Электромагнитное излучение какого диапазона при поглощении веществом вызывает его нагрев
Перейти к содержимому

Электромагнитное излучение какого диапазона при поглощении веществом вызывает его нагрев

  • автор:

Диапазоны излучения и вещество

Хотя в вакууме электромагнитные волны всех частот распространяются одинаково — со скоростью света, их взаимодействие с веществом очень сильно зависит от частоты (а равным образом от длины волны и энергии кванта). По характеру взаимодействия с веществом излучение делят на диапазоны: гамма-излучение, рентген, ультрафиолет, видимый свет, инфракрасное излучение и радиоволны, которые вместе образуют электромагнитный спектр. Сами эти диапазоны в свою очередь разделяют на поддиапазоны, причем в науке нет единой устоявшейся традиции такого деления. Тут многое зависит от применяемых технических средств для генерации и регистрации излучения. Поэтому в каждой сфере науки и техники поддиапазоны определяют по-своему, а нередко даже сдвигают границы основных диапазонов.

Видимое излучение

Из всего спектра человеческий глаз способен улавливать излучение только в очень узком диапазоне видимого света. От одного его края до другого частота излучения (а равно длина волны и энергия квантов) меняется менее чем в два раза. Для сравнения самые длинные радиоволны в 10 14 раз длиннее видимого излучения, а самые энергичные гамма-кванты — в 10 20 энергичнее. Тем не менее, на протяжении многих тысяч лет большую часть информации об окружающем мире люди черпали из диапазона видимого излучения, границы которого определяются свойствами светочувствительных клеток человеческой сетчатки.

Разные длины волн видимого света воспринимаются человеком как разные цвета — от красного до фиолетового. Традиционное деление видимого диапазона спектра на семь цветов радуги является культурной условностью. Никаких четких физических границ между цветами нет. Англичане, например, обычно делят радугу на шесть цветов. Известны и другие варианты. За восприятие всего разнообразия цветов и оттенков видимого света отвечают всего три различных типа рецепторов, которые чувствительны к красному, зеленому и синему цвету. Это позволяет воспроизводить практически любой цвет, смешивая на экране эти три основных цвета.

Для приема видимого света от далеких космических источников используют вогнутые зеркала, которые собирают излучение с большой площади практически в одну точку. Чем крупнее зеркала, тем мощнее телескоп. Зеркала должны изготавливаться с чрезвычайно высокой точностью — отклонения формы поверхности от идеальной не должны превышать десятой доли длины волны — 40 нанометров, то есть 0,04 микрона. И такая точность должна сохраняться при любых поворотах зеркала. Это определяет высокую стоимость больших телескопов. Диаметр зеркал самых крупных оптических инструментов — телескопов Кека на Гавайях — 10 метров.

Хотя атмосфера прозрачна для видимого света (отмечено голубыми стрелками на плакате), она всё же создает серьезные помехи для наблюдений. Даже если забыть про облака, атмосфера немного искривляет лучи света, что снижает четкость изображения. Кроме того, сам воздух рассеивает падающий свет. Днем это голубое свечение, вызванное рассеянным светом Солнца, не позволяет вести астрономические наблюдения, а ночью — рассеянный свет звезд (и в последние десятилетия искусственная засветка неба наружным освещением городов, автомобилями и т. п.) ограничивает видимость самых бледных объектов. Справиться с этими трудностями позволяет вынос телескопов в космос. Телескоп «Хаббл» по земным меркам имеет очень скромные размеры — диаметр 2,24 метра, однако благодаря заатмосферному размещению он позволил сделать множество первоклассных астрономических открытий.

Ультрафиолетовое излучение

С коротковолновой стороны от видимого света располагается ультрафиолетовый диапазон, который делят на ближний и вакуумный. Как и видимый свет, ближний ультрафиолет проходит через атмосферу. Органами чувств человек его не воспринимает, но на коже ближний ультрафиолет вызывает появление загара. Это защитная реакция кожи на определенные химические нарушения под действием ультрафиолета. Чем короче длина волны, тем большие нарушения может вызывать ультрафиолетовое излучение в биологических молекулах. Если бы весь ультрафиолет проходил через атмосферу, жизнь на поверхности Земли была бы невозможна. Однако выше некоторой частоты атмосфера перестает пропускать ультрафиолетовое излучение, поскольку энергии его квантов становится достаточно для разрушения (диссоциации) молекул воздуха. Одним из первых ультрафиолетовый удар принимает на себя озон, за ним следует кислород. Вместе атмосферные газы предохраняют поверхность Земли от жесткого ультрафиолетового излучения Солнца, которое называют вакуумным, поскольку оно может распространяться только в пустоте (вакууме). Верхний предел вакуумного ультрафиолета — 200 нм. С этой длины волны начинает поглощать ультрафиолет молекулярный кислород (O2).

Телескопы для ближнего ультрафиолетового излучения строятся по тем же принципам, что и для видимого диапазона. В них тоже используются зеркала, покрытые тонким отражающим металлическим слоем, но изготавливать их надо с еще большей точностью. Ближний ультрафиолет можно наблюдать с Земли, вакуумный — только из космоса.

Рентгеновское излучение

Формальной границы между жестким ультрафиолетовым и рентгеновским излучением нет. К ее определению есть два основных подхода: с одной стороны, к рентгену принято относить излучение, способное вызывать возбуждение атомных ядер — подобно тому, как видимое и инфракрасное излучение возбуждает электронные оболочки атомов и молекул. В этом случае даже жесткий вакуумный ультрафиолет в некоторых случаях может быть отнесен к рентгену. В другом подходе рентгеном считают излучение с длиной волны меньше характерного размера атомов (0,1 нм). Тогда получается, что большую часть мягкого рентгеновского диапазона следует считать сверхжестким ультрафиолетом.

Мягкое рентгеновское излучение еще может отражаться от полированного металла, но только при скользящем падении — под углом менее 1 градуса. Более жесткое излучение приходится концентрировать иными способами. Для задания направления используют узкие трубки, отсекающие кванты, приходящие сбоку, а приемником служит сцинтиллятор, в котором рентгеновские кванты ионизируют атомы, а те, вновь объединяясь с электронами, испускают видимое или ультрафиолетовое излучение, которое регистрируют при помощи фотоэлектронных умножителей. По сути, в телескопах жесткого рентгеновского диапазона ведется подсчет отдельных квантов излучения и уже потом при помощи компьютера формируется изображение.

От рентгена к гамма

Граница, на которой рентгеновский диапазон сменяется гамма-излучением, также условна. Обычно ее связывают с энергией квантов, которые испускаются при ядерных реакциях (или наоборот, могут их вызывать). Другой подход связан с тем, что тепловое излучение не принято относить к гамма-диапазону, как бы ни была высока его энергия. Во Вселенной наблюдаются относительно стабильные макроскопические объекты, разогретые до десятков миллионов градусов — это центральные участки аккреционных дисков вокруг нейтронных звезд и черных дыр. А вот объекты с температурой в миллиарды градусов — например, ядра массивных красных гигантов — практически всегда укрыты непрозрачной оболочкой. Впрочем, нередко даже излучение в их недрах называют не мягким гамма-излучением, а сверхжестким рентгеном. Устойчивых образований с температурой выше десятков миллиардов градусов в современной Вселенной неизвестно. Это дает основание считать, что гамма-излучение всегда генерируется нетепловым путем. Основным механизмом является излучение при столкновении заряженных частиц, разогнанных до околосветовых скоростей мощными электромагнитными полями, например, у нейтронных звезд.

Гамма-излучение

Деление гамма-излучения на поддиапазоны носит еще более условный характер. К сверхвысоким энергиям относят гамма-кванты, генерация которых выходит за пределы возможностей современных технологий. Все источники такого излучения связаны исключительно с космосом. Но поскольку технологиям свойственно развиваться, это определение нельзя назвать четким.

Атмосфера защищает нас и от гамма-излучения. В мягком и жестком поддиапазонах она полностью его поглощает. Кванты диапазона сверхвысоких энергий, сталкиваясь с ядрами атомов в атмосфере, порождают каскады частиц, энергия которых постепенно снижается и рассеивается. Однако первые эшелоны частиц в них движутся быстрее скорости света в воздухе. В таких условиях заряженные частицы порождают так называемое тормозное (черенковское) излучение, в чем-то подобное звуковой ударной волне от сверхзвукового самолета. Ультрафиолетовые и видимые кванты тормозного излучения достигают поверхности Земли, где улавливаются специальными телескопами. Можно сказать, что сама атмосфера становится частью телескопа, и это позволяет наблюдать с Земли гамма-излучение сверхвысоких энергий. Это отмечено на плакате красными стрелками.

Еще более энергичные кванты — ультравысоких энергий — порождают настолько мощные каскады частиц, что они пробивают атмосферу насквозь и достигают поверхности Земли. Их называют широкими атмосферными ливнями (ШАЛ) и регистрируют сцинтилляционными датчиками. Частицы ШАЛ наряду с естественной радиоактивностью земных пород могут повреждать биологические молекулы, в частности ДНК, и вызывать мутации в живых организмах. Тем самым они вносят свой вклад в эволюцию жизни на Земле. Но если бы их интенсивность была заметно выше, это могло бы стать серьезным препятствием для жизни. К счастью, чем выше энергия гамма-квантов, тем реже они встречаются. Самые энергичные кванты с энергией около 10 20 эВ приходят примерно раз в сто лет на квадратный километр земной поверхности. Происхождение столь энергичных гамма-квантов пока не вполне ясно. Значительно большей энергией кванты обладать не могут, так как выше некоторого порога они начинают взаимодействовать с реликтовым микроволновым излучением, приводя к рождению заряженных частиц. Иначе говоря, Вселенная непрозрачна для излучения заметно более энергичного, чем 10 21 –10 24 эВ.

Инфракрасное излучение

Отправляясь от видимого света в длинноволновую сторону спектра, мы попадаем в диапазон инфракрасного излучения. Ближнее ИК-излучение физически ничем не отличается от видимого света, за исключением того, что не воспринимается сетчаткой глаза. Его можно регистрировать теми же приборами, в частности, телескопами, что и видимый свет. Человек также ощущает инфракрасное излучение кожей — как тепло. Именно благодаря инфракрасному излучению нам тепло сидеть у костра. Большую часть энергии горения уносит вверх восходящий поток воздуха, на котором мы кипятим воду в котелке, а инфракрасное (и видимое) излучение испускается в стороны молекулами газов, продуктов сгорания и раскаленными частицами угля.

С ростом длины волны атмосфера теряет прозрачность для инфракрасного излучения. Это связано с так называемыми колебательно-вращательными полосами поглощения молекул атмосферных газов. Будучи квантовыми объектами, молекулы не могут вращаться или колебаться произвольным образом, как грузы на пружинке. У каждой молекулы есть свой набор энергий (и, соответственно, частот излучения), которые они могут запасать в форме колебательных и вращательных движений. Однако даже у не самых сложных молекул воздуха набор этих частот столь обширен, что фактически атмосфера поглощает всё излучение в некоторых участках инфракрасного спектра — это так называемые инфракрасные полосы поглощения. Они перемежаются небольшими участками, в которых космическое ИК-излучение достигает поверхности Земли — это так называемые окна прозрачности, которых насчитывается около десятка. Их существование представлено на плакате разрозненными голубыми стрелками в инфракрасном диапазоне. Интересно отметить, что поглощение ИК-излучения почти полностью происходит в нижних слоях атмосферы из-за повышения плотности воздуха у поверхности Земли. Это позволяет вести наблюдения почти во всем инфракрасном диапазоне с аэростатов и высотных самолетов, которые поднимаются в стратосферу.

Деление инфракрасного излучения на поддиапазоны также весьма условно. Граница между ближним и средним инфракрасным излучением проводится примерно в районе абсолютной температуры 300 К, которая характерна для предметов на земной поверхности. Поэтому все они, включая приборы, являются мощными источниками инфракрасного излучения. Чтобы в таких условиях выделить излучение космического источника, аппаратуру приходится охлаждать до температур, близких к абсолютному нулю, и выносить за пределы атмосферы, которая сама интенсивно светит в среднем ИК-диапазоне — именно за счет этого излучения Земля рассеивает в космос энергию, постоянно поступающую от Солнца. Основной тип приемника излучения в этом диапазоне — болометр, то есть, попросту говоря, маленькое черное тело, поглощающее излучение, соединенное со сверхточным термометром.

Дальний инфракрасный диапазон — один из наиболее сложных, как для генерации, так и для регистрации излучения. В последнее время благодаря разработке особых материалов и сверхбыстродействующей электроники с ним научились достаточно эффективно работать. В технике его часто называют терагерцевым излучением. Сейчас активно идет разработка бесконтактных сканеров для определения химического состава объектов на основе генераторов терагерцевого излучения. Они смогут выявлять пластиковую взрывчатку и наркотики на контрольных пунктах в аэропортах.

В астрономии этот диапазон чаще называют субмиллиметровым излучением. Он интересен тем, что в нем (а также в соседнем с ним микроволновом диапазоне) наблюдается реликтовое излучение Вселенной. До уровня моря субмиллиметровое излучение не доходит, но поглощается оно в основном в самых нижних слоях атмосферы. Поэтому в горах Чили и Мексики на высоте около 5 тысяч метров над уровнем моря сейчас строятся крупные субмиллиметровые телескопы — в Мексике 50-метровый, а в Чили массив из 64 телескопов диаметром 12 метров.

Микроволны и радиоволны

К инфракрасному диапазону примыкает радиоизлучение, которое охватывает весь длинноволновый край электромагнитного спектра. Энергия квантов в радиодиапазоне очень мала. Ее обычно не хватает для существенных изменений в структуре атомов и молекул, но хватает, чтобы взаимодействовать с вращательными уровнями молекул, например, воды. Энергии радиоволн также достаточно для того, чтобы воздействовать на свободные электроны, например, в проводниках. Колебания электромагнитного поля радиоволны вызывают синхронные колебания электронов в антенне, то есть переменный электрический ток.

При высокой интенсивности микроволнового излучения этот ток может вызывать значительный нагрев вещества. Это свойство используется для разогрева продуктов, содержащих воду, в микроволновых печах. Микроволновое излучение также называют сверхвысокочастотным (СВЧ) излучением. Оно является самым коротковолновым поддиапазоном радиоизлучения с длиной волны от 1 мм до 30 см. СВЧ-излучение проникает в толщу продуктов на глубину до нескольких сантиметров, что обеспечивает прогрев по всему объему, а не только с поверхности, как в случае обработки инфракрасным излучением на гриле. В микроволновом диапазоне также работают все системы сотовых телефонов и локальной радиосвязи, например, протоколы Bluetooth и WiFi, используемые беспроводными электронными устройствами.

Чем больше длина радиоволны, тем меньшую энергию она несет и тем труднее ее зарегистрировать. Для приема антенну, в которой под действием радиоволны возникают электрические колебания, подключают к электрическому контуру. При попадании в резонанс с его собственной частотой колебания усиливаются и их можно зарегистрировать. Чтобы поймать радиоволны, идущие из космоса, применяют зеркала-антенны параболической формы, которые собирают радиоизлучение всей своей площадью и концентрируют его на небольшой антенне. Тем самым повышается чувствительность инструмента.

Большая часть микроволнового излучения (начиная с длины волны 3–5 мм) проходит через атмосферу. То же можно сказать про ультракороткие волны (УКВ), на которых вещают местные телевизионные и радиостанции (в т. ч. FM-станции) и ведется космическая радиосвязь. Излучение их передатчиков регистрируется только в пределах прямой видимости антенн. Окно прозрачности атмосферы в радиодиапазоне (голубые стрелки на плакате) заканчивается примерно на длине волны 10–30 метров.

Более длинные радиоволны отражаются от ионосферы Земли. Это не позволяет наблюдать космические радиоисточники на более длинных волнах, но зато обеспечивает возможность глобальной коротковолновой радиосвязи. Радиоволны в диапазоне от 10 до 100 метров могут огибать всю Землю, многократно отражаясь от ионосферы и поверхности Земли. Правда, их распространение зависит от состояния ионосферы, на которую сильно влияет солнечная активность. Поэтому коротковолновая связь не отличается высоким качеством и надежностью.

Средние и длинные волны также отражаются от ионосферы, но сильнее затухают с расстоянием. Для того чтобы сигнал можно было поймать на расстоянии более тысячи километров, требуются очень мощные передатчики. Сверхдлинные радиоволны, с длиной в сотни и тысячи километров, огибают Землю уже не благодаря ионосфере, а за счет волновых эффектов, которые также позволяют им проникать на некоторую глубину под поверхность океана. Это свойство используется для экстренной связи с боевыми подводными лодками в погруженном состоянии. Другие радиоволны не проходят через морскую воду, которая из-за растворенных в ней солей представляет из себя хороший проводник и поглощает или отражает радиоизлучение.

