Характеристика солнечной радиации - радиационный режим виноградника. Актинометрические наблюдения Кал см2
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.
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,
ТЕПЛОВОЙ РЕЖИМ
АТМОСФЕРЫ
В зависимости от длины волн энергетический спектр удобно разделить на три части:
0,1-0,4 мкм- ультрафиолетовое излучение и рентгеновские лучи, составляющие около 5 %.
0,4 – 0,76 мкм видимая часть спектра, составляющая 52%;
более 0,76 мкм- инфракрасное излучение, составляющее около 43% всей солнечной энергии;
Приблизительно 99% солнечной радиации имеют длины волн от 0,15 до 4 мк. Максимум интенсивности солнечного света приходится на длину волны 0,5 мк (зелено-голубой свет). Максимум излучения Солнца приходится на 0,5 мкм (сине-голубой участок спектра).
В метеорологии принято выделять коротковолновую и длинноволновую радиацию. К коротковолновой относят радиацию в диапазоне длин волн от 0,1 до 4 мкм, т. е. она включает, кроме видимого участка спектра, еще и ближайшие к нему по длинам волн участки ультрафиолетового и инфракрасного спектра. Длинноволновая - это радиация с длинами волн от 4 до 100-120 мкм. Такой радиацией обладают земная поверхность и атмосфера.
Количество тепла, приносимого солнечной радиацией на 1 см 2 поверхности, перпендикулярной солнечным лучам, в 1 мин называется интенсивностью солнечной радиации. Она измеряется специальными приборами - актинометрами и пиргелиометрами и выражается в
кал/(см 2 -мин) (1 кал =4,1868 Дж).
Вычисления, основанные на многочисленных измерениях у земной поверхности, и непосредственно измерения, проведенные с помощью искусственных спутников Земли, показали, что при среднем расстоянии Земли от Солнца интенсивность солнечной радиации составляет
кал/(см2-мин) или 1,36 квт/м2.
Эта величина называется солнечной постоянной .
Распределение солнечной радиации на верхней границе атмосферы и ее изменение по времени зависят от следующих причин.
1. От степени активности Солнца. В годы наибольшей активности солнечной деятельности солнечная радиация увеличивается. Солнечная постоянная в эти годы на 2% больше, чем в годы спокойного Солнца. С возрастанием активности солнечной деятельности на Земле увеличивается также интенсивность магнитных и ионосферных возмущений.
2. От расстояния между Землей и Солнцем. Так как орбита Земли представляет собой эллипс, в одном из фокусов которого находится Солнце, то расстояние от Земли До Солнца в течение года не остается постоянным.
В день зимнего солнцестояния - 22 декабря, когда Земля находится в перигелии, напряженность солнечной радиации примерно на 3,3% больше, а в день летнего солнцестояния - 22 июня на 3,3% меньше, чем весной и осенью.
3.0т угла падения лучей Солнца на поверхность.
Если обозначить через h ☼ высоту Солнца, то непосредственно на единицу горизонтальной поверхности АС приходится радиации во столько раз меньше, во сколько раз АС больше АВ.
Обозначив количество солнечной радиации, падающей на 1 см 2 в 1 мин на площадку АВ, через I 0 , а на площадку AC - через I h , получим
I h = I 0 sin h ☼ . Плотность потока солнечной радиации на горизонтальную поверхность называется инсоляцией
Из астрономии известно, что h ☼ = sin φ sin δ + cos φ co δ cos t .
где φ - широта места; δ - склонение Солнца; t - местный часовой угол Солнца.
Следовательно, приток тепла от солнечной радиации, поступающей на горизонтальную поверхность, зависит от: широты места φ, чем в основном обусловливаются различия климатических поясов земного шара; склонения Солнца δ, изменяющегося в течение года от 23,5°N До 23,5°S, чем обусловливаются времена года; местного часового угла Солнца t, что обусловливает суточный ход интенсивности солнечной радиации.
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.
