Частоты свч излучение проникая в. Проектная работа по физике на тему: «СВЧ излучение

СВЧ - излучение – вид неионизирующих излучений, характеризующийся частотой электромагнитных колебаний от 3×10 8 до 3×10 11 Гц и длиной волны от 1 метра до 1 миллиметра.

Классификация волн СВЧ диапазона

Вокруг любого источника электромагнитного излучения формируется электромагнитное поле (ЭМП), которое состоит из переменных электрического и магнитного полей.

Различают 2 зоны этого поля:

1-я зона - зона несформировавшейся волны (ближняя зона, или поле индукции, или поле стоячей волны);

2-я зона - зона сформировавшейся волны (дальняя зона, или поле излучения, или поле бегущей волны).

Наибольший интерес представляет зона сформировавшейся волны, так как ближняя зона ограничивается лишь расстоянием в две длины волны . Интенсивность ЭМИ в этой зоне оценивается количеством энергии, падающей на единицу поверхности, т. е. плотностью потока энергии (ППЭ). Единица измерения ППЭ – Вт/см 2 , в медицине – мВт/см 2 (милливатт на квадратный сантиметр).

Глубиной проникновения ЭМИ называется расстояние, на котором интенсивность волны убывает в 2,7 раза.

От величины волны зависит ее проникающая способность, которая составляет ориентировочно 1/10 длины, следовательно, дециметровые волны способны проникать на глубину 10 – 15 сантиметров и в зоне их воздействия оказываются большинство внутренних органов человека. В целом можно говорить о том, что глубина проникновения ЭМИ в ткани тем меньше, чем короче длина волны, а поглощение энергии тканями, наоборот, увеличивается с уменьшением длины волны . Из общего количества энергии ЭМИ, падающей на поверхность человека, приблизительно 50% поглощается, остальная отражается.

Биологическое действие электромагнитных излучений СВЧ-диапазона на организм человека.

Механизм биологического действия ЭМИ СВЧ-диапазона отличается значительной сложностью, так как полностью не выяснена физическая природа первичных процессов взаимодействия с биомолекулами и последующие звенья возникающих изменений.

В отличие от ионизирующего излучения, непосредственно создающего электрические заряды, ЭМИ не обладают ионизирующей способностью и воздействуют только на уже имеющиеся свободные заряды или диполи. Существует ряд гипотез, большинство из которых основываются на положениях, изложенных в курсе биофизики. Из теории электромагнитного поля известно, что если на движущийся под влиянием магнитного поля заряд одновременно воздействует электрическое поле, направленное по движению заряда, то достигается значительное ускорение заряженных частиц. Можно представить, что подобные процессы происходят и в живой системе при воздействии на организм электромагнитного поля.

Второе положение заключается в том, что при воздействии электромагнитного поля на организм человека меняются проводимость и диэлектрическая проницаемость тканей, что увеличивает количество поглощенной энергии, особенно в тканях с большим содержанием воды.

В настоящее время принято различать так называемое термическое воздействие (нагревание облучаемых тканей) при потоке энергии превышающем 10 – 15 мВт/см 2 и атермическое действие при интенсивности облучения ниже порога теплового действия (величина ППЭ >10 мВт/см 2 ).

Тепловой эффект вызывается увеличением кинетической энергии биомолекул, которая привносится внешним электромагнитным полем. Молекулярные диполи, особенно диполи воды, изменяют скорость и направление своего движения, получают определенное ускорение, благодаря инерционности часть молекулярных диполей не успевают ориентироваться в направлении быстропеременного поля, что вызывает столкновение движущихся диполей друг с другом и, в конечном счете, приводит к повышению температуры.

При поглощении ЭМИ СВЧ-диапазона кроме интегрального нагрева из-за химической неоднородности и структурных особенностей тканей в них возникают локусы более интенсивного поглощения энергии («горячие пятна»). В случае расположения их в жизненно важных регуляторных центрах или поблизости от них возможны необратимые изменения.

Образующееся тепло может приводить к нагреванию, перегреванию и даже ожогам отдельных участков тела. Естественно, что ткани с большим содержанием воды нагреваются больше и процесс этот осуществляется быстрее, циркуляция крови до поры до времени снижает температуру тканей, особенно тех, где она осуществляется интенсивно. Там же, где циркуляция крови замедлена или обмен происходит при помощи диффузии, нагревание происходит быстро, значительно ускоряются обменные процессы в тканях.

Очевидно, что такое изменение обменных процессов, особенно в тех органах и тканях, где обычный оптимальный процесс обмена веществ происходит при пониженных температурах, может привести к выраженным патологическим изменениям. Установлена следующая шкала чувствительности к ЭМИ СВЧ-диапазона : хрусталик , стекловидное тело , печень , кишечник , семенники .

Природу атермического (специфического) действия микроволн на ткани живых организмов полностью расшифровать не удалось.

Предложен ряд теорий, объясняющих специфическое действие СВЧ ЭМП:

1. Теория «точечного» нагревания – некоторые микроструктуры, например, липидные оболочки клеток, могут нагреваться значительно быстрее, чем рядом расположенные.

2. Теория «жемчужных цепей» – выстраивание в цепочки и ориентация вдоль силовых линий электромагнитного поля твердых частиц или капелек жидкости, взвешенных в другой жидкости, вследствие индуцирования зарядов в этих частицах.

3. Теория нетермической денатурации белка – разрывы белковых цепей, углеводных связей вследствие перехода молекул в возбужденное состояние.

4. Теория резонансного поглощения энергии белками в соответствии с частотой СВЧ ЭМП, что отражается на функции органелл, ферментов и др.

5. Теория изменения возбудимости рецепторов, содержания биологически активных веществ, гормонов и витаминов, изменение процессов синаптической передачи импульсов.

В механизме специфического действия СВЧ ЭМП на живой организм важную роль играют:

1. Изменения калий-натриевого градиента клетки вследствие различного влияния микроволн на степень гидратации ионов натрия и калия, а также на эффективность работы Na-K-нacoca.

2. Изменение проницаемости клеточных мембран.

3. Нарушения нервнорефлекторной и гуморальной регуляции функций внутренних органов.

4. Нарушения в информационно-управленческой деятельности организма вследствие взаимодействия ЭМП с электрическими и магнитными полями биотоков и перестройки частоты генератора биотоков на частоты внешнего ЭМП (явление «затягивания»).

5. Изменения колебаний молекул (диполей) воды под действием ЭМИ с нарушением обменных процессов в клетке, протекающих в водной среде.

Как при тепловом, так и при атермическом действии отмечено усиление перекисного окисления липопротеидов низкой плотности сыворотки крови человека. Липопротеиды высокой плотности снижают уровень перекисного окисления липидов, что может быть использовано для научно обоснованной профилактики ЭМИ-поражений.

Решающее значение при воздействии ЭМИ сверхвысокочастотного диапазона имеет характер и интенсивность облучения, его продолжительность, площадь облучаемой поверхности тела, длина волны, индивидуальные особенности живой системы, в частности конституционные параметры, тип нервной системы, возраст, наследственность, вредные привычки, состояние иммунитета, биологический ритм, наличие в диапазоне резонансных частот для различных частей тела (шея, голова, нижние и верхние конечности).

Патогенез радиоволновой болезни.

В общем патогенезе поражений ЭМИ СВЧ-диапазона выделяют три этапа (по Е.В. Гембицкому):

1 – функциональные (функционально-морфологические) изменения в клетках, прежде всего в клетках ЦНС, развивающиеся в результате непосредственного воздействия ЭМИ;

2 – изменение рефлекторно-гуморальной регуляции функций внутренних органов и обмена веществ;

3 – преимущественно опосредованное, вторичное изменение функций (возможны и органические изменения) внутренних органов.

Этапы формирования поражений СВЧ ЭМИ.

Приспособительные реакции организма при воздействии СВЧ ЭМП условно подразделяются на специфические и неспецифические . Приспособительные специфические реакции направлены на борьбу с перегреванием. Это расширение сосудов, тахикардия, тахипноэ, усиление потоотделения и др.

Неспецифические приспособительные реакции связаны с рефлекторным ответом ЦНС и желез внутренней секреции. В начале воздействия СВЧ-поля или под влиянием малых интенсивностей его наступает стимуляция рефлекторной деятельности ЦНС, желез внутренней секреции и обмена веществ, а при дальнейшем воздействии – их угнетение. Патологические реакции проявляются в виде очагов кровоизлияния, катаракты, дегенеративных изменений семенников, язвы желудка, неврозов, нейро-циркуляторной астении, гипертермии и др.

Классификация поражений сверхвысокочастотными электромагнитными излучениями.

I. Период формирования радиоволновой болезни .

1. Острые поражения:

а) I степень (легкая);

б) II степень (средней тяжести);

в) III степень (тяжелая).

2. Хронические поражения:

а) начальные (инициальные) проявления;

б) I степень (легкая);

в) II степень (средней тяжести);

г) III степень (тяжелая).

II. Период восстановления.

III. Последствия и исходы поражений ЭМИ сверхвысокочастотного диапазона.

Патогенез влияния СВЧ-поля на организм человека.

Клиника острых и хронических поражений сверхвысокочастотными электромагнитными излучениями.

Острые поражения встречаются сравнительно редко, чаще всего в аварийных ситуациях, когда происходит облучение микроволнами высокой термической интенсивности. Поэтому первыми клиническими проявлениями выступают симптомы перегревания организма и поражения нервной системы, особенно при облучении области головы. Различают 3 степени тяжести острых поражения ЭМИ : I (легкую), II (среднюю) и III (тяжелую).

При поражениях I (легкой) степени тяжести на первый план выступают расстройства теплорегуляции, сопровождаемые тепловым утомлением, астеническими реакциями, головной болью, вегетативными нарушениями с кратковременными обмороками, выраженной брадикардией или тахикардией. Реакция крови ограничивается незначительным лейкоцитозом.

