Система стандартов безопасности труда. Одежда специальная для защиты от термических рисков электрической дуги. Общие технические требования и методы испытаний. Методические указания по выбору комплектов для защиты от воздействия электрической дуги V. Испы

Время, необходимое человеку для принятия мер самозащиты от светового излучения, в среднем составляет около 2 секунд. Поскольку при взрывах мощностью более 100 тыс. т время, и течение которого высвечивается основная доля энергии светового излучения, превышает 2 с, то в результате осуществления мер самозащиты часть импульса будет «отсекаться». В этом случае для поражения открытых и защищенных обмундированием участков кожи потребуются величины световых импульсов, примерно в 1,2-1,5 раза превышающие указанные ранее значения. При взрывах мощностью менее 100 тыс. т время высвечивания основной доли светового излучений соизмеримо со временем, необходимым дли принятия мер самозащиты, вследствие чего такие меры не приводят к существенному увеличению светового импульса, требующегося для получения данной степени поражения. Однако и в этом случае, чем быстрее человек примет меры самозащиты от светового излучения, тем меньше будет вероятность его поражении.

Тяжесть ожогового поражения зависит как от степени ожога, так и от его площади и места. Например, обширные по площади ожоги даже I степени могут привести к потере боеспособности, и то время как при более сильном, но ограниченном по площади ожоге пострадавший после оказания ему медицинской помощи может быть возвращен в строй. С увеличением площади ожога тяжесть поражения возрастает (табл. 3.4). Одинаковые по степени ожоги, например, лица и спины переносятся различно: ожог лица является более тяжелым.

Величины световых импульсов, при которых наблюдаются ожоговые поражения различной степени тяжести людей, одетых в летнее обмундирование, с учетом реакции человека и площади ожога, приведены в табл. 3.5.

Поражение тела человека под зимним обмундированием наблюдается при световых импульсах (16,7 ... 41,9)*10 5 Дж/м 2 .

Радиусы зон возникновения различных по тяжести поражений человека световым излучением приведены в табл. 3.6. Эти данные справедливы для лета и очень слабой дымки, т. е. для состояния атмосферы наиболее часто встречающегося в умеренных широтах северного полушария. При чистом воздухе радиусы зон поражения световым получением могут увеличиться примерно в 1,2 раза, и при тумане и сильном задымлении - уменьшиться в 2-3 раза. Зимой возникновения легких поражений людей (выход из строя) от действия светового излучения уменьшаются в 1.1-1,2 pаза, а более тяжелых поражений - до 2-5 раз.

Таблица 3.4

Площадь ожога, соответствующая различной степени тяжести ожогового поражения, (в % к площади всего тела)

Таблица 3.5

Ориентировочные значения световых импульсов, вызывающих различной тяжести поражения людей, одетых в летнее обмундирование, кал/см 2 (10 4 Дж/м 2)

Таблица 3.6

Ориентировочные радиусы зон поражения открыто расположенного личного состава световым излучением при состоянии атмосферы, соответствующем очень слабой дымке, км

Убежища, блиндажи, перекрытые щели, танки и бронетранспортеры закрытого типа практически полностью исключают поражение людей cветовым излучением. В населенных пунктах непосредственное действие светового излучения снижается в результате экранирования по зданиями и другими местными предметами. Так, напримep, изучение последствий ядерной бомбардировки японских городов Хиросима и Нагасаки показало, что люди, находившееся в момент взрыва в помещениях вдали от окон или защищенные от светового излучения каким-либо непрозрачным предметом (стена, забор и т. п.), ожогов не получили.

Поражение глаз. Кроме ожогов кожи световое излучение может вызвать ожоги век, переднего отдела глаза (роговицы и радужки), глазного дна и временное ослепление. Ожоги век и переднего отдела глаза возникают примерно при тех же величинах световых импульсов, что и ожоги открытых участков тела. Ввиду ряда особенностей строения глаз и вследствие большой роли, которую они играют и жизнедеятельности человека, эти поражения приводят к ограничению или к полной утрате боеспособности личного состава. Ожоги глазного дна возможны только при прямом взгляде на светящуюся область взрыва. Они могут возникать при световых импульсах, которые в несколько раз меньше световых импульсов, вызывающих ожоги кожи.

Временное ослепление - это обратимое нарушение зрения, которое возникает обычно в ночное время и в сумерки; днем оно, как правило, не наблюдается.

Ослепление и ночных условиях может носить массовый характер. Радиусы зон временного ослепления в несколько раз превышают радиусы зон ожогов открытых участков тела. Оказания специальной помощи при ослеплении обычно не требуется: нарушение зрения, как правило, проходит, не оставляя никаких последствий.

Продолжительность временного ослепления может меняться в широких пределах от нескольких секунд до десятков минут. Тик, например, продолжительность нарушения зрительной ориентировки на местности ночью при взрыве мощностью 100 тыс. т на расстоянии 5 км от центра взрыва может наблюдаться около 30 мин, и ни расстоянии 20-25 км - в диапазоне времени 3-5 мин.

3.1.3. Поражающее действие проникающей радиации на личный состав

Сущность поражающего действия проникающей радиации на человека состоит в ионизации атомов и молекул, входящих в состав организма, в результате чего может развиться лучевая болезнь.

По тяжести заболевания лучевую болезнь принято делить на четыре степени: I степень (легкая), II степень (средняя), III степень (тяжелая) и IV степень (крайне тяжелая).

Степень тяжести заболевания определяется величиной дозы радиации, полученной человеком, характером облучения (общее или только некоторых участков тела) и его продолжительностью. Кроме того, тяжесть поражении зависит от состояния организма до облучения, его индивидуальных особенностей и т. п. Сильное переутомление, голодание, болезнь, травмы, ожоги повышают чувствительность организма к воздействию проникающей; лучевая болезнь в этих случаях при равна дозе облучения протекает более тяжело.

Одной на существенных особенностей радиационного поражения является то, что в момент воздействия радиации человек не испытывает никаких болевых или иных ощущении.

В течение лучевой болезни различают 4 периода, которые особенно отчетливо проявляются при лучевой болезни II и III степени:

Начальный период, или период первичной реакции;

Скрытый период, или период мнимого благополучия;

Период разгара лучевой болезни;

Период завершения болезни.

Лучевая болезнь I степени развивается при дозах радиации от 100 до 250 Р и характеризуется слабо выраженными признаками. Первичная реакция при такой дозе обычно отсутствует или проявляется слабо. Через две-три недели после облучения пораженные могут жаловаться на повышенную потливость, утомляемость, кратковременные головокружения, легкую тошнотy, сухость во рту. При исследовании крови у пораженных обнаруживается незначительное уменьшение числа лейкоцитов до 2-3 тыс., тромбоцитов - до 120-170 тыс. и 1 мм 3 крови, РОЭ ускоряется до 15-20 мм в час. Выделить периоды в течение лучевой болезни I степени в большинстве случаев не представляется возможным. Исход заболевания лучевой болезнью I степени всегда благоприятный, и при отсутствии других поражений (травм, ожогов) боеспособность после выздоровления сохраняется у большинства пораженных.

Выход из строя людей при дозах радиации 100-250 Р наблюдается в течение третьей и четвертой недель после облучения (см. табл. 3.8). При этом вышедшие из строя нуждаются в стационарном лечении до 1,5-2 месяцев.

Лучевая болезнь II степени развивается, как правило, при дозах радиации от 250 до 400 Р. Она характеризуется в основном теми же признаками, что и лучевая болезнь III степени (см. ниже), но выраженными менее резко. Первичная реакция обычно проявляется в первые 2 ч после облучения и продолжается от одних до трех суток. Затем признаки первичной реакции исчезают и наступает скрытый период заболевания, который длится до 2-3 недель. Пораженные в это время чувствуют себя здоровыми и работоспособными. Однако при обследовании у них обнаруживаются изменения со стороны сердечно-соудистой системы, слабый частый пульс, нестойкое понижение кровяного давления. В крови отмечается медленное уменьшение количества лейкоцитов, стул неустойчивый. Период разгара заболевания при лучевой болезни II степени продолжается обычно 1,5-3 недели. В этот пери­од у больных наблюдаются понижение аппетита, понос, кровоиз­лияния, выпадение волос. Количество лейкоцитов в период разгара лучевой болезни уменьшается до 1000-1500, красных кровяных шариков до 1,5 -3,5 млн. в 1 мм 3 крови, гемоглобин уменьшается до 50 – 60%, РОЭ ускоряется до 20-35 мм/ч. В результате лечения симптомы лучевой болезни постепенно исчезают и наступает период выздоровления с медленным восстановлением всех нарушенных функций организма. Исход при лучевой болезни II степени и большинстве случаев благоприятный. Рост волос возобновляется примерно через 1,5-2 месяца. Период выздоровле­ния при лучевой болезни II степени нередко затягивается до 2-2,5 месяцев. Больные нуждаются в отдыхе.

При оценке боеспособности лиц, подвергшихся облучению в 250 - 400 Р, к первые часы и дни после воздействия проникающей радиации необходима известная осторожность. Пораженные с менее резко выраженной первичной реакцией при отсутствии у них травм н ожогов могут быть временно (на пять-семь дней) оставлены в строю, после чего их необходимо госпитализировать. Однако задержка с госпитализацией может привести к более тяжелому течению лучевой болезни, к появлению различных осложнений, усугубляющих тяжесть заболевания.

Лучевая болезнь III степени развивается в большинстве случаев при дозах радиации от 400 до 600 Р. При этом у пораженныx в течении первого часа после облучения отмечается резко выраженная первичная реакция. В этот период пораженные жалуются на головную боль, тошноту, многократную, часто неукротимую рвоту, общую слабость, жажду, сухость и горечь во pтy, головокружение. Такая первичная реакция делает пораженного, чаще всего вследствие многократной рвоты, совершенно небоеспособным. Чем paньше и резче проявляются признаки первичной реакции, тем тяжелее будет протекать лучевая болезнь. Через два три дня после облучения наступает скрытый период заболевания который в зависимости от дозы радиации продолжается от нескольких часов до одной-трех недель. В этот период самочувствие больных улучшается, тошнота и рвота постепенно ослабевают, а затем полностью прекращаются. Больные жалуются на общую слабость, пониженный аппетит, быструю утомляемость, отдышку при незначительных физических усилиях; иногда отмечаются понсы. В кpoви наблюдается снижение количества белых (лейкоцитов) н других клеток крови. Продолжительность скрытого периода имеет большое значение в предсказании последую­щей тяжести заболевания. Чем он короче, тем тяжелее развивается лучевая болезнь и последующем. К концу скрытого периода общее состояние больного ухудшается, наступает период разгара заболевания. Егo характерными признаками являются: сильная головная боль, повышенная температура тела (до 39-40 0), сонливость, резкое понижение аппетита, жажда, желудочно-кишечные расстройства (тошнота, рвота, понос), кровоточивость, выпадение волос. Серьезные изменения наблюдаются со стороны сердечно сосудистой системы: частый пульс слабого наполнения, низкое кровяное давление. В крови отмечается редкое уменьшение количества лейкоцитов (до 500-400 в 1 мм), что является одной из основных причин понижения сопротивляемости организма к различным инфекциям. Число тромбоцитов снижается до 15-10 тыс в 1 мм 3 крови, развивается малокровие (анемия), ускоряется РОЭ. Пораженные с такими симптомами, безусловно, выбывают из строя и нуждаются в немедленной госпитализации. Своевременно принятые меры и лечение больных могут предотвратить смертельный исход заболевания. Однако и в этом случае период выздоравливания при лучевой болезни III степени затягивается на продолжительное время (до трех шести месяцев). Нередко остаточные явления лучевой болезни могут наблюдаться значительно дольше.

Лучевая болезнь IV степени развивается при облучении дозами радиации свыше 600 Р и в большинстве случаев заканчивается смертельным исходом. Первичная реакция проявляется в первые полчаса после облучения и теми же симптомами, что и при лучевой болезни III степени, но в более выраженной форме. Скрытый период чаще всего отсутствует, и непосредственно за признаками первичной реакции наступает период разгара заболевания. В картине болезни на первый план выступают явления острого отравления, уменьшение количества мочи вплоть до полного прекращения ее выделения (анурия). Количество лейкоцитов снижается до сотен, а тромбоцитов до нескольких тысяч. Резко нарушается дыхание н деятельность сердечно-сосудистой системы. Cмepть обычно наступает в ближайшие 5-12 дней при явлениях нарастающей сердечно сосудистой недостаточности и нарушения дыхания. Однако своевременная госпитализация, интенсивное лечение н соответствующий уход за пораженными могут известный % их спасти от гибели.