Никакого теоретического предела для длины радиоволн неизвестно. На практике экспериментально удалось создать и зарегистрировать радиоволну с длиной волны 38 тыс. км (частота 8 Гц).

От облысения до нарушения сна: как электромагнитное излучение воздействует на человека

Специалист Роспотребнадзора рассказал о самых излучающих бытовых приборах и будущем с 5G

Базовая станция сотовой связи на крыше жилого дома в Москве

Базовая станция сотовой связи на крыше жилого дома в Москве

Евгений Одиноков/РИА «Новости»

В интервью «Газете.Ru» заместитель начальника управления санитарного надзора Роспотребнадзора Андрей Гуськов рассказал, способен ли человек чувствовать электромагнитное излучение, какие районы в Москве самые загрязненные, как волны воздействуют на мозг взрослых и детей, почему в России и Европе отличаются нормативы по излучению и каким способом Роспотребнадзор выявляет тех, кто нарушает нормативы.

— Что представляет собой электромагнитное излучение в современных городах, из чего оно складывается?

— Электромагнитная волна имеет двойную природу. С одной стороны, это поле, которое распространяется в пространстве, с другой — это элементарные частицы (кванты или корпускулы). Электромагнитные волны распространяются в пространстве со скоростью света. Видимый глазом свет — это тоже электромагнитная волна определенной длины. Любая электромагнитная волна (поле) — это энергия, которая может оказывать воздействие на организм человека.

Воздействие электромагнитного излучения зависит от мощности передатчика, который его генерирует. В соответствии с законом физики мощность электромагнитного поля обратно пропорциональна квадрату расстояния до источника. В первую очередь, из этого вытекает один из основных гигиенических законов — защита расстоянием. Если увеличить расстояние до источника в два раза, поле уменьшится в четыре. Поэтому нужно стараться быть как можно дальше от источников.

— Все бытовые приборы генерируют электромагнитное поле?

— Абсолютно все. Мы отдельно выделяем электромагнитное излучение промышленной частоты — это 50 Гц (внутридомовая сеть, от которой работают все бытовые приборы) — и электромагнитные волны радиочастотного диапазона, которые используются для передачи информации. Они находятся в диапазоне частот от 30 килогерц до 300 гигагерц. Это поле разделено на диапазоны: низкочастотный (НЧ), высокочастотный (ВЧ), сверхвысокочастотный (СВЧ). Для каждого диапазона частот утвержден свой гигиенический норматив. Это такой уровень воздействия фактора окружающей среды, который при действии в течение длительного времени, в идеале в течение всей жизни, не приводит к изменению состояния здоровья человека или его последующих поколений.

— Вредными считаются волны именно радиочастотного диапазона?

— Нет вредных или полезных электромагнитных полей. Степень вредности воздействия зависит от мощности излучения. Однако электромагнитное поле радиочастотного диапазона, по данным Международного агентства по изучению рака (МАИР), относится к группе факторов 2В — это «возможная канцерогенность для человека».

Накопление канцерогенного и/или мутагенного эффекта излучения в конечном итоге может привести к развитию новообразования (преимущественно в крови или тканях головного мозга) .

— Вред электромагнитного излучения для детей, насколько я знаю, не доказан на 100%, но берутся в расчет параметры черепа ребенка, толщина костей которого меньше, чем у взрослого.

— Действительно, кости свода черепа ребенка намного тоньше. До 2 лет имеются незаросшие участки — роднички, хрящи. Также головной мозг ребенка более гидратирован, — то есть содержит в целом больше жидкости и меньшей жировых включений. Доказано, что жировые ткани поглощают электромагнитное поле меньше, а гидратированные — больше. Первичный эффект поглощения электромагнитного излучения проявляется в виде незначительного нагрева тканей — индукционный эффект.

Происходит изменение температуры тканей на десятые доли градуса, но при температурном постоянстве (гомеостазе) головного мозга иногда и этого может быть достаточно для появления патологических эффектов.

— Есть еще теория об образовании вихревых токов в межтканевой жидкости из-за воздействия электромагнитного поля на дипольные молекулы воды. Вы ее учитываете?

— При действии электромагнитного поля на биологические объекты в межтканевой жидкости образуются вихревые токи, которые нефизиологичны. Межтканевая жидкость имеет определенное направление движения. Вихревые токи вызывают круговые колебательные смещения крупных биомолекул, что приводит к изменению работы мембран, внутриклеточных элементов. Вихревые токи также вызывают вращательные движения ионов. Из-за этого могут измениться физико-химические свойства межтканевой жидкости и нарушиться физиологические функции.

— Так какие именно приборы или объекты действительно опасны для здоровья?

— Те, которые излучают электромагнитное поле, превышающее в среде обитания человека свой гигиенический норматив.

Наиболее частым источником мощных электромагнитных полей являются радиотехнические объекты, которые передают на дальние расстояния большие объемы информации.

Это, в первую очередь, радиотехнические объекты, которые размещаются в жилой территории — например,

базовые станции сотовой связи. Есть земные станции спутниковой связи, радиорелейные станции, есть ближние и дальние приводы (радиолокационные установки) у аэропортов, которые следят за воздушным пространством. На местности работают также радары (радиолокаторы) гидрометеорологического, военного и специального назначения, которые также сканируют пространство и излучают электромагнитное поле. Не стоит забывать о ретрансляторах радио- и телевизионного сигнала гражданского назначения.

— Чем фиксируется и как часто проверяется уровень электромагнитного излучения, который дает представление о силе воздействия?

— Нормируемое значение мощности электромагнитного поля (гигиенический норматив) зависит от его частоты. Электромагнитные поля промышленной частоты (50 Гц) нормируются по двум составляющим: электрической и магнитной. Электрическое поле измеряется и нормируется в вольтах на метр (киловольтах на метр), магнитное поле — в амперах на метр или в микротеслах. Есть целый парк специального оборудования для измерения уровней электромагнитного поля, которое представлено на рынке широким ассортиментом. Это В&Е-метры, линейка оборудования P3 (P3-40, P3-80, Р3-90 и т.д.), СТ-01 — для измерения электростатического потенциала в воздухе, анализаторы спектра Narda.

— Насколько точны приборы?

— Точны. Погрешность таких приборов измеряется в логарифмических величинах — децибелах, но при переводе в относительные значения это примерно 5-15%.

— Как часто проверяется сила электромагнитного излучения?

— Роспотребнадзор в рамках социально-гигиенического мониторинга контролирует электромагнитную обстановку на жилых территориях. Кроме того, при размещении базовых станций сотовой связи оператор сотовой связи должен представить в Роспотребнадзор проект, в котором указаны все данные передатчиков и значения уровней мощности на местности. На проект оформляется санитарно-эпидемиологическое заключение. Только при его наличии базовая станция может работать безопасно. Кроме того, проводится инструментальный контроль по обращениям граждан.

— Какова грань, за которой электромагнитное излучение считается вредным?

— Роспотребнадзором установлены разные гигиенические нормативы — отдельно для населения, отдельно для профессионального воздействия в рабочей зоне. Эти нормативы утверждены Санитарными правилами и нормами. Они являются результатом более чем 60-летней практической работы гигиенической науки, наших научно-исследовательских институтов. Эти нормативы действуют уже более 30 лет. Когда кто-нибудь из представителей бизнеса сомневается в актуальности и современности действующих уровней, я всегда отвечаю, что организм человека за это время никак не изменился и те негативные последствия для организма человека, на основе которых были установлены нормативы, проявляются на тех же уровнях и сегодня.

— Они же имеют в виду, наверное, уровень электромагнитного загрязнения…

— Мы знаем, что они имеют в виду. Они хотят сделать его таким же неконтролируемым, как в Европе, в сто раз увеличить норматив.

— Почему нормы в Российской Федерации, Европе, США разные?

— Российские нормативы появились еще в Советском Союзе, который был социально ориентированным государством, в первую очередь заботившимся о сохранении здоровья человека. Нормативы Европы и США — это результат договоренности общества с бизнесом.

— Они там чуть ли не в десять раз различаются…

— В десять раз, а в некоторых странах и в сто. По мобильным телефонам: у нас норматив 10 микроватт на квадратный сантиметр, в Америке, Европе — 100. Представители российского бизнеса интересуются, почему у нас такой маленький норматив? Потому что проведенные рандомизированные, когортные, проспективные научные исследования показали статистически значимую разницу между облученными и необлученными. Кроме того, у нас есть так называемый гигиенический запас.

— Для чего он нужен?

— Есть особо чувствительные к излучению организмы. К нам поступают жалобы от людей, которые «чувствуют» электромагнитное поле. Конечно, у человека нет таких специальных рецепторов, позволяющих его почувствовать, но есть определенная группа чувствительных людей, о которых мы тоже думаем.

— В какой момент разговора по мобильному телефону излучение достигает наибольшей силы?

— На самую большую мощность мобильный телефон выходит, когда связь плохая.

В момент установления связи (в первую секунду) достигается максимальная мощность, — и потом, если связь теряется. Допустим, вы отошли от окна вглубь комнаты, — мобильный телефон начитает работать в 2, 3, 5 раз мощнее.

Когда не было антенн базовых станций сотовой связи в метрополитене, мобильный телефон быстрее всего разряжался там. За 40-50-минутную поездку он мог разрядиться наполовину. Это происходило из-за того, что все это время он излучал: искал базовую станцию и не находил, — увеличивал мощность и опять искал.

— Кто чаще всего подвергается наибольшему излучению, если взять разные профессии?

— Если мы говорим про промышленную частоту, это люди, которые работают рядом с КТП (комплектными трансформаторными подстанциями), понижающими, повышающими трансформаторными подстанциями. Опасны мощные электродвигатели больше 1000 кВт, которые при работе своей излучают. Если говорить про радиочастоту, то это передающие радиотехнические объекты постоянного обслуживания.

— Какие именно болезни может вызвать большая доза электромагнитного излучения?

— Возникает целый симптомокомплекс, который сопровождается много чем, начиная от повышенной чувствительности и заканчивая алопецией, патологическими изменениями во внутренних органах, а также психоэмоциональной сфере.

Отмечаются функциональные нарушения работы нервной, эндокринной и сердечно-сосудистой систем, нарушения вегетативных процессов, нарушения сна, аппетита.

Конкретной болезни, такой, как, например, «лучевая болезнь», для ионизирующего излучения, для электромагнитного нет.

— Как именно Роспотребнадзор находит и что делает, когда видит превышающее допустимые уровни электромагнитное излучение?

— Мы проводим мониторинговые исследования на местности, определяем этот источник излучения, находим его владельца. Дальше применяем меры воздействия, в том числе административные: предписание о приведении в соответствие, штраф, приостановление деятельности источника. Бывают такие ситуации, когда оператор базовой станции заявляет одну мощность, а в процессе эксплуатации может увеличить ее, причем дистанционно, даже не трогая оборудование физически. Мы стараемся их контролировать, в том числе по уровню энергопотребления.

— Какие города в России самые загрязненные?

— Какие районы в Москве особенно загрязнены?

— У нас сильное антенное поле в районе Останкинской башни, — это Останкинский район и три к нему примыкающих. Но превышения там нет, мы все это отслеживаем. Локальные электромагнитные загрязнения формируются в спальных районах, где население плотно сконцентрировано, и поэтому операторы сотовой связи устанавливают больше базовых станций сотовой связи.

— В докладе Роспотребнадзора 2020 года сказано, что развивается негативная тенденция — увеличение воздействия электромагнитного излучения от мобильных средств телефонной связи…

— Это началось с момента начала использования мобильников, установления базовых станций. С каждым годом электромагнитное воздействие на среду обитания человека увеличивается.

— Говорят, в сетях 5G будет меньше электромагнитного излучения, хотя вышек будет больше. Это так?

— Там другая частота. Если сейчас 1900 мегагерц, 2100 мегагерц, там будет 20 гигагерц и выше. На этой частоте электромагнитная волна быстрее затухает, ей нужна меньшая мощность. Скорость будет повышаться за счет увеличения частоты сигнала.

В целом мощность каждого передатчика тоже уменьшится. Но их действительно будет больше. Из-за увеличения количества передатчиков суммарная мощность или не изменится, или все-таки станет больше.

— У современного человека рядом компьютер, «умный телевизор», «умная» колонка, несколько телефонов. Какие из них наиболее излучающие?

— Те, которые потребляют больше электрической энергии. Радиочастотные электромагнитные поля компьютер и планшет не излучают, только Wi-Fi-передатчики, — но там малые уровни сигнала. Частота и мощность Wi-Fi-сигнала сравнима со стационарным телефоном, у которого трубка работает на радиоудлинителе. На сегодняшний день мы не выявляем превышения от работы Wi-Fi-роутеров и других передатчиков в этом стандарте.

Значимым источником электромагнитного излучения радиочастотного диапазона в быту остается мобильный телефон, который каждый человек практически всегда носит с собой, а некоторые — по два или даже три аппарата.

Негативным фактором в этой ситуации остается и то, что мобильными телефонами пользуются дети, начиная с самого младшего возраста.

Светолечение

Свет представляет собой электромагнитные колебания, обладающие свойствами частиц (квантов, фотонов) и волн. Во всех физических явлениях, связанных с распространением света, наиболее выражены его волновые свойства (интерференция, дифракция, отражение, рассеяние, преломление). В явлениях, связанных с излучением и поглощением света тканями, проявляются его квантовые свойства. Электромагнитные колебания испускаются источником отдельными квантами. Между энергией кванта и длиной волны существует обратная зависимость: чем короче длина световой волны, тем больше энергия ее квантов, и наоборот. В результате поглощения лучистой энергии веществом при переходе электрона с одного энергетического уровня на другой происходит излучение света. Если поглощенная энергия достаточно велика (УФ-излучение), то наблюдается фотоэлектрический эффект, при котором электрон может перейти с ближайшей к ядру орбиты на более удаленную — внешнюю. При этом атом, лишенный электрона, вступает в различные соединения с другими атомами.

Световой поток в пределах от 100 нм до 1 мм в современной физике принято называть оптическим. Принято деление оптического спектра на инфракрасное излучение (длина волн 780 нм — 1 мм), видимое (780—380 нм) и ультрафиолетовое (380 —100 нм). В физиотерапии используют не весь диапазон, соответствующий ультрафиолетовым лучам, а только часть его в пределах от 400 до 180 нм.

Все тела с температурой выше абсолютного нуля испускают лучи с разной длиной волн. Состав такого излучения зависит от температуры тела. Так, до 500°С происходит излучение только инфракрасных лучей. При температуре выше 500°С появляется более короткое — видимое — излучение. При температуре 3000°С наряду с инфракрасными и видимыми лучами в спектре появляется в небольшом количестве ультрафиолетовое излучение. Однако для большинства нагретых тел основное излучение приходится на долю инфракрасных лучей. Поэтому для получения большого количества ультрафиолетового излучения пользуются другими источниками — кварцевыми, люминесцентными, состав излучения которых обусловлен не температурой, а химическими процессами.

Инфракрасные лучи, имеющие в оптическом спектре наибольшую длину волн и обладающие меньшей, по сравнению с уф-лучами, энергией кванта, в соответствии с указанной закономерностью не могут вызвать отрыв электрона от атома, но ускоряют движение электронов по орбитам и в конечном итоге вызывают только тепловой эффект. Их называют тепловыми лучами. При попадании на кожу инфракрасные лучи проникают на глубину до 3—4 см, видимые — до нескольких миллиметров. Ультрафиолетовые лучи, обладая наименьшей длиной волны и наибольшей энергией кванта, проникают в кожу на глубину до 1 мм. Поэтому ультрафиолетовым лучам присуще в основном не тепловое, а фотохимическое действие.

Поглощенная организмом световая энергия переходит в другие виды. В тепловую энергию преобразуются преимущественно инфракрасное и видимое излучения. В результате поглощения тканями этой энергии происходит повышение температуры облучаемого участка тела, местное усиление потоотделения и теплорегуляции за счет расширения сосудов кожи, усиление циркуляции в них крови. Под действием этих лучей усиливаются броуновское движение молекул, электрическая диссоциация и движение ионов, изменяются поверхностное натяжение и осмос. Повышение тканевого обмена, усиление кровообращения способствуют рассасыванию воспалительного процесса, уменьшению болевого синдрома. Воздействие теплом на рефлекторные зоны кожной поверхности вызывает реакции во внутренних органах, что обусловлено метамерией иннервацией.

