第四章電磁輻射

第四章電磁輻射第一頁(yè)，共三十五頁(yè)，編輯于2023年，星期五電磁輻射（電磁波）：變化的電場(chǎng)與磁場(chǎng)交替地產(chǎn)生，由近及遠(yuǎn)，互相垂直（亦與自己的運(yùn)動(dòng)方向垂直），并以一定速度在空間傳播的過(guò)程中不斷地向周圍空間輻射能量，這種輻射的能量稱為電磁輻射，亦稱為電磁波。頻率、波長(zhǎng)與波速：

C=3×108m/s，λ=c/f2、近區(qū)場(chǎng)與遠(yuǎn)區(qū)場(chǎng)近區(qū)場(chǎng)：以場(chǎng)源為中心，以1/6波長(zhǎng)的半徑范圍的區(qū)域。

（1λ

，3λ

，6λ

）遠(yuǎn)區(qū)場(chǎng)：以場(chǎng)源為中心，半徑為1/6波長(zhǎng)以外的空間范圍的區(qū)域。

（1λ，3λ，6λ）第二頁(yè)，共三十五頁(yè)，編輯于2023年，星期五（1）劃分意義：一般近區(qū)場(chǎng)的電磁強(qiáng)度較大，所以應(yīng)該格外注意對(duì)電磁輻射近區(qū)場(chǎng)的防護(hù)；遠(yuǎn)區(qū)場(chǎng)電磁場(chǎng)強(qiáng)度較小，通常對(duì)人的危害較小，應(yīng)考慮保護(hù)信號(hào)。（2）近區(qū)場(chǎng)的特點(diǎn)：①近區(qū)場(chǎng)電場(chǎng)強(qiáng)度E與磁場(chǎng)強(qiáng)度H大小關(guān)系不確定；②電磁場(chǎng)強(qiáng)度》遠(yuǎn)區(qū)場(chǎng)（電磁防護(hù)重點(diǎn)）③隨距離的變化較快（衰減快）電磁場(chǎng)強(qiáng)度不均勻度較大。（3）遠(yuǎn)區(qū)場(chǎng)的特點(diǎn)：①E=377H；②以電磁波形式輻射傳播，衰減慢；③弱場(chǎng)。第三頁(yè)，共三十五頁(yè)，編輯于2023年，星期五3、計(jì)量單位>300MHz的微波頻段：平均功率密度表示，W/cm2或μW/cm2<300MHz的頻段：采用電場(chǎng)強(qiáng)度V/m和磁場(chǎng)強(qiáng)度A/m作計(jì)量單位4、工頻電磁輻射與射頻電磁輻射工頻電磁輻射：由50（60）Hz的交變電場(chǎng)引起的電磁輻射。射頻電磁輻射：頻率在100KHz以上的電磁波。①工頻電磁輻射空間傳輸能力差，對(duì)人的影響小，在一定距離外，其影響可忽略不計(jì)。第四頁(yè)，共三十五頁(yè)，編輯于2023年，星期五線路電壓,Kv<11~103566~110220330500安全距離,m1.01.53.04.05.06.08.5國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)：架空電力線路邊導(dǎo)線與建筑物之間的安全距離②當(dāng)交流電頻率在每秒十萬(wàn)次以上，形成高頻的電磁場(chǎng)。無(wú)線電廣播、電視、微波的迅速普及，射頻設(shè)備功率成倍提高，已達(dá)到直接威脅人體健康的程度。低頻中頻高頻甚高頻特高頻超高頻極高頻長(zhǎng)波中波短波超短波微波30~300K300~3000K3~30M30~300M300~3000M無(wú)線電廣播電視微波技術(shù)第五頁(yè)，共三十五頁(yè)，編輯于2023年，星期五二、電磁輻射危害人體的機(jī)理1、熱效應(yīng)影響體內(nèi)器官的正常工作。組成人體細(xì)胞和體液的分子大都是極性分子（如膠體顆粒，水）在高頻電場(chǎng)作用下，使原來(lái)無(wú)規(guī)則排列的分子沿電場(chǎng)方向排列起來(lái)（取向作用）因高頻電場(chǎng)方向變化很快，極性分子在改變?nèi)∠驎r(shí)與四周粒子發(fā)生碰撞而產(chǎn)生熱效應(yīng)第六頁(yè)，共三十五頁(yè)，編輯于2023年，星期五眼部損傷主要是引起晶狀體渾濁、白內(nèi)障，平均能流密度＜S＞≥300毫瓦／平方厘米即可引起視網(wǎng)膜出血以及眼瞼、結(jié)膜、角膜的灼傷等。在高于100毫瓦／平方厘米的電磁輻射長(zhǎng)期照射下，由于升溫高，可導(dǎo)致晶體蛋白質(zhì)凝固，產(chǎn)生點(diǎn)狀或小片狀混濁，促使晶狀體老化。第七頁(yè)，共三十五頁(yè)，編輯于2023年，星期五2、非熱效應(yīng)