Кроме рассмотренных степеней поражения, при дозах радиации свыше 10000 Р возникает молниеносная форма лучевой болезни. Признаки первичной реакции при такой форме луче вой болезни проявляются с первых минут после облучения, скрытый период отсутствует. В клинической картине преобладают симптомы поражения центральной нервной системы – нарушение статики и координации движений, судороги. Изменения в крови не успевают развиться. Пораженные погибают, как правило, в первые дни после облучения.

Радиусы зон поражения незащищенных людей проникающей радиацией приведены в табл. 3.7, а ориентировочные данные о выходе людей из строя - в табл. 3.8. При расположении людей в открытых фортификационных сооружениях радиусы зон поражения сокращаются примерно в 1,2 раза, а в закрытых -от 3 до 20 раз и более; в последнем случае чем меньше мощность взрыва, тем больше уменьшается радиус. В танках радиусы зон поражения экипажей проникающей радиацией сокращаются в 1,2-1,3 раза; в бронетранспортерах радиусы зон поражения людей практически не изменяются.

Поражающими факторами ядерного взрыва (ЯВ) являются: световое излучение, проникающая радиация, ударная волна, радиоактивное заражение. Электромагнитный импульс (ЭМИ) влияния на людей по понятным причинам не оказывает, зато выводит из строя электронное оборудование. Примерно половина всей энергии выходит в виде ударной волны, остальное - световое излучение, на долю проникающей радиации (гамма-лучей и нейтронов) приходится не более 5%. Такое разнообразие поражающих факторов говорит о том, что ЯВ представляет собой гораздо более опасное явление, чем взрыв аналогичного по энерговыходу количества обычной взрывчатки.
Пропорции распределения энергии ЯВ между этими поражающими факторами остаются примерно одинаковыми практически во всем диапазоне мощностей (разница составляет +/- 10%), поэтому возможно описать простыми соотношениями радиусы поражения для каждого из факторов в зависимости от мощности заряда:

Здесь: R L - радиус получения ожогов третьей степени (с омертвлением тканей) от светового излучения; R B - разрушения домов ударной волной; R R - получения дозы в 500 бэр от проникающей радиации; радиусы получаются в километрах; X - величина ЯВ в килотоннах. Для примера приведу небольшую табличку, созданную на основе этих формул:

О происхождении таких формул нетрудно догадаться: энергия рассеивается в пространстве, соответственно, в зависимости от типа поражающего фактора мы имеем тот или иной показатель степени:
Ударная волна - распределяет свою энергию по всему пройденному ей объему, поэтому сила ее уменьшается пропорционально кубическому корню от расстояния.
Световое излучение - распределяется лишь по площади сферы, и если бы не незначительное поглощение воздухом, убывало бы пропорционально квадратному корню.
Ионизирующие излучение интенсивно поглощается воздухом, поэтому при мощных взрывах его роль невелика. При слабых же наоборот, радиус поражения для него больше, чем для других факторов. Вот почему сила взрыва нейтронных зарядов, где оно - основной поражающий фактор, не превосходит нескольких кт - делать больше просто бесполезно.
В заключении этой части отметим, что при мощных взрывах, характерных для современных термоядерных зарядов наибольшее разрушение оказывает ударная волна, а далее всего распространяется световое излучение. На этом закончим и перейдем к подробному рассмотрению каждого из поражающих факторов ЯВ.

Световое излучение
Это поток световых лучей, исходящих из огненного шара. Видимые и инфракрасные лучи испускаются в течении от долей, до нескольких секунд, в зависимости от величины заряда. В течении этого времени, его интенсивность может превышать 1000 Вт/см 2 (максимальная интенсивность солнечного света - 0.14 Вт/см 2).
Световое излучение поглощается непрозрачными материалами, и может вызывать массовые возгорания зданий и материалов, а так же ожоги кожи и поражение глаз. Дальность распространения светового излучения сильно зависит от погодных условий. Облачность, задымленность, запыленность сильно снижают эффективный радиус его действия.
Практически во всех случаях испускание светового излучения из области взрыва заканчивается к моменту прихода ударной волны. Это нарушается лишь в области тотального уничтожения, где любой из трех факторов (свет, радиация, ударная волна) причиняет смертельный урон.
Световое излучение вызывает ожоги кожи, степень которых зависит от силы бомбы и удаленности от эпицентра:

Зависимость дистанции получения ожогов различной степени тяжести в зависимости от мощности:

O 1 - расстояние получения ожогов первой степени, O 2 - второй степени, O 3 - третьей степени; X - заряд в килотоннах; расстояние в километрах.
Для ожога I степени характерно покраснение и отек кожи. При ожогах II степени на фоне отечной кожи имеются пузыри разных размеров, наполненные прозрачной желтоватой жидкостью. Ожоги III степени сопровождаются омертвением глубоких слоев кожи, а при ожогах IV степени омертвевают кожа и подлежащие ткани (подкожная жировая клетчатка, мышцы, кости).
Поражения глаз. Наиболее вероятное повреждение зрения при ядерном взрыве - повреждение роговицы, в следствии теплового действия света и временная слепота, при которой человек теряет зрение на время от нескольких секунд до нескольких часов. Более серьезные повреждения сетчатки происходят, когда взгляд человека направлен непосредственно на огненный шар взрыва. Яркость огненного шара не изменяется с расстоянием (за исключением случая тумана), просто уменьшается его видимый размер. Таким образом, повредить глаза можно на практически любом расстоянии, на котором видна вспышка. Вероятность этого выше в ночное время, из-за более широкого раскрытия зрачка.
Световое излучение, как и любой свет, не проходит через непрозрачные материалы, поэтому для укрытия от него подойдут любые предметы, создающие тень. На расстояния, равные границе распространения ожогов третьей степени, ударная волна подходит от нескольких секунд, для небольшого взрыва, до минуты при мегатонном взрыве. Это время можно использовать для нахождения более надежного убежища.
Хорошо известно и такое явление, как оставление "теней" непрозрачными объектами на каком-либо фоне.

Образование "теней" происходит из-за выгорания (или, наоборот, обугливания) поверхности за непрозрачным предметом, в то время как в зоне его тени этого не происходит. В Хиросиме подобные тени оставались и от людей.

Проникающая радиация
Проникающая радиация - это поток гамма-лучей и нейтронов, испускаемый из области взрыва в течении нескольких секунд. Из-за очень сильного поглощения в атмосфере, проникающая радиация поражает людей только на расстоянии 2-3 км от места взрыва, даже для больших по мощности зарядов. Расстояния, пройдя которое поток ослабевает в 10 раз для различных величин взрывов:
1 кт: L = 330 м
10 кт: L = 440 м
100 кт: - L = 490 м
1 Мт: L = 560 м
10 Мт: L = 670 м
20 Мт: L = 700 м.
Таким образом, можно вычислить уровень радиации на любом расстоянии от эпицентра:

Doze - доза приникающей радиации в рад, D - расстояние в метрах, L - константа ослабления, X - мощность взрыва в килотоннах.
Действие радиации на организм, в долгосрочном плане проявляется мутациями, а в краткосрочном - лучевой болезнью различной степени тяжести. Ионизирующее излучение воздействует на клетки организма, вызывая разрушение их белковой структуры, это приводит к образованию свободных радикалов и других продуктов распада. Помимо смерти самой клетки, ее остатки вызывают общее отравление организма. Хотя клетка и имеет мощные возможности для самовосстановления, при интенсивном облучении не помогают и они.
Наиболее чувствительны к радиации интенсивно делящиеся клетки, т.к. если в момент деления будет разрушена одна клетка, то погибнут обе. Это ведет к истощению запаса этого типа клеток (если клетки интенсивно делятся, то они примерно с такой же скоростью и умирают). Таким образом, более всего страдают ткани костного мозга и лимфатической системы: эритроциты и лейкоциты постоянно обновляются в организме. Так же чувствительны клетки желудочно-кишечного тракта, клетки волосяного фолликула. Менее всего чувствительны к радиации неделящиеся клетки нервной системы. Из этого следует, дети и подростки более восприимчивы к радиации, чем взрослые, а наиболее чувствителен - эмбрион в утробе.
Действие проникающей радиации на человека ослабляется различными материалами. Ее уровень снижается в 10 раз после прохождения 11 см стали, либо 35 см бетона, либо 50 см грунта или кирпичной кладки, либо 1 м древесины.

Еденицы измерения радиации
Мерой ионизирующего действия является поглощенная единицей массы вещества энергия. Единицей этого является рад - поглощенная доза ионизирующего излучения, при которой облучаемое вещество массой 1 кг поглотит 0.01 Дж энергии. Степень поражения живой ткани радиацией зависит не только от поглощенной дозы, но и от "качества", природы излучения. Например, ионизирующая способность альфа-частиц, нейтронов, протонов в 10 раз превосходит гамма-лучей и электронов. Для оценки этого влияния вводится коэффициент биологического действия радиации:
Гамма- рентгеновские лучи: 1
Бета-излучение: 1
Альфа-излучение: 10 - 20 (при наружном/внутреннем облучении)
Быстрые нейтроны: 10 (в общем случае)
Быстрые нейтроны: 1 немедленное действие
Быстрые нейтроны: 4 - 6 развитие катаракты
Быстрые нейтроны: 10 развитие рака
Быстрые нейтроны: 20 развитие лейкоза
Скорректированная таким образом единица измерения, учитывающая действие на человека различных видов излучения, называется бэр (биологический эквивалент рентгена). Т.е. дозы, выраженные одинаковым числом бэр, вызывают одинаковый биологический эффект.
Кстати, широко известная единица измерения поглощенной энергии рентген является единицей действия только гамма- и рентгеновского излучения. Она соответствует поглощению 1 кг вещества 0.0094 Дж энергии.
Естественный радиационный фон, зависящий от высоты места, минерального состава почвы региона, находится в пределах 0.1 - 0.2 бэр/год. На горных вершинах, благодаря действию космических лучей фон увеличивается до 0.4 бэр/год. В некоторых местах, например в районах Бразилии, Индии, Шри-Ланки из-за повышенной концентрации радиоактивных пород доза годового облучения 0.5 - 12 бэр/год.