Под влиянием инфракрасного излучения в результате расширения поверхностной сосудистой сети, ускорения кровотока возникает покраснение кожи (тепловая эритема), которое появляется во время облучения, имеет пятнистый характер без четких границ и исчезает через 30—60 мин после прекращения облучения. Под воздействием инфракрасного облучения снижаются болевая чувствительность кожи, мышечный тонус, уменьшаются спастические явления. Терапевтическое действие инфракрасного излучения, связанное с активной гиперемией кожи, позволяет использовать этот физический фактор при негнойных воспалительных процессах, травмах суставов и мышечно-связочного аппарата, для подсушивания ран с обильным отделяемым, при открытом методе лечения ожогов. В острой стадии воспаления вследствие усиленного кровенаполнения, повышенного внутритканевого давления использование инфракрасного облучения противопоказано, так как под воздействием тепловых лучей могут усилиться застойная гиперемия и боль вследствие давления воспалительного экссудата на нервные рецепторы.

Видимое излучение имеет более короткую длину волн, чем инфракрасное, и кванты видимых световых лучей обладают несколько большей энергией. Они способны выбивать электроны в атоме со своей орбиты на соседнюю, более близкую к ядру, тем самым приводя атом в возбужденное состояние, повышая способность веществ вступать в химические реакции. Практически организм никогда не подвергается действию одних только видимых лучей, так как спектр лампы накаливания, с помощью которой получают видимое излучение, содержит свыше 85% инфракрасных лучей. Поэтому при облучении видимым излучением в организме происходят реакции, приближающиеся к инфракрасному излучению. Показания к применению видимого теплового излучения такие же, как и для инфракрасного излучения. Видимое излучение, помимо теплового действия, оказывает влияние на зрительный анализатор вследствие целой гаммы разнообразных цветов. Различное цветовое освещение глаз влияет на нервную систему, вызывая угнетение или возбуждение нервно-психических процессов. Красный цвет возбуждает корковую деятельность, голубой оказывает успокаивающее действие, розовый наиболее показан при психическом угнетении, депрессии, а желтый и зеленый уравновешивают процессы возбуждения и торможения. В последние годы выделена определенная область синего излучения (450—460 нм), которая используется для лечения желтухи у новорожденных. Существуют вещества животного и растительного происхождения, повышающие чувствительность организма к свету, преимущественно видимому. Сенсибилизирующим действием, например, обладают каменноугольная смола, некоторые мази на вазелине, а также содержащие деготь лекарственные вещества. Наиболее известным эндогенным фотосенсибилизатором является гематопорфирин, вызывающий своеобразное кожное заболевание.

Ультрафиолетовое излучение представляет участок оптического спектра с длиной волн от 380 до 100 нм. В искусственных источниках УФ-излучения, которые применяют в лечебной практике, используется диапазон волн от 180 до 400 нм. В настоящее время принято деление УФ-излучения на два отрезка: длинноволновое ультрафиолетовое (ДУФ) излучение с длиной волн от 280 до 400 нм и коротковолновое ультрафиолетовое (КУФ) излучение с длиной волн от 180 до 280 нм, что связано с особенностями их биологического действия. В спектре солнечного излучения, достигающего земной поверхности, содержится в основном длинноволновое уф-излучение, так как КУФ-излучение поглощается верхними слоями атмосферы. Длинноволновое УФ-излучение обладает наибольшей биологической активностью и обеспечивает естественное образование в организме витамина D.

Механизм действия УФ-излучения на организм многообразен и складывается из биофизического, гуморального и нервно-рефлекторного процессов. Фотоэлектрический эффект, имеющий место при воздействии УФ-излучения, является первой стадией, с которой начинаются фотохимические процессы в коже. Поглощенная кожными покровами энергия УФ-излучения вызывает возбуждение атомов и молекул вещества, переход электронов на более высокий энергетический уровень. Эти процессы приводят к перегруппировке атомов и молекул клеток, переводя их в новое физическое состояние, при котором увеличиваются запас их энергии и способность к фотохимическим реакциям.

Непосредственным результатом действия УФ-излучения на белковую субстанцию является распад крупных белковых молекул (фотолиз), потеря способности белка удерживать влагу (денатурация), а затем его коагуляция (выпадение в осадок). Коагулированный белок легко расщепляется ферментами, в результате чего образуются вещества, обладающие высокой биологической активностью (гистамин, ацетилхолин, серотонин, биогенные амины и др.). В месте поглощения УФ-энергии образуются свободные радикалы, усиливается актив­ность ряда ферментов (гистаминазы, тирозиназы, пероксидазы и др.), оказывающих влияние на жизнедеятельность организма. Биологически активные вещества, образующиеся в месте воздействия УФ-излучения, попадая в дальнейшем в общий ток крови, разносятся по всему организму и оказывают воздействие на отдаленные органы и различные системы (нервную, эндокринную и др.).

Под влиянием УФ-излучения происходят процессы фотооксидации — усиление окислительных реакций в тканях. Специфическим проявлением действия УФ-излучения является способность к фотоизомеризации, т. е. к образованию веществ с новыми физико-химическими и биологическими свойствами вследствие внутренней перегруппировки атомов и молекул. Примером фотоизомеризации является образование под влиянием УФ-излучения витамина D из эргостерина, находящегося в коже в малом количестве. Образовавшийся антирахитический витамин D активно участвует в фосфорно-кальциевом обмене, восстанавливает нарушенные процессы окостенения, улучшает фиксацию фосфора и кальция костной тканью. Этим свойством в большей степени обладает длинноволновое ультрафиолетовое (ДУФ) излучение. Это специфическое действие ДУФ-излучения широко используется для профилактики и лечения детей, больных рахитом, а также взрослых и детей для предотвращения кариеса зубов или при переломах костей с целью ускорения консолидации. При воздействии ультрафиолетовым излучением на кожные покровы возникает целый ряд физиологических реакций, которые зависят как от дозы облучения, так и от спектрального состава УФ-лучей, а также чувствительности организма к данному фактору. В области воздействия УФ-излучением через определенный срок (латентный период, длящийся от 3 до 24 ч) возникает ультрафиолетовая эритема, которая является асептическим воспалением. Возникшая эритема держится от 12 часов до нескольких дней. В период наиболее выраженной эритемной реакции в коже происходят изменения, характерные для воспаления: расширение капиллярной сети, переполнение ее кровью, фибриноидное набухание, повышение проницаемости капилляров. Кожа становится ярко-красной, повышается ее температура. Максимальное развитие эритемы наблюдается на вторые сутки, когда наступает некроз и некробиоз клеток эпидермиса. К третьему-четвертому дню эпидермис утолщается за счет молодых клеток базального слоя, содержащих пигмент — меланин. Базальные клетки усиленно делятся и перемещаются к верхним слоям эпидермиса, замещая разрушенные, слущивающиеся клетки. Эпидермис утолщается, и кожа становится менее чувствительна к УФ-лучам. После стихания эритемы, спустя 3—4 дня появляется пигментация. Пигмент образуется в результате превращения меланогена в меланин в базальных клетках эпидермиса. Он защищает кожу от перегревания инфракрасным излучением за счет теплоотдачи и потоотделения. Следует отметить, что сильно пигментированная кожа (например, негроиды) не предохраняет ее от УФ-лучей. Изменение чувствительности кожи к УФ-лучам и защитная функция пигмента проявляются в зависимости от предшествующих УФ-облучений.

Существуют различия в биологическом действии длинных и коротких ультрафиолетовых лучей: при длинноволновом излучении (преимущественная длина волны 297 нм) эритема ярко красного цвета, появляется через 6—8 часов после воздействия, исчезает медленно; при воздействии коротковолновым излучением (253,7 нм) эритема развивается раньше, через 2—4 часа, имеет красноватый цвет с синюшным оттенком, исчезает быстрее. КУФ-лучи вызывают кратковременный спазм капилляров, а затем расширение субкапилляров вен; ДУФ-лучи вызывают расширение артериол, а затем капилляров кожи. Следовательно, в основе КУФ- и ДУФ-эритемы лежат различные биохимические процессы.

Бактерицидное действие УФ-излучения более специфично для КУФ-лучей. Наиболее чувствительны к КУФ-излучению стрептококк, золотистый стафилококк, кишечная палочка, вирус гриппа. Наименее чувствительны — споры.

Чувствительность кожи к УФ-излучению (фоточувствительность) непостоянна. Она зависит от физиологических и патологических состояний организма. Фоточувствительность неодинакова на разных участках тела: наибольшая — на коже живота, спины, лица; наименьшая — на коже конечностей, особенно на разгибательных поверхностях. Значительное повышение чувствительности кожи к УФ-излучению наблюдается при тиреотоксикозе, экссудативном диатезе, бронхиальной астме, гематопорфириновой болезни, некоторых формах зудящих дерматозов, при менструации, беременности. Снижение фоточувствительности кожи отмечается при инфекционных заболеваниях, гипотрофии, ревматоидном артрите, алкогольном опьянении, наркозе, заболеваниях периферических нервов (на стороне поражения). У женщин эритемная реакция слабее, чем у мужчин, однако в предменструальный период она повышается. Снижение фоточувствительности наблюдается у стариков и детей.

Чувствительность кожи меньше зависит от врожденной пигментации, но больше от времени, прошедшего после предшествующего облучения, что связано с изменением реактивности организма, вызванным УФ-воздействием. Поэтому весной после длительного «солнечного голодания» (УФ-недостаточность) чувствительность повышается, а осенью — снижается. Изменение чувствительности может быть связано с приемом внутрь некоторых медикаментов, например сульфаниламидных препаратов, антибиотиков, фотосенсибилизаторов.

Реакция кожи изменяется при комбинированном действии УФ-лучей с другими физическими факторами. Усиление эритемной реакции наблюдается при воздействии перед УФ-облучением на ту же область инфракрасных, видимых лучей, гальванического тока, ЭП УВЧ, дарсонвализации, электрофореза йода. Ослабление эритемы, более раннее ее появление и быстрое исчезновение проявляются при применении в латентном периоде (после УФО) ЭП УВЧ, электрофореза сосудосуживающих веществ, СВЧ-терапии, видимого или инфракрасного излучения. Подобные изменения необходимо учитывать при комплексном лечении больных различными физическими факторами.

Формирование эритемной реакции кожи сопровождается сложными фотобиологическими процессами — изменяется ионный и белковый состав, ингибируется синтез аминокислот, образуются биологически активные вещества белковой природы, что можно рассматривать как один из видов неспецифической протеинотерапии. Изменяется газообмен, увеличивается количество продуктов окисления, отмечается сдвиг кислотно-щелочного равновесия, активная реакция среды сдвигается в кислую среду. Повышается проницаемость мембранных .структур клеток и сосудистой стенки, что способствует проникновению биологически активных веществ в ток крови и изменению просвета сосудов.

УФ-излучение не ограничивается изменениями только в месте поглощения его кожей, а оказывает действие на функциональное состояние различных органов и систем организма. Изменение сердечной деятельности проявляется улучшением сократительной функции миокарда, снижением гипоксии и перегрузки правых отделов сердца. УФ-излучение восстанавливает функцию внешнего дыхания за счет уменьшения частоты и увеличения глубины дыхания. УФ-облучения вызывают изменения морфологического состава крови. Малые дозы стимулируют эритропоэз, повышают гемоглобин крови. Важное значение имеет бактерицидное действие КУФ-лучей, обусловленное влиянием на субстанцию клетки. При облучении крови КУФ-лучами происходит повышение ее бактерицидной активности, что находит широкое применение при лечении затянувшихся воспалительных процессов, а также для профилактики обострения хронического процесса. УФ-излучение оказывает десенсибилизирующее действие вследствие увеличения фермента гистаминазы, которая инактивирует повышенный при патологических состояниях гистамин. Показано, что УФ-лучи предотвращают смертельный исход от анафилактического шока у животных, вызывают менее выраженный эффект феномена Артюса на облученной стороне, по сравнению с необлученной.

УФ-облучения оказывают стимулирующее влияние на лизоцим сыворотки крови, при этом повышаются фагоцитарная активность лейкоцитов крови и общая иммунологическая реактивность. Под влиянием ДУФ-излучения в эксперименте активизируется реакция иммунитета, увеличивается низкая величина титра комплемента, повышается выносливость к дифтерийному токсину, усиливается резистентность к столбнячному токсину. Поэтому большое значение приобретает УФ-излучение при лечении инфекционных заболеваний, реконвалесцентов, а также в целях профилактики различных заболеваний (грипп, ОРЗ и др.).

Под влиянием УФ-излучения изменяются все виды обмена веществ в организме. Нормализуется фосфорно-кальциевый обмен, улучшается фиксация кальция костной тканью. Эритемные дозы УФ-излучения стимулируют рост ангиобластов, активизируют образование соединительной ткани, ускоряют процессы эпителизации тканей. Поэтому УФ-излучение широко применяется при лечении язв, пролежней, длительно не заживающих ран.

Действие УФ-излучения на углеводный обмен проявляется в основном при гипергликемии, способствуя снижению повышенного уровня сахара и увеличению содержания гликогена в печени и мышцах. Под влиянием УФ-излучения изменяется белковый обмен, восстанавливается нарушенное соотношение белковых фракций, преимущественно за счет повышения гамма-глобулинов. В крови понижается уровень экстрактивных азотистых соединений, что может свидетельствовать о лучшем использовании их организмом для синтеза белка.

Влияние УФ-излучения на холестериновый обмен выявляется в основном у больных с начальными проявлениями -атеросклероза. Происходит снижение содержания беталипопротеидов и в меньшей степени — холестерина крови. Наиболее благоприятный эффект отмечен при использовании ДУФ-излучения.

УФ-излучение оказывает влияние на функцию системы гипоталамус — гипофиз — кора надпочечников. Содержание катехоламинов в крови и клетках надпочечников зависит от длины волны УФ-лучей и величины дозы. Воздействие малыми дозами почти не изменяет гистологической структуры клеток коры надпочечников; средние дозы способствуют гипертрофии клеток пучковой и сетчатой зон коркового слоя. Интенсивное и продолжительное облучение может привести к деструктивным изменениям в надпочечниках, уменьшению их массы. УФ-облучение, преимущественно в длинноволновой области, оказывает нормализующее влияние на функцию симпатико-адреналовой системы и глюкокортикоидную активность коры надпочечников, значительно сниженную при длительном и тяжелом течении заболевания. Функции других желез внутренней секреции изменяются различно: функция щитовидной железы повышается, а околощитовидных желез — снижается.

Выявлено различное действие ДУФ- и КУФ-излучений на функцию пищеварительной системы: ДУФ-излучения в основном повышают секреторную, а КУФ-излучения — ферментативную способность желудочного сока. Малые и средние дозы ДУФ-излучения в большей степени усиливают саливацию, а КУФ-излучения стимулируют активность фермента амилазы. Большие дозы тормозят деятельность слюнных желез.

УФ-излучение оказывает определенное влияние на разные отделы нервной системы — от нервных окончаний кожи до коры большого мозга. УФ-излучение непосредственно воздействует на нервные рецепторы кожи. Понижение болевой чувствительности при возникновении УФ-эритемы,свидетельствует об изменении функционального состояния нервных рецепторов кожи. Выявлено фазное действие УФ-излучения на нервно-мышечный аппарат: стадия повышенной возбудимости вскоре после облучения сменяется понижением возбудимости с дальнейшим переходом в парадоксальную и парабиотическую фазы. Парабиоз, возникший в месте облучения, постепенно распространяется на весь нерв. В действии УФ-излучения на корковые процессы эффект зависит от дозы. ДУФ-облучения людей малыми- дозами улучшают состояние процессов высшей нервной деятельности, активизируют мозговое кровообращение и тонус мозговых сосудов.

Влияние УФ-излучения на тонус вегетативной нервной системы также зависит от дозы облучения. Однократное воздействие малыми дозами стимулирует активность симпатического отдела, большими — угнетает его. Повторные облучения малыми дозами постепенно уменьшают, а большими — повышают функциональные изменения симпатического и парасимпатического отделов нервной системы.

Таким образом, ответные реакции организма на воздействие УФ-излучения зависят от местного и общего действия данного физического фактора. Образование в результате облучения биологически активных веществ в коже и их влияние гуморальным путем на многие физиологические процессы, а также воздействие на рецепторный аппарат кожи с последующим возбуждением различных отделов нервной системы вызывают рефлекторную реакцию и оказывают генерализованное воздействие на различные органы и системы организма. Поэтому УФ-излучение широко используется как в лечебных, так и в профилактических целях.