Для поражений II (средней) степени тяжести характерны более выраженные нарушения теплорегуляции, приводящие к изменению потоотделения, окислительных процессов и сдвигам водно-электролитного баланса. Клинически это проявляется гипертермией (общая температура тела повышается до 39 – 40°), расстройствами функции ЦНС в виде двигательного возбуждения, заторможенного сознания, иногда галлюцинаций и бредовых состояний. Появляется тенденция к нестабильности артериального давления, возможны нарушения ритма сердца (пароксизмальная тахикардия, частые политопные экстрасистолы, нарушение атриовентрикулярной проводимости), могут возникать носовые кровотечения, ожоги открытых частей тела (эритематозные дерматиты). Спустя некоторое время после поражения выявляется катаракта. При исследовании периферической крови кроме выраженного лейкоцитоза выявляются признаки сгущения крови и гиперкоагуляции.

При поражения III (тяжелой) степени отмечается быстрое развитие процесса с преобладанием общемозговых явлений, проявляющихся спутанностью и потерей сознания и возникновением гипоталамических расстройств с ангиоспастическими проявлениями (диэнцефальный криз). Пораженные отмечают жар во всем теле, самочувствие быстро ухудшается, появляется резкая головная боль, иногда головокружение и снижение остроты зрения, тошнота, реже рвота. Определяется выраженная артериальная гипертензия. Лечение таких поражений всегда требует проведения целого комплекса неотложных мероприятий интенсивной терапии.

У перенесших острое поражение впоследствии могут наблюдаться нестабильность артериального давления, явления длительной астенизации и десинхроноза (неустойчивость настроения, резко сниженная работоспособность, мышечная слабость, тремор конечностей, бессонница или сонливость, извращение сна, ломящие боли в руках и ногах). При поражениях миллиметровыми и сантиметровыми волнами возможны ожоги открытых частей тела и повреждение глаз (катаракта, развитие так называемых «сухих десквамативных» конъюнктивитов).

Хронические поражения ЭМИ встречаются значительно чаще острых и возникают в результате длительного многократного облучения в дозах, превышающих предельно допустимые уровни. Хронические поражения ЭМИ СВЧ-диапазона не имеют ярко очерченных (специфических) признаков и могут проявляться функциональными нарушениями, прежде всего нервной, сердечно-сосудистой и эндокринной систем в результате изменения рефлекторно-гуморальной регуляции внутренних органов и обмена веществ. В далеко зашедших стадиях заболевания возможны и органические изменения внутренних органов. В отдельных случаях присоединяются местные изменения, преимущественно кожи и ее придатков, органа зрения (поражения хрусталика глаза, возникновение хронического конъюнктивита).

При хроническом воздействии ЭМИ различают начальные (инициальные) проявления и поражения трех степеней тяжести : I (легкая), II (средняя) и III (тяжелая). Для начальных проявлений поражения основу клинической картины составляет астенический (астеноневротический) синдром; при легких поражениях дебютирует астеновегетативный (вегетативный) синдром, а при поражениях средней степени тяжести возникают ангионевротический и диэнцефальный синдром (гипоталамический). При тяжелых поражениях к ним присоединяются симптомы, свидетельствующие о нарушении других органов и систем.

Первые признаки астенического (астеноневротического) синдрома проявляются, как правило, через 2 –3 года постоянной (непрерывной) работы в условиях воздействия ЭМИ СВЧ-диапазона. Больные жалуются на частые головные боли тупого характера, возникающие к концу рабочего дня, общую слабость, быструю утомляемость, раздражительность, чувство разбитости, сонливость днем и бессонницу ночью (десинхроноз), ослабление памяти, невозможность сосредоточиться и заниматься творческой умственной работой, постепенно возникают половые расстройства различного типа, наблюдаются преходящие парестезии, боли в дистальных отделах конечностей. В целом объективно выявляются признаки преобладания тормозных процессов в ЦНС, изредка – вегетативные нарушения.

Могут отмечаться повышение порогов возбудимости обонятельного и зрительного анализаторов и порога чувствительности в дистальных отделах конечностей, возрастание нервно-мышечной возбудимости, увеличение времени сенсомоторных реакций, ухудшение световой и темновой адаптации, устойчивости ясного видения, различительной чувствительности глаз. Временное отстранение от работы в условиях воздействия генераторов ЭМИ СВЧ-диапазона и адекватное лечение на этом этапе заболевания приводят, как правило, к полному исчезновению вышеуказанных расстройств.

Стойкий астеновегетативный синдром чаще всего возникает у лиц, подвергающихся воздействию сравнительно больших интенсивностей (до нескольких мВт/см 2). Вегетативные нарушения проявляются гипергидрозом, снижением тактильной чувствительности и температуры кожи кистей рук, бледностью кожных покровов, цианозом дистальных отделов конечностей, мышечной гипотензией, стойким красным разлитым дермографизмом, изменением кожно-гальванических рефлексов, ослаблением кожно-сосудистых и сердечно-сосудистых рефлексов, вялой сосудистой реакцией на внутрикожное введение гистамина, асимметрией тонуса сосудов, изменением рефлексов положения – орто- и клиностатического.

Вегетативные дисфункции наиболее заметно отражаются на реакциях сердечно-сосудистой системы. Характерны преобладание тонуса блуждающего нерва, сочетание артериальной гипотонии с тенденцией к брадикардии, выраженные ваготонические реакции при пробе Ашнера. На ЭКГ регистрируются синусовая аритмия и брадикардия, предсердные и желудочковые экстрасистолы, умеренно выраженное нарушение атриовентрикулярной проводимости. Вегетативные нарушения создают определенные условия для формирования дистрофических изменений миокарда, которые вначале компенсированы и выявляются только после физической нагрузки и при проведении фармакологических проб. В части случаев признаки дистрофии миокарда прогрессируют (выявляются увеличение размеров сердца, глухой I тон, маятникообразный ритм).

Для поражения средней степени тяжести характерно наличие диэнцефального синдрома. При дальнейшем нарастании сосудисто-вегетативных нарушений появляются и становятся преобладающими ангиоспастические реакции, повышается артериальное давление, обнаруживается спазм сосудов глазного дна и капилляров кожи. Изменения в миокарде становятся более постоянными и выраженными, появляются признаки нарушения коронарного кровообращения со сжимающими болями в области сердца. Если явления гипотензии и брадикардии можно охарактеризовать как нейроциркуляторную дистонию по гипотоническому типу, то наличие ангиоспастических реакций с болями в сердце, повышением артериального давления можно определить как проявление диэнцефальных нарушений, которые периодически достигают уровня сосудистых кризов. Последние появляются внезапно или после небольшого продромального периода и проявляются резким возникновением головной боли, иногда с обморочными состояниями или кратковременным нарушением сознания. Вскоре присоединяются боли в области сердца сжимающего характера, сопровождающиеся резкой слабостью, потливостью, чувством страха. Во время приступа отмечается бледность кожных покровов, озноб, артериальное давление повышается до весьма значительных цифр (180/110 - 210/130 мм рт. ст.). При часто повторяющихся кризах может отмечаться резкое падение артериального давления с возникновением коллапса.

У больных с периодически проявляющимся диэнцефальным синдромом данные электроэнцефалографии свидетельствуют о диффузных изменениях биоэлектрической активности мозга с явлениями раздражения лимбико-ретикулярного комплекса. По данным большинства исследователей, по мере увеличения стажа работы в условиях воздействия ЭМИ СВЧ-диапазона нарастает периферическое сопротивление сосудов, имеется тенденция к повышению артериального давления, особенно диастолического, уменьшается систолический и минутный объем сердца.

На этом фоне нейроциркуляторная дистония по гипертоническому типу впоследствии трансформируется в артериальную гипертензию, развивается ишемическая болезнь сердца высокого функционального класса. Все эти состояния могут развиваться спустя много лет после прекращения работы с генераторами ЭМИ.

При средней тяжести хронических поражений на фоне перечисленных синдромов нередко появляются эндокринные нарушения: активация функции щитовидной железы с увеличением ее массы (иногда с клиникой тиреотоксикоза I – II степени), расстройства половой функции (импотенция, нарушение менструального цикла). Этому способствует и возникновение хронического гастрита, как правило, атрофического с кишечной дисплазией слизистой оболочки желудка; постепенно возникают признаки поражения других органов и систем. Возможны трофические нарушения – ломкость ногтей, выпадение волос, похудание.

Как при легкой, так и при средней степени тяжести хронических поражений показатели крови неустойчивы. Чаще отмечают умеренный лейкоцитоз с тенденцией к нейтропении и лимфоцитозу, иногда – структурные изменения в нейтрофилах (патологическая зернистость, вакуолизация цитоплазмы, фрагментация и гиперсегментация ядер), часто обнаруживают ретикулоцитоз, снижение кислотной стойкости эритроцитов, незначительный сфероцитоз. При выраженных формах поражения возможна тенденция к лейкопении с лимфопенией и моноцитозом, тромбоцитопения, признаки замедленного созревания гранулоцитов и клеток эритроидного ряда в костном мозге. Могут быть изменены некоторые биохимические показатели – небольшое снижение активности холинэстеразы, нарушение выделения катехоламинов, гипопротеинемия, повышение уровня гистамина, некоторое снижение толерантности к глюкозе.

При различных вариантах воздействия ЭМИ СВЧ-диапазона с длиной волны от 1 мм до 10 см развивается помутнение хрусталика (катаракта). Она может возникнуть как после однократного интенсивного облучения, так и при хроническом воздействии ЭМИ нетепловой интенсивности, особенно при прямом попадании излучения в глаза (чаще возникает у техников, которые непосредственно связаны с ремонтом и наладкой аппаратуры генераторов ЭМИ СВЧ-диапазона). Наибольшим повреждающим действием обладает импульсное излучение.

При тяжелой степени тяжести картина расстройств электромагнитной природы прогрессирует. Усугубляются жалобы больных, возникают явления навязчивых страхов и вязкости мышления. Часто диагностируются органические поражения головного мозга, проявляющиеся нарушением функции черепно-мозговых нервов, симптомами орального автоматизма, повышением сухожильных рефлексов, парастезиями. Становятся выраженными нарушения гемодинамики в виде часто рецидивирующих и трудно купируемых диэнцефальных кризов. Состояние усугубляется присоединением ишемической болезни сердца, язвенной болезни двенадцатиперстной кишки. Выявляется дисбаланс в эндокринной системе (угнетается половая функция, нарушается функция щитовидной железы). Снижаются показатели клеточного и гуморального иммунитета, возрастают аутоиммунные процессы. Однако в настоящее время тяжелая степень хронического поражения ЭМИ из-за адекватных санитарно-гигиенических требований, надлежащего медицинского контроля и диспансерного наблюдения не встречается.