Воздействие различных доз радиации
При одномоментном облучении ионизирующем излучением возникает лучевая болезнь различной степени тяжести. Интересно отметить, что принятая как некая планка доза в 600 рад, летальная в большинстве случаев, для человека массой в 75 кг соответствует поглощению энергии в 450 Дж. При этом пуля массой 10 г, летящая на скорости 300 м/с (на излете траектории), имеет кинетическую энергию тоже в 450 Дж.
Менее 100 бэр.
Такие дозы не оказывают существенного влияния на здоровье. Изменения в составе крови начинаются с 25 бэр. Эти изменения включают в себя общие изменение содержания белых кровяных клеток (уменьшение лимфоцитов), уменьшение тромбоцитов, и небольшое уменьшение красных кровяных клеток, такое состояние определяется лишь по анализу крови и устанавливается в течении нескольких дней после облучения. Продолжительность изменений в организме - около месяца. При 50 бэр становятся заметными ослабление лимфатических желез, снижение иммунитета. 80 Бэр дают 50% вероятность временного бесплодия у мужчин.
100-200 бэр.
Симптомы умеренной степени тяжести. Возможна тошнота (в половине случаев при 200 бэр), иногда сопровождающаяся рвотой, появляющаяся через 3-6 часов после получения дозы и длящаяся от нескольких часов до дня. За этим следует период ремиссии, в течении которого пострадавший находится в нормальном самочувствии. Изменения в крови постепенно нарастают из-за естественной убыли и невосполнения кровяных клеток. Через 10-14 дней происходит следующее ухудшение самочувствия: потеря аппетита (у 50% при 150 бэр), недомогание, утомляемость (у 50% при 200 бэр) продолжающееся около месяца. В это время отмечается повышенная заболеваемость, из-за сниженного иммунитета, временное бесплодие у мужчин. Для доз из верхнего предела этого интервала клиническая картина сходная, за исключением меньшего периода ремиссии, более выраженных симптомов и большего периода выздоровления.
200-400 бэр.
Степень заболевания достаточно серьезна. Основной пораженной тканью организма остается кроветворная. Тошнота наблюдается у 100% пострадавших при облучении в 300 бэр, в половине случаев она сопровождается рвотой. Начальные симптомы выявляются уже после 1-6 часов и длятся 1-2 дня. После 7-14 дней ремиссии, они возвращаются, к ним может прибавиться потеря волос, недомогание, усталость, диарея. При дозах более 350 бэр появляются кровотечения изо рта, подкожные, гематурия - наличие крови в моче. Возможно постоянное бесплодие у мужчин, выздоровление занимает несколько месяцев.
400-600 бэр.
При таких дозах полученной радиации, смертность, без оказания серьезной медицинской помощи (пересадка костного мозга), резко идет вверх: от 50% при 350 бэр до 90% при 600. Первоначальные симптомы возникают в период от 30 мин до 2 часов и продолжаются до двух дней. После 1-2 недель появляются все признаки характерные для облучения в 200-400 бэр, только в гораздо более тяжелой форме. Смерть наступает после 2-12 недель от многочисленных кровоизлияний и заражения каким-либо заболеванием (иммунитет практически отсутствует). Период излечения - около года, состав крови нормализуется еще дольше. Может происходить развитие бесплодия у женщин.
600-1000 бэр.
Костный мозг отмирает практически полностью. Вероятность выжыть без его пересадки - отсутствует. Первоначальное ухудшение состояния наступает через 15-30 минут, и продолжается 2 дня. После 5-10 дней скрытого периода смерть наступает через 1-4 недели.
Более 1000 бэр.
Такие высокие дозы ионизирующего излучения вызывают немедленное нарушение обмена веществ, понос, кровотечения, потерю жидкости организмом и нарушение электролитного баланса.
При дозах 1000 - 5000 бэр это время уменьшается до 5-30 минут. Если удается пережить этот период, наступает фаза мнимого благополучия от пары часов до пары дней. Термальная фаза продолжается 2-10 дней, в течении ее больной впадает в прострацию, теряет аппетит, начинается кровавый понос. Пострадавший впадает в делирий, затем кому. Лечение таких доз направлено только на облегчение страданий умирающего.
Получение более 5000 бэр приводит к нарушением, затрагивающим непосредственно нервную систему. Человек моментально теряет ориентацию, чуть позже впадает в кому. Смерть наступает в течении двух суток.
Согласно оценкам, доза в 8000 бэр, например от нейтронной бомбы, ведет к моментальному впадению в кому и последующей смерти.

Ударная волна
Ударная волна представляет собой скачек уплотнения в атмосфере и движется со сверхзвуковой скоростью. Скачок уплотнения - это зона (очень небольшая), в которой происходит резкое (почти мгновенное) увеличение температуры, давления, плотности воздуха.

Помимо самого скачка давления за ним образуется спутный поток (сильный ветер). V ск, Р ск - скорость, давление развиваемое скачком уплотнения, V сп, Р сп - скорость спутного потока, давление спутного потока.
Ударная волна разрушает здания, сооружения и поражает незащищенных людей. Поражения, наносимые ударной волной непосредственно человеку, подразделяются на легкие, средние, тяжелые и крайне тяжелые. Легкие поражения характеризуются временным повреждением органов слуха, общей легкой контузией, ушибами и вывихами конечностей. Тяжелые поражения характеризуются сильной контузией всего организма; при этом могут наблюдаться повреждения головного мозга и органов брюшной полости, сильное кровотечение из носа и ушей, тяжелые переломы и вывихи конечностей.
Разрушения строительных сооружений, производимые избыточным давлением:
720 кг/м 2 (1 psi - фунт/кв. дюйм) - вылетают окна и двери;
2160 кг/м 2 (3 psi) - разрушение жилых домов;
3600 кг/м 2 (5 psi) - разрушение или сильное повреждение зданий из монолотного железобетона;
7200 кг/м 2 (10 psi) - разрушение особо прочных бетонных сооружений;
14400 кг/м 2 (20 psi) - выдерживают такое давление только специальные сооружения (типа бункеров).
Радиусы распространения этих зон давления можно рассчитать по следующей формуле:
R = C * X 0.333 ,
R - радиус в километрах, X - заряд в килотоннах, C - константа, зависящая от уровня давления:
C = 2.2, для давления 1 psi
C = 1.0, для давления 3 psi
C = 0.71, для давления 5 psi
C = 0.45, для давления 10 psi
C = 0.28, для давления 20 psi.

Радиоактивное заражение
Радиоактивное заражение - результат выпадения из поднятого на большую высоту облака взрыва огромного количества радиоактивных веществ - как ставших таковыми из-за наведенной радиоактивности, так и продуктов деления. Оседая на поверхность земли по направлению движения ветра, они создают радиоактивный участок, называемый радиоактивным следом. В зависимости от степени заражения этот участок условно делят на три зоны - умеренного, сильного и опасного заражения. Распад атомного ядра может пойти по 40 различным путям, с образованием 80 различных изотопов. Часть из них не радиоактивна, часть имеет очень короткий период полураспада, часть - очень длинный. Наибольшую опасность являют изотопы с периодом полураспада, измеряемым годами (а не днями или тысячами лет) - с одной стороны их активность достаточно велика, а с другой - сохраняется по меркам человеческой жизни очень долго, такие как цезий-137, стронций-89, 90, углерод-14, еще и трансурановые элементы - источники альфа-частиц.
Всего несколько кюри изотопа на км 2 делают район непригодным для проживания по современным нормам радиационной безопасности. Заряд мегатонного уровня производит достаточно радиоактивных веществ, чтобы покрыть территорию около 200 000 км 2 и сделать ее непригодной для хозяйственной деятельности.
При мощных взрывах (> 200 кт) столб гриба взрыва достигает верхних слоев стратосферы (30-40 км), что резко замедляет скорость выпадения осадков. Которые, при таких обстоятельствах, могут разноситься за сотни и тысячи километров от места взрыва.
Радиоактивное заражение характеризуется относительно невысоким уровне радиоактивности, но зато сохраняющимся в течении долгого периода времени и большой вероятностью попадания радиоактивных изотопов в организм человека. Это приводит к "отложенности" эффекта его проявления. Низкий фон позволяет организму восстанавливать поврежденные клетки, однако, в следствии долговременного облучения, существует вероятность "неправильной" починки или повреждения ДНК, в результате которого может развиться рак.
Для определения уровня радиоактивности после взрыва атомной бомбы деления хорошо подходит "правило семи". Оно состоит в том, что десятикратное снижение уровня радиоактивности происходит за увеличивающиеся в 7 раз промежутки времени. Так установившийся через 1 фон через 7 часов уменьшается в 10 раз. Через 7*7=49 ~ 2 дня радиация снижается в 100 раз по отношению к первому часу. После 7*2 дня = 2 недели уровень радиоактивности снизится еще на 90%, аналогично для 7* 2 недели = 3.5 месяца. Это правило соответствует отношению t -1.2 .

Типы и еденицы измерения радиоактивности
При распаде нестабильного изотопа испускается ионизирующее излучение. Оно бывает трех типов: альфа, бета, гамма. Испускаться может один или несколько из этих видов. Альфа-лучи состоят из положительно заряженных частиц - дважды ионизированных атомов гелия. Бета-лучи - это поток электронов. Гамма-лучи - высокоэнергетические фотоны.
Например, радий - излучает все три вида лучей, а стронций-90 - только бета. Для измерения радиоактивности наиболее часто используют кюри - 1 кюри - такое количество радиоактивного материала, что в нем происходит 3.7x10 10 распадов в секунду (как в 1 г радия-226).

Внешнее облучение
Внешнее облучение - это когда организм подвергается действию ионизирующего излучения, поступающего извне (короче говоря, человек не проглотил в себя радиоактивные изотопы). Выше уже говорилось о неодинаковости биологического эффекта действия различных видов лучей.
Тяжелые и неповоротливые альфа-частицы создают вокруг себя огромное количество ионов, но именно благодаря этому, их пробег в воздухе составляет несколько сантиметров, а задерживаться они могут листом бумаги или верхним слоем эпидермиса.
Бета-излучение обладает большей проникающей способностью, но все равно способно воздействовать исключительно на ткани организма, прилегающие к коже (в зависимости от энергии электрона глубина его проникновения от 1 мм до 1 см) и то, только на неприкрытые одеждой участки. Дезактивация (простое смывание с себя попавших на кожу частичек радиоактивных веществ, стрижка волос) способна практически исключить влияние этого типа радиоактивности. Но все же, если облучения не удалось избежать, развиваются такие симптомы: на коже ощущается зуд и чувство жжения во время первых 24-48 часов. Затем это проходит, но через 2-3 недели появляется покраснение, усиливается пигментация кожи. Затем следует выпадение волос.
При легком и умеренном течении болезни страдают только верхние участки кожи. Образуется корка, которая сменяется здоровой кожей, окруженной зоной усиленной пигментации. Нормальная пигментация восстанавливается в течении нескольких недель.
В тяжелых случаях появляются глубокие язвы. Излечение занимает месяцы.
Еще одна опасность от бета-лучей может состоять в том, что тормозясь в какой-либо металлической пластине, электроны рождают рентгеновское излучение, обладающее большой проникающей способностью.
Гама-излучение имеет очень большую проникающую способность, из-за чего облучению подвергаются все ткани организма.

Внутреннее облучение
Внутреннее облучение особо опасно - ведь в этом случае радиация действует изнутри непосредственно на клетки человека. Среди всех изотопов, находящихся в облаке взрыва, наибольший вред наносят изотопы углерода, йода, цезия и стронция.

I-131.
Йод-131 излучатель бета- и гамма-лучей с периодом полураспада 8.07 дней (активность 124 000 кюри/г). Его энергетика распада 970 кэВ, обычно распределена между 606 кэВ бета и 364 кэВ гамма. В следствии короткого времени жизни, йод представляет особую опасность в течении нескольких недель и опасность в несколько месяцев. Его удельное образование - примерно 2% от продуктов при взрыве бомбы деления - 1.6x10 5 кюри/кт. Йод-131 легко поглощается телом, в особенности щитовидной железой, и может стать причиной ее рака.

Cs-137.
Цезий-137 испускает бета- и гамма-излучение, со временем полураспада 30 лет (активность 87 кюри/г). Энергетика распада - 1.176 МэВ делится на: 514 кэВ энергия бета-частицы, 622 кэВ энергия гамма-кванта. Образуется его примерно 200 кюри/кт. Он представляет опасность в первую очередь как долговременный источник сильного гамма-излучения.
Цезий, как щелочной металл, имеет некоторое сходство с калием и распределяется равномерно по всему телу. Он может выводиться из организма - период его полувыведения около 50-100 дней.

St-89 и St-90.
Стронций-90 излучает только бета-частицы с энергией 546 кЭв, имеет период полураспада 28.1 года (активность 141 кюри/г), стронций-89 аналогично испускает электроны с энергией 1.463 МэВ, период полураспада 52 дня (активность 28200 кюри/г). Их выход при взрыве составляет 190 кюри Sr-90 и 3.8x10 4 Sr-89 на килотонну. Стронций-89 представляет опасность в течении нескольких лет после взрыва, стронций-90 остается в опасных концентрациях на столетия. Помимо излучение бета-частицы, распадающийся атом стронция-90 превращается в изотоп иттрия - иттрий-90, тоже радиоактивный, с периодом полураспада 64.2 часа, испускающего очень энергичный электрон при распаде - 2.27МэВ.
Поскольку стронций химически ведет себя подобно кальцию, он поглощается и накапливается в костях. Хотя большая его часть и выводится из организма (период полувыведения около 40 дней), чуть менее 10% стронция попадает в кости, период полувыведения из которых - 50 лет.
Безопасным считается содержание 2 микрокюри (14 нанограммов) стронция-90 в теле отдельного человека, а среднее его содержание у всех жителей не должно превышать 0.067 микрокюри. Это означает, что наличие 10 микрокюри Sr-90 в организме значительно увеличивает вероятность возникновения рака. Несколько тысяч испытанных мегатон в конечном итоге повысили содержание стронция в теле среднестатистического человека выше установленного предела для профессионального облучения на пару последующих поколений.