Источники света условно разделяют на калорические и люминесцирующие. У калорических источников излучения количество и состав излучаемой энергии зависят от степени нагревания (температуры) излучающего тела. К ним относятся инфракрасные и видимые облучатели. У люминесцирующих источников излучение связано с электрическими, химическими и другими процессами, не зависящими от нагрева источника. К ним относятся ртутно-кварцевые, люминесцентные эритемные и дуговые бактерицидные лампы.

Облучатели инфракрасного излучения. Источником излучения служит металлическая нить из никеля или нихрома, намотанная на керамическое основание, помещенное в металлический рефлектор. При прохождении тока спираль нагревается до температуры 500—700°С. Максимальное излучение приходится на инфракрасную область. Расстояние от рефлектора до облучаемой поверхности должно составлять 50—100 см. Во время процедуры должно ощущаться приятное тепло. Облучения проводят ежедневно или дважды в день с интервалом в 3 часа в течение 20—40 мин. На курс назначают до 15—20 процедур. Процедуры проводят от облучателя

Облучатели видимого излучения. Лампа соллюкс. Представляет собой лампу накаливания большой мощности, помещенную в металлический рефлектор. Для локальных воздействий имеются конусообразные тубусы. К рефлектору крепится металлическая сетка для предупреждения возможного падения лампы на больного. Лампа соллюкс имеет мощность 300 Вт, а лампа соллюкс настольная — 40—60 Вт.

Рефлектор устанавливают несколько сбоку от больного, на расстоянии 20—100 см от облучаемой поверхности, в зависимости от мощности источника и ощущения больным приятного тепла. Облучение проводят ежедневно или 2 раза в день с интервалом в 3 часа по 15—60 мин. На курс назначают до 20—25 процедур.

Лампа Минина. Представляет собой ручной рефлектор с синей лампой мощностью 40 Вт. По данным некоторых ученых, применение синего стекла нецелесообразно из-за ограниченности излучения только в синей области спектра. Целесообразным представляется использование лампы накаливания из бесцветного стекла той же мощности, включающей всю видимую область спектра. Расстояние от лампы (5—15 см) регулируют ощущением больным приятного тепла. Облучение проводят 1—2 раза в день продолжительностью 15—30 мин.

Ванны светотепловые для туловища (ВТ-13) и конечностей (ВК-44) состоят из металлического или деревянного каркаса, на внутренней поверхности которого укреплены отражатель и лампочки накаливания (40 Вт каждая). Больной подвергается воздействию инфракрасного и видимого излучений одновременно, поскольку в лампах видимого света до 85% инфракрасных лучей. Температура нагретого воздуха в каркасе, в зависимости от количества включенных ламп, может достигать 70°С и выше. Процедуры продолжительностью 20—40 мин проводятся ежедневно или через день; на курс назначается до 10—12 процедур.

Для облучения новорожденных с гипербилирубинемией выпускают облучатели видимой области спектра «ВОД-11». Они содержат 4 голубые и 2 белые лампы.

Искусственные источники УФ-излучения делятся на интегральные — с излучением всего УФ-спектра и селективные — с излучением одной области: коротко- или длинноволновые ультрафиолетовые. К интегральным источникам УФ-излучений относятся ртутно-кварцевые лампы высокого давления типа ДРТ мощностью 220, 375 и 1000 Вт. Рабочий режим этих ламп устанавливается только через 5—7 мин после включения их в сеть; сила тока составляет 3,5—4 А, напряжение — 220 В. Лампы ДРТ-220 используют в настольных ртутно-кварцевых облучателях (ОКН-11) и облучателях УГН-2 и УГН-3 для группового облучения носоглотки; лампы ДРТ-375 — в ртутно-кварцевых облучателях на штативе (ОРК-21), а также в групповых облучателях «маячного типа» для детей (УГД-2); лампы большой мощности ДРТ-1000 на­ходятся в облучателях для групповых облучений взрослых (УГД-3). Серийно выпускаются также кварцевые ксеноновые дуговые и импульсные лампы, однако их недостатком является значительное тепловое действие, создаваемое мощным инфракрасным излучением.

К селективным источникам УФ-излучения относятся дуговые бактерицидные и люминесцентные эритемные лампы. Дуговые бактерицидные лампы представляют собой цилиндрические трубки из увиолевого стекла, по обоим концам которых впаяны электроды из вольфрамовой проволоки. Коротковолновое излучение (максимальная длина волны 253,7 нм) возникает за счет тлеющего электрического разряда в парах ртути. Медицинская промышленность выпускает бактерицидные лампы ДБ 15, 30 и 60 Вт. Размеры ламп и их тектрические параметры такие же, как у осветительных ламп, о они отличаются от последних спектральной характеристикой излучения и составом стекла. Лампы типа ДБ применяют в бактерицидных настенных (ОБН-150), потолочных ЮБН-300), передвижных (ОБП-450) облучателях. Для целей лезинфекции использование бактерицидных ламп, по сравнению с лампами типа ДРТ, целесообразнее, так как они обладают большим бактерицидным действием за счет мощного коротковолнового УФ-излучения. Лампы типа ДРБ-8 с коротковолновым излучением используют в стационарных облучателях БОД-9 для лечения больных радикулитом, ревматоидным артритом, для облучения раневых поверхностей. В облучателях для носоглотки БОП-4 вмонтирована лампа типа ДРТ-220, работающая в тлеющем режиме. Такой режим горения создает возможность коротковолнового УФ-излучения (253,7 нм).

Люминесцентные эритемные (ЛЭ) лампы представляют собой трубки из увиолевого стекла. В отличие от бактерицидных ламп, их внутренняя поверхность покрыта люминофором, что обеспечивает излучение в длинноволновой области УФ-спектра (максимум 310—320 нм). Лампы ЛЭ выпускают двух мощностей (15 и 30 Вт). Лампы типа ЛЭ-30 используют в передвижных УФ-облучателях для групповых длинноволновых облучений. Для индивидуальных общих ДУФ-облучений применяют облучатель с 6 лампами ЛЭ-30. Преимуществом этих облучателей перед ртутно-кварцевыми является отсутствие необходимости в специальных помещениях, в то время как для облучателей «маячного типа» с лампами ДРТ нужна комната площадью 42 м 2 для общих облучений взрослых и 16 м 2 — для общих УФ-облучений детей. Лампы ЛЭ, в отличие от ртутно-кварцевых (ДРТ), почти не образуют окислов азота и озона, которые в большом количе­стве оказывают вредное воздействие на организм. При их горении не требуется пятикратной приточно-вытяжной вентиляции. Лампы ЛЭ можно помещать в арматуру вместе с люминесцентными лампами «дневного света», при условии, если светильник не перекрыт снизу стеклом или плексигласом. В связи с возможным различным временем горения эритемных и осветительных ламп необходимо предусматривать раздельное их включение и выключение.

Средний срок службы люминесцентных источников излучения составляет от 1500 до 2000 часов. К концу этого срока световой поток ослабевает и может составить половину первоначальной мощности.

В последние годы при некоторых заболеваниях кожи (тяжелое, непрерывно рецидивирующее течение псориаза некоторые формы экземы) широко используют метод фотохимиотерапии — сочетанное применение лекарственных веществ (фотосенсибилизаторов), в частности пувалена псоралена, бероксана и других фурокумариновых препаратов, и длинноволнового УФ-излучения области А (400— 320 нм). Этот метод получил название ПУВА (PUVA)-терапии. Дозировка фотосенсибилизирующих препаратов для перорального применения определяется массой тела больного: бероксан, псоберан, псорален назначают из расчета 0,8 мг/кг, пувален — 0,6 мг/кг. Препараты принимают только в день проведения процедуры один раз, за 2—3 часа до облучения, после еды, запивая молоком. Для проведения фотохимиотерапии используют установки ультрафиолетовые длинноволновые УУД-1, а также установку с автоматическим отключением после окончания заданной дозы УУД-1-А; облучатель ультрафиолетовый длинноволновый для головы ОУГ-1; облучатель ультрафиолетовый длинноволновый для конечностей ОУК-1 для одновременного или раздельного облучения кистей и стоп. Для выявления индивидуальной фоточувствительности до начала лечения каждому больному определяют биодозу, которая выражается в Дж/см 2 или мин (продолжительность облучения). В день проведения ПУВА-терапии больной обязательно дол­жен носить в течение 6—8 часов после приема фотосенсибилизаторов солнцезащитные очки. При применении ПУВА-терапии нередко наблюдается ухудшение иммунного статуса, а также возникновение рака кожи (почти всегда у лиц с белым цветом кожи).

Методика ультрафиолетового облучения. С лечебной и профилактической целью УФ-излучение используют для местного и общего воздействия. Эти методики существенно отличаются друг от друга как по биологическому действию, так и по технике проведения.

Применение в лечебных и профилактических целях УФ-излучения требует правильного его дозирования. Большое распространение в физиотерапии имеет метод определения индивидуальной биологической реакции кожи. Он заключается в определении минимальной дозы излучения от данного облучателя, необходимой для получения самой слабой (пороговой) эритемной реакции кожи с четкими границами. При этом методе, по существу, определяется минимальная продолжительность времени облучения для получения пороговой эритемной реакции.

Биодозу определяют с помощью биодозиметра, представляющего металлическую пластинку с 6 отверстиями, которые закрываются задвижкой. Биодозиметр располагают на наиболее чувствительном участке поверхности тела, обычно на коже живота. Определение биодозы проводится с расстояния 50 см от ртутно-кварцевого облучателя и с расстояния 30 см от стационарного коротковолнового облучателя. Сначала открывают первое отверстие пластинки биодозиметра и облучают участок кожи под ним 30 с. Затем, передвигая задвижку, последовательно облучают по 30 с участки кожи в остальных 5 отверстиях. В результате получают 6 полосок, облученных в течение 30 с, 1 мин, 1,5 мин, 2 мин, 2,5 мин, 3 мин. Через 6—8 часов (в амбулаторных условиях — через 18-24 часа) проводят оценку биодозы по самой слабой, но отчетливой полоске покраснения кожи. При выборе дозы для групповых облучений можно ориентироваться на средние результаты определения биодозы от данной лампы, полученные не менее чем у 10 человек. Средняя биодоза должна быть в пределах 30 с — 1 мин. При биодозе более 2 мин следует заменить лампу в облучателе.

Важным энергетическим параметром электромагнитного излучения оптического диапазона (в том числе УФ-излучения) является плотность энергии, равная произведению плотности мощности УФ-излучения (Вт/см 2 ) на время воздействия. Часто эту величину называют дозой УФ-облучения и выражают в Дж/см 2 . При этом, плотность потока мощности обычно измеряют с помощью УФ-дозиметров (индикаторов), выпускаемых серийно отечественной промышленностью. 1 биодоза приблизительно равна 84 Дж/см 2 .

При назначении общих индивидуальных или групповых облучений, которые обычно проводят с расстояния 70 см или 1 м, следует провести пересчет биодозы. Для удобства пользуются формулой:

где: X — искомая биодоза;

А — фактически определенная биодоза;

В — расстояние в см для искомой биодозы,

С — расстояние в см, при котором была определена биодоза;

т- е. в данном случае при биодозе 1 мин, определенной с 50 см, для расстояния 100 см она будет равна: Х=1*100 2

Местные облучения. Целью местных облучений является воздействие УФ-излучения на кожу или слизистые при ограниченном их поражении или воздействие на определенную рефлексогенную зону. Чаще всего при этом применяют эритемные дозы УФ-облучения. В один день эритемными дозами можно облучать участок кожи площадью не более 600 см 2 . Повторные облучения на один и тот же участок кожи проводят через 1—2 дня, увеличивая при этом дозу на 1—2 биодозы, в зависимости от реакции кожи на предыдущее облучение. Один и тот же участок кожи следует облучать не более 4—5 раз. Однако облучение слизистых поверхностей, ран и язв может проводиться многократно (до 10—15 раз и более).

Существует ряд методик для местных эритемных Уф-облучений. При облучении места поражения непосредственному облучению подвергается очаг поражения (раны, фурункулы, абсцессы, зона рожистого воспаления и др.).

При облучении полями методика заключается в том, что подлежащая облучению область делится на несколько участков — полей. За одну процедуру облучают 1—2 поля. Применяется при пневмонии, бронхите, межреберной невралгии, пояснично-крестцовом радикулите с корешковым синдромом и др.

Облучением рефлексогенных зон, например «воротниковой», «трусиковой», осуществляется воздействие рефлекторным путем с кожи на внутренние органы.

Существует методика «фракционированного облучения». При этом используется перфорированный локализатор, представляющий собой клеенку размером 30×30 см, на которой выбиваются 100—150 отверстий размером 1 см 2 . Локализатор накладывается на участок кожи, который подвергается облучению. Этот метод применяют при некоторых заболеваниях легких (бронхиальная астма, хронический бронхит, пневмония), чаще у ослабленных больных и у детей.

Облучения слизистых оболочек носа, зева, миндалин проводят через тубус от групповых облучателей для носоглотки (УГН) или от облучателя БОП-4.

Общие групповые облучения проводятся от облучателей УГД-3 или от облучателя ЭГД-5 с расстояния 70 см или 1 м. Индивидуальные общие облучения можно проводить от облучателя ОРК-21 или ЭОД-10. Общие УФ-облучения проводятся по трем схемам, в зависимости от соответствующих показаний. Замедленная схема назначается ослабленным лицам с пониженным питанием, выраженными изменениями нервной и сердечно-сосудистой систем. Облучения начинают с 1 /8 биодозы, увеличивая на последующих облучениях на 1/8 биодозы до 2—2,5 биодоз; на курс назначают 20—25 процедур.

Основная схема применяется лицам с достаточно хорошим состоянием нервной и сердечно-сосудистой систем. Облучения начинают с 1/4 биодозы, прибавляя через два облучения 1/4 биодозы, доводя до 3 биодоз; на курс назначают 16—20 процедур.

Ускоренная схема применяется практически здоровым людям. Начинают облучения с 1/2 биодозы, увеличивая на последующих процедурах на 1/2 биодозы, доводя до 4 биодоз, через день; на курс назначают 15—16 процедур. Ультрафиолетовые облучения, назначенные с профилактической целью, рекомендуют сочетать с приемом аскорбиновой кислоты. Профилактические облучения проводят в осенне-зимний период (октябрь — март) по одной из двух следующих схем. По первой схеме проводят ежедневные облучения в течение 1 мес., затем перерыв на 2 мес. После этого цикл облучений повторяют. По второй схеме облучения проводят через день в течение 2 мес., затем делают перерыв той же продолжительности и повторяют цикл.

Общие УФ-облучения являются эффективным средством физиопрофилактики острых респираторных заболеваний, рахита у детей и подростков, компенсации УФ-недостаточности у людей, работающих длительное время в отсутствие солнечного света (на севере, в шахтах). Широкое распространение получили общие облучения детей, беременных и кормящих матерей с целью профилактики рахита. В результате профилактических УФ-облучений повышается активность симпато-адреналовой системы, что обеспечивает устойчивость организма к влиянию неблагоприятных факторов внешней среды.

Противопоказаниями для местных и общих УФ-облучений являются: злокачественные новообразования; активная форма туберкулеза легких; недостаточность кровообращения II—III стадий; гипертоническая болезнь II—III стадий; выраженный атеросклероз; повышенная функция щитовидной железы; заболевания почек с недостаточностью функции; заболевания нервной системы с резким истощением; красная волчанка; фотодерматозы.

Следует отметить, что при общем солнечном облучении организма может наблюдаться ухудшение иммунологической Реактивности, что, в частности, было отмечено у здоровых лиц.

Дезинфекция УФ-излучением воздуха помещений и предметов применяется в детских и лечебных учреждениях, а также на производстве во время вспышки респираторных заболеваний. Целесообразным является использование коротковолновых УФ-облучателей или ламп ДБ (дуговых бактерицидных), поскольку коротковолновые УФ-лучи оказывают выраженное бактерицидное действие, обусловленное влиянием их на ядерную субстанцию клетки микроорганизма.

Более целесообразным является дезинфекция помещений в присутствии людей (непрямое УФ-облучение), которые сами являются источником бактериальной загрязненности. Облучают верхнюю зону помещения. Нижняя зона, где находятся люди, подвергается воздействию рассеянных и отраженных УФ-лучей от стен и потолка. При обеззараживании воздуха в присутствии людей используют экранированные бактерицидные облучатели: потолочные или настенные. Их монтируют на высоте 2—2,2 м от пола из расчета 0,8—1 Вт потребляемой мощности из сети на 1 м3 объема помещения (1 лампа ДБ-15 при объеме помещения 15м3). Максимальное снижение бактериальной обсемененности воздуха и предметов (на 60—85%) наступает через 20—60 мин облучения. Для получения стойкого бактерицидного эффекта рекомендуется повторное длительное облучение в течение 5—6 часов в день.

