Свч излучение

В зависимости от интенсивности излучения различают термического (тепловое) и нетермическое действие. Границей этого раздела является плотность потока энергии (ППЭ), равная 10 мВт/см²: при больших энер­гиях проявляется термическое действие, при меньших - нетермическое.

Термическое действие заключается в нагревании облучаемых тканей и повышении их температуры, что и определяет возникающую патоло­гию. Различные ткани по-разному поглощают энергию ЭМИ. Наиболее сильно поглощают энергию и нагреваются ткани и органы, которые со­держат много воды - хрусталик и стекловидное тело глаза, полые органы (мочевой и желчный пузыри, желудок, кишечник), гонады, паренхима­тозные органы. Наиболее чувствительны к локальному избирательному нагреву органы и ткани с плохой терморегуляцией - хрусталик и стекло­видное тело глаза. Возникающие в тканях изменения связаны с денатура­цией белка и изменением хода биохимических реакций (катаракты, не-кроспермия и атрофия сперматогенного эпителия, желудочные кровоте­чения и др.). Термическое действие СВЧ-излучения является следствием несчастных случаев, аварийных ситуаций и грубых нарушений правил техники безопасности. Значительно чаще в войсковой практике отмеча­ется специфическое, нетермическое действие ЭМИ.

Нетермическое действие СВЧ-излучений изучено недостаточно и в значительной степени дискуссионно. Предположения о специфическом их действии было высказано еще в середине 40-х годов, но до 1952 г. экспериментального подтверждения факта наличия этого действия не было. Обнаружить и исследовать прямыми методами специфическое дей­ствие радиоволн - задача довольно трудная, так как оно сводится к тон­чайшим изменениям в организме и проявляется лишь косвенно. Главным образом, это функциональные изменения и биологические эффекты, кото­рые возникают в организме при отсутствии температурных сдвигов в тка­нях и специальных терморегуляторных реакций при интенсивностях СВЧ-излучения, меньших порогового уровня теплового действия -10 мВт/см².

Специфическое действие радиоволн СВЧ-диапазона отмечается в ос­новном на целостном организме, но оно обнаруживается и на клеточном уровне.

Нетермическое действие радиоволн в настоящее время объясняют не­сколькими механизмами:

1. Наличие в биосредах "микропроцессов", связанных с выстраива­нием вдоль электрических силовых линий ЭМП суспендированных час­тиц ряда веществ, а также микроорганизмов, лейкоцитов и эритроцитов -так называемых "жемчужных цепочек", которые с изменением направле­ния линий поворачиваются точно вслед за полем. Это построение объяс­няют индуцированном в частицах или клеточных элементах электричес­ких зарядов под действием СВЧ-поля, которые благодаря электростати­ческому притяжению вызывают ориентацию частиц, изменение структу­ры и функции тканей.

2. Поляризация боковых цепей макромолекул тканей и ориентация их параллельно электрическим силовым линиям, что может приводить к разрыву внутри- и межмолекулярных связей, к коагуляции молекул и измене­нию их свойств.

3. Действие сил Лоренца - положительные и отрицательные ионы в тканях и электролитах перемещаются перпендикулярно магнитным сило­вым линиям, в результате чего нарушаются химический состав и электри­ческое равновесие тканей.

4. Резонансное поглощение ЭМП белковыми молекулами - при совпа­дении характеристических частот молекул и частоты ЭМП. В таком слу­чае молекулы возбуждаются, приходят в колебательное движение, сталки­ваются с невозбужденными молекулами, передают им свою энергию, кото­рая расходуется на их химическое преобразование, процессы каталитичес­кого характера и др. Явление резонансного поглощения имеет большое значение для понимания процессов, возникающих в организме под действи­ем радиоизлучений, в частности мутагенного действия микроволн.

Названные механизмы показывают, что взаимодействие ЭМП с биоло­гическими объектами имеет сложный характер и тем сложнее, чем выше организация биообъекта. С развитием и усложнением организма кроме про­стейших физико-химических механизмов все большее значение приобрета­ют эффекты, связанные с физиологическими и биофизическими механизма­ми и определяющие вторичные эффекты воздействия радиоволн с дотепловыми уровнями энергии- кумуляцию, стимуляцию и сенсибилизацию.

Специфическое действие радиоволн вызывает в организме различные изменения - обратимые или необратимые, морфологического или функ­ционального характера.

Морфологические изменения чаще наблюдаются в тканях перифери­ческой и центральной нервной систем. Характер их зависит от частоты излучения (длины волны): при действии миллиметровых волн изменения локальны, имеют вид очагов, при действии сантиметровых - концентри­руются вокруг сосудов мозга. По суммарному эффекту на нервную сис­тему наибольшим воздействием обладают дециметровые волны. Морфо­логические изменения наблюдаются также в других тканях и органах (гла­за, кровь и др.).

Функциональные изменения выражаются в нарушении характера и интенсивности физиологических и биохимических процессов в организ­ме, функций различных отделов нервной системы, нервной регуляции сер­дечно-сосудистой системы и т.п.

Клинические проявления действия СВЧ-излучений наблюдаются пре­имущественно со стороны нервной и сердечно-сосудистой систем. Асте­нический синдром характеризуется жалобами на повышенную утомляе­мость, слабость, разбитость, понижение работоспособности, нарушение сна, головную боль, головокружение, раздражительность, вспыльчивость, повышенную потливость, реже - на понижение памяти, чувство тревоги, половую слабость и др.

Объективно отмечается повышение сухожиль­ных рефлексов, тремор рук и век, акроцианоз, локальный и общий гипергидроз, изменение дермографизма, пиломоторного рефлекса и др. В ряде случаев изменения функций нервной системы свидетельствуют о диэнцефальных нарушениях.

УЧЕБНЫЕ МАТЕРИАЛЫ:

1) Формулы для расчета зон формирования СВЧ ЭМП вокруг антенн РЛС.

* Для прямоугольных антенн:

L1 L2 L1 L2

R _б.з.= --------- R _д.з. = ------------

4  

* Для параболических и круглых антенн:

Д² Д

R _б.з. = -------- R _д.з. = -------- R _п.з.= R _д.з. - R _б.з.

4  

где: R _б.з. - конец ближней зоны, см.;

R _д.з. - начало дальней зоны, см.;

R _п.з. - размеры промежуточной зоны, см.;

L1 и L2 - горизонтальные и вертикальные размеры антенны, см.;

Д - диаметр параболоида, см.

2) Формула для расчета плотности потока энергии СВЧ-поля :