C-14 и T.
Изотопы углерод-14 и тритий (водород-3) не являются напрямую продуктами распада ядер тяжелых элементов. Они образуются при взрыве обычной атомной бомбы деления при взаимодействии испускаемых нейтронов с азотом воздуха:
N 14 + n -> T + C 12
N 14 + n -> C 14 + p
Тритий источник очень слабого бета-излучения (18.6 кэВ - примерно как в электронной трубки телевизора), период полураспада 12.3 года (активность 9700 кюри/г).
Углерод-14 также испускает слабое бета-излучение - 156 кэВ, период полураспада - 5730 лет (активность 4.46 кюри/г). При взрыве его создается примерно 3.4 г на килотонну (15.2 кюри/кт). По некоторым оценкам, атмосферные испытания в течении 1950-60-х годов привели к выбросу в атмосферу дополнительно 1.75 тонны (7.75x10 6 кюри) углерода-14. Для сравнения, до этого в природе находилось 1.2 тонны C-14: 1 т в атмосфере и 200 кг во всей биомассе планеты. Еще 50-80 тонн его были растворены в океане. Повышенные уровни этого изотопа обнаруживались в деревьях в течении 60-х годов.
C-14 и T - из-за того, что углерод и водород - основа белковой жизни, если такой радиоактивный элемент встроится в молекулу какого-либо белка, или ДНК, то распад его приведет к порче всей структуры молекулы. Поэтому попадание их в организм даже в незначительном количестве создает повышенную опасность мутаций.

Трансурановые источники альфа-излучения.
В ядерном оружии находятся заметные количества короткоживущих изотопов урана (U-232 и U-233) и трансурановые элементы Pu-239, Pu-240, Am-241. Из-за чрезвычайно большой ионизирующей способности альфа-частиц, при попадании внутрь эти элементы представляют собой серьезный риск для здоровья. Правда, после атомного взрыва их количество весьма невелико.
Если небольшая частичка попадает в легкие, она может остаться там и быть длительным источником облучения. Микрокюри альфа-излучателя производит облучение 3700 бэр/год легочной ткани, чрезвычайно увеличивая риск рака.
Уран и трансурановые элементы остеотропны (накапливаются в костной ткани). Если плутоний откладывается в костях, время его полувыведения около 80-100 лет, т.е. он остается там практически навсегда. Так же, плутоний накапливается в печени, с периодом полувыведения 40 лет. Максимальная допустимая концентрация Pu-239 в организме 0.6 микрограмма (0.0375 микрокюри) и 0.26 микрограмма (0.016 микрокюри) для легких.

Электромагнитный импульс
Ядерный взрыв производит огромное количество ионизированных частиц, сильнейшие токи и электромагнитное поле, называемое электромагнитным импульсом (ЭМИ). На человека оно не оказывает никакого влияния (по крайней мере в пределах изученного), зато повреждает электронную аппаратуру. Большое количество ионов, оставшихся после взрыва, мешает коротковолновой связи и работе радаров.
На образование ЭМИ очень значительное влияние оказывает высота взрыва. ЭМИ силен при взрыве на высотах ниже 4 км, и особенно силен при высоте более 30 км, однако менее значителен для диапазона 4-30 км. Это происходит из-за того, что ЭМИ образуется при несимметричном поглощении гамма-лучей в атмосфере. А на средних высотак как раз такое поглощение происходит симметрично и равномерно, не вызывая больших флуктуаций в распределении ионов.
Зарождение ЭМИ начинается с чрезвычайно короткого, но мощного выброса гамма-лучей из зоны реакции. На протяжении ~10 наносекунд в виде гамма-лучей выделяется 0.3% энергии взрыва. Гамма-квант, сталкиваясь с атомом какого-либо газа воздуха выбивает из него электрон, ионизируя атом. В свою очередь этот электрон сам способен выбить своего собрата из другого атома. Возникает каскадная реакция, сопровождающаяся образованием до 30 000 электронов на каждый гамма-квант.
На низких высотах, гамма-лучи, испущенные по направлению к земле, поглощаются ею, не производя большого количества ионов. Свободные электроны, будучи гораздо легче и проворнее атомов, быстро покидают область, в которой они зародились. Образуется очень сильное электромагнитное поле. Это создает очень сильный горизонтальный ток, искру, рождающую широкополосное электромагнитное излучение. В то же время, на земле, под местом взрыва, собираются электроны "заинтересовавшиеся" скоплением положительно заряженных ионов непосредственно вокруг эпицентра. Поэтому сильное поле создается и вдоль Земли.

И хотя в виде ЭМИ излучается очень незначительная часть энергии - 1/3x10 -10 , это происходит за очень короткий промежуток времени. Так что мощность, развиваемая им огромна: 100 000 МВт.
На больших высотах происходит ионизация расположенных ниже плотных слоев атмосферы. На космических высотах (500 км) область такой ионизации достигает 2500 км. Максимальная ее толщина - до 80 км. Магнитное поле Земли закручивает траектории электронов в спираль, образуя мощный электромагнитный импульс на несколько микросекунд. В течении нескольких минут между поверхностью Земли и ионизированным слоем возникает сильное электростатическое поле (20-50 кВ/м), пока большая часть электронов не будет поглощена вследствие процессов рекомбинации. Хотя пиковая напряженность поля при высотном взрыве составляет всего 1-10% от наземного, на образование ЭМИ уходит в 100 000 больше энергии - 1/3x10 -5 всей выделившейся, напряженность остается примерно постоянной под всем ионизированным районом.
Воздействие ЭМИ на технику. Сверхсильное электромагнитное поле индуцирует высокое напряжение во всех проводниках. ЛЭП будут фактически являться гигантскими антеннами, наведенное в них напряжение вызовет пробой изоляции и выход из строя трансформаторные подстанции. Выйдет из строя большинство специально не защищенных полупроводниковых приборов. В этом плане большую фору микросхемам даст старая добрая ламповая техника, которой нипочем ни сильная радиация, ни сильные электрические поля.

Антон Волков

На основе Section 5.0 Nuclear Weapons FAQ, Carey Sublette,

УДК 621.365.2:62-786

РОССИЙСКОЕ ОТКРЫТОЕ АКЦИОНЕРНОЕ ОБЩЕСТВО

ЭНЕРГЕТИКИ И ЭЛЕКТРИФИКАЦИИ "ЕЭС РОССИИ"

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ ПО ВЫБОРУ КОМПЛЕКТОВ

ДЛЯ ЗАЩИТЫ ОТ ВОЗДЕЙСТВИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ДУГИ

РАЗРАБОТАНЫ: Департаментом технического аудита и генеральной инспекции ОАО РАО "ЕЭС России", Обществом с ограниченной ответственностью "Институт охраны труда и технического аудита" (ООО "Институт охраны труда и технического аудита"), ЗАО "ФПГ "Энергоконтракт".

ИСПОЛНИТЕЛИ: М.Ю. Львов, Ю.И. Жуков, Ю.И. Медведев, В.Т. Медведев, А.В. Каралюнец, А.М. Большунов, И.Б. Филиппова.

СОГЛАСОВАНЫ: Общественным объединением "Всероссийский Электропрофсоюз" (ОО "Всероссийский Электропрофсоюз").

УТВЕРЖДЕНЫ: Членом Правления, Техническим директором ОАО РАО "ЕЭС России" Б.Ф. Вайнзихером 08.10.2007.

Введение

Настоящие Методические указания разработаны для определения основных принципов выбора комплектов для защиты от воздействия электрической дуги в соответствии с положениями Межотраслевых правил по охране труда , Методических рекомендаций по определению технических требований к комплектам для защиты от воздействия электрической дуги , Инструкции по применению и испытанию средств защиты, используемых в электроустановках .

Данные средства защиты обязательны к применению:

В соответствии с Типовыми отраслевыми нормами бесплатной выдачи специальной одежды, специальной обуви и других средств индивидуальной защиты работникам организаций электроэнергетической промышленности (далее - нормы)

Электромонтерам по обслуживанию электрооборудования электростанций;

Электромонтерам по ремонту и обслуживанию электрооборудования;

Электромонтерам оперативно-выездной бригады;

Электромонтерам по ремонту воздушных линий электропередачи;

Электромонтерам по обслуживанию подстанций;

Электромонтерам по эксплуатации распределительных сетей;

Электромонтерам по ремонту и монтажу кабельных линий;

Электромонтерам по ремонту оборудования распределительных устройств;

Электромонтерам главного щита управления электростанций;

Электромонтерам-линейщикам по монтажу воздушных линий высокого напряжения и контактной сети.

В соответствии с Правилами обеспечения работников специальной одеждой, специальной обувью и другими средствами индивидуальной защиты

Работникам, временно выполняющим работу по профессиям и должностям, предусмотренным нормами;

Бригадирам, мастерам, выполняющим обязанности бригадиров, помощникам и подручным рабочих, профессии которых предусмотрены в нормах;

Работникам, если они по занимаемой должности или профессии являются старшими и выполняют работы, которые дают право на получение СИЗ, предусмотренных нормами;

Рабочим, совмещающим профессии или постоянно выполняющим совмещаемые работы, в том числе и в комплексных бригадах, дополнительно выдаются СИЗ, предусмотренные нормами.

Требования настоящих Методических указаний к средствам индивидуальной защиты от термических рисков соответствуют Директиве Совета ЕЭС 89/686/ЕЭС . По международной классификации средства индивидуальной защиты от термических рисков электрической дуги относятся к третьему классу опасности.

1. Общие требования

1.1. Комплект должен обеспечивать комплексную термостойкую защиту работающего (туловища, головы, рук и ног).

Комплект должен соответствовать требованиям ГОСТ 12.4.011-89 в части классификации и общих требований к средствам защиты.

Состав комплекта определяется нормами и включает:

Костюм (летний/зимний, мужской/женский) для защиты от воздействия электрической дуги из ткани, выполненной из термостойких волокон с постоянными защитными свойствами;

Костюм летний (мужской/женский) для защиты от воздействия электрической дуги из ткани, выполненной из термостойких волокон с постоянными защитными свойствами, противоэнцефалитный;

Куртку-накидку (мужскую/женскую) для защиты от воздействия электрической дуги из ткани, выполненной из термостойких волокон с постоянными защитными свойствами;

Подшлемник термостойкий (летний/зимний);

Перчатки термостойкие;

Белье термостойкое (мужское/женское);

Белье хлопчатобумажное (мужское/женское),

Каску термостойкую с защитным экраном для лица с термостойкой окантовкой;

Обувь специальную для защиты от повышенных температур, механических воздействий на маслобензостойкой подошве (летнюю/зимнюю).

1.2. Все составляющие комплекта должны иметь документацию, подтверждающую их защитные свойства.

Костюм (летний/зимний, мужской/женский), куртка-накидка (мужская/женская), подшлемник термостойкий (летний/зимний), перчатки термостойкие, белье термостойкое должны иметь сертификаты соответствия со ссылкой на IEC (МЭК) 61482.1 и EN (EH ) 531 , технические условия производителя, протоколы испытаний, санитарно-эпидемиологическое заключение. Санитарно-эпидемиологическое заключение на зимнюю одежду должно иметь указание по ее применению в климатических регионах (поясах).

Белье хлопчатобумажное (мужское/женское), должно иметь сертификат соответствия со ссылкой на ГОСТ 20462-87 , ГОСТ 904-87 , санитарно-эпидемиологическое заключение.

Белье термостойкое (мужское/женское) должно иметь сертификат соответствия со ссылкой на IEC (МЭК) 61482.1 и EN (EH ) 531, ГОСТ 20462-87, ГОСТ 904-87, техническую документацию производителя, протоколы испытаний, санитарно-эпидемиологическое заключение.

Каска термостойкая с защитным экраном для лица и термостойкой окантовкой должна иметь сертификат соответствия со ссылкой на ГОСТ 12.4 207-99 (каска) , ГОСТ 12.4.023-84 (экран) , санитарно-эпидемиологическое заключение.

Обувь специальная должна иметь сертификат соответствия со ссылкой на ГОСТ 12.4.032-77 , ГОСТ 12.4.137-84 , ГОСТ 28507-90 , техническую документацию производителя, а также санитарно-эпидемиологическое заключение.

1.3. Одежда, входящая в состав комплекта, должна обеспечивать разноуровневую защиту в соответствии со следующей градацией:

1 уровень - 5 кал/см 2 ;

2 уровень - 20 кал/см 2 ;

3 уровень - 40 кал/см 2 ;

4 уровень - 60 кал/см 2 ;

5 уровень - 80 кал/см 2 ;

6 уровень -100 кал/см 2 .

Уровень защиты каждого костюма (комплекта) определяется на основании результатов испытаний по стандарту IEC (МЭК) 61482.1 и указывается в соответствующих протоколах испытаний на костюм (комплект).

1.4. Комплекты должны подбираться в зависимости от вида обслуживаемой электроустановки.