Дезинфекция в отсутствие людей (прямое УФ-облучение) проводится для обеззараживания воздуха помещений и инфицированных поверхностей с помощью неэкранированных потолочных, настенных или передвижных облучателей. Лампы монтируются на расстоянии 2 м от пола. Расчетная доза составляет 2—3 Вт потребляемой из сети мощности на 1 м3 объема помещения (4—6 ламп ДБ-15 при объеме помещения 30 м3). Бактерицидный эффект наступает через 40—60 мин. При использовании передвижного бактерицидного облучателя в помещении объемом 100 м3 бактерицидный эффект наступает через 30 мин. Бактерицидные лампы типа ДБ можно монтировать при входе в палату, перевязочную, операционную для воздействия на поток воздуха, двигающегося в обоих направлениях.

Облучатель «маячного типа» УТД-3 (лампа ДРТ 1000) применяют с целью дезинфекции воздуха только в отсутствие людей. В помещении площадью 30—35 м 2 бактерицидный эффект достигается в течение 30—40 мин горения лампы. В случае использования для дезинфекции воздуха ртутно-кварцевого облучателя ОРК-21 его устанавливают на расстоянии 1,7—1,8 м от пола с рефлектором, обращенным вверх к потолку в помещении не более 10—12 м2 на 30—40 мин. Использование ламп ДРТ для обеззараживания воздуха возможно при условии соблюдения соответствующих мер защиты.

В помещении должна быть приточно-вытяжная вентиляция четырех-пятикратным обменом воздуха. Обслуживающий персонал должен соблюдать определенные меры защиты: пользоваться темными очками, защищающими глаза от отраженных УФ-лучей в зоне облучения. Следует отметить, что применение ртутно-кварцевых облучателей для санации воздуха помещений ограничено ввиду невысокого бактерицидного эффекта, по сравнению с лампами ДБ, и выраженного озонирующего действия. Допускается использование для этих целей ртутно-кварцевых облучателей только при невозможности приобретения бактерицидных ламп ДБ-15, ДБ-30.

Лазерное излучение

Лазерное излучение представляет собой электромагнитные колебания (электромагнитные волны) оптического диапазона, источником которых являются оптические квантовые генераторы (ОКГ) — лазеры.

Термин «лазер» является аббревиатурой английского словосочетания Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation и в переводе на русский язык означает: усиление света посредством вынужденного испускания.

Первоначально принцип усиления излучения был реализован в СВЧ-диапазоне, и первый квантовый генератор (усилитель) — мазер — был сконструирован в 1955 г. независимо Н. Г. Басовым, А. М. Прохоровым и Ч. Таунсом. В 1960 г. был создан первый квантовый генератор видимого диапазона излучения — лазер с рубином в качестве рабочего вещества. Этот оптический квантовый генератор (ОКГ) создает импульсное излучение с длиной волны 0,69 мкм и мощностью в импульсе 1 МВт. Возбуждение, или, по терминологии квантовой электроники, накачка, осуществляется с помощью специальной лампы-вспышки высокой мощности. В том же году был создан первый газовый гелий-неоновый лазер, возбуждение в котором возникает при электрическом разряде. Излучающими являются атомы неона; атомы гелия играют вспомогательную роль.

Начиная с 1961 г., лазеры разных типов (твердотельные и газовые) занимают прочное место в оптических лабораториях. Осваиваются новые активные среды, разрабатывается и совершенствуется технология изготовления лазеров. В 1962— 1963 гг. в СССР и США одновременно создаются первые по­лупроводниковые лазеры.

Типы лазеров. Классификацию лазеров принято производить с учетом как типа активной среды, так и способа ее возбуждения (способа накачки). По типам активной среды лазеры подразделяют на твердотельные (диэлектрические кристаллы и стекла), жидкостные (органические красители и др.), газоразрядные (газовые смеси, содержащие атомы и молекулы), полупроводниковые (два полупроводника разного типа).

По способам создания возбуждения активной среды выделяют лазеры с оптической накачкой и накачкой с использованием самостоятельного электрического разряда. Оптическая накачка имеет универсальное значение. Она применяется для возбуждения различных активных сред (жидкостей диэлектрических кристаллов, полупроводников). Накачка с использованием самостоятельного электрического разряда применяется в разреженных газообразных активных средах. Накачка имеет две разновидности: импульсную и непрерывную, которые позволяют реализовать, соответственно, непрерывный и импульсный режимы генерации лазерного излучения.

С принципом генерации излучения ОКГ связаны его основные свойства: строгая монохроматичность (дА,= 0,01 нм); когерентность (упорядоченность распределения фазы лазерного излучения как во времени, так и в пространстве); поляризация (упорядоченность в ориентации векторов напряженности электрических и магнитных полей световой волны в плоскости, перпендикулярной световому лучу); направленность (малая расходимость лазерного луча); интенсивность (высокие значения величин, отражающих энергетические параметры лазерного излучения). Совокупность этих свойств обеспечивает такие технические преимущества лазерного излучения, используемого в медицине, как возможность локального равномерного облучения в широком диапазоне интенсивности светового потока, более высокая точность дозирования, по сравнению с традиционно применяемыми в физиотерапии источниками света, использование гибкого волоконно-оптического инструмента для подведения энергии лазерного излучения непосредственно к очагу поражения при внутриполостной его локализации.

Среди физических параметров лазерного излучения большое значение имеет выходная мощность Р (Вт, МВт), которая определяется измерителем, входящим в комплект к лазерным физиотерапевтическим установкам и аппаратам, а также указана в паспорте к ним. Объективным количественным параметром облучения является плотность потока мощности — ППМ (интенсивность), определяемая как отношение мощности (Р) к площади засвечиваемого пятна (S):

ППМ = P/S (Вт/м 2 , МВт/см 2 ),

Важным энергетическим параметром является энергетическая экспозиция лазерного излучения — Н (плотность энергии), равная произведению плотности потока мощности Вт/м 2 МВт/см 2 ) на время воздействия:

Н=ППМ t(Дж/м 2 , Дж/см 2 ),

где t — время в с.

Часто эту величину называют дозой облучения. Так как установлено, что биологические эффекты лазерного излучения зависят не только от абсолютной дозы облучения, но и от ее слагаемых компонентов (плотности потока мощности, времени воздействия и др.), то для достижения наиболее выраженного терапевтического эффекта значения этих величин следует подбирать, основываясь на общих принципах лазерной терапии, приведенных в соответствующем разделе этой главы.

В тех случаях, когда расфокусирующая насадка не применяется, доза лазерного излучения оценивается как произведение величины выходной мощности Р (Вт) и времени воздействия t (с) и выражается в джоулях (Дж), т. е. Доза = Р•t(Дж).

В условиях курсового лазерного облучения для оценки суммарной дозы величина последней за одну процедуру умножается на общее число процедур.

Лазерная физиотерапевтическая аппаратура. В настоящее время отечественной промышленностью выпускаются следующие серийные лазерные физиотерапевтические установки и аппараты:

—- гелий-неоновые (X = 0,63 мкм, режим излучения непрерывный, прерывистый): установка лазерная физиотерапевтическая УЛФ-01; аппараты физиотерапевтические лазерные АФЛ-1, 2, АФДЛ-1; лазерная физиотерапевтическая установка Люзар-ЛТУ-1, 2, 3; аппарат для лазерной терапии «Биола-002»; лазерная офтальмологическая установка ЛОУ-1; стоматологическая лазерная установка ЛТМ-01; аппарат лазерный физиотерапевтический малогабаритный ФАЛМ-1; аппарат лазерный терапевтический многофункциональный АЛТМ-01 «Лучик-2» (для лечения стоматологических и ЛОР-заболеваний, для внутрисосудистых воздействий) и др.;

— полупроводниковые, генерирующие импульсный режим излучения: аппарат лазерный терапевтический — АЛТ «Узор» (л- — 0,89 мкм); лазерный импульсный терапевтический аппарат ЛИТА-1 (Я, = 0,8-0,9 мкм); лазерный терапевтический аппарат ЭЛАТ (Я = 0,85 мкм); лазерная терапевтическая система «Прометей» (Я, = 0,9 мкм); аппарат лазерный терапевтический «Эффект» (Я = 0,84 и 0,89 мкм); аппарат лазерный импульсный терапевтический «Гелиос-01 М» (Я = 0,8—0,95 мкм, возможность модуляции излучения с частотой 1—100 Гц);

— аппараты с комбинацией лазерного излучения разных длин волн: аппарат физиотерапевтический диагностический лазерный АФДЛ-2 (Я, = 0,63 мкм и 0,8—0,9 мкм); аппарат лечебно-диагностический лазерный АЛДЛ-01 (Я = 0,63 мкм и 0,8—0,9 мкм); многофункциональный портативный лазерный аппарат «Адепт» (Я = 0,63, 0,85 и 1,3 мкм);

— аппараты, позволяющие осуществлять сочетанные (одновременные) воздействия: аппарат магнитолазерной терапии АМЛТ-01 (Я = 0,8—0,9 мкм, режим непрерывный, съемная магнитная насадка с индукцией постоянного магнитного поля 10—40 мТл); магнитолазерный физиотерапевтический аппарат «Млада» (Я = 0,85 мкм, режим непрерывный, съемная магнитная насадка с индукцией постоянного магнитного поля 50 мТл); магнито-инфракрасный лазерный терапевтический аппарат МИЛТА (А, = 0,95, 0,89 мкм, лазерное излучение в импульсном режиме, некогерентное инфракрасное излучение светодиодов в непрерывном режиме, съемная магнитная насадка с индукцией постоянного магнитного поля порядка 35 мТл) и др.

Биологическое действие низкоэнергетического лазерного излучения. При воздействии лазерным излучением на биообъект часть его поглощается, а другая — отражается. При этом коэффициент его отражения, в частности от кожи человека, достигает 43—55% и зависит от пола, возраста, степени пигментации облучаемых участков и др. Поглощение низкоэнергетического лазерного излучения также различно и в диапазоне длин волн 0,6—1,4 мкм: для кожи составляет 25—40%, для мышцы и кости — 30—80%, для паренхиматозных органов (печень, почки, селезенка и др.) — до 100%.

Глубина проникновения лазерного излучения в биообъект во многом зависит от длины волны. Установлено, что проникающая способность излучения увеличивается от ультрафиолетового (УФ) до инфракрасного (ИК) диапазона с 1— 20 мкм до 70 мм (при Я = 0,95 мкм). В результате поглоще­ния света молекулой-акцептором происходит ее фотовозбуждение, т. е. переход в электронно-возбужденное (синглетное) состояние с временем жизни 10~9—10~8 с. Из этого состояния фотовозбужденная молекула может перейти в основное (невозбужденное) состояние с испусканием кванта (флуоресценция) или в более долгоживущее метастабильное электронно-возбужденное (триплетное) состояние с временем жизни 10 — 4-10 -6 с, но которое отличается от синглетного реакционной способностью. Переход из триплетного в основное состояние сопровождается испусканием кванта фосфоресценции или происходит безизлучательный переход. Не всегда молекулы акцепторов квантов света сами вступают в фотохимическую реакцию; возможна миграция энергии на реагирующий центр, что широко распространено в фотосинтезирующих системах.

Способность вещества поглощать световое излучение зависит от его атомной структуры и, в первую очередь, от расположения окружающих ядро электронов, а спектр поглощения каждого вещества является характеристикой его поглощающей способности. Установлено, что возможными первичными акцепторами лазерного излучения могут являться пептидные группы (для Я = 0,19 мкм), карбонильные группы (для Я = 0,23 мкм), триптофан (для Я = 0,22 и 0,28 мкм), тирозин (для Я = 0,28 и 0,22 мкм), фенилаланин (для Я = 0,26 мкм), каталаза (для Я = 0,63 мкм) и др.

При рассмотрении механизма действия лазерного излучения на уровне целостного организма следует иметь в виду, что любой фотобиологический эффект начинается с взаимодействия кванта света со специфическим акцептором для данного излучения. Такой фотоакцептор, как правило, связан с мембраной клеток или внутриклеточных органелл. Поэтому резонансное поглощение света данными фотоакцепторами (например, окислительно-восстановительными ферментами и т. п.) приводит не только к изменению скорости катализируемой ими реакции, но и к изменению конформации локальных участков мембраны, а в дальнейшем — и мембраны в целом. В результате создается физико-химическая основа для последовательного возникновения неспецифических реакций клеток облучаемой ткани: изменение ионной проницаемости, в частности для ионов кальция, активности аденилатциклазной и АТФ-азной систем и др., что, в свою очередь, приводит к усилению биосинтетических и биоэнергетических процессов.

Если воздействие осуществляется непосредственно на раны, язвенные дефекты и т. п., т. е. когда основное значение отводится местным реакциям организма, то происходит активация пролиферативных процессов и более быстрое восполнение соответствующих тканевых дефектов. Если воздействию подвергаются рецепторные поля кожи или биологически активные точки, то весь комплекс перечисленных неспецифических изменений может привести к изменению возбудимости определенных рецепторов (элементов нервной системы), тем самым повлиять на характер их импульсации в центральные структуры мозга и способствовать изменению характера регуляторных влияний со стороны центральной нервной, вегетативной и гормональной систем на сердечно-сосудистую, иммунную и другие системы организма.

Биомеханизмы сочетанных с лазерным излучением физиотерапевтических воздействий сложны и обладают своими особенностями. Так, например, при сочетанном воздействии на биообъект лазерного излучения ближнего ИК-диапазона длин волн и постоянного магнитного поля (наряду с суммацией однонаправленных эффектов этих факторов) возникают качественно новые проявления их совместного действия. К ним относится, в первую очередь, фотомагнитоэлектрический эффект, при котором возникает электродвижущая сила (ЭДС), существенно превышающая наведенную ЭДС, имеющую место при взаимодействии движущихся жидких сред организма с постоянным магнитным полем. Энергия квантов низкоэнергетического лазерного излучения нарушает связи между ионами, между молекулами воды и ионами. Постоянное магнитное поле способствует этой диссоциации и одновременно препятствует рекомбинации ионов в процессе сочетанного воздействия. Постоянное магнитное поле придает определенную ориентацию молекулярным диполям, выстраивает их вдоль своих силовых линий. Так как последние направлены в глубь облучаемых тканей, то и основная масса диполей располагается вдоль светового потока, что увеличивает глубину его проникновения в биообъект. Сочетанное магнитолазерное воздействие является более энергоемким, чем лазерное, а расщепление спектральных линий вещества под влиянием постоянного магнитного поля расширяет диапазон восприятия этим веществом светового излучения различных длин волн.

В результате сочетанного магнитолазерного облучения тканей их атомно-молекулярные образования приходят в возбужденное состояние, что усиливает метаболические процессы. Это способствует появлению свободных форм вещества, биологически активных продуктов фотолиза, изменению рН среды. За счет магнитолазерного воздействия изменяется энергетическая активность клеточных мембран в количественно большем отношении, происходят конформационные изменения жидкокристаллических структур, в первую очередь внутриклеточной воды. Усиление турбулентного процесса в протекающей крови и лимфе обеспечивает более полное реагирование питательных энергетических веществ в точках контакта со стенками капилляров. Увеличение энергоемкости сочетанных магнитолазерных процедур позволяет уменьшить дозу облучения при осуществлении лечебных воздействий, не снижая при этом терапевтическую эффективность.

Следовательно, биомеханизмы действия лазерного излучения являются сложными и многообразными. Влияние этого фактора осуществляется на разных уровнях, начиная с молекулярного, внутриклеточного до реакции органа, системы, всего организма. В основе реакций организма на действие лазерного излучения лежат как первичные физико-химические процессы, происходящие в результате взаимодействия энергии лазерного излучения с биологическими структурами, так и нейрогуморальный механизм, обусловленный функциональным состоянием систем организма, осуществляющих нервную и гуморальную регуляцию реакций адаптации, компенсации и восстановления.

Принципы физиотерапевтического использования лазерного излучения. Установлено, что низкоэнергетическое лазерное излучение (в частности, применительно к практике физиотерапии, красного и ближнего инфракрасного диапазона длин волн) вызывает стимуляцию обмена в тканях и процессов регенерации, повышение уровня потребления кислорода и величины окислительно-восстановительного потенциала, изменение проницаемости сосудов, гемодинамики и микроциркуляции, стимуляцию иммунной системы. Указанные изменения способствуют достижению противовоспалительного, анальгезирующего и др. эффектов, которые в конечном итоге реализуются в терапевтическое действие этого светолечеб­ного фактора.