Диагностика острых и хронических поражений СВЧ-полем

Диагностика острых поражений СВЧ ЭМИ, как правило, больших трудностей не представляет

Диагностика острых поражений ЭМИ

Алгоритм диагностики хронического поражения СВЧ ЭМИ

Характеристика условий труда работающего с СВЧ ЭМИ

Примеры формулировок диагноза:

– острое поражение ЭМИ СВЧ-диапазона средней степени тяжести. Острое перегревание организма средней степени (гипертермическая форма). Острое психомоторное возбуждение. Приступ пароксизмальной тахикардии (желудочная форма). Носовое кровотечение;

– хроническое поражение ЭМИ СВЧ-диапазона II степени тяжести. Нейроциркуляторная дистония гипертонического типа (затяжное течение). Хронический гастрит с понижением кислотообразующей функции, атрофический;

– хроническое поражение ЭМИ СВЧ-диапазона II степени тяжести. Затянувшийся астено-вегетативный синдром. Сухой десквамативный конъюнктивит, затухающее обострение.

Профилактика острых и хронических поражений сверхвысокочастотными электромагнитными излучениями.

Профилактика неблагоприятного действия ЭМИ на лиц, работающих с источниками СВЧ, представляет собой комплекс технических, санитарно-гигиенических и медицинских мер, определенный в Республике Беларусь Санитарными правилами и нормами 2.2.4/2.1.8.9-36-2002 «Электромагнитные излучения радиочастотного диапазона (ЭМИ РЧ)»

Комплекс мер по профилактике поражений СВЧ ЭМИ

К техническим мерам профилактики относят:

Размещение PJIC, радиотехнических систем (РТС) на безопасных расстояниях от казарм, служебных и жилых зданий, установление санитарно -защитной зоны и зоны ограничения. Интенсивность ЭМИPJIC, РТС на территории населенных мест, расположенных в ближней зоне диаграммы излучения, не должна превышать 10 мкВт/см 2 и на территории населенных мест, расположенных в дальней зоне диаграммы излучения, – 100 мкВт/см 2 .

Экранирование всех элементов, способных излучать ЭМИ, экранирование рабочих мест, заземление экранов.

Специальную металлизированную одежду и защитные очки при ППЭ выше 1,0 мВт/см 2 .

При работе внутри экранированных помещений стены, пол и потолок этих помещений должны быть экранированы радиопоглощающими материалами.

Способы защиты определяются индивидуально в каждом конкретном случае (при аттестации рабочих мест).

К санитарно-гигиеническим мерам профилактики относят:

Контроль уровня облучения на рабочих местах и окружающей территории. Данные периодических измерений заносятся в санитарный паспорт объекта и используются при аттестации рабочих мест, контроле за условиями труда и состоянием здоровья работающих, при разработке мер безопасности и / профилактики.

Санитарное просвещение, обучение обслуживающего СВЧ- генераторы персонала правилам техники безопасности.

Установление льгот (дополнительный отпуск и сокращение продолжительности рабочего дня).

4 Регламентация времени контакта с источником ЭМИ и уменьшение продолжительности работ в зоне облучения при невозможности снизить ППЭ ЭМИ до предельно допустимых уровней.

В настоящее время в Республике Беларусь допустимые уровни непрерывного облучения микроволнами для работающих с излучающей аппаратурой рассчитываются согласно принятого документа «Санитарные правила и нормы 2.2.4/2.1.8.9-36-2002 «Электромагнитные излучения радиочастотного диапазона (ЭМИ РЧ)».

Предельно допустимое значение энергетической экспозиции (ЭЭ ПД) за рабочую смену не должно превышать 200 (мкВТ/см 2) х ч. Далее рассчитывается предельно допустимая плотность потока энергии (ППЭ пду) по формуле:

ППЭ пду =ЭЭ пд /Т,

где Т – продолжительность рабочей смены в часах.

Принципы лечения поражений сверхвысокочастотными электромагнитными излучениями .

Патогенетически обоснованной схемы лечения поражений СВЧ- полем пока не существует. Лечение проводится симптоматически с соблюдением принципа индивидуализации.

Объем медицинской помощи при острых поражениях СВЧ ЭМП

Первая помощь

1. Удалить пострадавшего из зоны действия поражающего фактора.

2. Уложить на спину с приподнятыми ногами.

3. Провести наружное охлаждение (поместить в прохладное место; наложить холодный компресс на голову, обтереть тело мокрым полотенцем; обтереть кожу лба, височных областей 70 % спиртом (водкой), нашатырным спиртом; при сохраненном сознании напоить холодной водой.

4. При нарушении дыхания, деятельности сердечно-сосудистой системы провести сердечно-легочную реанимацию.

Доврачебная помощь

1. Продолжить проведение наружного охлаждения.

2. При нарушении дыхания – восстановить проходимость дыхательных путей, кислородотерапия.

3. При явлениях сердечно-сосудистой недостаточности вводить кордиамин (1 мл подкожно), кофеин-бензоат натрия (1 мл 2 % раствора внутримышечно).

4. При психомоторном возбуждении и реакции страха дать внутрь 1-2 таблетки феназепама или диазепама.

Первая врачебная помощь

1. Дополнить местное охлаждение следующими мероприятиями:

– наложить пузыри со льдом на паховые области, вдоль туловища;

– обернуть мокрыми простынями на короткое время;

– наложить холодный компресс на голову, применить электрические вентиляторы (по одному с каждой стороны туловища),

Внутривенное введение охлажденных растворов: 100 мл 40 % раствора глюкозы с 10 ЕД инсулина, 100 – 200 мл 0,9 % раствора NaCl.

Раствор аминазина 2,5% – 1 – 2 мл внутримышечно.

Преднизолон 60 – 120 мг внутривенно.

При болевом синдроме вводят раствор анальгина 50% 2 – 4 мл внутривенно на 10 мл 0,9 % раствора натрия хлорида.

При развитии судорожного синдрома: 0,5% раствор диазепама 2 – 4 мл внутривенно.

Контроль состояния сердечно -сосудистой и дыхательной систем, коррекция их функции при необходимости.

При оказании помощи больным с гипертермией необходимо избегать назначения холинолитических препаратов. Также ограничить использование нестероидных противовоспалительных средств.

Квалифицированная помощь

В квалифицированной помощи нуждаются пораженные только II и III степени тяжести . Продолжаются мероприятия, направленные на купирование синдрома перегревания организма, артериальной гипертонзии, болевого синдрома.

При развитии острой дыхательной недостаточности проводится искусственная вентиляция легких и кислородотерапия. Синдром острой сердечно-сосудистой недостаточности, в том числе с нарушением ритма сердца, устраняют с помощью инотропных препаратов, антиаритмических средств, инфузионной терапии.

При синдроме поражения ЦНС в зависимости от степени и вида нарушений могут быть использованы седативные средства, нейролептики, транквилизаторы, снотворные, средства, влияющие на тонус сосудов ЦНС, ноотропные препараты. Заслуживает внимания применение оксибутирата натрия, обладающего седативным действием и снижающим чувствительность мозга к гипоксии.

В случае возникновения носового кровотечения производится тампонада с гемостатической губкой, внутривенное введение эпсилон-аминокапроновой кислоты, аскорбиновой кислоты, дицинона. Необходимо приложить холод на область носа.

При остром нарушении зрения (затуманивание зрения, двоение в глазах, внезапное понижение зрения) показаны противосудорожные и спазмолитические средства – 2,4 % раствор эуфиллина 10 – 20 мл внутривенно, раствор папаверина 2 % – 2 мл, дибазола 1 % – 1 мл внутримышечно.

Специализированная помощь

В рамках оказания специализированной помощи необходимо продолжать комплекс лечебных мероприятий, направленных на окончательное и полное купирование угрожающих жизни состояний (гипертермия, нарушение дыхания, сердечно-сосудистая недостаточность), раннюю диагностику осложнений и последствий поражений СВЧ-полем, проведение специализированного лечения в полном объеме с полной реабилитацией пораженных. В общем комплексе мероприятий важное значение приобретают диетическое питание, витаминотерапия, применение адаптогенов, физиотерапевтическое, психотерапевтическое лечение.

Лечение хронических форм поражения СВЧ-полем неспецифическое и требует комплексного подхода . Оно складывается из диеты, режима, лечебной физкультуры, психотерапии, а при необходимости физио и фармакотерапии. Большое значение имеют методы психотерапии.

Организация и проведение диспансеризации лиц, работающих с источниками сверхвысокочастотных электромагнитных излучений. Военно-врачебная экспертиза.

Диспансеризация лиц, работающих с источниками СВЧ ЭМИ, организовывается в соответствии с требованиями «Инструкции о порядке медицинского обеспечения Вооруженных Сил Республики Беларусь» № 10 от 15.03.2004 г.

Военнослужащих, гражданский персонал Вооруженных Сил, постоянно или временно работающих с источниками электромагнитных полей, берут на диспансерный медицинский учет в медицинском пункте воинской части (организации Министерства обороны)

Медицинский контроль за лицами, работающими с СВЧ ЭМИ

Углубленные медицинские обследования (УМО) проводятся в целях своевременного выявления заболеваний, препятствующих работе с источниками электромагнитных полей, а также контроля за проведением лечебно-оздоровительных мероприятий и их эффективностью. УМО проводят гарнизонные и госпитальные военно-врачебные комиссии с участием следующих врачей-специалистов: терапевта, хирурга, невролога, дерматолога, офтальмолога, отоларинголога, стоматолога (для женщин – гинеколога).

Организация проведения УМО лиц, имеющих профессиональный контакт с СВЧ ЭМИ.

На основании данных УМО и сопоставления их с результатами предыдущих обследований военно-врачебная комиссия выносит постановление о степени годности обследованного к работе с источниками ЭМП. В тех случаях, когда амбулаторно комиссия затрудняется определить состояние здоровья обследуемого, его направляют в стационар с последующим освидетельствованием военно-врачебной комиссией.

Военно-врачебная экспертиза лиц, работающих с источниками ЭМП, либо назначаемых на указанные должности.

