Файл: Минин Б.А. СВЧ и безопасность человека.pdf

биологическая эффективность которого в диапазоне ВЧ считается менее выраженной. Конечный биологический эффект этих двух сторон взаимодействия поля индукции и органического тела пока еще не найден.

3.2. ФОРМЫ НОРМИРОВАНИЯ РАДИОИЗЛУЧЕНИЙ

В § 3.1 сделана попытка определить и выбрать еди­ ницы измерения. Это только первый этап, позволяющий подойти к обоснованному учету амплитуды и структуры поля. Возможность учета времени также рассматрива­ ется ниже.

Большое разнообразие предложенных различными авторами [50, 74, 84, 101, 158] подходов к нормированию СВЧ излучений порождено не столько «качественным» различием поля, сколько усложнением пространственновременных характеристик воздействия его на организм человека в производственных и лабораторных условиях (см. табл. 3.2.2). Именно поэтому вопросу нормирования нестационарного облучения уделяется сейчас большое внимание.

3.2.1. Способы нормирования прерывистых воздейст­ вий. Наиболее простым из способов является нормирова­ ние по максимальной ППМ или по сумме ППМ источ­ ников, если их несколько [35]. Оба они позволяют учесть влияние всех некогерентных источников, воздействую­ щих на организм одновременно и постоянно. Для вра­ щающихся антенн, однако, эти способы не адекватны: ведь обычно время воздействия поля при вращении, ска­ нировании различно для разных антенн; даже для одной антенны на разных расстояниях скважность воздействия изменяется в пределах от половины до ^отых долей. При оценке по первому методу разгрузка организма во время паузы, длящейся в 2 ... 100 раз дольше самого воздей­ ствия, не учитывается. Еще менее обоснован второй под­ ход: расчет показывает, что вероятность скрещивания лучей 2—3-х антенн с обычными параметрами диаграмм обычно не превосходит ІО-2 ... ІО-4; соответственно сни­ жается и опасность воздействия излучений всех РЛС одновременно. Ошибка при таком подходе к нормирова­ нию поля излучателей с вращающимися антеннами, имеющими обычную ширину порядка единиц градусов,' может дополнительно составить 10 . .. 100 раз в сторону завышения опасности.

68

3.2.2. Интегральный (дозный) подход к оценке био­ логической эффективности поля. Несомненно, более гиб­ ким является интегральный (дозный) подход к оценке нестационарных излучений, который основывается на сравнении интеграла падающей плотности мощности (по определенному отрезку времени облучения), называемо­ го обычно плотностью падающей дозы (ППД) или про­ сто дозой *,

этого же отрезка времени нормирования Г„ [22, 91, 92, 158, 182].

Дозный подход может быть предложен и в виде нор­ мирования уровня ППМ, среднего за время Ти. Если это время меньше суток, то это, по сути, дискретная доза, мощность дозы **. Если нормируемое время равно сут­ кам, то дозирование оказывается неразрывным по вре­ мени и мы имеем дело с дозой в реальном времени — назовем ее реал-дозой или просто дозой. Реал-доза по­ зволяет определить суммарную степень облучения субъ­ екта за продолжительное время: за сутки, месяц, год или за всю жизнь человека. Обычно она вводится вме­ сте с ограничением по мощности дозы — ППМ, средней за какое-либо непродолжительное время, например за

десятки или сотни секунд

о

Индекс (Гн) при М означает, что нормируется, измеря­ ется или рассчитывается мощность дозы (т. е. усредня­

* В гигиене встречается три понятия «дозы». Под дозиметрией иногда понимают всякое измерение в интересах техники безопасно­ сти; в радиационной гигиене под дозой понимают поглощенную часть падающей энергии (в диапазоне СВЧ величину относительно ста­ бильную). В нашем случае понятие дозы введено выражением (3.2.1). В системе СИ ему соответствует понятие «поверхностная плотность энергии излучения».

** Полное название «мощность плотности падающей дозы». В системе СИ соответственно «мощность поверхностной плотности энергии излучения». По аналогии с дозой ее иногда называют мозой.

69

ется ППМ) за время Тп. Для краткости, а также когда имеется в виду вполне определенное значение Тн, либо когда оно для понимания текста не имеет значения, ин­ декс Тп или его конкретное числовое значение можно не ставить.

Исторически (табл. 3.2.1) этот подход возник как за­ конное стремление связать с интенсивностью облучения другой равноправный параметр воздействующего поля— время облучения, как это уже сделано в радиометрии ионизирующих излучений, при воздействии химических факторов и т. д. [182]. В дальнейшем дозный подход оказался полезным и для оценки существенно неста­ ционарных излучений и при расширении пределов ис­ пользования существующих нормативов [74, 85].

Биофизической основой для разработки дозного под­ хода служат две известных группы явлений, наблюдае­ мых при взаимодействии организма человека с радио­ излучением.

1. Кумуляция эффекта воздействия в организме при длительном непрерывном и дробном воздействии, осо­ бенно в пределах дотепловых уровней, где зависимость этого эффекта от уровня поля оказывается наиболее линейной. Наличие кумулятивного эффекта отмечено в трудах ряда исследователей, в том числе 3. В. Гордон [34], А. С. Пресмана [118], а также других ученых. Ку­ муляция говорит о типичной реакции тела с большой инерцией на импульсное воздействие.

2. Обратимость, адаптация, нормализация состояния организма, облучаемого короткими импульсами, наблю­ дается при больших паузах. Результаты многих биофи­ зических экспериментов по изучению реакции организма на воздействие полей разных интенсивностей, приводи­

ность» обнаруживают в широком диапазоне ППМ при­ близительное постоянство величины дозы, необходимой для появления некоторого биологического эффекта (см., например, рис. 3.2.1 и табл. 3.2.2). Несомненно, на осно­ вании имеющихся к настоящему времени эксперимен­ тальных данных, которые содержат оба регистрируемых параметра: ППМ и время, трудно говорить о линейности «интегрирования» при подобного рода процессах.

Иными словами, получаемая критическая доза облу­ чения, соответствующая появлению определенной реак­

70

СВЧ поля (из-за непостоян­ ства ракурса освещения, частоты и т. п.; см. § 2.1 и 4.1)

позволяет считать такую нелинейность «интегрирования» в общем допустимой, тем более, что нормативы, устанав­ ливаемые, как правило, для очень малых интенсивностей, разрабатываются на основании результатов, полученных при оценке исключительно слабо выраженных эффектов, и потому эти нормативы, естественно, имеют значитель­ ную степень неопределенности и очень большой коэффи­ циент запаса.

При разработке повой концепции—беспорогового рис­ ка заранее предполагается линейная зависимость доза— эффект; разного рода нелинейности нейтрализуются вве­ дением дополнительных коэффициентов запаса. Напри­ мер, исследованиями, приведенными в работе [119а]*, в основном подтверждена эта зависимость при воздейст­ вии на организм крупных животных и человека СВЧ по­ ля в диапазоне интенсивностей 1 .. 50 мДт/см2, но одно­ временно выявлена и нелинейность, которая приводит к необходимости снижения допустимой дозы при верх­ ней ППМ в 4 раза по сравнению с дозой на малых ин-

* Использован весьма «дорогой», но зато единственно верный способ количественной оценки облучаемости путем подбора ППМ или времени (или того и другого вместе), дающий определенный, один и то т же для всего цикла исследований биологический эффект. В ка­ честве отправной точки взята доза 18 Дж/см2.

71