引起人體細(xì)胞膜的共振干擾人體生物電，尤其會(huì)對(duì)腦和心電產(chǎn)生干擾

機(jī)體的損傷還與電磁波的頻率有很大的關(guān)系

第八頁(yè)，共三十五頁(yè)，編輯于2023年，星期五3、累積效應(yīng)

熱效應(yīng)與非熱效應(yīng)作用于人體后，對(duì)人的傷害未來(lái)得及自我修復(fù)之前兩次受到電磁輻射，其傷害程度即發(fā)生累積，形成永久性病態(tài)（體力減退，白內(nèi)障，白血病，腦腫瘤，心血管疾病，大腦機(jī)能障礙，免疫力低下，等）第九頁(yè)，共三十五頁(yè)，編輯于2023年，星期五三、手機(jī)的危害手機(jī)在使用過(guò)程中（包括待機(jī)狀態(tài)）會(huì)向基站發(fā)射無(wú)線電波（30KHz~30MHz）；使用手機(jī)時(shí)，40~60%的輻射量直接滲透到腦部一寸至一寸半的深度；使用手機(jī)的注意事項(xiàng)：（1）手機(jī)離基站較遠(yuǎn)或信號(hào)強(qiáng)度不夠，其功率自動(dòng)控制功能會(huì)使手機(jī)自身的功率加大；（2）手機(jī)在接通瞬間功率最大，超過(guò)1000mW，通話期間穩(wěn)定，800mW；（3）休息時(shí)不要把手機(jī)放在頭部附近；（4）手機(jī)輻射對(duì)信號(hào)干擾的危險(xiǎn)性。第十頁(yè)，共三十五頁(yè)，編輯于2023年，星期五四、電腦的輻射危害1、危害（1）信號(hào)干擾，儀器失靈，飛機(jī)失事；（2）對(duì)人體健康的危害：骨骼肌不適、頭痛、電過(guò)敏癥、孕婦流產(chǎn)等。2、防護(hù)（1）與電腦保持距離，頭部離鍵盤不宜過(guò)近；（2）使用無(wú)輻射液晶顯示器，使用無(wú)線鍵盤鼠標(biāo)；（3）使用后及時(shí)用清水洗臉。第十一頁(yè)，共三十五頁(yè)，編輯于2023年，星期五五、變電站等大型電力設(shè)備1、國(guó)內(nèi)觀點(diǎn)我國(guó)：f=50Hz，λ=6000km，穿過(guò)人體幾乎是同相位；極低頻，空間傳播能力差。我國(guó)衛(wèi)生部：對(duì)輸變電設(shè)施操作員、維修工長(zhǎng)期近距離接受電磁輻射的工作人員健康監(jiān)測(cè)證明無(wú)影響。變電站與居民住宅距離參考標(biāo)準(zhǔn)(我國(guó))：電壓（KV）220110參考距離（m）2015第十二頁(yè)，共三十五頁(yè)，編輯于2023年，星期五2、國(guó)外相關(guān)報(bào)道

瑞士普查對(duì)象：（20~40）萬(wàn)伏高壓輸出線500m范圍內(nèi)居住1~25年的所有居民（50萬(wàn)人）；結(jié)論：腫瘤（兒童白血?。┑陌l(fā)生與高壓電線磁場(chǎng)有直接關(guān)系，電磁場(chǎng)強(qiáng)度每高出0.1μT，致病概率高出3倍。

丹麥對(duì)居住于高壓輸電線路附近1707名分別患有腦腫瘤、惡性淋巴、白血病的16歲以下兒童進(jìn)行調(diào)查研究，結(jié)論：電磁場(chǎng)強(qiáng)度均值在0.3~0.4μT以上易患癌