В целях прогнозирования уровня опасности проводится "оценка риска" конкретного обслуживаемого электрооборудования на основании следующих параметров: вид распредустройства, сила тока, время воздействия дуги, напряжение, расстояние между электродами, расстояние до источника дуги.

Расчет может быть проведен в соответствии с руководством IEEE 1584-2002 .

В соответствии с результатом расчета вероятной величины энергии падающего теплового потока, генерируемого электрической дугой, для конкретной электроустановки осуществляется подбор комплекта соответствующего уровня защиты.

1.5. Одежда и трикотажные изделия, входящие в комплект, должны изготавливаться из материалов, выполненных из термостойких волокон с постоянными защитными свойствами, сохранять защитные свойства на протяжении всего срока эксплуатации и выдерживать не менее 50 стирок.

Постоянство защитных свойств подтверждается проведением сравнительных испытаний пакетов тканей, соответствующих каждому типу летних костюмов, до и после проведения 50-кратных стирок по стандарту IEC (МЭК) 61482.1.

1.6. Ресурс работы одежды и изделий из термостойких материалов определяется нормами и должен быть не менее двух лет. Поэтому ткани, из которых они изготовлены, должны обеспечивать стойкость к механическим повреждениям, иметь высокие прочностные характеристики и сохранность внешнего вида после стирок. Физико-механические показатели ткани верха должны соответствовать следующим величинам:

Изменение линейных размеров после мокрой обработки не более 2,5 %.

1.7. Костюмы для защиты от воздействия электрической дуги используют в качестве спецодежды для повседневной носки в течение рабочей смены, поэтому они должны быть легкие, удобные и гигиеничные. Поверхностная плотность материалов костюма должна быть не более 250 г/м 2 . Вес летнего костюма размера 52-54 роста 170-176 см - не более 1,5 кг, вес костюма того же размера, защищающего от пониженных температур, не должен превышать 5 кг. Для материалов летнего костюма воздухопроницаемость - не менее 30 дм 3 /м 2 с, гигроскопичность - не менее 7%.

Физико-механические показатели, полученные в результате сравнительных испытаний пакетов тканей, соответствующих каждому типу летних костюмов, до и после 50 стирок не должны снижаться более чем на 20 %, что должно подтверждаться протоколами испытаний.

1.8. Комплекты в соответствии с перечнем профессий должны обеспечивать работу на протяжении рабочей смены в летнее и зимнее время года в различных климатических районах Российской Федерации.

2. Требования к одежде

2.1. Конструкция костюмов должна обеспечивать потребителю максимально возможную степень комфорта, согласующуюся с прочностью и эффективностью по защитным характеристикам, а также простое и правильное надевание/снятие.

Костюмы должны изготавливаться в соответствии с техническими условиями, утвержденными Департаментом технического аудита и генеральной инспекции КЦ и согласованными с ОО "Всероссийский Электропрофсоюз".

Конструкция комплекта не должна создавать дополнительного притока воздуха к телу пользователя.

Допускается объединять несколько размерных интервалов и изготавливать одежду других размеров по согласованию с потребителем и в соответствии с нормативными документами.

При выполнении персоналом работ в районах возможного обитания энцефалитного клеща, летний костюм должен быть изготовлен с учетом защиты от проникновения клеща к телу пользователя.

Фурнитура комплекта и детали его отделки должны быть химо-термостойкими или защищенными от термического воздействия слоями термостойкого материала.

Застежки должны легко расстегиваться для обеспечения быстрого удаления одежды при аварийной ситуации.

Определение теплоизоляции зимнего костюма по ГОСТ Р 12.4.185-99 подтверждается протоколами испытаний.

Гарантийный срок хранения должен быть не менее 5 лет.

Одежда должна быть ремонтопригодной. Каждый костюм должен сопровождаться комплектом для мелкого ремонта.

2.2. Требование к конструкции термостойких трикотажных изделий: белью, подшлемникам, перчаткам, входящих в комплект.

2.2.1. Конструкции термостойкого белья должны базироваться на моделях мужского и женского белья из трикотажного полотна и соответствовать ГОСТ 20462, ГОСТ 904 и техническим условиям. Термостойкое белье может быть утепленным.

2.2.2. Подшлемник термостойкий должен изготавливаться по технической документации в летнем и зимнем вариантах.

2.2.3. Конструкция подшлемника должна закрывать лоб и шею для защиты от ожогов в случае возникновения термического воздействия.

2.2.4. Перчатки термостойкие должны изготавливаться из термостойких нитей, пятипалые, с напульсником и соответствовать ГОСТ 5007-87 и технической документации.

3. Требования к каске с защитным экраном для лица

Каска должна изготавливаться из диэлектрических материалов, стойких к повышенным температурам.

Механическая прочность каски должна сохраняться при пониженных температурах до минус 50 °С.

Щиток (экран) защитный для лица должен обязательно иметь негорючую окантовку, что позволяет уменьшить деформацию щитка при термическом воздействии.

4. Требования к обуви

Обувь должна защищать от механических повреждений, повышенных температур, кислот, щелочей, нетоксичной и взрывоопасной пыли в летний и зимний периоды года. Зимняя обувь должна изготавливаться с учетом применения в различных климатических поясах.

При термическом воздействии:

Верх и подошва обуви должны быть негорючими;

Швы обуви не должны вскрываться;

Подошва не должна отклеиваться, расслаиваться, плавиться и должна выдерживать повышенные температуры до 300 °С;

Конструкция обуви в целом должна сохранять форму.

5. Требования по эксплуатации

Эксплуатация и хранение комплектов должна осуществляться в соответствии с требованиями изготовителей.

Термостойкие костюмы, белье, подшлемники и обувь, являясь средствами индивидуальной защиты, закрепляются за конкретными работниками в соответствии с размером и ростом. Применяемая для дополнительной защиты и используемая на период переключений куртка-накидка может быть дежурной.

Комплект должен подбираться работнику с учетом показателей оценки риска на рабочем месте.

Комплектующие, имеющие регулировку, должны быть тщательно подогнаны.

Во время выполнения работ костюм должен быть полностью застегнут, шея, лоб, руки должны быть дополнительно защищены термостойкими изделиями (перчатками, подшлемником), щиток (экран), закрепленный на каске, должен быть опущен, ноги должна защищать термоустойчивая обувь.

Для обеспечения безопасной работы все изделия, входящие в состав комплекта, не должны иметь загрязнений, снижающих их защитные свойства.

6. Требования к маркировке

Маркировка должна соответствовать ГОСТ 12.4.115-82 , ГОСТ Р 12.4.218-99 и содержать основные сведения:

Наименование, товарный знак изготовителя и его местонахождение;

Размер, рост;

Тип комплекта, модель защитного костюма;

Сведения о защитных свойствах с указанием наименования и величины опасного или вредного производственного фактора,

Сведения об уходе за изделием.

Маркировка наносится на ярлыки и ее изображение должно быть стойким. Обозначение защитных свойств по ГОСТ 12.4.103-83 .

Допускается нанесение на изделия пиктограмм в соответствии с ГОСТ Р 12.4.218-99.

Руководство (инструкция) по эксплуатации должно прикладываться к каждому комплекту и должно содержать информацию об уровнях защиты костюмов (комплектов), условиях эксплуатации, о правилах ухода и ремонта за изделиями, о системе маркировки.

Требования по выбору комплектов, защищающих от электрической дуги, приведены в табличной форме в Приложении 1.

7. Оценка эргономики комплектов

Оценка эргономики комплектов, впервые поставляемых на промышленные предприятия, должна проводиться в соответствии с Программой и методикой производственных испытаний (опытных носок) в Приложении 2.

Соответствие требований эргономики оцениваются по результатам производственных испытаний (опытных носок) комплектов сроком не менее 12 месяцев.

Данные испытания проходят сертифицированные изделия, имеющие перечисленные выше заключения по защитным свойствам.

В ходе испытаний оценивается легкость и удобство конструкции с учетом возможных движений и поз, принимаемых в процессе работы, отсутствие выступающих частей и жестких швов на деталях комплекта, которые могут вызвать раздражение кожи или травму при контакте с телом работника.

Комплекты считаются успешно прошедшими испытания при условии их соответствия всем требованиям, указанным в разделах методических указаний 1-6.

По результатам производственных испытаний выдается Акт о результатах проведения производственных испытаний с заключением о возможности/невозможности применения комплектов на промышленных предприятиях.

8. Список литературы

1. Межотраслевые правила по охране труда (правила безопасности) при эксплуатации электроустановок ПОТ Р М-016-2001 (Постановление Минтруда РФ от 05.01.2001г. № 3).

3. Инструкция по применению и испытанию средств защиты, используемых в электроустановках (Приказ Минэнерго России от 30.06.2003 г. № 261).

4. Типовые нормы бесплатной выдачи специальной одежды, специальной обуви и других средств индивидуальной защиты работникам организаций электроэнергетической промышленности, утвержденные Постановлением Министерства труда и социального развития Российской Федерации от 26 апреля 2004 г. № 54.

5. Правила обеспечения работников специальной одеждой, специальной обувью и другими средствами индивидуальной защиты (Постановление Минтруда РФ от 18.12.1998 г. № 51).

6. Директива Совета ЕЭС от 21 декабря 1989 г. в области сертификации средств индивидуальной защиты (89/686/ЕЭС).

7. IEC (МЭК) 61482.1 Международный стандарт. Работа под током. Огнестойкие материалы для изготовления одежды для теплозащиты рабочих. Тепловые факторы риска электрической дуги. Методы испытаний.

8. EN (EH ) 531 Европейский стандарт. Защитная одежда для работников промышленности, подвергшихся тепловому воздействию (за исключением одежды для пожарных и сварщиков).

9. IEEE 1584-2002 Руководство Института инженеров по электротехнике и электронике по методике расчета опасных факторов электрической дуги.

10. ГОСТ 12.4.011-89 (СТ СЭВ1086-88) ССБТ. Средства защиты работающих. Общие требования и классификация.

11. ГОСТ 20462-87 Изделия трикотажные бельевые для мужчин и мальчиков. Общие технические условия.

12. ГОСТ 904-87 Изделия трикотажные бельевые для женщин и девочек. Общие технические условия.

13. ГОСТ 12.4.207-99 ССБТ. Каски защитные. Общие технические требования. Методы испытаний.

14. ГОСТ 12.4.023-84 ССБТ. Щитки защитные лицевые. Общие технические требования и методы контроля.

15. ГОСТ 12.4.032-77 Обувь специальная кожаная для защиты от повышенных температур. Технические условия.

16. ГОСТ 12.4.137-84 Обувь специальная кожаная для защиты от нефти, нефтепродуктов, щелочей, нетоксичной и взрывоопасной пыли. Технические условия.

17. ГОСТ 28507-90 Обувь специальная кожаная для защиты от механических воздействий. Общие технические условия.

18. ГОСТ Р 12.4.185-99 ССБТ. Средства индивидуальной защиты от пониженных температур. Методы определения теплоизоляции комплекта.

19. ГОСТ 5007-87 Изделия трикотажные перчаточные. Общие технические условия.

20. ГОСТ 12.4.115-82 ССБТ. Средства индивидуальной защиты работающих. Общие требования к маркировке.

21. ГОСТ Р 12.4.218-99 ССБТ. Одежда специальная. Общие технические требования.

22. ГОСТ 12.4.103-83 Система стандартов безопасности труда. Одежда специальная защитная, средства индивидуальной защиты ног и рук. Классификация.