сти так называемой идеальной атмосферы, т. е. атмосферы, не со держащей водяных паров и взвешенных аэрозольных частиц. Фак тор мутности Т рассчитывается по формуле
где Pi - коэффициент прозрачности идеальной атмосферы
В качестве единицы измерения радиации на сети Росгидроме та используют киловатт на квадратный метр (кВт/м2). Суммы ра диации выражают в мегаджоулях на квадратный метр (МДж/м2). В таблицах, справочниках, монографиях значения радиации и её сумм могут быть представлены в других единицах. Для возможно сти сравнения значений, выраженных в различных единицах, сле дует использовать соотношения:
Срочные актинометрические наблюдения предусматривают выполнение измерений вручную в установленные сроки при по мощи актинометрических датчиков с показывающими измери тельными приборами характеристик солнечного излучения и оп ределение дополнительных характеристик условий наблюдений. По результатам срочных наблюдений определяют значения видов радиации и коэффициент прозрачности атмосферы в момент на блюдения, а также месячные суммы этих видов радиации.
Комплекс характеристик солнечного излучения (составляю щих радиационного баланса) включает прямую солнечную радиа цию, рассеянную радиацию, суммарную радиацию, отражённую коротковолновую радиацию, коротковолновое альбедо подсти лающей поверхности, радиационный баланс, баланс коротковол новой радиации, баланс длинноволновой радиации.
Комплекс характеристик состояния атмосферы и земной по верхности включает количество и форму облаков, цвет неба, со стояние диска Солнца, метеорологическую дальность видимости, состояние подстилающей поверхности, температуру воздуха, пар циальное давление водяного пара, температуру поверхности почвы.
При срочных наблюдениях погрешность AJ определения пря мой солнечной, рассеянной, суммарной, отражённой радиации и радиационного баланса вычисляется по формуле и округляется до
0,01 кВт/м2:
где J - измеренное значение радиации (кВт/м2), енты, значения которых указаны в таблице.
Ъ и с - коэффици
Вид радиации и её обозначение |
||
Прямая солнечная радиация S |
||
Рассеянная радиация D |
||
Суммарная радиация Q |
||
Отражённая радиация R |
||
Радиационный баланс В |
Погрешность ЛР2 определения коэффициента прозрачности атмосферы Р 2 при высоте Солнца более 17° не превышает 0,02.
Погрешность определения характеристик дополнительной информации при выполнении актинометрических наблюдений: определение температуры производится с погрешностью не более 1 °С, парциального давления водяного пара - не более 0,1 гПа, продолжительность солнечного сияния - не более 10 мин за сутки, скорость ветра - не более 1 м/с.
2. Актинометрические приборы
Почти все актинометрические приборы основаны на опреде лении изменения температуры теплочувствительных элементов под воздействием радиации. Радиация поглощается чувствитель ным элементом и превращается в тепло. Изменение температуры чувствительного элемента прибора, пропорциональное энергети ческой освещённости, измеряется термоэлементами или термоба тареями.
Основными измерительными приборами являются термоэлек трические: актинометр, пиранометр, балансомер. Определяемые виды радиации при попадании на приемную поверхность этих приборов преобразуются в электрический ток, который измеряется гальванометром. Поэтому при нахождении радиационных потоков
каждого прибора в паре с гальванометром вычисляется перевод ной множитель: Д
а = - ^- (R 6 + R r + Rd) , |
|
где К - чувствительность приемной поверхности измерительного прибора (мВ/кВт); а - цена деления гальванометра в микроампе рах (lO""6 A), R6 и Rr - сопротивление термоэлектрической батареи
и рамки гальванометра (Ом), - добавочное сопротивление если оно используется при измерениях (Ом).
Перечисленные характеристики указываются в проверочных свидетельствах приборов.
Актинометр термоэлектрический М-3 (АТ-50) (рис. 2). Прибор предназначен для измерений прямой солнечной радиации S, кроме того, используется в качестве образцового прибора для определения чувствительности пиронометров и балансомеров.