。

英國(guó)

344名白血病兒童做詳細(xì)調(diào)查，其中多數(shù)人生活在高壓線經(jīng)過(guò)的附近地帶。

斯德哥爾摩生活在高壓輸電線區(qū)域內(nèi)的市民，因磁通密度B＞3mG（毫高斯），癌癥發(fā)病率為其他地區(qū)的3.8倍第十三頁(yè)，共三十五頁(yè)，編輯于2023年，星期五六、微波爐、電磁爐及其他微波爐：工作頻率為2.4GHz

電磁能量泄漏因產(chǎn)品質(zhì)量不同而差距很大。非正規(guī)企業(yè)生產(chǎn)的設(shè)備，檢測(cè)結(jié)果往往超標(biāo)；正規(guī)產(chǎn)品，長(zhǎng)期使用后可能出現(xiàn)爐門松動(dòng)現(xiàn)象，產(chǎn)生較強(qiáng)微波能量泄漏。美國(guó)調(diào)查實(shí)驗(yàn)報(bào)告：微波爐釋放出的電磁場(chǎng)，令人不安，易引發(fā)家庭沖突。電磁爐：工作原理為電磁共振，利用電流通過(guò)線圈產(chǎn)生磁場(chǎng)，當(dāng)磁力線通過(guò)含鐵質(zhì)鍋底部，產(chǎn)生無(wú)數(shù)小渦流，鍋體高速發(fā)熱，加熱鍋內(nèi)食物。（人體血細(xì)胞中鐵元素含量高，不可離爐太近，1.5m）第十四頁(yè)，共三十五頁(yè)，編輯于2023年，星期五電視機(jī)

普通電視機(jī)輻射高頻電磁波和低頻電磁波，屏幕前方及機(jī)箱后背相對(duì)較高，需距離3m以外。液晶電視近距離與遠(yuǎn)距離輻射均低于普通電視機(jī)，影響較小。電冰箱

壓縮機(jī)工作時(shí)會(huì)產(chǎn)生較大外磁場(chǎng)，不宜與電視機(jī)放在一起。電熱毯

輻射工頻電場(chǎng)、工頻磁場(chǎng)及工頻電磁場(chǎng)，近距離接觸，影響腦神經(jīng)系統(tǒng)、導(dǎo)致細(xì)胞內(nèi)鈣離子流失。第十五頁(yè)，共三十五頁(yè)，編輯于2023年，星期五七、電磁輻射污染的控制1、相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)環(huán)境電磁波衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)（GB9175-88）電磁輻射防護(hù)規(guī)定（GB8702-88）微波輻射衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)超高頻輻射衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)工頻電場(chǎng)衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)《電磁輻射暴露限值和測(cè)量方法》第十六頁(yè)，共三十五頁(yè)，編輯于2023年，星期五（1）環(huán)境電磁波衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)（GB9175-88）一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)（安全區(qū)）：長(zhǎng)期居住、工作、生活人群均不受任何影響；二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)（中間區(qū)）：長(zhǎng)期居住、工作、生活人群可能引起潛在性不良反應(yīng)超過(guò)二級(jí)：對(duì)人體有害，禁止建設(shè)居民住宅及人群活動(dòng)的一切公共設(shè)施，可綠化、種植農(nóng)作物。第十七頁(yè)，共三十五頁(yè)，編輯于2023年，星期五（2）電磁輻射防護(hù)規(guī)定（GB8702-88）基本限值：結(jié)合輻射量和接受者兩個(gè)因素，W/kg導(dǎo)出限值：輻射量，V/m(電場(chǎng)強(qiáng)度)；A/m（磁場(chǎng)強(qiáng)度）；W/m（功率密度）工作場(chǎng)所：職業(yè)照射生活場(chǎng)所：公眾照射針對(duì)對(duì)象第十八頁(yè)，共三十五頁(yè)，編輯于2023年，星期五①基本限值a.職業(yè)照射：在每天8h工作期間內(nèi)，任意連續(xù)6min按全身平均的比吸收率應(yīng)小于0.1W/kg。b.公眾照射：在一天24h內(nèi)，任意連續(xù)6min按全身平均的比吸收率應(yīng)小于0.02W/kg。②導(dǎo)出限值職業(yè)照射：在每天8h工作期間內(nèi)，電磁輻射場(chǎng)的場(chǎng)量參數(shù)在任意連續(xù)6min內(nèi)的平均值應(yīng)滿足下表：第十九頁(yè)，共三十五頁(yè)，編輯于2023年，星期五職業(yè)照射導(dǎo)出限值1）系平面波等效值，供對(duì)照參考；2）供對(duì)照參考，不作為限值，表中f是頻率，單位為MHz；表中數(shù)據(jù)作了取整處理。第二十頁(yè)，共三十五頁(yè)，編輯于2023年，星期五公眾照射導(dǎo)出限值1）系平面波等效值，供對(duì)照參考；2）供對(duì)照參考，不作為限值，表中f是頻率，單位為MHz；表中數(shù)據(jù)作了取整處理。b.公眾照射：在一天24h工作期間內(nèi)，環(huán)境電磁輻射場(chǎng)的場(chǎng)量參數(shù)在任意連續(xù)6min內(nèi)的平均值應(yīng)滿足下表：第二十一頁(yè)，共三十五頁(yè)，編輯于2023年，星期五2、電磁輻射污染控制（1）電磁輻射場(chǎng)源