ПРИЛОЖЕНИЕ 1

СВОДНАЯ ТАБЛИЦА ТРЕБОВАНИЙ, ПРЕДЪЯВЛЯЕМЫХ ПРИ ВЫБОРЕ КОМПЛЕКТОВ, ЗАЩИЩАЮЩИХ ОТ ВОЗДЕЙСТВИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ДУГИ

№ п/ п	Требования	Подтверждение соответствия требованиям
	Комплекты должны обеспечивать комплексную защиту работников. Состав комплекта определяется в соответствии с Постановлением Министерства труда и социального развития РФ от 26.04.04 г. №54 п.п.31, 32, 42, 43, 44, 55, 56, 59 и может включать в себя:	Наличие у работника термостойких СИЗ тела, головы, рук и ног.
1.1.	Костюм летний изготовлен из ткани, выполненной из термостойких волокон с постоянными защитными свойствами (типа Номекс®), мужской и женский.	Наличие сертификата соответствия со ссыпкой на IEC (МЭК) 61482.1 и EN (EH ) 531;
		Наличие образца изделия.
1.2.	Костюм летний противоэнцефалитный изготовлен из ткани, выполненной из термостойких волокон с постоянными защитными свойствами (типа Номекс®), мужской и женский. (В регионах обитания энцефалитного клеща костюм летний должен быть заменен на костюм летний противоэнцефалитный.)
		Наличие санитарно-эпидемиологического заключения;
		Наличие образца изделия.
1.3.	Костюм зимний изготовлен из ткани, выполненной из термостойких волокон с постоянными защитными свойствами (типа Номекс®), для II и III климатических поясов, мужской и женский.	Наличие сертификата соответствия со ссылкой на IE С (МЭК) 61482.1 и EN (EH ) 531;
		Наличие санитарно-эпидемиологического заключения;
		Наличие образца изделия.
1.4.	Костюм зимний изготовлен из ткани, выполненной из термостойких волокон с постоянными защитными свойствами (типа Номекс®), для IV и особого климатических поясов, мужской и женский.	Наличие сертификата соответствия со ссылкой на IEC (МЭК) 61482.1 и EN (EH ) 531;
		Наличие санитарно-эпидемиологического заключения;
		Наличие образца изделия.
1.5.	Куртка-накидка изготовлена из ткани, выполненной из термостойких волокон с постоянными защитными свойствами (типа Номекс®).	Наличие сертификата соответствия со ссылкой на IE С (МЭК) 61482.1 и EN (EH )531;
		Наличие санитарно-эпидемиологического заключения;
		Наличие образца изделия.
1.6.	Перчатки термостойкие.	Наличие сертификата соответствия со ссылкой на ГОСТ 5007-87, IE С (МЭК) 61482.1 и EN (EH ) 531;
		Наличие санитарно-эпидемиологического заключения;
		Наличие образца изделия.
1.7.	Подшлемник термостойкий летний.	Наличие сертификата соответствия со ссылкой на IE С (МЭК) 61482.1 и EN (EH ) 531;
		Наличие санитарно-эпидемиологического заключения;
		Наличие образца изделия.
1.8.	Подшлемник термостойкий зимний.	Наличие сертификата соответствия со ссылкой на IE С (МЭК) 61482.1 и EN (EH ) 531;
		Наличие санитарно-эпидемиологического заключения;
		Наличие образца изделия.
1.9.	Каска термостойкая с защитным экраном для лица с термостойкой окантовкой.	Наличие сертификата соответствия со ссылкой на ГОСТ Р 12.4.207-99 (каска) и с указанием эксплуатации каски до минус 50 °С, ГОСТ 12.4.023-84 (экран);
		Наличие санитарно-эпидемиологического заключения;
		Наличие образца изделия.
1.10	Белье хлопчатобумажное, мужское и женское.	Наличие сертификата соответствия со ссылкой на ГОСТ 20462-87, ГОСТ 904-87;
		Наличие санитарно-эпидемиологического заключения;
		Наличие образца изделия.
1.11.	Белье термостойкое, мужское и женское.	Наличие сертификата соответствия со ссылкой на ГОСТ 20462-87, ГОСТ 904-87, IE С (МЭК) 61482.1 и EN (ЕН) 531;
		Наличие санитарно-эпидемиологического заключения;
		Наличие образца изделия.
1.12.	Обувь (ботинки, полуботинки, полусапоги или сапоги) кожаная летняя и зимняя для защиты от повышенных температур, на маслобензостойкой подошве.	Наличие сертификата соответствия со ссылкой на ГОСТ 12.4.032-77, ГОСТ 12.4.137-84, ГОСТ 28507-90;
		Наличие санитарно-эпидемиологического заключения;
		Наличие образца изделия (полупара).
	Подбор защитных комплектов осуществляется на основании проведения расчета оценки риска обслуживаемого оборудования, учитывая такие факторы как: Вид распредустройства (ОРУ, ЗРУ); Сила тока (кА); Время воздействия дуги (сек); Напряжение (кВ); Расстояние между электродами (см); Расстояние до источника дуги (м).	Таблицы сделанного по методике IE ЕЕ 1584-2002 расчета оценки риска, существующего при обслуживании заказчиком конкретных электроустановок.
	Обеспечение разноуровневой защиты. Комплекты должны обеспечивать защиту от тепловых факторов электрической дуги в диапазоне до 100 кал/см 2 . Уровень защиты выбирается в соответствии с проведенной оценкой риска. Уровни защиты: I уровень - 5 кал/см 2 ; II уровень - 20,0 кал/см 2 ; III уровень - 40,0 кал/см 2 ; IV уровень - 60,0 кал/см 2 ; V уровень - 80,0 кал/см 2 ; VI уровень - 100,0 кал/см 2 .	Необходимо предоставить:
		Протоколы испытаний по методике IE С (МЭК) 61482.1 по каждому комплекту в соответствии с уровнем защиты (после проведения 5 и 50 стирок);
		Образцы комплектов, обеспечивающие каждый из требуемых уровней защиты, с указанием фактического уровня защиты комплекта.
	Постоянство защитных свойств костюмов (ткани) в течение всего срока эксплуатации (2 года). Значение электродугового термического воздействия одного и того же пакета ткани до и после 50-ти кратных стирок не должно снижаться больше чем на 5 %.	Оценивается посредством сравнительного анализа протоколов испытаний по стандарту IE С(МЭК) 61482.1:
		Протоколы испытаний пакета материалов (для летнего костюма) и ткани верха (для зимнего костюма) после 5 и 50 стирок.
	Физико-механические характеристики ткани верха: Поверхностная плотность ткани не более 250 г/м 2 ; Стойкость к истиранию не менее 4000 циклов; Разрывные нагрузки не менее 800 Н; Воздухопроницаемость, дм 3 /м 2 с, не менее 30; Гигроскопичность, не менее 7 %; Усадка ткани после стирки не должна превышать: по основе -2,5 %, по утку - 2,5 %; Величина показателей ткани верха до и после 50-кратных стирок не должна ухудшаться более чем на 20%.	Оценка потребительских свойств проводится посредством сравнительного анализа протоколов испытаний физико-механических характеристик ткани верха:
		Протоколы испытаний ткани верха (после 5 стирок);
		Протоколы испытаний ткани верха после проведения 50 стирок совместно с протоколами о проведении стирок (протоколы о проведении химических чисток не рассматриваются).
	Защитные комплекты должны соответствовать требованиям эргономики и эстетики:
	Общий вес не должен превышать: Для летних костюмов - 1,5 кг; Для зимних костюмов - 5 кг.	Вес определяется взвешиванием образцов продукции.
	Комплекты должны быть удобны в носке в течение рабочей смены.	Отзывы и заключения заказчиков, использовавших данную продукцию, или акты (заключения) о проведении опытной носки.
	Маркировка костюмов соответствует ГОСТ Р 12.4.218-99, ГОСТР 12.4.115-82 и EN (EH ) 531	Оцениваются образцы предлагаемых к поставке изделий.
	Размер изделий указывается в соответствии с ГОСТ Р 12.4.218-99.	Оцениваются образцы предлагаемых к поставке изделий.
	Наличие инструкции по эксплуатации по ГОСТ Р 12.4.218-99.	Инструкция по эксплуатации, оформленная в соответствии с ГОСТ Р 12.4.218-99.
	Комплекты должны быть ремонтопригодными.	Предоставляется информация о ремонтопригодности изделия. К каждому комплекту должны прилагаться ремкомплекты.

ПРИЛОЖЕНИЕ 2

ТИПОВАЯ ПРОГРАММА И МЕТОДИКА ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ ИСПЫТАНИЙ КОМПЛЕКТОВ ДЛЯ ЗАЩИТЫ ОТ ВОЗДЕЙСТВИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ДУГИ

1. Область применения

Настоящая типовая программа и методика производственных испытаний устанавливает программу и методику проведения производственных испытаний (далее - испытания) комплектов для защиты от воздействия электрической дуги, впервые поставляемых на энергопредприятия.

2. Назначение

Настоящая типовая программа и методика производственных испытаний (далее - программа и методика испытаний) предназначена для оценки соответствия заявленной на испытания продукции требованиям Методических указаний и технических условий на комплекты.

3. Порядок проведения и оформления испытаний

3.1. Производственные испытания проводятся комиссией, в состав которой входят: технические руководители энергопредприятий, представители служб охраны труда и технической инспекции. В комиссию целесообразно привлекать представителей профсоюза, государственных надзорных органов и независимых экспертов.

3.2. Комиссия в соответствии с требованиями настоящего стандарта определяет место поведения испытаний (предприятие), ответственное лицо за проведение испытаний, перечень профессий, тип комплекта, соответствующий условиям работы в электроустановках, их количество и продолжительность проведения испытаний, но не менее 12 месяцев.

3.3. Испытания по оценке эргономики каждого вида комплектов проводятся как в закрытом помещении, так и на улице при воздействии внешних факторов, обусловленных климатом местности в период проведения испытаний, а также при воздействии вредных производственных факторов, в том числе и при выполнении плановых ежедневных переключений и ремонтных работ.

3.4. После проведения производственных испытаний составляется Акт о результатах проведения производственных испытаний комплектов для защиты от воздействия электрической дуги. В Акте должна быть указана информация:

О составе комиссии;

О наименовании предприятия, проводящего испытания и сроках их проведения;

О наименовании изготовителя и поставщика с реквизитами;

О перечне профессий и условиях работы;

О полноте представленной документации;

О комплектности поставки;

О наименовании каждого вида средств индивидуальной защиты (СИЗ), представленного на испытания;

Об изменении эргономических и потребительских характеристик.

В заключении Акт должен содержать заключение комиссии с выводами и рекомендациями:

О соответствии/несоответствии представленных образцов требованиям заказчика;

Рекомендации к использованию/отказу в применении данного комплекта на промышленных предприятиях ОАО РАО "ЕЭС России" в качестве комплексных средств индивидуальной защиты от воздействия электрической дуги;

Если за период испытаний в процессе эксплуатации костюм потерял свой внешний вид (наличие механических повреждений, превышение допустимого процента усадки ткани, потеря цветоустойчивости и т.п.), то он считается не прошедшим опытную эксплуатацию и не допускается к использованию.

Комплект считается прошедшим испытания, если он соответствует всем требованиям эргономики.

3.5. Программа испытаний утверждаются председателем комиссии. Акт подписывается председателем и всеми членами комиссии.

4. Программа испытаний

4.1. Проведение экспертизы технической документации.

4.2. Проведение экспертизы испытываемого комплекта на соответствие представленной технической документации.

4.3. Проведение испытаний по оценке эргономических и потребительских свойств комплекта.

4.4. Оценка сохранности эргономических и потребительских свойств после стирок. В Акт заносятся результаты визуальной и органолептической оценки изделий.

5. Методика испытаний

5.1. Проведение экспертизы технической документации.

Представленная документация должна соответствовать объекту экспертизы, для чего проводится их идентификация. Проведение экспертизы нормативной документации заключается в установлении комплектности, полноты достоверности и правильности представленной документации, а также в формировании замечаний и предложений по результатам рассмотрения представленной технической документации.

Для проведения экспертизы технической документации необходимо предъявить: технические условия или техническое описание, протоколы испытаний на стойкость к тепловым факторам электрической дуги до и после 50-ти кратных стирок, руководство по эксплуатации и уходу, санитарно-эпидемиологические заключения и сертификаты в системе ГОСТ Р на продукцию, входящую в состав комплекта. В сертификатах соответствия и протоколах испытаний на термостойкую продукцию должна быть ссылка на стандарты IEC (МЭК) 61482.1 и EN (ЕН) 531. Технические условия должны иметь разделы: технические требования, правила приемки, методы контроля, указания по эксплуатации и гарантии изготовителя.

Страница 2 из 6

III. 1. ХАРАКТЕРИСТИКА СОЛНЕЧНОЙ РАДИАЦИИ
Солнечная радиация представляет собой поток идущего от Солнца электромагнитного излучения в широком диапазоне длин волн. В Международной системе единиц (СИ) длины волн оптического диапазона измеряются в микрометрах (мкм) или нанометрах (им), для которых существует соотношение: 1 мкм= 10 3 нм.
К верхней границе атмосферы на перпендикулярную к солнечным лучам поверхность поступает 1,98 кал/(см 2 мин) лучистой энергии (~ 140 тыс. лк). Эта величина радиационных условий и характеризует «солнечную постоянную».
Для количественной оценки солнечного излучения используют два показателя. Плотность потока (интенсивность) радиации - поток лучистой энергии, проходящей в единицу времени через перпендикулярную лучам единицу поверхности. Наиболее распространенными единицами измерения являются Вт/м 2 или кал/(см 2 мин). Сумма (доза) радиации - количество радиации, приходящей на единицу площади соответственно ориентированной поверхности за время действия облучения (час, день и т. д.). Измеряется она в кал/см 2 , ккал/см 2 , Дж/см 2 постояные множители для различных единиц измерения радиации приведены в работе .