Для наблюдений на актинометрической стойке с неподвижной стрелой трубку 7 устанавливают с помощью штатива 10-11, кото рый ориентируют стрелкой на север, затем ослабляют винт 2 и
ставят сектор широт 9 по широте. Ослабляют винт 3 и, вращая трубку 7 и рукоятку 6 , нацеливают трубку на Солнце. Ось 8 шта тива и рукоятка 6 расположены по оси мира, и поэтому, вращая рукоятку 6 , можно вести трубку за Солнцем, лишь изредка по
правляя наклон трубки по склонению вращением на оси 4. Наце ливание производится с помощью экрана 5 на нижнем конце труб ки, где должна концёнтрично располагаться тень от оправы вход ного окна. Для более точного нацеливания служит отверстие в оп раве трубки 7 и чёрная точка на белой поверхности экрана 5, на которую устанавливается световой зайчик. При работе на актино метрической стойке с подвижной стрелой наводку осуществляют только вращением осей 4 и 8 и не осуществляют установку акти
нометра на север и по широте. Крышка 1 надевается на трубку для контроля места нуля. В комплекте также имеется футляр для за щиты актинометра от внешних воздействий в промежутках между наблюдениями.
Рис. 2. Актинометр термоэлектрический М-3 (АТ-50).
Приёмником актинометра служит диск из сусального серебра толщиной 0,003 мм и диаметром 11 мм, расположенный в конце трубки 7. Обращённая к Солнцу сторона серебренного диска по крыта матово-чёрной эмалью, а к обратной стороне приклеена па пиросная бумага толщиной 0,009 мм и 26 спаев термобатареи из константана и манганина в форме ленточек, расположенных звез дообразно. Внешние спаи приклеены через бумажную изоляцию к медному кольцу. В трубке имеются семь постепенно сужающихся к приёмнику радиации диафрагм, обеспечивающих угол зрения прибора в 10 °.
Выводы термобатареи присоединяются к гальванометру, по казания которого пропорциональны термоэлектродвижущей силе, а она пропорциональна разности температур центральных и пери ферийных спаев, а эта разность пропорциональна интенсивности радиации.
Перед наблюдением открытая трубка нацеливается на Солнце на 2 мин для просушки черни на приёмнике. Затем крышка наде вается и через 25 с отсчитывается место нуля. Через 25 с после снятия крышки можно производить наблюдения.
Контроль чувствительности актинометра производится парал лельными наблюдениями по пиргелиометру или по хорошо прове ренному образцовому актинометру. Проверка актинометра по пир гелиометру производится только при высотах Солнца больше 22°, при голубом небе и при отсутствии облаков на расстоянии 20 ° во
круг Солнца.
Термоэлектрический пиранометр М-80М (рис.3). Прибор предназначен для измерения суммарной радиации Q, отражённой коротковолновой RK , а также рассеянной D, при использовании теневого экрана.
Рис. 3. Термоэлектрический пиранометр М-80М.
Выпускается пиранометр с приёмником М-115, у которого квадратная термобатарея 3 окрашена в чёрно-белый цвет в виде шахматной доски. Чёрные поля закрашены платиновой чернью и закопчены сажей с коэффициентом поглощения 5=0,985, которая поглощает коротковолновую и длинноволновую радиацию, а бе лые поля закрашены магнезией, поглощающей только длинновол новую радиацию. Поля по-разному поглощают солнечную посту-
пающую радиацию и нагреваются пропорционально поглощённой радиации. Термобатарея размером 32x32 мм составлена из пло ских ленточек манганина и константана, уложенных зигзагообраз но и составляющих 87 термоэлементов. Ленты последовательно спаяны в 32 полосы. Приёмник пиранометра 1 защищается от вет ра и гидрометеоров полусферическим стеклянным колпаком, про пускающим радиацию в диапазоне от 0,33 до 3 мкм.
При измерениях на актинометрической стойке с неподвижной стрелой приёмник может быть установлен горизонтально с помо щью уровня 7 и винтов 4. Теневой экран 5 - диск диаметром 85 мм прикрепляется к стержню 6 длиной 485 мм, причём диск виден из центра термобатареи под углом 10 °, что позволяет исключить по
падание прямой солнечной радиации на приёмник. Для затенения ослабляют винт 8 и стойка поворачивается стержнем к Солнцу.