①自然型輻射場(chǎng)源

a.地球本身：地球本身不僅是一個(gè)巨大的磁場(chǎng)，而且是一個(gè)巨大的電場(chǎng)。

b.雷電、臺(tái)風(fēng)等不時(shí)向地面發(fā)射電磁波。

c.來(lái)自宇宙的電磁場(chǎng)源（太陽(yáng)電磁場(chǎng)源和宇宙電磁場(chǎng)源）。

d.某些動(dòng)植物受到電磁、震擊等刺激后產(chǎn)生異常電訊號(hào)。第二十二頁(yè)，共三十五頁(yè)，編輯于2023年，星期五第二十三頁(yè)，共三十五頁(yè)，編輯于2023年，星期五

②人工型輻射場(chǎng)源

工頻場(chǎng)源（大功率輸電線路）

按頻率

射頻場(chǎng)源（射頻設(shè)備）

包括放電、工頻、射頻、家電等方面。

如空調(diào)機(jī)、計(jì)算機(jī)、電視機(jī)、電冰箱、微波爐、卡拉OK機(jī)、電熱毯、移動(dòng)電話、微波發(fā)射站、高壓電線、X光放射線發(fā)生器、激光發(fā)射器等，它們?cè)谡９ぷ鲿r(shí)都會(huì)產(chǎn)生各種不同波長(zhǎng)和頻率的電磁波。第二十四頁(yè)，共三十五頁(yè)，編輯于2023年，星期五（2）電磁輻射防護(hù)屬于在泄漏和輻射源方面采取的防護(hù)措施；在作業(yè)人員方面，包括對(duì)作業(yè)人員工作環(huán)境所采取的防護(hù)措施。①電磁屏蔽原理：電磁屏蔽是利用屏蔽體阻止電磁場(chǎng)在空間傳播的一種方法，即限制從屏蔽材料的一側(cè)空間向另一側(cè)空間傳遞電磁能量。其作用原理是采用低電阻的導(dǎo)體材料，由于導(dǎo)體材料對(duì)電磁能流具有反射和引導(dǎo)作用，在導(dǎo)體材料內(nèi)部產(chǎn)生與源電磁場(chǎng)相反的電流和磁極化，從而減弱源電磁場(chǎng)的輻射效果。（電磁感應(yīng)現(xiàn)象）第二十五頁(yè)，共三十五頁(yè)，編輯于2023年，星期五

電磁波傳播到金屬材料的電磁屏蔽表面時(shí)，通常有3種不同機(jī)理進(jìn)行衰減：一是在入射表面的反射衰減；二是未被反射而進(jìn)入屏蔽體的電磁波被材料吸收的衰減；三是在屏蔽體內(nèi)部的多次反射衰減。

反射衰減，就是電磁場(chǎng)射入金屬導(dǎo)體時(shí)，由電磁感應(yīng)而產(chǎn)生感應(yīng)電流。在這個(gè)感應(yīng)電流的作用下，必然建立一個(gè)新的電磁場(chǎng)，從而將入射場(chǎng)能衰減。反射衰減的大小取決于屏蔽層與屏蔽層周圍介質(zhì)之間的阻抗匹配情況。