Одним из ключевых моментов при осуществлении лазеротерапии является определение рациональных параметров лазерных процедур. При дозировке лазерного излучения следует тщательно учитывать исходное состояние организма, в том числе характер и особенности патологического процесса, реактивность организма.

В практике лазерной терапии в большинстве своем преобладает принцип применения относительно невысоких интенсивностей лазерных лечебных процедур, что проявляется обычно улучшением местных и общих трофических процесcoв, адаптивных, защитных и компенсаторных реакций. На основе учета ответных реакций организма возможна коррекция дозировки лазерного излучения, а иногда и показанности этого метода для какого-либо конкретного больного.

В лазерной терапии (как и в светолечении вообще) разработаны различные методические приемы проведения процедур: местные воздействия на очаг поражения, воздействия на рефлекторно-сегментарные зоны, с учетом метамерной иннервации, на зоны Захарьина — Геда, на биологически активные точки.

В курсе лечения с использованием лазерного излучения проявляется (как уже отмечалось выше) широкий спектр терапевтически важных реакций — анальгезирующее, спазмолитическое, противовоспалительное и другое влияние на фоне активации или нормализации кроволимфообращения, проницаемости биологических мембран, обмена веществ, функций нервной, эндокринной, иммунной систем. Все это выражено при различных параметрах лазерных воздействий в неодинаковой степени и проявляется то более, то менее быстро, с преобладанием одних или других реакций.

Принято считать, что лазерной терапии присущи черты патогенетически обоснованного метода. При его назначении важен учет не только общего состояния организма, специфики патологического процесса, его клинических проявлений, стадий и фазы заболевания, тенденций его развития, но и сопутствующих заболеваний, половых, возрастных, профессиональных особенностей пациента, его нервно-психического статуса. Наиболее результативно применение лазерной терапии в функционально обратимых фазах болезни, хотя в последнее время новые методики находят свое обоснование и при более тяжелых проявлениях патологического процесса, в том числе при значительной выраженности морфологических изменений.

В связи с многообразием лечебных факторов, применяющихся в комплексной терапии, актуальными являются вопросы совместимости и последовательности применения лазерных лечебных процедур с другими физиотерапевтическими методами. В этом плане допускается применение в один день не более двух физиотерапевтических процедур, включая и бальнеолечение, причем одна из процедур (преимущественно светолечебная) должна носить характер выраженного «местного» воздействия.

В курсе лечения при заболеваниях без склонности к обострению возможно комбинирование лазерной терапии с массажем и лечебной физкультурой у больных без повышенной нейровегетативной лабильности и резко выраженных болевых синдромов.

Нередко целесообразно проводить лазерное облучение с другими физическими методами по принципу чередования процедур в разные дни. Вместе с тем, эффект повышения ионной

проницаемости кожи под влиянием лазерного излучения дает основание полагать о возможности его использования для оптимизации лекарственного электро- и фонофореза. В этом случае процедуры проводят в один день, последовательно (близко к сочетанным, т. е. без временного интервала). При этом воздействие лазерным излучением предшествует электро- и фонофорезу (на ту же область). Не рекомендуется осуществлять лазеротерапию в дни проведения оентгенологических и радиоизотопных исследований.

Одним из путей дальнейшего совершенствования метода лазерной терапии является использование импульсных лазерных физиотерапевтических воздействий. Перспективность применения импульсного режима определяется рядом причин. Во-первых, к импульсным лазерным процедурам, по сравнению с таковыми при непрерывном режиме излучения, в значительно меньшей степени развивается адаптация, что является важным залогом успеха курсовой лазеротерапии. Во-вторых, варьированием параметрами импульсных лазерных воздействий при необходимости можно сконцентрировать энергию этого физического фактора в дозировках, существенно превышающих аналогичные при непрерывном режиме проведения процедуры. В импульсе проявляется специфическое влияние излучения, уменьшается тепловое действие (в том числе за счет малой длительности импульса), а также обеспечивается непосредственное воздействие на глубоко расположенные структуры без повреждения поверхностных тканей. В-третьих, как известно, все физиологические процессы в организме протекают ритмично. Поэтому импульсные лазерные воздействия больше приближаются к естественным условиям и легче усваиваются теми или иными системами, чем непрерывные раздражители. При правильном выборе ритма и параметров возможно резонансное влияние, позво­ляющее при малой интенсивности воздействия значительно изменить функцию органа или системы. Для достижения наилучшего терапевтического результата важно, чтобы параметры лазерной процедуры соответствовали ритмической деятельности объекта, характеризуемой хронаксией, лабильностью, аккомодацией и другими показателями. В-четвертых, импульсные лазерные воздействия гораздо разнообразнее непрерывных по своим физическим характеристикам, что облегчает индивидуализацию и адекватность лазерной терапии. Кроме того, импульсный характер воздействия лазерным излучением дает более реальные шансы для разработки систем с автоматической регуляцией параметров лечебной процедуры, основанной на принципе обратной связи.

В целом, можно считать, что дополнение непрерывных и сочетанных (с другими физическими факторами) лазерных процедур импульсными воздействиями значительно расширяет терапевтические возможности этого светолечебного метода.

При проведении лазерной терапии необходимо иметь в виду, что, как и любая физиотерапевтическая, лазерная светолечебная процедура предъявляет требования к адаптационным механизмам организма, вызывая затрату его энергетических ресурсов. Поэтому применение метода лазеротерапии (в комплексе с несколькими процедурами), в совокупности превышающее реактивные возможности организма,— недопустимо.

В процессе осуществления лазерных физиотерапевтических воздействий, в связи с меняющимся состоянием барьерных функций организма, может изменяться чувствительность к фармакологическим препаратам, что дает возможность уменьшить назначение лекарственных средств. Лазерная терапия на медикаментозном фоне повышает эффективность комплексной терапии, особенно в более острых и сложных вариантах заболеваний.

Технические возможности современных лазерных физиотерапевтических установок и аппаратов позволяют осуществлять наружное облучение различных по площади участков тела пациента с помощью специальных оптических насадок, позволяющих плавно изменять угол расходимости луча, различных по своему функциональному назначению насадок для контактных лазерных воздействий, сканирующих устройств.

Для облучения патологических очагов при внутренней их локализации отечественной промышленностью разработаны специализированные наборы инструментов для внутриполостной лазерной терапии.

При сравнительно большой поверхности зоны воздействия ее делят на участки (поля) до 80 см 2 при общей площади облучения не более 400 см 2 за одну процедуру. Лечение в таких случаях проводят путем последовательного чередования облучаемых полей. При первых процедурах целесообразно облучать 1—2 поля. В последующем, в зависимости от переносимости процедур, область воздействия можно расширить до 4—5 полей.

При осуществлении лазерной терапии допустимы различные методические приемы, предусматривающие контактные и дистанционные воздействия с применением стабильной и лабильной методик.

Для лечебных целей лазерное излучение 0,63 мкм при использовании расфокусирующих насадок, а также излучение 0,8—0,9 мкм (при непрерывном режиме генерации) применяют интенсивностью 1—10—30 мВт/см 2 . Точечные воздействия лазерным излучением нерасфокусированным или сфокусированным лучом предусматривают более высокие плотности потока мощности излучения. Такие воздействия, в отличие от расфокусированных, более целесообразны, например, на область максимально выраженных болевых точек. При облучении биологически активных точек (БАТ) рекомендуется применять плотности потока мощности лазерного излучения порядка 1—3 мВт/см2. Длительность облучения одного поля обычно составляет от 1 до 5 мин, а одной БАТ: до 20 с — по возбуждающей методике и до 60 с — по тормозной методике. Суммарное время воздействия лазерным излучением красного (0,63 мкм) и ближнего инфракрасного диапазона (0,8—0,9 мкм) длин волн в непрерывном режиме генерации, как правило, не должно превышать 30 мин. При внутрисосудистом облучении крови с использованием лазерного излучения 0,63 мкм (режим непрерывный) рекомендуется применять следующие параметры воздействия: мощность излучения на торце световода — 1—5 мВт, время облучения — не более 30 мин.

При использовании импульсного ИК лазерного излучения 0,8—1,3 мкм (импульсная мощность до 10 Вт) обычно принято считать рациональными такие параметры: при облучении области проекции паренхиматозных органов частота следования импульсов составляет 100—1000 Гц при экспозиции воздействия на одно поле 1—2 мин; при облучении полей вне зон проекции перенхиматозных органов (суставы, позвоночник и др.) допускается частота следования импульсов менее 100 Гц при экспозиции воздействия на одно поле до 4 мин. Суммарное время облучения за процедуру, как правило, не превышает 20 мин.

Лазерную терапию обычно проводят ежедневно, реже — через день. Среднее количество процедур на курс лечения составляет 12—14, но при необходимости их число можно доводить до 20 (например, при длительно не заживающих ранах, трофических язвах и т. п.). В последнем случае целесообразно осуществлять два укороченных курса лазерной терапии по 7—10 процедур с перерывом между ними в 12—14 дней. При показаниях повторный курс лечения лазерным излучением можно проводить через 4—6 месяцев.

При назначении лазерных физиотерапевтических процедур в обязательном порядке должны быть отражены: длина волны и режим генерации лазерного излучения (непрерывный, импульсный); при непрерывном режиме — выходная мощность и плотность потока мощности лазерного излучения; при импульсном режиме — средняя импульсная мощность, частота следования импульсов, а в отдельных случаях и частота модуляции; локализация воздействия и количество полей (или БАТ); особенности методического приема (методика дистанционная или контактная, лабильная или стабильная); время воздействия на одно поле (точку), а в отдельных методиках — суммарное время облучения за .одну процедуру; чередование (ежедневно, через день); число процедур на курс лечения.

Лазерная терапия осуществляется на основе официальных методических рекомендаций по физиотерапевтическому использованию лазерного излучения, в соответствии с которыми для применения этого метода определены следующие показания:

1.Заболевания кожных и слизистых покровов: зудящие дерматозы, липоидный некробиоз кожи, язвенные формы аллергического васкулита кожи, витилиго, алопеция, артропатический псориаз, очаговая склеродермия, баланопоститы, крауроз вульвы.

2. Хирургические болезни: послеоперационные и длительно не заживающие раны, травмы (механические, термические), остеомиелит, сосудистые заболевания нижних конечностей, трофические язвы различного генеза, фурункулы, карбункулы, воспалительные инфильтраты, геморрой, трещины заднего прохода.

3.Внутренние болезни: ишемическая болезнь сердца, гипертоническая болезнь, острые пневмонии, язвенная болезнь желудка и двенадцатиперстной кишки, механическая желтуха, дискинезии желчевыводящих путей, колиты, ревматоидный артрит, остеоартроз.

4. Заболевания нервной системы: остеохондроз позвоночника с неврологическими проявлениями, невралгия тройничного нерва, невриты лицевого нерва, травматические повреждения периферических нервов.

5. Мочеполовые заболевания: хронический сальпингоофорит, функциональное трубное бесплодие, бартолиниты, кольпиты, хронический неспецифический простатит, острый эпидидимит, эпидидимоорхит, хронический пиелонефрит.

6.Заболевания ЛОР-органов: острые и хронические параназальные синуиты, воспалительные заболевания среднего уха (острые катаральные и гнойные средние отиты, хронические гнойные мезотимпаниты, хронические гнойные эпитимпаниты), воспалительные заболевания слуховой трубы (трубоотиты, экссудативные отиты), острые и хронические ларингиты, хронический фарингит, хронический тонзиллит, послеоперационный период у больных, перенесших двустороннюю тонзиллэктомию.

7. Стоматологические заболевания: пародонтоз, герпес губ, острый афтозный и рецидивирующий герпетический стоматит, синдром Мелькерсона — Розенталя, хронический рецидивирующий афтозный стоматит, десквамативный глоссит, гингивиты, альвеолиты, пульпиты, одонтогенные воспалительные процессы челюстно-лицевой области, травма слизистой оболочки полости рта (механическая, физическая, химическая).

Общие противопоказания: злокачественные новообразования; доброкачественные новообразования со склонностью к прогрессированию; заболевания крови; активный туберкулез легких; тяжелые формы заболеваний сердечно-сосудистой системы (кризовое течение гипертонической болезни, сердечно-сосудистая недостаточность II—III степеней); острые нарушения мозгового кровообращения; заболевания легких с явлениями легочной недостаточности III степени; печеночная и почечная недостаточность в стадии декомпенсации; сахарный диабет в стадии декомпенсации; тиреотоксикоз; инфекционные заболевания.

Требования безопасности при работе с лазерной медицинской аппаратурой. Эксплуатация лазерной медицинской аппаратуры в учреждениях здравоохранения осуществляется в соответствии с «Санитарными нормами и правилами устройства и эксплуатации лазеров» и «Типовой инструкцией по охране труда при проведении работ с лазерными аппаратами».

«Санитарные нормы и правила устройства и эксплуатации лазеров» устанавливают: предельно допустимые уровни облучения лазерным излучением; классификацию лазеров по степени опасности генерируемого ими излучения; требования к устройству и эксплуатации лазеров; требования к производственным помещениям, размещению оборудования и организации рабочих мест; требования к персоналу; контроль за производственной средой; требования к применению средств индивидуальной защиты. Согласно этим правилам, лазеры по степени опасности генерируемого ими излучения подразделяются на четыре класса.

К лазерам I класса относятся такие лазеры, выходное излучение которых не представляет опасности для глаз и кожи.

К лазерам II класса относятся такие лазеры, выходное излучение которых представляет опасность при облучении глаз прямым или зеркально отраженным излучением. К лазерам III класса относятся такие лазеры, выходное излучение которых представляет опасность при облучении глаз прямым, зеркально отраженным, а также диффузно отраженным излучением на расстоянии 10 см от диффузно отражающей поверхности, и (или) при обличении кожи прямым и зеркально отраженным излучением. К лазерам IV класса относятся такие лазеры, выходное излучение которых представляет опасность при облучении кожи диффузно отраженным излучением на расстоянии 10 см от диффузно отражающей поверхности.

Класс лазерной опасности указывается в паспорте на лазерный медицинский аппарат. Здесь же предусмотрен раздел с подробным описанием мероприятий по технике безопасности и гигиене труда, которые необходимо обеспечить при работе с данным аппаратом.

Физиотерапевтические лазерные установки и аппараты чаще относятся к I—II классам, реже — к III классу, при этом последние целесообразно размещать в отдельных кабинетах, на дверях которых должны быть оборудованы табло «Посторонним вход воспрещен» и знак лазерной опасности. Внутренняя отделка стен и потолка помещений, где эксплуатируются лазеры, должна иметь матовую поверхность; пол должен быть деревянным или покрыт специальным линолеумом, не образующим статическое электричество; освещенность (естественная и искусственная) должна соответствовать оптимальным величинам, предусмотренным «Строительными нормами и правилами».

Согласно «Типовой инструкции по охране труда при проведении работ с лазерными аппаратами» к самостоятельной работе на лазерных медицинских аппаратах допускаются лица не моложе 18 лет, с законченным высшим и средним медицинским образованием, имеющие удостоверение о прохождении курса специального обучения, а также обученные безопасности труда. Персонал, работающий с лазерной медицинской аппаратурой, должен проходить обязательный предварительный (при поступлении на работу) и периодические медицинские осмотры.

Требованиями безопасности предусмотрено принятие необходимых мер по исключению попадания лазерного излучения в глаза, на кожные покровы обслуживающего персонала, на зеркальные, металлические и стеклянные поверхности, кафельные стены и легковоспламеняющиеся материалы.

Персонал, работающий с лазерными медицинскими аппаратами, обязан пользоваться необходимыми средствами индивидуальной защиты в соответствии с требованиями, определяемыми классом лазерной опасности. Для защиты глаз в комплект к лазерной физиотерапевтической аппаратуре входят специальные защитные очки со светофильтрами.

Персоналу запрещается: проводить визуальную юстировку лазеров (II—IV классов) без необходимых средств защиты (глаз, кожи); направлять излучение лазера на металлические и стеклянные поверхности, а также на предметы, имеющие зеркально отражающие поверхности (если это не связано с производственной необходимостью); в момент генерации излучения осуществлять визуальный контроль попадания луча на объект (лазеры II—IV классов) без средств индивидуальной защиты глаз.

Излучение

В зависимости от их способности причинять вред организму излучения делятся на два вида — ионизирующее и неионизирующее излучения.