Рассеянную радиацию измеряют при затенённом приёмнике.
Для измерения отражённой радиации пиранометр, установ ленный на планке толщенной до 2 см, отгибая пружину 2, опроки
дывают приёмником вниз. Поверхность участка под пиранометром должна быть горизонтальна и в радиусе 5 м покрыта естественной растительностью.
При работе на актинометрической стойке с подвижной стре лой М-13а используют только приёмник радиации М-115. Все операции по горизонгированию, затенению и опрокидыванию производят с помощью рукояток и регулировочных винтов акти нометрической стойки. Стеклянный колпак пиранометра защищён от отражённой радиации чёрным плоским кольцевым защитным экраном, расположенным в плоскости приёмника. Экран защищает колпак также и от радиации неба при измерениях отражённой ра диации.
К пиранометру придаётся крышка, надеваемая на приёмник для определения места нуля. Перед измерениями приёмник пира нометра облучают прямой радиацией для просушки. Постоянная времени пиранометра 7-9 с, что требует выдержки до 35-50 с для достижения устойчивого показания.
Контроль чувствительности пиранометра производится парал лельными наблюдениями по образцовому актинометру и проверяе мому пиранометру установленному в поверочную трубу ПО-11.
В -S ",
Термоэлектрический балансомер М-10М (рис.4). Прибор предназначен для измерения радиационного баланса В, а также радиационного баланса без прямой солнечной радиации при использовании теневого экрана.
Балансомер представляет собой круглую плоскую пластинку 1 диаметром 100 мм с двумя квадратными чёрными приёмниками 2
на противоположных сторонах, отмеченных №1 и №2. Приёмные пластинки из меди зачернены матово-чёрной эмалью. При измере ниях один приёмник обращён к исследуемой поверхности (вниз) и на него поступают коротковолновый поток отражённой солнечной радиации R K и земное издучение Е 3 вместе с отражённой частью длинноволнового Я д излучения атмосферы Е л и окружающих предметов. Другой приёмник, обращённый вверх, получает сум марную солнечную радиацию Q вместе с излучением атмосферы Е л. Следовательно, балансомер измеряет разность:
B = (S " + D + E a ) - (R k + R „ + E 3) . |
При затенённом балансомере исключается S", которая гораздо точнее вычисляется по показаниям актинометра.
Температура каждой пластины приёмника зависит от погло щённой радиации и отличается от температуры воздуха, а также зависит от скорости ветра, так как с увеличением скорости ветра усиливается конвективный теплообмен. Поэтому при измерении по балансомеру всегда производятся отсчёты скорости ветра по анемометру, установленному на одном уровне с балансомером.
Влияние ветра на показания балансомера учитывают введени ем поправочного множителя Фу. Поправочным множителем к по казаниям балансомера при ветре называется число, на которое нужно умножить показание балансомера при данной скорости вет ра, чтобы получить показание балансомера при штиле.
Разность температур приёмных пластин, зависящая от балан са, измеряется термобатареями, спаи которых поочерёдно распо ложены у пластин. Термобатареи представляют собой медные бруски с намотанной на них константановой лентой, на половину каждого витка нанесён слой серебра толщиной 0,03 мм.
Для установки на актинометрическую стойку с неподвижной стрелой балансомер выпускается с двумя шаровыми шарнирами 3,
Росенйиаш государственный
Б И Б Л И О Т Е К А
19619$, CHS, Малаотжнский пр., 98
4 и теневым экраном 5. При затенении экран должен быть виден из центра приёмника под углом 10 °. При этом тень от шарнира с за-
тенителем должна направляться в сторону шарнира с балансомером, а балансомер должен располагаться рукояткой перпендику лярно направлению на Солнце. Для такой установки планка с шарнирами прикрепляется к стойке одним винтом и при измене нии азимута Солнца вращается вместе с балансомером.
При работе на актинометрической стойке с поворотной стре лой поворот балансомера осуществляют поворотом всей стойки. Затенение осуществляют теневым экраном стойки.