吸收衰減，實(shí)質(zhì)上是導(dǎo)體的熱損耗。它的產(chǎn)生完全是由于電磁場(chǎng)射入金屬屏蔽體時(shí)，因電磁感應(yīng)而在金屬表面產(chǎn)生了感應(yīng)電流，又由于金屬導(dǎo)體中特別是導(dǎo)體表面有一定電阻存在，必然在金屬屏蔽層內(nèi)，產(chǎn)生熱損耗。第二十六頁(yè)，共三十五頁(yè)，編輯于2023年，星期五②接地技術(shù)分類主動(dòng)場(chǎng)屏蔽：場(chǎng)源位于屏蔽體之內(nèi)被動(dòng)場(chǎng)屏蔽：場(chǎng)源位于屏蔽體之外原理：將在屏蔽體內(nèi)由于感應(yīng)生成的射頻電流導(dǎo)入大地，使屏蔽體與大地成為等位體，不會(huì)形成二次輻射源，使屏蔽體獲得高效能。主要針對(duì)主動(dòng)屏蔽的情況；接地技術(shù)是屏蔽技術(shù)的輔助措施。第二十七頁(yè)，共三十五頁(yè)，編輯于2023年，星期五③吸收防護(hù)典型應(yīng)用：微波爐的爐門與爐體結(jié)合處。原理：電磁屏蔽不能從根本上削弱、消除電磁波。只有使用電磁波吸收材料，把電磁能轉(zhuǎn)化為其它形式的能量，才能消耗電磁波。電磁波吸收材料的作用是吸收入射的電磁波，并將電磁能轉(zhuǎn)換成熱能損耗掉。

目前耗損電磁能的手段有：一是借助介電物或微粒的分子在電磁作用下趨于運(yùn)動(dòng)，同時(shí)受限定導(dǎo)電率影響而將電磁能轉(zhuǎn)變成熱能損耗掉；二是采用以結(jié)構(gòu)形式使入射波相位與反射波的相反來(lái)衰減電磁能。第二十八頁(yè)，共三十五頁(yè)，編輯于2023年，星期五第二十九頁(yè)，共三十五頁(yè)，編輯于2023年，星期五④個(gè)體防護(hù)a.新型屏蔽織物與防護(hù)服國(guó)內(nèi)外現(xiàn)已研制出用涂層法、電鍍法及復(fù)合紡絲法制造的電磁屏蔽織物，共混紡絲法正處于研制階段。與薄膜、板材等電磁屏蔽材料相比，電磁屏蔽織物更貼近人們的生活。用電磁屏蔽織物做成的服裝、包裝袋、裝飾材料等，即滿足人們?nèi)粘Ｉ钚枰?，又起防護(hù)作用。第三十頁(yè)，共三十五頁(yè)，編輯于2023年，星期五b.帶防護(hù)面具面具可制作成封閉型（罩上整個(gè)頭部），或半邊型（只罩頭部的后面和面部）c.帶防護(hù)眼鏡眼鏡可用金屬網(wǎng)或薄膜做成風(fēng)鏡式，較受歡迎的是金屬膜防護(hù)目鏡。第三十一頁(yè)，共三十五頁(yè)，編輯于2023年，星期五八、靜電危害及防治

靜電場(chǎng)：頻率f=0的電磁場(chǎng)，無(wú)輻射危害，屬電磁輻射的極限情況，且危害嚴(yán)重。1、靜電災(zāi)害的類型（1）爆炸、火災(zāi)、電擊人體靜電超過(guò)2~3kv，接觸金屬靜電電擊；低濕環(huán)境，穿塑料底鞋子在絕緣地面行走，靜電可達(dá)10~15kv。靜電產(chǎn)生的原因：①摩擦帶電；②剝離帶電；③流動(dòng)帶電；④噴出帶電；⑤沖撞帶電；⑥破裂帶電；⑦飛沫帶電、滴下帶電、感應(yīng)帶電等。第三十二頁(yè)，共三十五頁(yè)，編輯于2023年，星期五（2）高壓輸電線路附近，靜電感應(yīng)對(duì)人體健康有明顯影響。家兔：50kV/m，2h/d×60d，腦電圖