиметрической проблемой являет-
ся возможность раздельной и совместной многоцикловой регист-
рации доз УФИ и сопутствующих ионизирующих излучений.