В энергетическом отношении солнечная радиация почти полностью (на 99%) сосредоточена в области 290-4000 нм. ;)|и коротковолновая, или интегральная, радиация (ИР). Ра-/пьчцпя с длиной волн свыше 4000 нм относится к длинноволновой, или тепловой.
Для физиологических процессов растения наибольшее значите имеет коротковолновая радиация. Она подразделяется на ультрафиолетовую (290-380 нм), оказывающую фотоморфоге-ический эффект, видимую, или фотосинтетически активную радиацию (ФАР, 380-710 нм), дающую фотосинтетический, фотоморфогенетический и тепловой эффект, и близкую инфракрасную радиацию (750-4000 нм), дающую морфогенетический и тепловой эффект .
Величина ФАР может определяться либо путем непосредственного измерения с помощью фитопиранометров, либо рассчитываться на основе ИР с помощью переходных коэффициентов .
Нсли актинометрическая станция находится на расстоянии не более 50 км от опытного участка, можно пользоваться данными прихода суммарной ИР, полученной на станции, и переходить от них к суммарной ФАР. Суммарную приходящую ФАР вычисляют приближенно по формуле

2q* = 2qc, (in. 1)

где - дневная (месячная, годовая) сумма ИР (прямой и рассеянной); С - переходный коэффициент, равный 0,5.
Суммарная ИР может быть приближенно рассчитана по формуле :
Q = 49SU1 X 10-44-10,5(sinun)2,1, (Ш.2)

где S - продолжительность солнечного сияния за месяц; hu - полуденная высота Солнца на 15-е число месяца.

Определение месячных сумм радиации по этой формуле для территории от 35 до 65° с. ш. дает ошибку не более 10%.
Для оценки агроклиматических ресурсов по обеспеченности тершей ФАР могут быть использованы климатологические средние месячные суммы или карты сумм ФАР для районов Советского Союза .
Коротковолновая радиация подразделяется на следующие виды : S -прямая солнечная радиация; D - рассеянная радиация; Q - суммарная радиация, равная S + D; R - отраженная от поверхности земли или растений радиация; Вк = - (J R --остаточная коротковолновая радиация, или коротковолновый радиационный баланс. Все указанные виды радиации количественно оцениваются через плотности лучистого потока.
Следует отметить, что до последнего времени в подавляющей части работ фитофизиологического и экологического характера световые условия оценивались в единицах освещенности - люксах. Это имело место и в исследованиях с виноградом. Характеристика освещенности в люксах дает неполное представление об обеспеченности растений энергией солнечной радиации .
Для перехода от освещенности (в люксах) к энергетическим единицам используют пересчетные коэффициенты - энергетические эквиваленты люкса. В случае обратного пересчета пользуются световыми эквивалентами радиации. Для суммарной ИР световой эквивалент 1 кал/(см 2 мин) составляет 70 тыс. лк с пределами колебаний примерно ±5% . Световой эквивалент 0,1 кал/(см 2 мин) ФАР равен 20 тыс. лк . Энергетический эквивалент люкса для суммарной ФАР в безоблачную погоду для высот Солнца 11, 19 и 65° практически одинаков - 5,72хЮ_6 кал/(см 2 мин). При сплошной облачности 1 лк равен 3,88х10- 6 кал/(см 2 - мин) . По Цельникер , энергетический эквивалент люкса для ясной погоды при высоте Солнца 40-50° равен 5,70х10 6 кал/(см 2 - мин) для ФАР в границах 380-710 нм.

Необходимые приборы и принадлежности : термоэлектрический актинометр М-3, пиранометр универсальный М-80М, альбедометр походный, балансомер термоэлектрический М-10М, гелиограф универсальный модели ГУ–1, люксметр Ю-16.

Основным источником энергии, поступающей на Землю, является лучистая энергия, поступающая от Солнца. Поток электромагнитных волн, излучаемый Солнцем, принято называть солнечной радиацией. Эта радиация является практически единственным источником энергии для всех процессов, протекающих в атмосфере и на земной поверхности, в том числе и для всех процессов, происходящих в живых организмах.

Солнечная радиация обеспечивает растения энергией, которую они используют в процессе фотосинтеза для создания органического вещества, влияет на процессы роста и развития, на расположение и строение листьев, продолжительность вегетации и др. Количественно солнечную радиацию можно характеризовать потоком радиации.

Поток радиации – это количество лучистой энергии, которое поступает в единицу времени на единицу поверхности.

В системе единиц СИ поток радиации измеряется в ваттах на 1м 2 (Вт/м 2) или киловаттах на 1м 2 (кВт/м 2). Ранее она измерялась в калориях на 1 см 2 в минуту (кал/(см 2 ·мин)).

1кал/(см 2 ·мин) = 698 Вт/м 2 или 0.698 кВт/м 2

Плотность потока солнечной радиации на верхней границе атмосферы при среднем расстоянии от Земли до Солнца называют солнечной постоянной S 0 . По международному соглашению 1981 г. S 0 = 1.37 кВт/м 2 (1.96 1кал/(см 2 ·мин)).

Если Солнце не в зените, то количество солнечной энергии, падающей на горизонтальную поверхность, будет меньше, чем на поверхность, расположенную перпендикулярно лучам Солнца. Это количество зависит от угла падения лучей на горизонтальную поверхность. Для определения количества тепла, получаемого горизонтальной поверхностью в минуту, служит формула:

S′ = S sinh ©

где S′ - количество тепла, получаемое в минуту горизонтальной поверхностью; S – количество тепла, получаемое перпендикулярной к лучу поверхностью; h © – угол, образованный солнечным лучом с горизонтальной поверхностью (угол h называется высотой солнца).

Проходя через земную атмосферу, солнечная радиация ослабляется вследствие поглощения и рассеяния атмосферными газами и аэрозолями. Ослабление потока солнечной радиации зависит от длины пути, проходимого лучом в атмосфере, и от прозрачности атмосферы на этом пути. Длина пути луча в атмосфере зависит от высоты солнца. При положении солнца в зените солнечные лучи проходят самый короткий путь. В этом случае масса атмосферы, проходимая солнечными лучами, т.е. масса вертикального столба воздуха с основанием 1 см 2 , принимается за одну условную единицу (m = 1). По мере опускания солнца к горизонту путь лучей в атмосфере увеличивается, а следовательно, увеличивается и число проходимых масс (m> 1). Когда солнце находится у горизонта, лучи проходят в атмосфере наибольший путь. Как показывают расчеты, при этом m в 34,4 раза больше, чем при положении Солнца в зените. Ослабление потока прямой солнечной радиации в атмосфере описывается формулой Буге. Коэффициент прозрачности p показывает, какая доля солнечной радиации, поступающей на верхнюю границу атмосферы, доходит до земной поверхности при m = 1.

S m = S 0 p m ,

где S m – поток прямой солнечной радиации, дошедший до Земли; S 0 – солнечная постоянная; p – коэффициент прозрачности; m – масса атмосферы.

Коэффициент прозрачности зависит от содержания в атмосферы водяного пара и аэрозолей: чем их больше, тем меньше коэффициент прозрачности при одном и том же числе проходимых масс. Коэффициент прозрачности колеблется в пределах от 0,60 до 0,85.

Виды солнечной радиации

Прямая солнечная радиация (S′) – радиация, поступающая к земной поверхность непосредственно от Солнца в виде пучка параллельных лучей.

Прямая солнечная радиация зависит от высоты солнца над горизонтом, прозрачности воздуха, облачности, высоты места над уровнем моря и расстояния между Землей и Солнцем.

Рассеянная солнечная радиация (D) – часть радиации, рассеянной земной атмосферой и облаками и поступающая на земную поверхность от небесного свода. Интенсивность рассеянной радиации зависит от высоты солнца над горизонтом, облачности, прозрачности воздуха, высоты места над уровнем моря, снежный покров. Очень большое влияние на рассеянную радиацию оказывают облачность и снежный покров, которые за счёт рассеивания и отражения падающей на них прямой и рассеянной радиации и повторного рассеивания их в атмосфере могут в несколько раз увеличить поток рассеянной радиации.

Рассеянная радиация существенно дополняет прямую солнечную радиацию и значительно увеличивает поступление солнечной энергии на земную поверхность.

Суммарная радиация (Q) – сумма потоков прямой и рассеянной радиаций, поступающих на горизонтальную поверхность:

До восхода, днем и после захода Солнца при сплошной облачности суммарная радиация поступает на землю полностью, а при малых высотах Солнца преимущественно состоит из рассеянной радиации. При безоблачном или малооблачном небе с увеличением высоты Солнца доля прямой радиации, в составе суммарной, быстро возрастает и в дневные часы поток многократно превышает поток рассеянной радиации.

Большая часть потока суммарной радиации, поступающего на земную поверхность, поглощается верхним слоем почвы, воды и растительностью. При этом лучистая энергия превращается в тепло, нагревая поглощающие слои. Остальная часть потока суммарной радиации отражается земной поверхностью, образуя отражённую радиацию (R). Почти весь поток отражённой радиации проходит атмосферу насквозь и уходит в мировое пространство, однако некоторая доля его рассеивается в атмосфере и частично возвращается на земную поверхность, усиливая рассеянную радиацию, а, следовательно, и суммарную радиацию.

Отражательная способность различных поверхностей называется альбедо . Оно представляет собой отношение потока отраженной радиации ко всему потоку суммарной радиации, падающему на данную поверхность:

Выражается альбедо в долях единицы или в процентах. Таким образом, земной поверхностью отражается часть потока суммарной радиации, равная QА, а поглощается и превращается в тепло – Q(1-А). Последняя величина называется поглощенной радиацией .

Альбедо различных поверхностей суши зависит главным образом от цвета и шероховатости этих поверхностей. Темные и шероховатые поверхности имеют меньшие альбедо, чем светлые и гладкие. Альбедо почв уменьшается с возрастанием влажности, так как цвет их при этом становится более темным. Значения альбедо для некоторых естественных поверхностей приведены в таблице 1.

Таблица 1 – Альбедо различных естественных поверхностей

Очень велика отражательная способность верхней поверхности облаков, особенно при большой их мощности. В среднем альбедо облаков около 50-60%, в отдельных случаях – более 80-85%.

Фотосинтетически активная радиация (ФАР) – часть потока суммарной радиации, которая может использоваться зелёными растения при фотосинтезе. Поток ФАР можно рассчитать по формуле:

ФАР = 0,43S′ + 0,57D,

где S′ - прямая солнечная радиация, поступающая на горизонтальную поверхность; D – рассеянная солнечная радиация.

Поток ФАР, падающий на лист, большей частью поглощается им, значительно меньшие доли этого потока отражаются поверхностью и пропускаются листом насквозь. Листья большинства древесных пород поглощают примерно 80%, отражают и пропускают до 10-12% от всего потока ФАР. Из поглощенной листьями части потока ФАР лишь несколько процентов лучистой энергии используется растениями непосредственно на фотосинтез и преобразуется в химическую энергию органических веществ, синтезированных листьями. Остальные, более 95% лучистой энергии, превращается в тепло и расходуется в основном на транспирацию, нагрев самих листьев и теплообмен их с окружающим воздухом.

Длинноволновое излучение Земли и атмосферы.

Радиационный баланс земной поверхности

Большая часть солнечной энергии, поступающей на Землю, поглощается её поверхностью и атмосферой, некоторая её часть излучается. Излучение земной поверхностью происходит круглосуточно.

Часть лучей, излучаемых земной поверхностью, поглощается атмосферой и таким образом способствует нагреванию атмосферы. Атмосфера в свою очередь посылает лучи обратно к поверхности земли, а также в космическое пространство. Это свойство атмосферы сохранять тепло, излучаемое земной поверхностью, называют оранжерейным эффектом . Разность между приходом тепла в виде встречного излучения атмосферы и расходом его в виде излучения деятельного слоя называется эффективным излучением деятельного слоя. Особенно большим эффективное излучение бывает ночью, когда потеря тепла земной поверхностью значительно превышает приток тепла, излучаемого атмосферой. Днём же, когда к излучению атмосферы добавляется суммарная солнечная радиация, получается избыток тепла, который идёт на нагревание почвы и воздуха, испарение воды и т.п.