Рис. 4. Термоэлектрический балансомер М-10М
Поворачивая первую сторону вверх при высоком Солнце и открытом приёмнике, соединяют балансомер с гальванометром так, чтобы стрелка отклонялась вправо. Если балансомер подклю чается через переключатель, то такое положение переключателя отмечается знаком “+”, причём знак меняется на обратный в сле дующих случаях:
а) при отклонении стрелки влево от нуля, б) при переключении в другое отрицательное положение пе
реключателя,
в) при переворачивании балансомера вторым приёмником. Для защиты балансомера от осадков и пыли, между измере
ниями, используют специальный футляр 6 .
Определение чувствительности производится сравнением по казаний актинометра с показанием балансомера, установленного в поверочную трубу ПО-11.
Гальванометр ГСА-1М (рис.5). Гальванометр стрелочный актинометрический служит для измерения тока, возникающего в термобатареях термоэлектрических актинометрических приборов.
На корпусе гальванометра 1 снизу укреплены три клеммы 2, обозначения которых “+”, “Р” и “С” нанесены на крышке корпуса 3 сбоку. Выводы рамки гальванометра припаяны к клеммам “+” и “Р”. К клеммам “Р” и “С” припаяны выводы добавочного сопро тивления. При включении гальванометра для измерения тока на клеммы “+” и “Р” в цепь тока включается только рамка гальвано метра. При включении же гальванометра на клеммы “+” и “С” в цепь тока последовательно с рамкой гальванометра включается
Рис. 5. Гальванометр ГСА-1М.
На выступах корпуса укреплена шкала 4, имеющая 100 деле ний. На шкале укреплены ограничители хода стрелки. В вырезах
шкалы укреплены зеркальная полоска 5 и термометр 6 . На шкале
нанесены: марка завода-изготовителя, год выпуска и заводской номер гальванометра, индекс гальванометра (ГСА-1), а также ве личины внутреннего сопротивления рамки и добавочного сопро тивления гальванометра. В крышке корпуса сделан вырез, закры тый стеклом 7, через которое производятся отсчёты показаний гальванометра и термометра. Для защиты от повреждений стекло закрывается откидным щитком 8 , на внутренней стороне которого
изображена электрическая схема гальванометра.
В крышке корпуса укреплён винт корректора 9, поворотом винта устанавливается нулевое положение стрелки гальванометра. При отсутствии тока стрелка должна находиться на пятом делении шкалы. Это деление при дальнейшей работе принимается за нача ло отсчётов и называется “местом нуля”.
Арретирование гальванометра осуществляется посредством вин та 10. При ввинчивании винта электрическая цепь рамки гальвано метра замыкается накоротко, в результате чего затухают колебания рамки, возникающие при перемещении гальванометра и толчках.
Гальванометр крепится к основанию футляра 11 специальным
винтом 12 с резиновыми амортизаторами. Сверху гальванометр закрывается кожухом 13, который соединяется с основанием по средством штифтов 14, укреплённых на кожухе, и пружины 15.
При включении гальванометра в цепь тока возникает взаимо действие магнитных полей рамки с током и постоянных магнитов. Рамка поворачивается, и прикреплённая к ней стрелка перемещает ся вдоль шкалы. Угол поворота рамки, а следовательно, и смещение стрелки пропорциональны силе тока, проходящего через рамку.
Стойка актинометрическая М-13а (рис. 6 ). На стойке уста
навливают актинометр, пиранометр и балансомер, предназначен ные для выполнения срочных наблюдений.
Стойку М-13а крепят в грунте опорой 2 со стабилизаторами 1. Насадка 4 установлена на опоре 2. Горизонтальность стрелы 9 ре гулируют при помощи трёх винтов 3 по уровню установленному на стреле и фиксируют с помощью винта 5. Внутри направляющей трубы 10 проходит стрела 9, которую можно поворачивать в трубе 10 и фиксировать винтом 11. На стреле 9 крепят головку пирано метра 14 и балансомер 18.