Неионизирующее излучение включает, например, инфракрасное излучение, радио- и микроволны, ультрафиолетовое излучение. Коротковолновое ультрафиолетовое излучение также может быть ионизирующим, но легко экранируется, например, одеждой, а также кожей. Подробнее об этих видах излучений можно прочитать в других разделах этого сайта.

Ионизирующее излучение , или радиоактивность, или радиоактивный распад, характеризуется испусканием атомами частиц или энергии. Такую субстанцию называют радиоактивным материалом. Образно радиоактивное вещество можно сравнить с открытой машиной для поп-корна, из которой хаотично во всех направлениях выбрасываются частицы. В отличие от выбрасываемого поп-корна, радиоактивная частица невелика и обладает высокой энергией. В случае попадания такой частички в человека она оказывает ионизирующее воздействие на атомы живых тканей, то есть способна «повредить» их атомы.

Ионизирующее излучение ежедневно сопутствует человеку. Оно сопровождало человека в ходе его эволюции и, по мнению некоторых ученых, даже способствовало развитию человека. Наряду с естественными источниками радиации современный человек также подвергается воздействию радиоактивности из искусственных источников.

Естественная доза радиации состоит главным образом из радиации от почвы и строительных материалов, космической радиации, а также радионуклидов и радона, попадающих в организм человека. Последние два компонента составляют около половины естественной дозы облучения. В Эстонии пропорции радона могут быть еще выше в зависимости от районов с повышенным распространением радона. Радионуклиды попадают в организм через пищу и воду.

Фон космического излучения при определенных профессиях может быть основным источником годовой дозы облучения работника. На пример, на высоте 15 км, где летают пассажирские самолеты, уровень радиации составляет 10 Зв/ч (микрозивертов в час). На той же высоте над уровнем моря 0,03 Зв/ч (МАГАТЭ).

Таблица. Радиоактивное излучение подразделяется на три класса.

Альфа-частицы обладают сильной энергией, но недолговечны. Не могут даже проникать сквозь бумагу. Кожа также останавливает альфа-частицы.

Бета-частица намного меньше альфа-частицы и может проникать гораздо глубже в материалы и живые ткани. Она также обладает большей энергией и в связи с этим большей способностью наносить урон. Бета-частицы останавливает, например, алюминиевая бумага, пластик, стекло или кусок дерева.

Фотоны с очень высокой энергией, являющиеся радиоактивным излучением с наивысшей проникающей способностью. Чтобы остановить их, нужен толстый слой плотного вещества (например, свинец или сталь) или большое количество грунта или бетона.

При внешнем контакте с телом не представляет большой опасности. Представляет большую опасность, если попадает в организм при вдыхании или проглатывании. Например, радон (опасность состоит при вдыхании)

1) при попадании внутрь и

2) воздействии снаружи на кожу. Может вызвать вредные «бета-воспаления» на коже и причинить вред также подкожной кровеносной системе. Обычно, однако, не проникает глубже кожного покрова. Представляет большую опасность, если попадает в организм при вдыхании или проглатывании (например, пища загрязнена).

Гамма-излучение может причинить вред организму, и не попадая внутрь. Опасно для всего организма как при наружном, так и при внутреннем воздействии. Может причинить организму сильный и непоправимый вред.

1) закрытые сосуды.

Альфа-излучение обычно задерживает одежда или внешние слои кожи. На рабочих местах с повышенным уровнем риска альфа-излучения необходимо соблюдать требования гигиены и процедуры очистки загрязнений.

1) закрытые сосуды,

2) локальное экранирование и

3) отслеживание времени контактирования.

Чтобы обеспечить безопасность на рабочих местах с повышенным уровнем риска бета-излучения, необходимо соблюдать требования гигиены и процедуры очистки загрязнений.

1) отойти подальше от источника излучения;

3) минимизация времени контакта.

Одежда для химзащиты не обеспечивает защиты от гамма-излучения, но в то же время дыхательные маски (фильтры) и ношение защитной одежды также препятствуют тому, чтобы радиоактивные материалы попадали в организм.

Гамма-излучение невозможно полностью остановить экранированием — можно только снизить его интенсивность. Коэффициент экранирования гамма-излучения зависит от материала экрана и его толщины.

Главными источниками радиоактивного излучения являются, например:

  • медицинское рентген-излучение,
  • радиоактивное загрязнение, возникающее при испытании ядерного оружия в атмосфере,
  • выброс радиоактивных отходов атомной промышленности в окружающую среду,
  • промышленное гамма-излучение,
  • другие источники, например, потребительские товары.

В Эстонии с радиоактивностью в связи с профессиональной деятельностью можно столкнуться в основном в двух случаях:

  • несоблюдение или игнорирование правил безопасности при обращении с радиоактивными отходами и аварии при транспортировке, несоблюдение мер безопасности при работе с источником излучения.

Помимо указанных выше, источниками риска могут считаться также атомные электростанции, расположенные в соседних странах, которые в случае аварии также представляют угрозу для населения Эстонии (Ловийса в Финляндии и Сосновый Бор).

Последствия для здоровья

Радиоактивность может воздействовать на человека в основном двумя способами: изнутри и извне. При воздействии извне излучение исходит от радиоактивного материала, который облучает тело человека альфа-, бета- или гамма-излучением. Внутреннее облучение имеет место после пребывания в радиоактивно загрязненной среде

  • радионуклиды, попавшие в организм при вдыхании или проглатывании, продолжают свою «работу по облучению», находясь внутри человеческого тела. Например, радионуклиды могут осаждаться на поверхности земли из атмосферы, а затем попадать в пищевую цепочку или в питьевую воду.

Чертеж. Попадание радиоактивно загрязненных частиц в организм (кликните по изображению, чтобы увеличить его).

Чертеж. Среднегодовая доза облучения исходит от этих источников (IAEA) (кликните по изображению, чтобы увеличить его)

Освобождающаяся при радиоактивном распаде энергия представляет опасность для биологических тканей (для человека). Излучение повреждает генетический материал внутри клетки, что создает опасность появления опухолей. Чем больше облучение, тем больше урон, причиненный клеткам тела. Генетический ущерб передается из поколения в поколение и представляет опасность для здоровья будущих поколений.

После получения большого количества радиации в течение нескольких дней появляются тяжелые симптомы и может даже последовать смерть при более высокой дозе (если во время инцидента была получена доза, более чем в 1000 раз превышающая годовую). При получении умеренной дозы облучения последствия могут сразу не проявиться, но проблемы со здоровьем могут начаться по прошествии нескольких лет.

Все люди ежедневно получают небольшие дозы облучения из окружающей среды, однако это не сказывается негативно на их здоровье.

Насколько вредно облучение, зависит в основном от дозы и времени облучения. Доза зависит от интенсивности источника излучения, от того, насколько близко к нему находится человек и в какой мере человек защищен средствами индивидуальной защиты.

После получения облучения могут проявиться следующие симптомы:

  • повреждения на коже от покраснения до ожога,
  • раны и кровотечения на слизистых оболочках рта, носа и желудочно-кишечного тракта,
  • тошнота, рвота, диарея,
  • тремор рук, судороги,
  • головные боли, слабость, сердцебиение,
  • выпадение волос на голове и на теле,
  • потеря аппетита, апатия, депрессия (нарушение кроветворной системы).

В группу риска входят беременные женщины, поскольку радиоактивное излучение может отрицательно сказаться на развитии плода. Высокие дозы радиации могут привести к гибели плода или серьезным его повреждениям. По данным ICRP, существует прямая связь между задержкой умственного развития ребенка и дозой облучения, полученной во время внутриутробной жизни. Также, если человек подвергался радиоактивному облучению до рождения, возрастает риск развития у него злокачественных новообразований.

Инфракрасное излучение

Инфракрасное излучение является естественной частью жизненной и рабочей среды человека, поэтому люди сталкиваются с ним регулярно. Например, когда человек находится на солнце, инфракрасная часть солнечного излучения создает ощущение тепла. Также при топке (каменной) печи от нагревшихся камней исходит инфракрасное излучение. Когда двое или более человек в обнаженном виде находятся рядом друг с другом, они чувствуют исходящее от них тепло (инфракрасное излучение).

Многие производственные процессы требуют интенсивного нагревания, что увеличивает воздействие инфракрасного излучения на работников, связанных с этими процессами, по сравнению с занятыми других отраслях промышленности. Примерами таких процессов являются, например, пожаротушение, выпечка, выдувка стекла, сушка, сжигание, сварка, формовое литье, плавка и др. работы, связанные с железом. Также источниками сильного инфракрасного излучения являются промышленные, медицинские и лабораторные лазеры.

Таблица. Примеры инфракрасного излучения в связи с профессиональной деятельностью.

источник

действия и сталкивающиеся лица

экспозиция

работа под открытым небом: земледельцы, строительные рабочие, моряки и др.

сушка чернил и краски, обычное освещение

10 5 -10 6 Вт / м² /sr

сушка, выпечка, нагревание, копировальные машины

50-200 Вт/м² (на расстоянии 50 см)

процессы печати, проекционные системы, прожекторы, персонал лабораторий

работы, связанные с железоплавильными печами

промышленная сушка и нагревание

10 3 -8×10 3 Вт / м²

инфракрасные лампы для больниц

Инфракрасное излучение (также инфракрасный свет) не воспринимается зрением человека, начиная с 780 нанометров (последние красные длины волн, которые способен видеть человек). Глаз человека в состоянии воспринимать только очень небольшую часть (400-780 нм) всего электромагнитного спектра, эта область различается по цветам: фиолетовый, синий, зеленый, желтый, оранжевый, красный.

Инфракрасное излучение иногда называют тепловым излучением, потому что некоторые из его длин волн могут восприниматься человеком как ощущение тепла на коже.

Инфракрасное излучение подразделяется (согласно ISO 20473) на три области (кликните по рисунку):

ближняя 0,78-3 м, средняя 3-50 м и дальняя 50-1000 м.

Чертеж. Расположение инфракрасного излучения в электромагнитном спектре (кликните по изображению, чтобы увеличить его)

Последствия для здоровья

Поскольку оптическое излучение обычно не проникает очень глубоко в биологические ткани, больше всего внимания следует уделять глазам и коже. При инфракрасном излучении обычно возникает тепловой эффект.

Глаза

В целом глаза человека хорошо защищены от естественного оптического излучения, в том числе от солнечного. Эта защита распространяется и на яркое искусственное освещение. Излучение в основном поражает сетчатку глаза, поскольку внутренняя часть глаза прозрачна для света. Однако прозрачность хрусталика глаза может снизиться, если смотреть прямо на яркий источник в ближнем инфракрасном диапазоне.

Повреждение хрусталика происходит на длинах волн ниже 3 м (яркий ближний инфракрасный и видимый свет). Чем длиннее длина волны инфракрасного излучения, тем меньше оно достигает глазного дна. Среднее и дальнее инфракрасное излучение в основном поглощается роговицей глаза. Однако поглощение роговицей длинноволнового инфракрасного излучения может привести к повышению температуры в глазу. Интенсивное излучение в дальнем инфракрасном диапазоне может вызвать ожоги роговицы, подобно ожогам кожи. Впрочем, такие ожоги случаются редко, потому что сначала возникает болезненная реакция. Тепловое повреждение глаза — это, например, катаракта (помутнение хрусталика), которая чаще встречается у стеклодувов, чем у других профессий.

Инфракрасное излучение не проникает очень глубоко в тело. Поэтому при интенсивном инфракрасном излучении в основном возникает локальный термический эффект и даже ожоги. В частности, длинноволновое инфракрасное излучение может вызвать высокие температуры и ожоги кожи на обнаженной части тела. Поскольку кожа также способна рассеивать тепло, время, в течение которого возникают неблагоприятные эффекты, зависит от интенсивности и времени воздействия. Например, инфракрасное излучение мощностью 10 кВт/м² вызывает болевую реакцию за пять секунд; 2 кВт/м² — примерно за 50 секунд. Если воздействие длится долгое время, тепловая нагрузка на тело может оказаться высокой, особенно если тепло получает все тело (например, при работе перед железоплавильной печью). Это может привести к дисбалансу механизма терморегуляции в организме. Переносимость такой среды также зависит от индивидуальной переносимости работника и условий окружающей среды (влажность, скорость движения воздуха) . Не выполняя физическую работу, человек может переносить 300 Вт/м² за 8-часовой рабочий день, а при тяжелой физической работе — всего 140 Вт/м².

Таблица. Чувствительные к инфракрасному излучению органы

Тип инфракрасного излучения

в глазу

на коже

Профилактика

Инфракрасное излучение обычных ламп или большей части промышленного оборудования не представляет опасности для работников. Однако на определенных рабочих местах, где используются специальные лампы, обогреватели и другие источники инфракрасного излучения, рабочий процесс может нанести вред здоровью рабочих.

Самая эффективная защита от инфракрасного излучения — это полное экранирование источника излучения. Следует также обратить внимание на тепловые мосты нагрева, которые могут возникнуть под воздействием источника. В большинстве случаев термоэкранирование источника излучения приводит рабочую среду в соответствие с предельными значениями. В других случаях необходимо использовать средства индивидуальной защиты. К термически экранирующим средствам индивидуальной защиты относятся:

  • маска для лица или защитные очки,
  • термокостюм,
  • термоперчатки, термообувь и головные уборы.

В исключительных случаях, когда условия труда не позволяют использовать предварительные меры защиты, необходимо для защиты работников принять меры по организации труда. Можно, например, ограничить доступ работников на слишком «горячие» участки работы. Можно также уменьшить потребляемую мощность источника тепла на то время, в течение которого работники должны находиться около него. Сокращение рабочего времени, удлинение перерывов и сменная работа также могут быть использованы для минимизации времени воздействия излучения на одного работника. Следует учитывать, что работа в жаркой среде может вызвать у человека тепловой стресс, вследствие чего ему требуется больше времени отдыха для восстановления.

При оценке биологического влияния инфракрасного излучения необходимо учитывать длину волн, интенсивность источника излучения и время его воздействия на работника. Предельные нормы в основном защищают сетчатку и роговицу от вредного термического воздействия. Также предельные нормы защищают от пролонгированного вредного воздействия на хрусталик.

Работодатель обязан определить источники инфракрасного излучения в рабочей среде. В случае их выявления необходимо оценить и при необходимости измерить уровень излучения и, если это необходимо, принять меры по ограничению излучения до предельных норм. Обычные источники света на предприятии не рассматриваются в качестве факторов риска.

Работодатель должен проинформировать работников обо всех факторах риска и потребовать использования средств индивидуальной защиты, а также обеспечить перерывы для отдыха глаз.

Ультрафиолетовое излучение

Ультрафиолетовое излучение (называемое также ультрафиолетовым светом) близко к синим длинам волн видимого света. Если видимый свет имеет длину волн 400-780 нм (нанометров), то длина волн ультрафиолетового света составляет менее 400 нм (кликните также на прилагаемый рисунок).

Ультрафиолетовый свет делится на три области: UVA (315-400 нм), UVB (280-315) и UVC (100-280 нм). Из них UVA-свет в определенной мере входит и в состав белого света обычных ламп.

Хотя человек не видит ультрафиолетовый свет, в более темном помещении он может замечать излучающие УФ-свет материалы (например, защитные элементы на денежных купюрах).

Где встречается ультрафиолетовое излучение?

Наружные работы

По ходу своей профессиональной деятельности человек в основном сталкивается с ультрафиолетовым излучением при выполнении наружных работ. Сила УФ-излучения зависит от времени года и толщины озонового слоя.

От солнца земли достигает в основном UVA-свет, интенсивность UVВ-света, достигающего земли, уже намного меньше. UVС-свет полностью поглощается в верхних слоях атмосферы, поэтому земли он не достигает. По этой причине человек приспособился в определенной мере выносить UVA- и UVВ-излучение.

Чертеж. В наибольшей степени человек подвержен УФ-излучению (UVA и UVВ) при выполнении наружных работ, где при длительном времени работы необходимо позаботиться о том, чтобы не пострадали кожа и глаза.

Дуговая сварка

Дуговая сварка является одним из наиболее распространенных источников искусственного УФ-излучения с очень высоким уровнем излучения. Острое воздействие на глаза и кожу может проявиться в течение 3-10 минут на расстоянии нескольких метров. Поэтому защита глаз и кожи является обязательной.

Промышленные УФ-лампы

УФ-лампы используют во многих промышленных процессах: при отверждении клея, пластика, краски. Конструкция таких ламп обычно предусматривает экранирование, чтобы исключить облучение работников, однако при игнорировании правил безопасности или в случае аварии облучение все же может произойти.