Разность между поглощенной суммарной радиацией и эффективным излучением деятельного слоя называют радиационным балансом деятельного слоя.

Приходную часть радиационного баланса составляют прямая и рассеянная солнечная радиация, а также встречное излучение атмосферы. Расходную часть составляют отраженная солнечная радиация и длинноволновое излучение земной поверхности.

Радиационный баланс представляет собой фактический приход лучистой энергии на поверхность Земли, от которого зависит, будет происходить её нагревание или охлаждение.

Если приход лучистой энергии больше её расхода, то радиационный баланс положителен и поверхность нагревается. Если же приход меньше расхода, то баланс отрицателен и поверхность охлаждается. Радиационный баланс земной поверхности является одним из основных климатообразующих факторов. Он зависит от высоты Солнца, продолжительности солнечного сияния, характера и состояния земной поверхности, замутнённости атмосферы, содержания в ней водяного пара, наличия облаков и др.

Приборы для измерения солнечной радиации

Термоэлектрический актинометр М-3 (Рис.3) предназначен для измерения интенсивности прямой солнечной радиации на перпендикулярную к лучам солнца поверхность.

Приемником актинометра является термобатарея из чередующихся пластинок манганина и константана, выполненная в виде звездочки. Внутренние спаи термобатареи через изоляционную прокладку подклеены к диску из серебряной фольги, обращённая к солнцу сторона диска зачернена. Внешние спаи через изоляционную прокладку подклеены к массивному медному кольцу. От нагрева радиацией оно защищено хромированным колпачком. Термобатарея расположена на дне металлической трубки, которая при измерениях направляется на солнце. Внутренняя поверхность трубки зачернена, и в трубке устроены 7 диафрагм (кольцеобразных сужений), чтобы предотвратить попадание рассеянной радиации на приемник актинометра.

Для наблюдений стрелку на основании прибора 11 (рис. 2) ориентируют на север и для облегчения слежения за солнцем устанавливают актинометр по широте места наблюдений (по сектору 9 и риске в верхней части стойки прибора 10 ). Наводка на солнце производится с помощью винта 3 и рукоятки 6 , расположенных в верхней части прибора. Винт позволяет поворачивать трубку в вертикальной плоскости, при вращении рукоятки обеспечивается ведение трубки за солнцем. Для точной наводки на Солнце в наружной диафрагме сделано небольшое отверстие. Против этого отверстия в нижней части прибора имеется белый экран 5 . При правильной установке прибора солнечный луч, проникающий через это отверстие должен дать светлое пятно (зайчик) в центре экрана.

Рис. 3 Актинометр термоэлектрический М-3: 1 – крышка; 2, 3 – винты; 4 – ось; 5 – экран; 6 – рукоятка; 7 – трубка; 8 – ось; 9 – сектор широт; 10 – стойка; 11 – основание.

Пиранометр универсальный М-80М (Рис. 4) предназначен для измерения суммарной (Q) и рассеянной (D) радиации. Зная их, можно вычислить интенсивность прямой солнечной радиации на горизонтальную поверхность S′. Пиранометр М-80М имеет устройство, для опрокидывания стойки прибора приемником вниз, что позволяет измерить интенсивность отражённой радиации и определить альбедо подстилающей поверхности.

Приёмником пиранометра 1 является термоэлектрическая батарея, устроенная в форме квадрата. Приёмная поверхность ее окрашена в чёрный и белый цвета в виде шахматной доски. Половина спаев термобатареи находится под белыми, другая половина – под черными клеточками. Сверху приёмник закрыт полусферическим стеклом для защиты от ветра и осадков. Для измерения интенсивности рассеянной радиации приемник затеняется специальным экраном 3 . Во время измерений приёмник прибора устанавливается строго горизонтально, для этого пиранометр снабжён круглым уровнем 7 и установочными винтами 4. В нижней части приёмника размещена стеклянная сушилка, заполненная водопоглощающим веществом, которая предотвращает конденсацию влаги на приёмнике и стекле. В нерабочем состоянии приёмник пиранометра закрывается металлическим колпаком.

Рис. 4 Пиранометр универсальный М–80М: 1 – головка пиранометра; 2 – стопорная пружина; 3 – шарнир затенителя; 4 – установочный винт; 5 – основание; 6 – шарнир откидного штатива; 7 – уровень; 8 – винт; 9 – стойка с осушителем внутри; 10 – приёмная поверхность термобатареи.

Альбедометр походный (рис. 5) предназначен для измерения интенсивностей суммарной, рассеянной и отражательной радиаций в полевых условиях. Приемником является головка пиранометра 1 , установленная на самоуравновешивающийся карданный подвес 3 . Этот подвес позволяет установить прибор в двух положениях – приемником вверх и вниз, причем горизонтальность приемников обеспечивается автоматически. При положении приемной поверхности прибора вверх определяется суммарная радиация Q. Затем для измерения отраженной радиации R рукоятку альбедометра поворачивают на 180 0 . Зная эти величины можно определить альбедо.

Балансомер термоэлектрический М-10М (рис. 6) предназначен для измерения полного радиационного баланса подстилающей поверхности. Приемником балансомера является термобатарея квадратной формы состоящая, из множества медных брусков 5 , обмотанных константановой лентой 10 . Половина каждого винта ленты гальваническим путем посеребрена, начало и конец серебряного слоя 9 являются термоспаями. Половина спаев подклеивается к верхней, другая половина – к нижней приемным поверхностям, в качестве которых используются медные пластинки 2 , окрашенные в черный цвет. Приемник балансомера помещен в круглую металлическую оправу 1 . При измерениях он располагается строго горизонтально с помощью специального накладного уровня. Для этого приемник балансомера крепится на шаровом шарнире 15 . Для повышения точности измерений приемник балансомера может защищаться от прямой солнечной радиации круглым экраном 12 . Интенсивность прямой солнечной радиации измеряется в этом случае актинометром или пиранометром.

Рис. 5 Альбедометр походный: 1 – головка пиранометра; 2 – трубка; 3 – карданный подвес; 4 – рукоятка

Рис. 6 Балансомер термоэлектрический М-10М: а) – схематическое поперечное сечение: б) – отдельная термобатарея; в) – внешний вид; 1 – оправа приемника; 2 – приемная пластинка; 3, 4 – спаи; 5 – медный брусок; 6, 7 – изоляция; 8 – термобатарея; 9 – серебряный слой; 10 – константановая лента; 11 – рукоятка; 12 – теневой экран; 13, 15 – шарниры; 14 – планка; 16 – винт; 17 - чехол

Приборы для измерения продолжительности солнечного

сияния и освещённости

Продолжительность солнечного сияния есть время, в течение которого прямая солнечная радиация равна или больше 0,1 кВт/м 2 . Выражается в часах за сутки.

Метод определения продолжительности солнечного сияния основан на регистрации времени, в течение которого интенсивность прямой солнечной радиации достаточна для получения прожога на специальной ленте, укреплённой в оптическом фокусе шаровой стеклянной линзы, и составляет не менее 0,1 кВт/м 2 .

Продолжительность солнечного сияния измеряется прибором гелиографом (рис. 7).

Гелиограф универсальный модели ГУ–1 (рис. 7). Основанием прибора является плоская металлическая плита с двумя стойками 1 . Между стойками на горизонтальной оси 2 укреплена подвижная часть прибора, состоящая из колонки 3 с лимбом 4 и нижним упором 7 , скобы 6 с чашкой 5 и верхним упором 15 и стеклянного шара 8 , который является сферической линзой. На одном конце горизонтальной оси закреплён сектор 9 со шкалой широт. При перемещении горизонтальной оси 2 прибора с запада на восток и повороте верхней части прибора вокруг неё, ось колонки 3 устанавливается параллельно оси вращения Земли (оси мира). Для закрепления установленного угла наклона оси колонки служит винт 11 .

Верхняя часть прибора может поворачиваться вокруг оси колонки 3 и фиксироваться в четырех определенных положениях. Для этого используется специальный штифт 12 , который вставляется через отверстие лимба 4 в одно из четырёх отверстий диска 13 , закреплённого на оси 2 . Совпадение отверстий лимба 4 и диска 13 определяется по совпадению меток А, Б, В и Г на лимбе 4 с индексом 14 на диске.

Рис. 7 Гелиограф универсальный модели ГУ–1.

1 – стойка; 2 – горизонтальная ось; 3 – колонка; 4 – лимб; 5 – чашка; 6 – скоба; 7 – упор; 8 – стеклянный шар; 9 – сектор; 10 – указатель широты; 11 – винт для закрепления угла наклона оси; 12 – штифт; 13 – диск; 14 – индекс на диске; 15 – верхний упор.

На метеорологической площадке гелиограф устанавливается на бетонном или деревянном столбе высотой 2 м, на верхней части которого закреплена площадка из досок толщиной не менее 50 мм, так, чтобы при любом положении Солнца относительно сторон горизонта отдельные постройки, деревья и случайные предметы не затеняли его. Он устанавливается строго горизонтально и ориентирован по географическому меридиану и широте метеорологической станции; ось гелиографа должна быть строго параллельна оси мира.

Шар гелиографа должен содержаться в чистоте, так как наличие пыли, следов осадков, отложение росы, инея, изморози и гололёда на шаре ослабляет и искажает прожог на ленте гелиографа.

В зависимости от возможной продолжительности солнечного сияния запись за одни сутки должна производиться на одной, двух или трёх лентах. В зависимости от сезона должны применяться прямые или изогнутые ленты, которые следует закладывать в верхний, средний или нижний пазы чашки. Ленты для закладки в течение месяца должны подбираться одного цвета.

Для удобства работы с гелиографом к югу от подставки (столба) с прибором устанавливается лесенка с площадкой. Лесенка не должна касаться столба и должна быть достаточно удобной.

Люксметр Ю-16 (рис. 8) применяется для измерения освещённости, создаваемой светом или искусственными источниками света.

Рис. 8 Люксметр Ю–16. 1 – фотоэлемент; 2 – провод; 3 – измеритель; 4 – поглотитель; 5 – клеммы; 6 – переключатель пределов измерения; 7 – корректор.

Прибор состоит из селенового фотоэлемента 1 , соединённого проводом 2 с измерителем 3 , и поглотителя 4 . Фотоэлемент заключён в пластмассовый корпус с металлической оправой, для увеличения пределов измерения в 100 раз на корпус надевается поглотитель из молочного стекла. Измерителем люксметра является магнитоэлектрический стрелочный прибор, смонтированный в пластмассовом корпусе с окном для шкалы. В нижней части корпуса находится корректор 7 для установки стрелки на нуль, в верхней части – клеммы 5 для присоединения проводов от фотоэлемента и ручки переключения пределов измерения 6 .

Шкала измерителя разбита на 50 делений и имеет 3 ряда цифр соответственно трём пределам измерения - до 25, 100 и 500 люкс (лк). При использовании поглотителя пределы увеличиваются до 2500, 10000 и 50000 лк.

Во время работы с люксметром необходимо тщательно следить за чистотой фотоэлемента и поглотителя, при загрязнении их протирают ваткой, смоченной в спирте.

Фотоэлемент при измерениях располагается горизонтально. Корректором устанавливают стрелку измерителя на нулевое деление. Присоединяют фотоэлемент к измерителю и через 4-5 с проводят измерения. Для уменьшения перегрузок начинают с большего предела измерений, затем переходят на меньшие пределы, пока стрелка не окажется в рабочей части шкалы. Отсчёт снимают в делениях шкалы. При малых отклонениях стрелки для повышения точности измерений рекомендуется переключить измеритель на меньший предел. Для предупреждения усталости селенового фотоэлемента через каждые 5-10 мин работы прибора необходимо затенять фотоэлемент на 3-5 мин.

Освещенность определяется умножением отсчёта на цену деления шкал и на поправочный коэффициент (для естественного света он равен 0.8, для ламп накаливания -1). Цена деления шкалы равна пределу измерения, делённому на 50. При использовании одного или двух поглотителей полученную величину умножают, соответственно, на 100 или 10000.

1 Ознакомиться с устройством термоэлектрических приборов (актинометр, пиранометр, альбедометр, балансомер).

2 Ознакомиться с устройством гелиографа универсального, со способами его установки в различное время года.

3 Ознакомиться с устройством люксметра, измерить в аудитории освещенность естественную и искусственную.

Записи оформить в тетрадь.