Медицинское освидетельствование военнослужащих, лиц гражданского персонала ВС РБ, назначаемых (принимаемых) на работу и работающих с источниками ЭМП, производится гарнизонными, госпитальными ВВК, а также ВВК специального назначения с обязательным участием врача воинской части и представителя командования. При этом комиссии руководствуются соответствующими графами Постановления Министерства обороны и Министерства здравоохранения Республики Беларусь № 61/122 от

21.07.2008 г. «Об утверждении Инструкции об определении требований к состоянию здоровья граждан при приписке к призывным участкам, призыве на срочную военную службу, службу в резерве, военную службу офицеров запаса, военные и специальные сборы, поступлении на военную службу по контракту, в учреждение образования «Минское суворовское военное училище» и военные учебные заведения, военнослужащих, граждан, состоящих в запасе Вооруженных Сил Республики Беларусь»

Проведение ВВЭ лиц, имеющих профессиональный контакт с СВЧ ЭМИ.

Противопоказания для допуска к работе с источниками ЭМП следующие:

– болезни крови;

– органические заболевания ЦНС;

– эндокринные заболевания;

– эпилепсия;

– выраженные астенические состояния;

– неврозы;

– стойкая сосудистая гипотония;

– органические поражения сердечно-сосудистой системы в стадии суб- и декомпенсации (артериальная гипертония, атеросклероз, ишемическая болезнь сердца и др.);

– нейроциркуляторная астения;

– язвенная болезнь желудка и двенадцатиперстной кишки с частыми обострениями;

– хронические гепатиты, панкреатиты;

– резко выраженный хронический конъюнктивит и язвенный блефарит;

– трахома, осложненные заболевания роговицы;

– рецидивирующие кератоконъюяктивитм;

– катаракта любой этиологии;

– афакия;

– болезни зрительного нерва, сетчатки и сосудистой оболочки;

– глаукома развитая;

– хронические заболевания кожи.

ЛИТЕРАТУРА:

Основная:

Военно-полевая терапия: учебник / А.А. Бова [и др.]; под ред. А.А. Бова. 2-е изд. Минск: БГМУ,2008. 448 с.

Военно-полевая терапия. Практикум: учеб. пособие /А.А. Бова [и др.]; под ред. А.А. Бова. Минск: БГМУ,2009. 176 с.

Дополнительная :

Бова, А.А. Боевая терапевтическая патология: организация терапевтической помощи в современных условиях: учебное пособие /А.А. Бова, С.С. Горохов. Минск: БГМУ, 2006. 44с.

Нормативные правовые акты :

4. Об утверждении Инструкции о порядке организации и проведения военно-врачебной экспертизы в Вооруженных Силах Республики Беларусь и транспортных войсках Республики Беларусь и признании утратившими силу некоторых постановлений Министерства обороны Республики Беларусь: постановление М-ва обороны Респ. Беларусь от 2 ноября 2010 г., № 44. Минск, 2010. 130 с.

5. Об утверждении Инструкции об определении требований к состоянию здоровья граждан при приписке к призывным участкам, призыве на срочную военную службу, службу в резерве, военную службу офицеров запаса, военные и специальные сборы, поступлении на военную службу по контракту, в учреждение образования «Минское суворовское военное училище» и военныеучебные заведения военнослужащих, граждан, состоящих в запасе Вооруженных Сил Республики Беларусь: постановление М-ва обороны и М-ва здравоохранения Респ. Беларусь, 20 декабря 2010 г., № 51/170. Минск, 2011. 170 с.

Я был сильно удивлён, когда мой простенький самодельный детектор-индикатор, зашкалил рядомс работающей СВЧ печкой в нашей рабочей столовой. Она же вся экранирована, может неисправность какая? Решил проверить свою, новую печь, ей практически не пользовались. Индикатор тоже отклонился на всю шкалу!

Такой простенький индикатор я собираю за короткое время каждый раз, когда выезжаю на полевые испытания приемно-передающей аппаратуры. Очень помогает в работе, не надо таскать за собой массу приборов, простой самоделкой работоспособность передатчика всегда легко проверить, (где антенный разъём не до конца довернули, или питание забыли включить). Заказчикам такой стиль ретро-индикатора очень нравится, приходится оставлять в подарок.

Достоинство – это простота конструкции и отсутствие питания. Вечный прибор.

Делается легко, намного проще, чем точно такой же «Детектор из сетевого удлинителя и тазика для варенья » средневолнового диапазона. Вместо сетевого удлинителя (катушки индуктивности) – кусок медного провода, по аналогии можно несколько проводов параллельно, хуже не будет. Сам провод в виде окружности длиной 17 см, толщинойне менее 0,5 мм (для большей гибкости использую три таких провода) является как колебательным контуром внизу, так и рамочной антенной верхней части диапазона, который составляет от 900 до 2450 МГц (выше не проверял работоспособность). Можно применить более сложную направленную антенну и согласование с входом, но такое отступление не будет соответствовать названию темы. Переменный, построечныйили просто конденсатор (он же тазик) не нужен, на СВЧ – два соединения рядом, уже конденсатор.

Германиевый диод искать не надо, его заменит PIN диод HSMP : 3880, 3802, 3810, 3812 и т.д., или HSHS 2812, (я его использовал). Хотите продвинуться выше частоты СВЧ печки (2450 МГц), выбирайте диоды с меньшей ёмкостью (0,2 пФ), возможно подойдут диоды HSMP -3860 – 3864. При монтаже не перегрейте. Паять надо точечно-быстро, за 1 сек.

Вместо высокоомных наушников - стрелочный индикатор.Магнитоэлектрическая система имеет преимущество - инерционность. Помогает плавно двигаться стрелке конденсатор фильтра (0,1 мкФ). Чем выше сопротивление индикатора, тем чувствительнее измеритель поля (сопротивления моих индикаторов составляет от 0,5 до 1,75 кОм). Заложенная в отклоняющейся или подёргивающейся стрелке информация действует на присутствующих магически.

Такой индикатор поля, установленный рядом с головой разговаривающей по мобильному телефону, сначала вызовет на лице изумление, возможно, вернёт человека к действительности, спасёт от возможных заболеваний.

Если есть ещё силы и здоровье обязательно ткните мышкой в одну из этих статей.

Вместо стрелочного прибора можно использовать тестер, который будет измерять постоянное напряжение на самом чувствительном пределе.

Схема индикатора СВЧ со светодиодом.

Индикатор СВЧ со светодиодом.

Попробовал в качестве индикатора светодиод . Такую конструкцию можно оформить в виде брелка, используя плоскую 3-х вольтовою батарейку, или вставить в пустой корпус мобильного телефона. Дежурный ток устройства 0,25 мА, рабочий ток напрямую зависит от яркости светодиода и составит около 5 мА. Напряжение, выпрямленное диодом, усиливается операционным усилителем, накапливается на конденсаторе и открывает ключевое устройство на транзисторе, который включает светодиод.

Если стрелочный индикатор без батарейки отклонялся в радиусе 0,5 - 1 метра, то цветомузыка на диоде отодвинулась до 5 метров, как от сотового телефона, так и от СВЧ печки. Насчёт цветомузыки не ошибся, сами убедитесь, что максимальная мощность будет только при разговоре по мобильному телефону и при постороннем громком шуме.

Регулировка.

Я собирал несколько таких индикаторов, и заработали они сразу. Но всё же нюансы бывают. Во включённом состоянии на всех выводах микросхемы, кроме пятого, напряжение должно быть равно 0. Если это условие не выполнено, соедините первый вывод микросхемы через резистор 39 кОм с минусом (землёй). Встречается, что конфигурация СВЧ диодов в сборке не совпадает с чертежом, поэтому надо придерживаться электрической схемы, а перед установкой я бы советовал прозвонить диоды на их соответствие.

Для удобства пользования можно ухудшить чувствительность, уменьшив резистор 1мОм, или уменьшить длину витка провода. С приведёнными номиналами поля СВЧ базовых телефонных станций чувствует в радиусе 50 – 100 м.
С таким индикатором можно составить экологическую карту своего района и выделить места, где нельзя зависать с колясками или долго засиживаться с детьми.

Находиться под антеннами базовых станций безопаснее, чем в радиусе 10 - 100 метров от них.

Аналоговый индикатор уровня.

Я решил попробовать чуть усложнить индикатор СВЧ, для чего добавил в него аналоговый измеритель уровня. Для удобства использовал ту же элементную базу. На схеме три операционных усилителя постоянного тока с разным коэффициентом усиления. В макете я остановился на 3-х каскадах, хотя запланировать можно и 4-е, используя микросхему LMV 824 (4-е ОУ в одном корпусе). Применив питание от 3, (3,7 телефонный аккумулятор) и 4,5 вольта пришёл к выводу, что можно обойтись без ключевого каскада на транзисторе. Таким образом, получилась одна микросхема, свч диод и 4-е светодиода. Учитывая условия сильных электромагнитных полей, в которых будет работать индикатор, использовал по всем входам, по цепям обратной связи и по питанию ОУ блокировочные и фильтрующие конденсаторы.
Регулировка.
Во включённом состоянии на всех выводах микросхемы, кроме пятого, напряжение должно быть равно 0. Если это условие не выполнено, соедините первый вывод микросхемы через резистор 39 кОм с минусом (землёй). Встречается, что конфигурация СВЧ диодов в сборке не совпадает с чертежом, поэтому надо придерживаться электрической схемы, а перед установкой я бы советовал прозвонить диоды на их соответствие.

Данный макет уже прошёл испытания.

Интервал от 3-х горящих светодиодов до полностью потушенных составляет около 20 дБ.

Питание от 3-х до 4,5 вольт. Дежурный ток от 0,65 до 0,75 мА. Рабочий ток при загорании 1-го светодиода составляет от 3 до 5 мА.

Этот индикатор СВЧ поля на микросхеме с 4-я ОУ собрал Николай.
Вот его схема.

Размеры и маркировка выводов микросхемы LMV824.

Монтаж индикатора СВЧ на микросхеме LMV824.

Аналогичная по параметрам микросхема MC 33174D , включающая в себя четыре операционных усилителя, выполненная в дип-корпусе имеет больший размер, а поэтому более удобна для радиолюбительского монтажа. Электрическая конфигурация выводов полностью совпадает с микросхемой L МV 824. На микросхеме MC 33174D я сделал макет СВЧ индикатора на четыре светодиода. Между выводами 6 и 7 микросхемы добавлен резистор 9,1 кОм и параллельно ему конденсатор 0,1 мкФ. Седьмой вывод микросхемы, через резистор 680 Ом соединяется с 4-м светодиодом. Типоразмер деталей 06 03. Питание макета от литиевого элемента 3,3 – 4,2 вольта.

Индикатор на микросхеме МС33174.

Оборотная сторона.

Оригинальную конструкцию экономичного индикатора поля имеет сувенир сделанный в Китае. В этой недорогой игрушке есть: радиоприёмник, часы с датой, градусник и, наконец, индикатор поля. Бескорпусная, залитая микросхема потребляет ничтожно мало энергии, поскольку работает в режиме таймирования, на включение мобильного телефона реагирует с расстояния 1 метра, имитируя несколько секунд светодиодной индикацией аварийную сигнализацию передними фарами. Такие схемы выполняются на программируемых микропроцессорах с минимальным количеством деталей.

Дополнение к комментариям.

Селективные измерители поля для любительского диапазона 430 - 440 МГц
и для диапазона PMR (446 МГц).

Индикаторы СВЧ полей для любительских диапазонов от 430 до 446 МГц можно сделать селективными, добавив дополнительный контур L к Ск, где L к представляет собой виток провода диаметром 0,5 мм и длиной 3 см, а Ск - подстроечный конденсатор с номиналом 2 – 6 пФ. Сам виток провода, как вариант, можно изготовить в виде 3-х витковой катушки, с шагом намотанной на оправке диаметром 2 мм тем же проводом. К контуру необходимо подсоединить антенну в виде отрезка провода длиной 17 см через конденсатор связи 3.3 пФ.

Диапазон 430 - 446 МГц. Вместо витка катушка с шаговой намоткой.

Схема на диапазоны 430 - 446 МГц.

Монтаж на частотный диапазон 430 - 446 МГц.

Кстати, если серьёзно заниматься СВЧ измерением отдельных частот, то можно вместо контура использовать селективные фильтры на ПАВ-ах. В столичных радиомагазинах их ассортимент в настоящее время более чем достаточен. В схему необходимо будет добавить ВЧ трансформатор после фильтра.

Но это уже другая тема, не отвечающая названию поста.

Сверхвысокочасто́тное излуче́ние

Презентация к уроку «Шкала электромагнитных волн»

учителя МАОУ лицея №14

Ермаковой Т.В.

Так как по длине волны излучение СВЧ-диапазона является промежуточным между световым излучением и обычными радиоволнами, оно обладает некоторыми свойствами и света, и радиоволн

• Например, оно, как и свет, распространяется по прямой и перекрывается почти всеми твёрдыми объектами. Во многом аналогично свету оно фокусируется, распространяется в виде луча и отражается. Многие радиолокационные антенны и другие СВЧ-устройства представляют собой как бы увеличенные варианты оптических элементов типа зеркал и линз.

Свойства СВЧ-излучения

• В то же время СВЧ-излучение сходно с радиоизлучением вещательных диапазонов в том отношении, что оно генерируется аналогичными методами. К СВЧ-излучению применима классическая теория радиоволн, и его можно использовать как средство связи, основываясь на тех же принципах. Но благодаря более высоким частотам оно дает более

широкие возможности передачи информации, что позволяет повысить эффективность связи. Например, один СВЧ-луч может нести одновременно несколько сотен телефонных разговоров.

• Свойства СВЧ-излучения

• Генератор на обычном вакуумном триоде, используемый на низких частотах, в СВЧ-диапазоне оказывается весьма неэффективным. Двумя главными недостатками триода как СВЧ-генератора являются конечное время пролёта электрона и межэлектродная ёмкость. Первый связан с тем, что электрону требуется некоторое (хотя и малое) время, чтобы пролететь между электродами вакуумной лампы. За это время СВЧ-поле успевает изменить своё направление на обратное, так что и электрон вынужден повернуть обратно, не долетев до другого электрода. В результате электроны без всякой пользы колеблются внутри лампы, не отдавая свою энергию в колебательный контур внешней цепи.

• ИСТОЧНИКИ СВЧ-ИЗЛУЧЕНИЯ

В магнетроне, изобретённом в Великобритании перед Второй мировой войной, эти недостатки отсутствуют, поскольку за основу взят совершенно иной подход к генерации СВЧ-излучения - принцип объёмного резонатора.

• МАГНЕТРОН Представляет собой двухэлектродную электронную лампу, которая генерирует СВЧ-излучение за счет движения электронов под действием взаимно перпендикулярных электрического и магнитного полей. Применяется в качестве генераторной лампы радио- и радиолокационных передатчиков СВЧ-диапазона.

1 - катод; 2 - токоподводы нагревателя; 3 - анодный блок; 4 - объемные резонаторы; 5 - выходная петля связи; 6 - коаксиальный кабель.

• Магнетрон

• Основан на несколько ином принципе, не требуется внешнее магнитное поле. В клистроне электроны движутся по прямой от катода к отражательной пластине, а затем обратно. При этом они пересекают открытый зазор объёмного резонатора в форме бублика. Управляющая сетка и сетки резонатора группируют электроны в отдельные "сгустки", так что электроны пересекают зазор резонатора только в определённые моменты времени. Промежутки между сгустками согласованы с резонансной частотой резонатора таким образом, что кинетическая энергия электронов передаётся резонатору, вследствие чего в нем устанавливаются мощные электромагнитные колебания.

1 - катод; 2 - резонатор; 3 - отражательная пластина; 4 - резонаторные сетки; 5 - выходная петля связи; 6 - управляющая сетка.

• Клистрон

• Представляет собой тонкую откачанную трубку, вставляемую в фокусирующую магнитную катушку. Внутри трубки имеется замедляющая проволочная спираль. Вдоль оси спирали проходит электронный луч, а по самой спирали бежит волна усиливаемого сигнала. Диаметр, длина и шаг спирали, а также скорость электронов подобраны таким образом, что электроны отдают часть своей кинетической энергии бегущей волне. Радиоволны распространяются со скоростью света, тогда как скорость электронов в луче значительно меньше. Однако, поскольку СВЧ-сигнал вынужден идти по спирали, скорость его продвижения вдоль оси трубки близка к скорости электронного луча.

• Лампа бегущей волны (ЛБВ).

• Хотя клистроны и магнетроны более предпочтительны как СВЧ-генераторы, благодаря усовершенствованиям в какой-то мере восстановлена важная роль вакуумных триодов, особенно в качестве усилителей на частотах до 3 млрд. герц.

Трудности, связанные с временем пролета, устранены благодаря очень малым расстояниям между электродами. Нежелательные межэлектродные емкости сведены к минимуму, поскольку электроды сделаны сетчатыми, а все внешние соединения выполняются на больших кольцах, находящихся вне лампы. Как и принято в СВЧ-технике, применен объемный резонатор. Резонатор плотно охватывает лампу, и кольцевые соединители обеспечивают контакт по всей окружности резонатора

• Плоские вакуумные триоды

• диод Ганна представляет собой монокристалл арсенида галлия, он в принципе более стабилен и долговечен, нежели клистрон, в котором должен быть нагреваемый катод для создания потока электронов и необходим высокий вакуум. Кроме того, диод Ганна работает при сравнительно низком напряжении питания, тогда как для питания клистрона нужны громоздкие и дорогостоящие источники питания с напряжением от 1000 до 5000 В.

• Генератор на диоде Ганна

• После Второй мировой войны начались интенсивные исследования СВЧ-радиолокации, хотя принципиальная ее возможность была продемонстрирована еще в 1923 в Научно-исследовательской лаборатории ВМС США. Суть радиолокации в том, что в пространство испускаются короткие, интенсивные импульсы СВЧ-излучения, а затем регистрируется часть этого излучения, вернувшаяся от искомого удаленного объекта - морского судна или самолета.

• ПРИМЕНЕНИЕ СВЧ-ИЗЛУЧЕНИЯ

• Кроме различных радиосистем военного назначения, во всех странах мира имеются многочисленные коммерческие линии СВЧ-связи. Поскольку такие радиоволны не следуют за кривизной земной поверхности, а распространяются по прямой, эти линии связи, как правило, состоят из ретрансляционных станций, установленных на вершинах холмов или на радиобашнях с интервалами ок. 50 км.

• ПРИМЕНЕНИЕ СВЧ-ИЗЛУЧЕНИЯ

• Здесь на помощь приходят связные искусственные спутники Земли; выведенные на геостационарную орбиту, они могут выполнять функции ретрансляционных станций СВЧ-связи. Электронное устройство, называемое активно-ретрансляционным ИСЗ, принимает, усиливает и ретранслирует СВЧ-сигналы, передаваемые наземными станциями.

• ПРИМЕНЕНИЕ СВЧ-ИЗЛУЧЕНИЯ

• Термообработка. СВЧ-излучение применяется для термообработки пищевых продуктов в домашних условиях и в пищевой промышленности. Энергия, генерируемая мощными электронными лампами, может быть сконцентрирована в малом объеме для высокоэффективной тепловой обработки продуктов в т.н. микроволновых или СВЧ-печах, отличающихся чистотой, бесшумностью и компактностью. Промышленность выпускает также СВЧ-печи бытового назначения.

• ПРИМЕНЕНИЕ СВЧ-ИЗЛУЧЕНИЯ

• Термообработка. Американские военные представили мощный СВЧ-излучатель, "тепловое" оружие, которое способно разгонять толпы демонстрантов и устанавливать невидимую "стену", через которую человек не сможет пройти. Установка получила название "Система активного сдерживания (отбрасывания)" (Active Denial System, ADS), прозвано "тепловой луч" и "микроволновая пушка"

• ПРИМЕНЕНИЕ СВЧ-ИЗЛУЧЕНИЯ

• . СВЧ-излучение сыграло важную роль в исследованиях электронных свойств твердых тел. Когда такое тело оказывается в магнитном поле, свободные электроны в нем начинают вращаться вокруг магнитных силовых линий в плоскости, перпендикулярной направлению магнитного поля. Частота вращения, называемая циклотронной, прямо пропорциональна напряженности магнитного поля и обратно пропорциональна эффективной массе электрона.

Такие измерения дали много ценной информации об электронных свойствах полупроводников, металлов и металлоидов. Излучение СВЧ-диапазона играет важную роль также в исследованиях космического пространства.

• ПРИМЕНЕНИЕ СВЧ-ИЗЛУЧЕНИЯ

• В настоящее время в мире существуют два основных стандарта на уровень безопасного излучения. Один из них разработан Американским Национальным Институтом Стандартов (ANSI) и предлагает считать безопасным излучение с плотностью мощности в 10 мВт/см2. Для микроволновых печей стандартом является плотность мощности в 1 мВт/см2 на расстоянии 5 см от печи.

Европейский стандарт (в том числе и российский) предполагает, что уровень плотности излучения не должен превышать 10 мкВт (0.01 мВт) на квадратный сантиметр на расстоянии 50 см. от источника излучения

• Безопасность при использовании СВЧ-устройств

В. КОЛЯДА. Материал подготовлен редакцией "Покупаем от А до Я" по просьбе журнала "Наука и жизнь".

Наука и жизнь // Иллюстрации

Рис. 1. Шкала электромагнитного излучения.

Рис. 2. Дипольные молекулы: а - в отсутствие электрического поля; б - в постоянном электрическом поле; в - в переменном электрическом поле.

Рис. 3. Проникновение микроволн в глубь куска мяса.

Рис. 4. Маркировка посуды.

Рис. 5. Ослабление энергии СВЧ-излучения в атмосфере: на каждой следующей линии по мере удаления от печи мощность излучения в 10 раз меньше, чем на предыдущей.

Рис. 6. Основные элементы микроволновой печи.

Рис. 7. Дверца микроволновой печи.

Рис. 8. Печь с диссектором (а) и поворотным столом (б).

Во второй половине ХХ века в наш обиход вошли печи, нагрев пищи в которых производится невидимыми лучами - микроволнами.

Подобно многим другим открытиям, существенно повлиявшим на повседневную жизнь людей, открытие теплового воздействия микроволн произошло случайно. В 1942 году американский физик Перси Спенсер работал в лаборатории компании "Райтеон" с устройством, излучавшим сверхвысокочастотные волны. Разные источники по-разному описывают события, случившиеся в тот день в лаборатории. По одной версии, Спенсер положил на устройство свой бутерброд, а сняв его через несколько минут, обнаружил, что бутерброд прогрелся до середины. По другой версии, разогрелся и растаял шоколад, который был у Спенсера в кармане, когда он работал возле своей установки, и, осененный счастливой догадкой, изобретатель кинулся в буфет за сырыми кукурузными зернами. Поднесенный к установке попкорн вскоре с треском начал лопаться…

Так или иначе эффект был обнаружен. В 1945 году Спенсер получил патент на использование микроволн для приготовления пищи, а в 1947-м на кухнях госпиталей и военных столовых, где требования к качеству пищи были не столь высоки, появились первые приборы для приготовления пищи с помощью микроволн. Эти изделия фирмы "Райтеон" высотой в человеческий рост весили 340 кг и стоили 3000 долларов за штуку.

Понадобилось полтора десятилетия, чтобы "довести до ума" печь, в которой пища готовится с помощью невидимых волн. В 1962 году японская фирма "Sharp" выпустила в продажу первую серийную микроволновую печь, которая, впрочем, поначалу не вызвала потребительского ажиотажа. Этой же фирмой в 1966 году был разработан вращающийся стол, в 1979-м впервые применена микропроцессорная система управления печью, а в 1999-м разработана первая микроволновая печь с выходом в Интернет.

Сегодня десятки фирм выпускают бытовые микроволновки. Только в США в 2000 году продали 12,6 млн микроволновых печей, не считая комбинированных духовок со встроенным источником микроволн.

Опыт применения миллионов микроволновых печей во многих странах в течение последних десятилетий доказал неоспоримые удобства этого способа приготовления пищи - быстроту, экономичность, простоту пользования. Сам механизм приготовления пищи с помощью микроволн, с которым мы познакомим вас ниже, предопределяет сохранение молекулярной структуры, а значит, и вкусовых качеств продуктов.

Что такое микроволны

Микроволновое, или сверхвысокочастотное (СВЧ), излучение - это электромагнитные волны длиной от одного миллиметра до одного метра, которые используются не только в микроволновых печах, но и в радиолокации, радионавигации, системах спутникового телевидения, сотовой телефонии и т.д. Микроволны существуют в природе, их испускает Солнце.

Место микроволн на шкале электромагнитного излучения показано на рис. 1.

В бытовых микроволновых печах используются микроволны, частота f которых составляет 2450 МГц. Такая частота установлена для микроволновых печей специальными международными соглашениями, чтобы не создавать помех работе радаров и иных устройств, использующих микроволны.

Зная, что электромагнитные волны распространяются со скоростью света с , равной 300 000 км/с, нетрудно подсчитать, чему равна длина волны L микроволнового излучения данной частоты:

L = c /f = 12,25 см.

Чтобы понять принцип работы микроволновой печи, нужно вспомнить еще один факт из школьного курса физики: волна представляет собой сочетание переменных полей - электрического и магнитного. Продукты, употребляемые нами в пищу, магнитными свойствами не обладают, поэтому о магнитном поле мы можем забыть. А вот изменения электрического поля, которые несет с собой волна, для нас очень кстати...

Как микроволны нагревают пищу?

В состав продуктов питания входят многие вещества: минеральные соли, жиры, сахар, вода. Чтобы нагреть пищу с помощью микроволн, необходимо присутствие в ней дипольных молекул, то есть таких, на одном конце которых имеется положительный электрический заряд, а на другом - отрицательный. К счастью, подобных молекул в пище предостаточно - это молекулы и жиров и сахаров, но главное, что диполем является молекула воды - самого распространенного в природе вещества.

Каждый кусочек овощей, мяса, рыбы, фруктов содержит миллионы дипольных молекул.

В отсутствие электрического поля молекулы расположены хаотически (рис. 2,а).

В электрическом поле они выстраиваются строго по направлению силовых линий поля, "плюсом" в одну сторону, "минусом" в другую. Стоит полю поменять направление на противоположное, как молекулы тут же переворачиваются на 180 о (рис. 2,б).

А теперь вспомним, что частота микроволн 2450 Мгц. Один герц - это одно колебание в секунду, мегагерц - один миллион колебаний в секунду. За один период волны поле меняет свое направление дважды: был "плюс", стал "минус", и снова вернулся исходный "плюс". Значит, поле, в котором находятся наши молекулы, меняет полярность 4 900 000 000 раз в секунду! Под действием микроволнового излучения молекулы кувыркаются с бешеной частотой и в буквальном смысле трутся одна о другую при переворотах (рис. 2,в). Выделяющееся при этом тепло и служит причиной разогрева пищи.

Продукты нагреваются под действием микроволн примерно так же, как нагреваются наши ладони, когда мы быстро трем их друг о друга. Сходство состоит и еще в одном: когда мы трем кожу одной руки о кожу другой, тепло проникает в глубь мышечной ткани. Так и микроволны: они работают только в относительно небольшом поверхностном слое пищи, не проникая внутрь глубже, чем на 1-3 см (рис. 3). Поэтому нагрев продуктов происходит за счет двух физических механизмов - прогрева микроволнами поверхностного слоя и последующего проникновения тепла в глубину продукта за счет теплопроводности.

Отсюда сразу следует рекомендация: если нужно приготовить в микроволновке, например, большой кусок мяса, лучше не включать печь на полную мощность, а работать на средней мощности, но зато увеличить время пребывания куска в печи. Тогда тепло из наружного слоя успеет проникнуть в глубь мяса и хорошо пропечет внутреннюю часть куска, а снаружи кусок не подгорит.

Из тех же соображений жидкие продукты, например супы, лучше периодически помешивать, вынимая время от времени кастрюльку из печи. Этим вы поможете проникновению тепла в глубь емкости с супом.

Посуда для микроволновки

Разные материалы по-разному ведут себя по отношению к микроволнам, и для СВЧ-печи годится не всякая посуда. Металл отражает микроволновое излучение, поэтому внутренние стенки полости печи делают из металла, чтобы он отражал волны к пище. Соответственно, металлическая посуда для микроволновок не годится.

Исключением является низкая открытая металлическая посуда (например, алюминиевые лотки для продуктов). Такую посуду можно помещать в микроволновую печь, но, во-первых, только вниз, на самое дно, а не на второй по высоте уровень (некоторые микроволновки допускают "двухэтажное" размещение лотков); во-вторых, нужно, чтобы печь работала не на максимальной мощности (лучше увеличить время работы), а края лотка отстояли от стенок камеры не менее, чем на 2 см, чтобы не образовался электрический разряд.

Стекло, фарфор, сухие картон и бумага пропускают микроволны сквозь себя (влажный картон начнет разогреваться и не пропустит микроволны, пока не высохнет). Посуду из стекла можно применять в микроволновке, но только при условии, что она выдержит высокую температуру нагрева. Для СВЧ-печей выпускается посуда из специального стекла (например, Pyrex) с низким коэффициентом теплового расширения, стойкая к нагреву.

В последнее время многие производители снабжают посуду маркировкой, указывающей на допустимость применения в микроволновой печи (рис. 4). Прежде чем пользоваться посудой, обратите внимание на ее маркировку.

Учтите, что, например, пластиковые термостойкие контейнеры для пищи прекрасно пропускают микроволны, но и они могут не выдержать высокой температуры, если дополнительно к микроволнам включить еще и гриль.

Продукты питания поглощают микроволны. Так же ведут себя глина и пористая керамика, применять которые в микроволновках не рекомендуется. Посуда из пористых материалов задерживает влагу и нагревается сама вместо того, чтобы пропускать микроволны к продуктам. В результате продуктам достается меньше микроволновой энергии, а вы рискуете обжечься, вынимая посуду из печи.

Приведем три главных правила на тему: что нельзя помещать в микроволновку.

1. Нельзя помещать в микроволновку посуду с золотыми или иными металлическими ободками. Дело в том, что переменное электрическое поле микроволнового излучения приводит к появлению в металлических предметах наведенных токов. Сами по себе эти токи ничего страшного не представляют, но в тонком проводящем слое, каким является слой декоративного металлического покрытия на посуде, плотность наведенных токов может оказаться столь высокой, что ободок, а с ним и посуда, перегреется и разрушится.

Вообще в микроволновке не место металлическим предметам с острыми кромками, заостренны ми концами (например, вилкам): высокая плотность наведенного тока на острых кромках проводника может стать причиной оплавления металла или появления электрического разряда.

2. Ни в коем случае не следует ставить в микроволновку плотно закрытые емкости: бутылки, консервные банки, контейнеры с продуктами и т.д., а также яйца (неважно, сырые или вареные). Все перечисленные предметы при нагреве могут разорваться и привести печь в негодность.

К предметам, которые могут разорваться при нагреве, относятся и продукты питания, имеющие кожицу или оболочку, например помидоры, сосиски, сардельки, колбаски и т.д. Чтобы избежать взрывного расширения подобных продуктов, проколите оболочку или кожицу вилкой перед тем, как помещать их в печь. Тогда пар, образующийся внутри при нагреве, сможет спокойно выйти наружу и не разорвет помидор или сосиску.

3. И последнее: нельзя, чтобы в микроволновк е была… пустота. Иными словами, нельзя включать пустую печь , без единого предмета, который поглощал бы микроволны. В качестве минимальной загрузки печи при любом ее включении (например, при проверке работоспособности) принята простая и всем понятная единица: стакан воды (200 мл).

Включение пустой микроволновой печи чревато ее серьезным повреждением. Не встречая на своем пути никаких препятствий, микроволны будут многократно отражаться от внутренних стенок полости печи, а сконцентрированная энергия излучения может вывести печь из строя.

Кстати, если вы хотите довести воду в стакане или ином высоком узком сосуде до кипения, не забудьте опустить в него чайную ложечку перед тем, как поставить стакан в печь. Дело в том, что закипание воды под действием микроволн происходит не так, как, например, в чайнике, где тепло подводится к воде только снизу, со стороны дна. Микроволновый нагрев идет со всех сторон, а если стакан узкий - практически по всему объему воды. В чайнике вода при закипании бурлит, поскольку со дна поднимаются пузырьки растворенного в воде воздуха. В микроволновке вода дойдет до температуры кипения, но пузырьков не будет - это называется эффектом задержки кипения. Зато когда вы достанете стакан из печи, всколыхнув его при этом, - вода в стакане запоздало забурлит, и кипяток может ошпарить вам руки.

Если вы не знаете, из какого материала изготовлена посуда, проделайте простой опыт, который позволит вам определить, годится она для этой цели или нет. Понятное дело, речь не идет о металле: опознать его несложно. Поставьте порожнюю посуду в печь рядом со стаканом, наполненным водой (не забудьте про ложечку!). Включите печь и дайте ей поработать в течение одной минуты на максимальной мощности. Если после этого посуда осталась холодной, значит, она изготовлена из прозрачного для микроволн материала и ею можно пользоваться. Если же посуда нагрелась, значит, она изготовлена из поглощающего микроволны материала и вам вряд ли удастся приготовить в ней пищу.

Опасны ли микроволны?

С микроволновыми печами связан ряд заблуждений, которые объясняются непониманием характера этого вида электромагнитных волн и механизма микроволнового нагрева. Надеемся, что наш рассказ поможет преодолеть такие предубеждения.

Микроволны радиоактивны или делают продукты радиоактивными. Это неверно: микроволны относятся к категории неионизирующих излучений. Они не оказывают никакого радиоактивного воздействия на вещества, биологические ткани и продукты питания.

Микроволны изменяют молекулярную структуру продуктов питания или делают продукты канцерогенными.

Это тоже неверно. Принцип действия микроволн иной, чем у рентгеновских лучей или у ионизирующих излучений, и сделать продукты канцерогенными они не могут. Напротив, поскольку приготовление пищи при помощи микроволн требует очень небольшого количества жиров, готовое блюдо содержит меньше перегоревшего жира с измененной при тепловой обработке молекулярной структурой. Поэтому приготовление пищи с помощью микроволн полезнее для здоровья и не представляет для человека никакой опасности.

Микроволновые печи испускают опасное излучение.

Это не соответствует действительности. Хотя непосредственное воздействие микроволн может вызвать тепловое поражение тканей, риск при пользовании исправной микроволновой печью полностью отсутствует. Конструкцией печи предусмотрены жесткие меры для предотвращения выхода излучения наружу: имеются продублированные устройства блокировки источника микроволн при открывании дверцы печи, а сама дверца исключает выход микроволн за пределы полости. Ни корпус, ни любая иная часть печи, ни помещенные в печь продукты питания не накапливают электромагнитное излучение микроволнового диапазона. Как только печь выключается, излучение микроволн прекращается.

Тем, кто опасается даже близко подходить к микроволновой печи, нужно знать, что микроволны очень быстро затухают в атмосфере. Для иллюстрации приведем такой пример: допустимая западными стандартами мощность СВЧ-излучения на расстоянии 5 см от новой, только что купленной печи составляет 5 милливатт на квадратный сантиметр. Уже на расстоянии полуметра от микроволновки излучение становится в 100 раз слабее (см. рис. 5).

Как следствие столь сильного затухания, вклад микроволн в общий фон окружающего нас электромагнитного излучения не выше, чем, скажем, от телевизора, перед которым мы готовы сидеть часами без всякого опасения, или мобильного телефона, который мы так часто держим у виска. Просто не стоит опираться локтем на работающую микроволновую печь или прислоняться лицом к дверце, пытаясь разглядеть, что происходит в полости. Достаточно отойти от печи на расстояние вытянутой руки, и можно чувствовать себя в полной безопасности.

Откуда берутся микроволны

Источником микроволнового излучения является высоковольтный вакуумный прибор - магнетрон . Чтобы антенна магнетрона излучала микроволны, к нити накала магнетрона необходимо подать высокое напряжение (порядка 3-4 КВт). Поэтому сетевого напряжения питания (220 В) магнетрону недостаточно, и питается он через специальный высоковольтный трансформатор (рис. 6).

Мощность магнетрона современных микроволновых печей составляет 700-850 Вт. Этого достаточно, чтобы за несколько минут довести до кипения воду в 200-граммовом стакане. Для охлаждения магнетрона рядом с ним имеется вентилятор, непрерывно обдувающий его воздухом.

Порожденные магнетроном микроволны поступают в полость печи по волноводу - каналу с металлическими стенками, отражающими СВЧ-излучение. В одних микроволновках волны входят в полость только через одно отверстие (как правило, под "потолком" полости), в других - через два отверстия: у "потолка" и у "дна". Если заглянуть в полость печи, то можно увидеть слюдяные пластинки, которые закрывают отверстия для ввода микроволн. Пластинки не позволяют попадать в волновод брызгам жира, а проходу микроволн они совершенно не мешают, поскольку слюда прозрачна для излучения. Слюдяные пластинки со временем пропитываются жиром, становятся рыхлыми, и их нужно менять на новые. Можно вырезать новую пластинку из листка слюды самому по форме старой, но лучше купить новую пластинку в сервисном центре, который обслуживает технику данной торговой марки, благо стоит она недорого.

Полость микроволновки изготавливается из металла, который может иметь то или иное покрытие. В самых дешевых моделях СВЧ-печей внутренняя поверхность стенок полости покрыта краской "под эмаль". Такое покрытие не отличается стойкостью к воздействию высоких температур, поэтому не применяется в моделях, где дополнительно к микроволнам пища подогревается грилем.

Более стойким является покрытие стенок полости эмалью или специальной керамикой. Стенки с таким покрытием легко моются и выдерживают высокие температуры. Недостатком эмали и керамики является их хрупкость по отношению к ударам. Ставя посуду в полость микроволновки, нетрудно случайно задеть стенку, а это может повредить нанесенное на нее покрытие. Поэтому, если вы приобрели СВЧ-печь с эмалевым или керамическим покрытием стенок, обращайтесь с ней осторожно.

Наиболее прочными и стойкими в отношении ударов являются стенки из нержавеющей стали. Плюс этого материала - прекрасное отражение микроволн. Минус - то, что если хозяйка уделяет не слишком много внимания очистке внутренней полости СВЧ-печи, то не удаленные вовремя брызги жира и пищи могут оставить следы на нержавеющей поверхности.

Объем полости микроволновой печи служит одной из важных потребительских характеристик. Компактные печи с объемом полости 8,5-15 л служат для размораживания или приготовления малых порций пищи. Они идеально подходят для одиноких людей либо для выполнения специальных задач, например для разогрева бутылочки с детским питанием. Печи с полостью объемом 16-19 л годятся для семейной пары. В такую печь можно поместить небольшую курицу. Печи средних габаритов имеют объем полости 20-35 л и подходят для семьи из трех-четырех человек. Наконец, для большой семьи (пять-шесть человек) нужна СВ-печь с полостью объемом 36-45 л, позволяющая испечь гуся, индейку или большой пирог.

Очень важным элементом микроволновой печи является дверца. Она должна дать возможность видеть, что происходит в полости, и при этом исключить выход микроволн наружу. Дверца представляет собой многослойный пирог из стеклянных или пластмассовых пластин (рис. 7).

Кроме того, между пластинами обязательно есть сетка из перфорированного металлического листа. Металл отражает микроволны назад, в полость печи, а отверстия перфорации, которые делают его прозрачным для обзора, имеют диаметр не более 3 мм. Вспомним, что длина волны СВЧ-излучения равна 12,25 см. Ясно, что через трехмиллиметровые отверстия такой волне не пройти.

Чтобы излучение не нашло лазейки там, где дверца прилегает к срезу полости, по периметру дверцы вмонтирован уплотнитель из диэлектрического материала. Он плотно прилегает к переднему торцу корпуса СВЧ-печи при закрытии дверцы. Толщина уплотнителя составляет порядка четверти длины волны СВЧ-излучения. Здесь используется расчет, основанный на физике волн: как известно, волны в противофазе гасят друг друга. Благодаря точно подобранной толщине уплотнителя обеспечивается так называемая отрицательная интерференция волны, проникшей внутрь материала уплотнителя, и отраженной волны, выходящей из уплотнителя наружу. Благодаря этому уплотнитель служит ловушкой, надежно гасящей излучение.

Чтобы полностью исключить возможность генерации микроволн при открытой дверце камеры, используется набор нескольких дублирующих друг друга независимых выключателей. Эти выключатели замыкаются контактными штырями на дверце печи и разрывают цепь питания магнетрона даже при небольшой неплотности закрытия дверцы.

Присмотревшись к микроволновым печам, выставленным в торговом зале крупного магазина бытовой техники, вы сможете заметить, что они различаются по направлению открытия дверцы: у одних печей дверца открывается в сторону (обычно влево), а у других откидывается к вам, образуя небольшую полочку. Последний вариант хоть и встречается реже, но дает дополнительное удобство при пользовании печью: горизонтальная плоскость открытой дверцы служит опорой при загрузке посуды в полость печи или при извлечении готового блюда. Нужно только не перегружать дверцу излишним грузом и не опираться на нее.

Как "перемешать" микроволны

Микроволны, вошедшие по волноводу в полость печи, хаотично отражаются от стенок и рано или поздно попадают на помещенные в печь продукты. При этом на каждую точку, скажем, куриной тушки, которую мы хотим разморозить либо поджарить, приходят волны с самых разных направлений. Неприятность состоит в том, что уже упомянутая нами интерференция может сработать как в "плюс", так и в "минус": пришедшие в фазе волны усилят одна другую и прогреют участок, на который они попали, а пришедшие в противофазе - погасят друг друга, и проку от них не будет никакого.

Чтобы волны проникали в продукты равномерно, их надо как бы "перемешать" в полости печи. Самим же продуктам лучше в буквальном смысле повертеться в полости, подставляя под поток излучения разные бока. Так в микроволновых печах появился поворотный стол - блюдо, опирающееся на небольшие ролики и приводимое в движение электромотором (рис. 8,б).

"Перемешивать" микроволны можно разными способами. Наиболее простое и прямолинейное решение - подвесить под "потолком" полости мешалку: вращающуюся крыльчатку с металлическими лопастями, которые отражают микроволны. Такая мешалка называется диссектор(рис. 8,а). Он хорош своей простотой и, как следствие, низкой стоимостью. Но, к сожалению, высокой равномерностью волнового поля СВЧ-печи с механическим отражателем микроволн не отличаются.

Сочетание вращающегося диссектора и поворотного стола для продуктов иногда носит специальное название. Так, в микроволновых печах Mielе это называется системой Duplomatic.

В некоторых микроволновках (например, модели Y82, Y87, ET6 от "Moulinex") сделаны два поворотных стола, расположенных один над другим. Такая система называется DUO и позволяет готовить два блюда одновременно. Каждый стол имеет отдельный привод через гнездо на задней стенке полости печи.

Более тонким, но зато и эффективным способом достижения равномерного волнового поля является тщательная работа над геометрией внутренней полости печи и создание оптимальных условий для отражения волн от ее стенок. Такие "продвинутые" системы распределения микроволн у каждого производителя печей имеют свое "фирменное" название.

Расписание работы магнетрона

Любая микроволновая печь позволяет владельцу задать мощность, необходимую для выполнения той или иной функции: от минимальной мощности, достаточной для поддержания пищи подогретой, до полной мощности, которая нужна для приготовления пищи в загруженной продуктами печи.

Особенностью магнетронов, применяемых в большинстве микроволновых печей, является то, что они не могут "гореть вполнакала". Поэтому, чтобы печь работала не на полной, а на уменьшенной мощности, можно лишь периодически выключать магнетрон, прекращая на какое-то время генерацию микроволн.

Когда печь работает на минимальной мощности (пусть это будет 90 Вт, при этом пища в полости печи поддерживается в подогретом состоянии), магнетрон включается на 4 с, затем отключается на 17 с, и эти циклы включения-выключения все время чередуются.

Увеличим мощность, скажем, до 160 Вт, если нам нужно разморозить продукты. Теперь магнетрон включается на 6 с, а отключается на 15 с. Прибавим мощность: при 360 Вт длительность циклов включения и выключения почти сравнялась - это 10 с и 11 с соответственно.

Заметим, что суммарная длительность циклов включения и выключения магнетрона остается постоянной (4 + 17, 6 + 15, 10 + 11) и составляет 21 с.

Наконец, если печь включена на полную мощность (в нашем примере это 1000 Вт), магнетрон работает постоянно, не отключаясь.

В последние годы на отечественном рынке появились модели микроволновых печей, в которых питание магнетрона осуществляется через устройство под названием "инвертор". Производители этих печей ("Panasonic", "Siemens") подчеркивают такие преимущества инверторной схемы, как компактность узла излучения микроволн, позволяющего увеличить объем полости при неизменных внешних габаритах печи и более эффективное преобразование потребляемой электроэнергии в энергию микроволн.

Инверторные системы питания широко применяются, например, в кондиционерах воздуха и позволяют плавно менять их мощность. В СВЧ-печах инверторные системы питания дают возможность плавно менять мощность источника излучения, вместо того чтобы отключать его каждые несколько секунд.

Благодаря плавному изменению мощности излучателя микроволн в печах с инвертором температура также меняется плавно, в отличие от традиционных печей, где из-за периодического выключения магнетрона время от времени прекращается подвод излучения. Впрочем, будем справедливы к традиционным печам: эти колебания температуры не столь уж сильны и вряд ли сказываются на качестве приготовленной пищи.

Так же, как в случае кондиционеров, микроволновки с инверторной системой питания стоят дороже, чем с традиционной.

Знаете ли вы …

что в микроволновой печи можно разогревать любое молоко без всякого ущерба для его питательных свойств? Единственное исключение - свежесцеженное грудное молоко: под воздействием микроволн оно утрачивает содержащиеся в нем компоненты, жизненно необходимые младенцу.

что иногда вращение стола лучше отменить. Это позволит готовить большие по объему блюда (лосось, индейку и т. д.), которым просто не повернуться в полости, не задев ее стенок. Воспользуйтесь функцией отмена вращения, если она имеется в вашей микроволновке.

Cекция "Tехника и технология переработки гидробионтов и сельскохозяйственного сырья"

ВОЗДЕЙСТВИЕ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОГО СВЧ-ПОЛЯ НА ОРГАНИЗМ ЧЕЛОВЕКА

Краев А.А. (кафедра физики, МГТУ)

Почти невозможно заранее рассчитать количество лучистой энергии, поглощенной телом человека в данном участке электромагнитного поля и преобразованной в теплоту. Величина этой энергии сильно зависит от основных электрических характеристик, положения, размеров и структуры мышечной и жировой тканей и направления падения волны, т. е. другими словами, эта величина зависит от входного сопротивления данной сложной структуры. Направление поляризации падающей волны относительно оси тела также играет существенную роль. В каждом отдельном случае для установления симптомов требуется точное исследование существующих условий. Действительное повышение температуры тела зависит от таких параметров окружающей среды, как температура и влажность, и от механизма охлаждения тела.

Облучение в сверхвысокочастотном интенсивном поле живых тканей приводит к изменению их свойств, которые связаны с тепловыми последствиями поглощения излучения. Для изучения этих изменений живые ткани можно разделить на два класса:

б) ткани, не содержащие кровеносных сосудов.

При соответствующем регулировании выходной мощности генератора сверхвысоких частот и продолжительности облучения различные ткани, содержащие кровеносные сосуды, могут быть нагреты практически до любой температуры. Температура тканей, начинает повышаться сразу же после подвода к ней СВЧ-энергии. Этот рост температуры продолжается в течение 15-20 мин и может на 1-2 °С повысить температуру ткани по сравнению со средней температурой тела, после чего температура начинает падать. Падение температуры в облучаемом участке происходит в результате резкого увеличения в нем потока крови, что приводит к соответствующему отводу теплоты.

Отсутствие кровеносных сосудов в некоторых частях тела делает их особенно уязвимыми к облучению сверхвысокими частотами. В этом случае теплота может поглощаться только окружающими сосудистыми тканями, к которым она может поступать только путем теплопроводности. Это в частности справедливо для тканей глаза и таких внутренних органов, как желчный пузырь, мочевой пузырь и желудочно-кишечный тракт. Малое количество кровеносных сосудов в этих тканях затрудняет процесс авторегулирования температуры. Кроме того, отражения от граничных поверхностей полостей тела и областей расположения костного мозга при определенных условиях приводит в образованию стоячих волн. Чрезмерное возрастание температуры в отдельных участках действия стоячих волн может вызвать повреждение ткани. Отражения такого рода вызываются также металлическими предметами, расположенными внутри или на поверхности тела.

При интенсивном облучении этих тканей СВЧ-полем наблюдается их перегрев, приводящий к необратимым изменениям. В то же время СВЧ-поля малой мощности благотворно воздействуют на организм человека, что используется в медицинской практике.

Головной и спинной мозг чувствительны к изменениям давления, и поэтому повышение температуры в результате облучения головы может иметь серьезные последствия. Кости черепной коробки вызывают сильные отражения, из-за чего оценить поглощенную энергию очень трудно. Повышение температуры мозга происходит наиболее быстро, когда голова облучается сверху или когда облучается грудная клетка, так как нагретая кровь из грудной клетки непосредственно направляется к мозгу. Облучение головы вызывает состояние сонливости с последующим переходом к бессознательному состоянию. При длительном облучении появляются судороги, переходящие затем в паралич. При облучении головы неизбежно наступает смерть, если температура мозга повышается на 6 °С.

Глаз - это один из наиболее чувствительных к облучению энергией СВЧ органов, потому что он имеет слабую терморегуляционную систему и выделяющаяся теплота не может отводиться достаточно быстро. После 10 мин облучения мощностью 100 Вт на частоте 2450 МГц возможно развитие катаракты (помутнения хрусталика глаза), в результате чего белок хрусталика коагулирует и образует видимые белые вкрапления. На этой частоте наибольшая температура возникает около задней поверхности хрусталика, который состоит из протеина, легко повреждаемого при нагревании.

Мужские половые органы в высшей степени чувствительны к тепловому воздействию и, следовательно, особенно уязвимы при облучении. Безопасная плотность излучения в виде максимального уровня

5 мВт/см 2 значительно ниже, чем для других чувствительных к облучению органов. В результате облучения семенников может наступить временное или постоянное бесплодие. Повреждение половых тканей рассматривают особо, так как некоторые генетики считают, что небольшие дозы облучения не приводят к каким-либо физиологическим нарушениям, в то же время могут вызвать мутации генов, которые остаются скрытыми в течение нескольких поколений.