УФ лампы ( т . н . black-light)

Ультрафиолетовые лампы низкой интенсивности, вызывающие свечение определенных материалов, могут использоваться для проверки денежных купюр и документов, для проверки составных частей порошков, в качестве элемента интерьера в ночных клубах и других местах. Такие лампы не представляют опасности для человека, кроме отдельных случаев, когда кожа обладает повышенной чувствительностью.

Медицинские УФ-лампы

УФ-излучение широко используется в медицине для диагностики и лечения заболеваний. УФ-свет позволяет лучше видеть повреждения и заболевания кожи определенного типа.

УФО-терапия применяется, например, для лечения псориаза, экземы, пигментных пятен и др. дерматологических проблем.

Персонал, использующий УФ-излучение как в диагностических, так и в терапевтических целях, должен пройти соответствующее обучение, чтобы правильно выбрать дозу облучения.

Бактерицидные UVC-лампы

Противомикробные (бактерицидные) УФ-лампы считаются одним из самых эффективных методов стерилизации. Они излучают свет на длинах волн UVC, уничтожающий летающие в воздухе и находящиеся на рабочих поверхностях и инструментах микроорганизмы. UVC-лампы используются в основном в больницах, а также в микробиологических лабораториях. Необходимо, чтобы размещение ламп, рабочие процедуры и использование средств индивидуальной защиты обеспечивали безопасность работников.

Солярии

Для искусственного загара в соляриях используют длины волн UVA, однако в облучении присутствует и UVВ-излучение. Некоторые новые модели изготовлены для производства более интенсивного UVB-излучения.

Регулярное посещение солярия может существенно повысить годовую дозу УФ-облучения человека. Защита глаз необходима как посетителям, так и работникам солярия.

Энергосберегающие лампы

Как показывают исследования, в небольших количествах УФ-излучение (наряду с UVA также UVB и немного UVC) присутствует и в некоторых энергосберегающих лампочках. Если такие энергосберегающие лампочки оказываются в поле зрения глаз и человек находится рядом с ними, их UVB и UVC вызывают снежную слепоту. Однако, как правило, энергосберегающие лампочки не представляют собой опасности, так как в большинстве из них UVB и UVC отфильтровываются.

Последствия для здоровья

Под действием UVB-света кожа вырабатывает витамин D3, который наряду с кальцием играет важную роль в здоровье опорно-двигательного аппарата. Однако доза UVB-света, необходимая для достижения указанного эффекта, зависит от:

  • количества витамина D в пище человека,
  • типа кожи,
  • использования средств защиты (одежды),
  • географической широты,
  • времени суток (УФ-излучение более интенсивно в полдень) и времени года (УФ-излучение интенсивнее в середине лета).

Об ущербе здоровью, вызванном УФ-излучением, человек может узнать с помощью своих органов чувств только после того, как неблагоприятные последствия уже произошли.

Неблагоприятные последствия УФ-излучения могут быть острыми (или внезапными и немедленными), длительными после большой дозы и после хронического воздействия (регулярно получает больше, чем допустимо, чтобы организм мог полностью восстановиться).

Воздействию UVC-излучения человек подвергается только из искусственных источников, таких как бактерицидные лампы. UVB-излучение считается наиболее опасным для человека УФ-излучением, поскольку чрезмерные дозы могут повредить кожу и глаза.

Кожа

Низкое количество UVB-излучения, попадающего на землю через атмосферу, вызывает, например, солнечные ожоги и другие биологические последствия.

Хотя UVA-излучение проникает глубже всего через кожу, оно не чревато столь сильными негативными биологическими последствиями, как UVB и UVC.

Солнечный ожог, или ожог кожи, является признаком кратковременного чрезмерного воздействия УФ-излучения, в то время как преждевременное старение кожи и рак кожи являются признаком хронической передозировки УФ-излучением. Преждевременное старение происходит, когда под действием большого количества UVA кожа теряет эластичность и становится морщинистой.

УФ-излучение ослабляет также иммунную систему, повышая восприимчивость к кожным инфекциям.

Глаза

Когда в глаз попадают прямой или отраженный солнечный свет (в т. ч. УФ-излучение), конструкция зрачка, закрытие глаз и реакция прищуривания заботятся о том, чтобы защитить глаза от избыточного света. Однако эту реакцию вызывает видимый свет, а не УФ-свет, поэтому при воздействии только УФ-излучения подобная защитная реакция не происходит, и возникает риск повреждения ультрафиолетовым излучением.

Считается, что UVB-излучение усиливает катаракту (помутнение хрусталика), ведущую причину слепоты в мире. По оценкам ВОЗ, 20% случаев катаракты могут быть связаны с чрезмерным воздействием УФ-света.

Фотокератит, или фотоожог роговицы, и фотоконъюнктивит — это воспалительные реакции, которые вызывают боль в глазах и временную утрату четкости зрения. Однако они не оказывают длительного воздействия на глаза и зрение, и проблемы исчезают.

Снежная слепота — одна из острых форм фотокератита. Она наблюдается у работников, которые подвергаются воздействию более высокого уровня УФ-излучения на открытом воздухе — в случае отражения от поверхности в более высоких регионах. Например, снег может отражать до 80% УФ-излучения. В большинстве случаев поврежденные клетки глазного яблока восстанавливаются в течение нескольких дней, и зрение нормализуется.

Научные исследования показали, что некоторые виды рака глаз также могут быть связаны с продолжительным воздействием солнечного света.

Воздействие УФ-излучения на человека, как и других факторов риска рабочей среды, зависит от продолжительности облучения и интенсивности излучения. Свою роль в этом играет и то, насколько работник защищен от УФ-излучения в рабочей среде или в процессе работы — использование защитных очков и одежды.

Некоторые виды лекарств, такие как антибиотики, детские таблетки, продукты с перекисью бензоила и некоторые косметические средства, могут повысить чувствительность кожи к УФ-излучению.

Группой риска в отношении УФ-излучения, как и других оптических излучений (инфракрасного и лазерного излучения), считаются прежде всего несовершеннолетние и беременные лица. Необходимо учитывать также результаты медицинского осмотра работника: например, если у человека есть фоточувствительность (при которой кожа гиперчувствительна к ультрафиолету). В случае фоточувствительности для появления аллергической реакции (сыпь на коже или солнечные ожоги) достаточно минимального (несколько минут) воздействия УФ-света Солнца.

При оценке риска, связанного с УФ-излучением в рабочей среде, также должны учитываться химические вещества, чувствительные к УФ-излучению, и совокупное воздействие этих двух факторов. Например, затвердевание клея или пластика под УФ-светом при определенном стечении обстоятельств может негативно сказаться на здоровье работника.

тип УФ

В глазу

На коже

  • Фотокератит
  • Фотоконъюнктивит
  • Бельмо
  • пигмента
  • вызвано
  • повреждение сетчатки
  • Эритема
  • Эластоз (фотостарение)
  • Немедленное потемнение
  • от света
  • Рак кожи

Профилактика

Работодатель обязан установить источники УФ-излучения в рабочей среде. В случае их выявления необходимо оценить и при необходимости измерить уровень излучения и, если это необходимо, принять меры по ограничению излучения до предельных норм. Обычные источники света на предприятии не рассматриваются в качестве факторов риска.

Как правило, УФ-излучающие устройства оснащены защитными экранами и другими предохранительными средствами, которые снижают воздействие УФ-излучения на работника. Поэтому важно самовольно не снимать эти защитные средства во время работы.

Воздействие УФ-излучения на человека может быть в основном уменьшено за счет рабочей одежды и средств индивидуальной защиты, включая защитные очки, защитный щит с радиационным фильтром, перчатки и т.д. Одной защиты работника средствами индивидуальной защиты может оказаться недостаточно, если это возможно, то радиационный риск необходимо устранить на месте возникновения или свести его к минимуму.

Работодатель должен проинформировать работников обо всех факторах риска и потребовать использования средств индивидуальной защиты, а также обеспечить перерывы для отдыха глаз.

Измерение

УФ-излучение измеряется химическими или физическими детекторами, к которым часто добавляются различные фильтры для определения соотношения УФ-компонентов (UVA, UVB, UVC).

Лазерное излучение

Лазерное излучение — это оптическое излучение, которое может быть видимым и невидимым. Если длина волны лазерного луча находится в диапазоне 400-780 нм (нанометр), луч можно увидеть человеческим глазом. В то же время, когда воздух окружающей среды очищается от парящей пыли и других частиц, луч может стать невидимым, за исключением точки быстрого отражения на объекте цели. Невидимое лазерное излучение в основном является инфракрасным излучением, но существуют и ультрафиолетовые лазеры. Лазер с невидимым лучом делает опасным то обстоятельство, что, поскольку человек не видит луч, он не знает, как воспринимать опасность. При несчастном случае, когда, например, инфракрасный лазерный луч попадает в глаз, человек не воспринимает его как свет, т.е. не возникает защитной реакции (закрытие глаз, прищуривание, сокращение радужной оболочки), что может привести к необратимому повреждению глазного дна. Поэтому рабочие зоны лазерных приборов должны быть четко и надлежащим образом обозначены и необходимо следить за тем, чтобы луч не попал в стоящих рядом.

Лазерное излучение — это особый случай других оптических лучей, поскольку из-за своей высокой скорости лазер опасен даже для находящихся вдали от источника излучения. В то время как другая оптическая или невидимая световая энергия (например, от светильников) значительно рассеивается по мере увеличения расстояния.

Последствия для здоровья

Лазерное излучение характеризуется следующими физическими свойствами:

  • излучение происходит на одной определенной длине волны, в отличие от других светильников, которые в основном имеют широкий спектр;
  • электромагнитная волна, создаваемая лазером, является когерентной, т.е. все волны находятся в одной фазе;
  • точка источника излучения очень мала, а степень яркости луча очень велика.

Вследствие этих обстоятельств опасность лазера заключается в том, что за очень короткий промежуток времени можно направить очень большое количество энергии излучения на очень маленький участок (например, на поверхность кожи). Как следствие, повреждения могут получить кожа или другие биологические ткани.

Лазерное излучение, будучи искусственным светом, не способно проникать очень глубоко в организм, поэтому наиболее уязвимыми органами являются кожа и глаза. Лазеры со слабой силой излучения также могут представлять опасность, поскольку лазерный луч при попадании в глаз может повредить сетчатку.

Глаза

Даже при уровнях, значительно ниже предельных норм, отслеживание лазерного луча может раздражать глаза и приводить к утрате четкости зрения. Особое внимание следует уделить использованию лазера в дорожном движении, так как мгновенное ослепление, в свою очередь, может привести к дорожно-транспортному происшествию.

Наибольшую опасность для человека представляют лазеры на длинах волн 400-1400 нм — это лазеры видимого света (400-780 нм) и ближнего инфракрасного излучения (780-1400 нм). Поскольку система хрусталиков глаз действует в области видимого света, передняя часть глаз также не подавляет соответствующие длины волн. Поэтому лазерный луч проникает в сетчатку глаза и может вызвать ее повреждение.

Будет ли причинен ущерб и в какой степени, зависит от:

  • количества поглощенной энергии и от того, был ли это пульсирующий лазер,
  • в каком фокусном положении находился глаз и
  • из какого места лазерный луч попал в глаз.

В результате причинения вреда здоровью лазерным лучом зрение внезапно исчезает, и на мгновение становится видна яркая вспышка. Иногда может слышаться потрескивающий звук и ощущаться боль. Является ли повреждение устойчивым или нет, зависит от того, в какую точку глаза попадет лазерный луч. Например, повреждение периферии сетчатки может остаться незамеченным.

При несчастных случаях с более мощными лазерами повреждение глаза может не ограничиваться областью касания лазерной точки. Повреждения могут получить соединения зрительного нерва, сетчатка, и могут иметь место внутриглазные кровотечения.

Потому что повреждения, вызванные средним инфракрасным лазером, в основном связаны с термическим (или тепловым) излучением. Поскольку излучение среднего инфракрасного диапазона поглощается водой, большая часть энергии лазерного излучения поглощается, прежде чем достигнет задней части глаза.

Повреждения кожи

Повреждение кожи от лазера чаще всего ограничивается небольшим ожогом. В более легких случаях наблюдается только покраснение кожи, которое быстро проходит. Более длительное воздействие может привести к образованию волдырей, ожогов 3 степени и даже обугливанию кожных тканей.

Подкожные ткани в основном хорошо защищены от лазерного излучения. В то же время непрерывный лазерный луч очень большой мощности (более нескольких киловатт) может проникать сквозь кожу и повреждать подкожные ткани. Однако при соблюдении правил безопасности опасность такого несчастного случая минимальна.

Профилактика

Наибольшая доля несчастных случаев на производстве, связанных с лазерами, произошла во время экспериментальных работ в исследовательских лабораториях. В основном, их причиной является игнорирование правил безопасности.

Несчастные случаи были вызваны также лазерными дальномерами, используемыми в военных целях. Последние ввиду их большой мощности представляют угрозу как для обслуживающего их персонала, так и для гражданских лиц, находящихся на расстоянии нескольких километров.

Когда дело касается лазерного излучения, главным образом необходимо позаботиться о безопасности глаз. Работники, подвергающиеся воздействию лазерного излучения, должны носить защитные очки. Но даже при использовании защитных очков луч лазера никогда нельзя направлять в глаза.

Принципы общих мер предосторожности:

  • тщательное обучение персонала всем рискам и приемам безопасной работы,
  • если рабочий процесс позволяет, полностью экранировать лазерный луч от людей,
  • не направлять лазерный луч на людей,
  • использовать лазер под надзором,
  • условия хранения и транспортировки не должны повреждать лазер,
  • особые требования безопасности в зависимости от класса лазера,
  • надзор за соблюдением правил безопасности.

Наиболее распространенным средством защиты от лазерного излучения являются защитные очки. Используя их, следует обязательно проследить, чтобы очки были выбраны так, чтобы заблокировать те длины волн, на которых работает лазер. Необходимо следить за тем, чтобы защитные очки защищали от всех длин волн, создаваемых лазером. Отмечается, что спецификация более дешевых очков, которая прилагается к ним, не соответствует их фактическому диапазону защиты (длины волн).

В процессе сварки CO2-лазером в качестве побочного эффекта также возникает сильное ультрафиолетовое излучение. Поэтому весь процесс должен быть по возможности полностью отделен. Если экранирование невозможно, то все присутствующие лица должны носить средства индивидуальной защиты (защитную одежду, маску).

класс

длины волн

характеристика

требования безопасности

примеры

ультрафиолетовый, видимый свет, инфракрасный

Лазеры со слабой мощностью. Лазерное излучение также не представляет опасности в течение длительного периода воздействия. Сюда относятся также более сильные лазеры, которые работают внутри защитного кожуха и не извлекаются из него.

Безопасность обеспечена без принятия особых мер

игрушки, лазерные принтеры, CD- и DVD-плееры

ультрафиолетовый, видимый свет, инфракрасный до 500 мВт

удельная мощность превышает присущую 1 классу, но так как луч рассеивается, то лишь малая часть общей мощности лазера может попасть в глаз

Избегать смотреть на луч с помощью оптических вспомогательных средств (например, бинокля)

определенные беспроводные решения для передачи данных

видимый свет до 1 мВт

Лазеры малой мощности. Рефлекс закрытия глаз, который составляет около 0,25 сек, считают достаточным для защиты глаз от повреждений. Лазер может представлять опасность только в том случае, если он направлен прямо в глаз и человек намеренно смотрит на лазерный луч.

помимо предыдущего, прекращение луча, надзор за путем движения луча

считыватели штрих-кодов определенные лазерные маркеры,

видимый свет до 500 мВт

Имеет большую мощность по сравнению с классом 2, но, как и у лазеров класса 1M, лазерный луч рассеянный. Лазер может представлять опасность только в том случае, если он направлен прямо в глаз и человек смотрит на лазерный луч намеренно или с помощью оптического устройства, которое концентрирует луч.

помимо предыдущего, обозначение пути движения и области использования луча, устранение ненужных отражений.

нивелир, используемый на строительных работах, и лазеры направленного действия

определенные лазеры направленного действия

Мощность излучения превышает мощность лазеров класса 3R. Прямой или отраженный лазерный луч всегда опасен для глаз.

помимо предыдущего, защита кожи, при наличии мощных лазеров активные и пассивные защитные барьеры

Лазерная хирургия, резка металла, сварка, show-лазеры

Для безопасности лазеров важно:

  • какое количество энергии поглощается биологическими тканями и
  • какова длина излучаемой волны (какого типа лазер).

При воздействии лазерного излучения в основном отслеживается плотность энергии (Дж/м²) и удельная мощность (Вт/м²) лазерного луча, падающего на поверхность глаз и кожи.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *