Предыдущая страница реферата | 1  2  3  4  5  6  7 | Следующая страница реферата

C = Df·log2( 1 + Pср/ Pш) (1)

где Df -ширина частотной полосы,в которой сосредоточена мощность cигнала /т.е. где промодулирован сигнал/.По сути Df -величина модуляции.Данная формула верна для ЭМП с частотой до порядка 10в10 Гц.Для рентгеновского и гамма-излучений в работе /14/ определены другие выражения.

Возможно,что первой работой по применению теории информации в биологических жидких системах была работа Ямомото /47/, затем последовала работа Баглайрелло /48/.В этих работах рассматриваются два основных вида каналов передачи информации: нервная система и гуморальная система /в частности система крови/. Хотя нейрон,как и любая клетка-это жидкая система и в некоторых нейронах обнаружены магниторецепторы,более наглядны представления по гуморальному каналу,в котором соответствие между потоком вещества и передачей сигналов более тесное. Гуморальный канал может передавать сигнал химическим путем в виде гормонов,растворенных газов (СО2,О2,N2),физическим путем(температура,давление) или посредством прямо передаваемых объектов (зритроциты,лейкоциты и т.д.) /48,49/.

Модуляция имеет первостепенное значение для передачи информации.Именно она приводит сигнал в соотношение с характеристиками среды,иначе сигнал не будет пригоден для передачи.Это выполняется за счет наложения сигнала на волну носителя.так широко известно,что рот двигается с низкой частотой /менее 1ОГц/,а для передачи сигнала на большое расстояние по воздуху сигнал модулируется посредством голосовых связок,генерирующих высокую частоту.Точно также предкапиллярные сфинкторы могут рассматриваться как модуляторы потока эритроцитов и лейкоцитов.Сердце тоже модулирует сигналы,а дыхание модулирует обонятельные сигналы,сигналы легочных газов и даже ритм сердечных сокращений /2/. Для оценки максимальной скорости передачи информации в гуморальном канале /48,49/ также используется известная формула Шеннона.При помощи этой формулы были получены оценки по скорости передачи информации в артериях,капиллярах,в нервной системе.В среднем она составляет около 1ООбит/с.

Концепция информационного воздействия ЭМП /4,5,6,7,10,16,24,49/ была впервые выдвинута Пресманом /24/ и формировалась в 6О-х годах,когда ряд экспериментов не могли объяснить при помощи концепции энергетического воздействия ЭМП.В современном виде информационная концепция представляется следующим образом.Неспецифическое влияние ЭМП на живой организм реализуется путем развития различных неспецифических реакций организма:стресса,тренировки,активации и соответствующих им состояний ареактивности /2,4,10,30/.Анализ структуры процессов гомеостаза при стрессе показывает,что в живой системе возникает ряд нескоординированных процессов,которые идут вразнобой и могут конкурировать. Уровень самоорганизации различных сервисных подсистем при этом резко падает и их состояние становится более неопределенным.Это сопровождается резким увеличением информационной энтропии,как функции выравнивания вероятностей систем.Причем часто наблюдаются флуктуации энтропии,т.е. система,минуя состояние нормы впадает в состояние с минимальной энтропией,затем в максимальное и т.д.,то есть возникают колебания.Одновременно может уменьшится объем информационного взаимодействия с окружающей средой,т.е. система на определенном этапе все больше приобретает свойство замкнутой.Это в свою очередь,согласно второму закону термодинамики в отношении к биологическим системам /50/,приводит к еще большему увеличению энтропии,а такие резкому падению резистентности,что в конечном счете приводит к болезням (чаще всего сердечно-сосудистым /30/),и может привести к полной деградации системы,к смерти /4/.В то же время состояния с высокой резистентностью -реакции тренировки и активации характеризуются более высокой упорядоченностью,причем вдали от положения равновесия.Условием снижения упорядоченности системы и возникновения стресса является информационная замкнутость процессов гомеостаза и флуктуации под действием ЭМП.Вывод из стресса должен предусматривать обогащение информационного потока,иными словами должно быть увеличено разнообразие типов воздействий,их модуляций. В этом,вероятно,состоит лечебное действие ЭМП.Однако при большой интенсивности информационного потока,т.е. при большой скорости передачи информации,возникают флуктуации,приводящие от нормальных состояний к стрессу /4/.Изменение энтропии систем организма обычно составляет несколько бит /29/.Необходимо еще учесть количество информации,переносимой ЭМП из организма человека,т.к. системы организма обладают своими электрическими и магнитными полями,в настоящее время получившие диагностическое значение /21/.

В чем преимущества концепции информационного воздействия?

Только с помощью этой концепции можно объяснить экспериментальные факты /5,6,/ по зависимости биологических эффектов от изменений частоты ЭМП;только с помощью этой концепции можно объяснить и спланировать дальнейшие эксперименты по вызову устойчивых стрессовых и патологических состояний животных со смертельным исходом.Концепция энергетического воздействия ЭМП показала свою частичную несостоятельность - например в том,что при кратковременном воздействии сверхсильных /около 1 Тл/ магнитных полей изменение состояния организма незначительное /21/.В качестве примера полезно также рассмотреть воздействие ЭМП миллиметрового диапазона волн из работы /5/,где представлены зависимости эффекта воздействия ЭМП на кроветворную систему опытных животных /мышей и крыс/. В этой работе можно проследить малую зависимость эффекта воздействия от мощности облучения миллиметровыми волнами, показана острорезонансная зависимость биологического эффекта от отношения ширины частотной полосы воздействия к частоте Df/f .В работе /13/ показано,что для импульсных излучений биологический эффект пропорционален величине Df/T,где T-период повторения импульсов (период модуляции).

Наличие двух концепций воздействия ЭМП приводит к выводу о том, что на ИТЭР необходимо контролировать частотные и энергетические параметры воздействующих излучений,а также оценивать изменения состояния здоровья работающих на основе донозологической гигиенической диагностики /22/.Необходимо связать информационные параметры ЭМП с изменением состояния здоровья.Методические рекомендации /10,16/ по оценке состояний организма на основе адаптационных реакций не учитывают того,что изменения показателей состояния здоровья работающих возникают при хроническом воздействии ЭМП через 2-3 года /17/.Поэтому методика /16/ была дополнена ретроспективной и прогностической оценкой на основе знтропийного метода /29/, и связано изменение энтропии систем организма /в частности системы белой крови/ с количеством информации,переносимой ЭМП /14/.Такая модель отрабатывалась методически /8,9,22,32/, и в основу заложено то,что эффект воздействия и само воздействие измеряется в одних и тех же величинах энтропии или количества информации (т.е. в битах).

Особенностью ИТЭР является комбинированное действие ионизирующих и неионизирующих излучений на персонал /и население/.Следует отметить,что имеющиеся в литературе данные о комбинированном /в частности синергитическом/ действии излучений не отвечает запросам практики.Результаты экспериментальных исследований часто не сравнимы и не равнозначны /поскольку не всегда соблюдаются и учитываются порядок действия разных факторов/,уровни воздействия очень велики и не соответствуют производственным и бытовым условиям.Т.е. большинство экспериментальных исследований поставлены в плане концепции энергетического воздействия,а это значит,что для достижения эффекта, обычно связанного с развитием лучевой болезни,авторы стремятся использовать "сверхсильные" дозы и "сверхсильные" электромагнитные излучения,которые редки в практике.При комбинированном синергетическом воздействии различные концепции такие,как предельно допустимые пороговые значения отдельных факторов,стали более неприемлемы.Например,два фактора,имеющие значения значительно менее своих ПДУ,вместе могут приводить к последней стадии стресса и болезням /16,46/.

Таким образом,развитие такой новой технологии,как термоядерная энергетика,приводит к появлению новых подходов в системе /технике/ безопасности,в частности к разработке новых методик и технических средств контроля.Изучение восприимчивости человека к магнитным полям (есть эксперименты"где человек чувствует поле в 1ОООО раз меньше геомагнитного /3/) может только усилить этот процесс.

В табл.1 и на рис.1 (см. приложение N1) представлены расчетные данные для индукции ПМП в помещениях ИТЭР /41 / и ИНТОР /42/.

Из гл.1 и рис.1 следует, что но всем реакторном зале и в прилегающих помещениях уровень ПМП превышает 10 мТл и магнитное поле обладает большим градиентом, максимально около 1 Тл/м, что существенно затруднит индивидуальный и инспекционный контроль ПМП на ИТЭР.

При использовании сверхпроводящих магнитных систем магнитное поле будет существовать и в перерывах между импульсами, т.е. практически постоянно. Поэтому при проведении определенных работ на не исключается кратковременное периодическое пребывание персонала в местах, где индукция ПМП выше 10 мТл, что обуславливает необходимость индивидуального контроля МП и определение зональности помещений ИТЭР.

С точки зрения физики и техники для получения термоядерных температур в системах с магнитным удержанием наиболее эффективным является метод нагрева плазмы энергией ЭМП радиочастотного диапазона. В горячей магнитоактивной плазме существует много механизмов поглощения энергии ЭМП, определяемых диэлектрическими свойствами плазмы. Есть несколько частотных диапазонов, в которых возможен нагрев плазмы. Каждый метод нагрева обеспечивает передачу энергии определенному типу заряженных частиц: ионам и (или) электронам. Кроме нагрева плазмы электромагнитные волны могут быть использованы и для других целей, в частности, для получения первоначального пробоя (предионизации), создания стационарного тока, контроля профилей температуры или тока, для уменьшения уровня примесей и т.д. В настоящее время выделяют три основных частотных диапазона (рис. ), в которых показано, что взаимодействие волн с плазмой может быть достаточно сильным: ионно-циклотронный (ИЦ), нижнегибридный и электронно-циклотронный (ЭЦ). Достоинства ВЧ-, СВЧ-систем нагрева плазмы связаны с тем, что ВЧ-антенны могут быть термоизолированы от плазмы, а источники ВЧ-энергии можно расположить за защитными экранами, исключив возможность попадания на них прямого нейтронного излучения. Это обеспечивает удобство обслуживания н эксплуатационных системах, но увеличивает возможность воздействия ЭМП на персонал. Конструкция излучателя электромагнитных волн в плазму зависит от частотного диапазона, типа возбуждаемой плазменной волны и ряда параметров плазмы. Для ИЦ диапазона, вследствии достаточно низкой частоты, излучателями являются индуктивные петли, хотя и возможно применение волноводных излучателей. Для ИЦ диапазона промышленность выпускает мощные вакуумные триоды и тетроды, на этих лампах собираются усилители. Для НГ-диапазона существуют клистроны, гироконы и т.д.Для ЭЦ-диапазона используются новые классы мощных генераторов миллиметрового диапазона волн, в частности, гиротронов /3/, которые дополнительно являются источниками сильного ПМП (индукцией до 1 Тл).

Необходимым оборудованием для диагностики плазмы является лазер. С позиции безопасности лазеры классифицируются по способности первичного или вторичного (отраженного) излучения вызывать биологически значимые повреждения,в первую очередь глаз и кожи. При комбинированном воздействии вредные факторы подразделяют на два типа. К первому типу относятся факторы воздействующие в основном на весь организм (ЭМП, ионизирующее излучение, вибрация, микроклимат). Ко второму типу относят факторы, воздействующие в основном на отдельные органы (лазерное излучение, аэрозоли, химические вещества, шум). Однако разграничение этих типов может быть нечетким, например, аэрозоли с бериллием,содержащий тритий, с тритидами металлов, миллиметровые волны (СВЧ-излучение).Лазерное излучение можно отнести как к первому, так. и ко второму типу, т.к. под воздействием этих излучений может происходить нарушение жизнедеятельности как отдельных органов,так и организма в целом. Однако с позиции опасности лазерного излучения в качестве тканей, которые непосредственно поглощают излучения, рассматривают только глаза и кожу. Поэтому ПДУ лазерного излучения определены именно для этих тканей при учете только тепловой (энергетической) концепции воздействия, хотя известен ряд экспериментальных результатов, которые не вписываются в рамки этой энергетической модели.

3.Предельно допустимые уровни

ПДУ при работе с постоянными магнитами,согласно /26/ составляет 100Гс (10мТл).Однако при разработке этого ПДУ не учитывались работы с крупными магнитами,т.к. ПДУ был разработан для условий производства небольших,локальных магнитов /17/.

Результаты выполненных физико-гигиенических исследований были использованы для обоснования рекомендаций по временной регламентации работ в магнитных полях для персонала ИТЭР /19,20/.В соответствии с этими отраслевыми методическими рекомендациями временная регламентация работ в ПМП для одного человека в смену составляет (табл.2):

Таблица 2

B,мТл 10 20 30 50 60 90 100 >100

t,ч 6.0 3.0 2.0 1.2 1.0 0.6 0.2 0

B,мТл-индукция постоянного (квазипостоянного) магнитного поля;

t,час-время воздействия в течение рабочего дня.

Обоснованность отраслевых рекомендаций подтверждают биологические эксперименты и последующее нормирование, проведенные для Министерства обороны СССР /15/ (данные табл.3).

Таблица 3

В,мТл 0.625 6.25 15 25

Рекомендуем скачать другие рефераты по теме: отчет по производственной практике, реферат на тему биография.





Предыдущая страница реферата | 1  2  3  4  5  6  7 | Следующая страница реферата