Độ phơi nhiễm bức xạ điện từ ở khu vực nội thành Hà Nội và thử hiệu ứng phi nhiệt

- BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP CAO HỌC NGÀNH: VẬT LÝ KỸ THUẬT ĐỘ PHƠI NHIỄM BỨC XẠ ĐIỆN TỪ Ở KHU VỰC NỘI THÀNH HÀ NỘI VÀ THỬ HIỆU ỨNG PHI NHIỆT NGƯỜI HƯỚNG DẪN GS.TSKH.
- Chương I TỔNG QUAN VỀ BỨC XẠ ĐIỆN TỪ.
- 1.1 SÓNG ĐIỆN TỪ TRONG KHÔNG GIAN TỰ DOError! Bookmark not defined.
- 1.1.1 Phương trình truyền sóng điện từ.
- 1.1.3 Biểu diễn phức của sóng điện từ Error! Bookmark not defined.
- 1.1.4 Tính” hạt” của sóng điện từ.
- 1.1.5 Thang sóng điện từ.
- 1.2 TƯƠNG TÁC GIỮA BỨC XẠ ĐIỆN TỪ VÀ CƠ THỂ SỐNGError! Bookmark not defined.
- 1.2.1 Bản chất tương tác giữa bức xạ điện từ và cơ thể sống....Error! Bookmark not defined.
- 1.2.2 Tác dụng sinh học và y học của bức xạ điện từ lên cơ thể sốngError! Bookmark not defined.
- Chương II KHẢO SÁT ĐỘ PHƠI NHIỄM BỨC XẠ ĐIỆN TỪ Ở HÀ NỘI .......Error! Bookmark not defined.
- 2.1.1 Hệ đo điện trường đẳng hướng HI Error! Bookmark not defined.
- 2.2 KẾT QUẢ ĐO Error! Bookmark not defined.
- 2.2.1 Kết quả đo sơ lược một số khu vực ở Hà Nội.
- 2.2.2 Kết quả đo khu vực Cầu Giấy Error! Bookmark not defined.
- 2.2.3 Kết quả đo ngã tư Phạm Ngọc Thạch – Chùa BộcError! Bookmark not defined.
- 2.2.4 Kết quả đo khu Đại học Bách Khoa Hà Nội......Error! Bookmark not defined.
- 2.2.5 Kết quả đo tại một số địa điểm khác Error! Bookmark not defined.
- 2.2.5.1 Kết quả đo tại Lương Sơn Hòa Bình và đường Láng Hòa Lạc.
- 2.2.5.2 Khảo sát sự thay đổi của cường độ bức xạ điện từ tại phòng điều trị chiếu xạ Vật lý trị liệu bệnh Viện quân đội Error! Bookmark not defined.
- 2.2.5.3 Khảo sát sự thay đổi của cường độ bức xạ điện từ theo thời gian tại số 4 Trần Hưng Đạo Error! Bookmark not defined.
- 2.2.5.4 Kết quả khảo sát vào ban đêm Error! Bookmark not defined.
- 2.3 NHẬN XÉT VÀ ĐÁNH GIÁ CÁC KẾT QUẢ ĐO.Error! Bookmark not defined.
- Chương III QUAN SÁT THỰC NGHIỆM ẢNH HƯỞNG CỦA BỨC XẠ ĐIỆN TỪ CAO TẦN YẾU LÊN THỎ THÍ NGHIỆM Error! Bookmark not defined.
- 3.1.3 Xác định phân bố của cường độ bức xạ từ ống chiếu.......Error! Bookmark not defined.
- 3.2.3 Kết quả.
- 3.3 NHẬN XÉT KẾT QUẢ.
- Kết quả đo A.
- Kết quả đo B.
- Luận văn thạc sĩ Ngành Vật Lý Kỹ Thuật 1 MỞ ĐẦU Ngày nay bức xạ điện siêu cao tần (BXSCT) được ứng dụng nhiều trong các lĩnh vực: quân sự, thông tin, viễn thám và thiên văn, truyền hình, năng lượng, y học, trong nghiên cứu khoa học vv… Bức xạ điện từ siêu cao tần ngày càng được sử dụng mạnh mẽ trong những năm gần đây.
- Đặc biết với sự phát phát triển bùng nổ của thông tin và truyền hình các thiết bị phát sóng điện từ: trạm phát sóng truyền hình, trạm phát sóng phát thanh, trạm BTS vv… và các thiết bị liên lạc cá nhân: điện thoại, máy tính, thiết bị không dây … đã gây nên những mối lo ngại về ảnh hưởng của BXSCT tới sức khỏe từ những thiết bị này.
- Do bức BXSCT không có khả năng gây ion hóa nên các tiêu chuẩn về an toàn bức xạ dành cho BXSCT đều dựa trên ảnh hưởng về nhiệt của BXSCT để làm chuẩn.
- Vì vậy đòi hỏi phải có những nghiên cứu kỹ hơn về ảnh hưởng của BXSCT đối với con người, đặc biệt là các nguồn BXSCT yếu đang có mặt ở khắp mọi nơi.Đã có những kết luận ban đầu được đưa ra về ảnh hưởng của BXSCT yếu đối với cơ thể sống.
- Tại Việt Nam những năm gần đây, truyền hình, truyền thanh và các thiết bị cá nhân sử dụng BXSCT cũng không nằm ngoài sự phát triển chung của thể giới.
- Vì vậy đề tài: “Độ phơi nhiễm bức xạ điện từ ở khu vực nội thành Hà Nội và thử hiệu ứng phi nhiệt của bức xạ cao tần” được thực hiện với 3 nhiệm vụ chính như sau: Luận văn thạc sĩ Ngành Vật Lý Kỹ Thuật 2 - Tìm hiểu cở chế của tương tác của bức xạ điện từ với cơ thể sống.
- Khảo sát sự phân bố của cường độ bức xạ tại khu vực nội thành Hà Nội.
- Thử hiệu ứng phi nhiệt của bức xạ cao tần lên thỏ.
- Luận văn thạc sĩ Ngành Vật Lý Kỹ Thuật 3 Chương I TỔNG QUAN VỀ BỨC XẠ ĐIỆN TỪ 1.1 SÓNG ĐIỆN TỪ TRONG KHÔNG GIAN TỰ DO 1.1.1 Phương trình truyền sóng điện từ.
- Sóng điện từ trong không gian tự do là một sóng điện từ ngang (TEM – Transversal Electric Magnetic) cấu tạo bởi véctơ điện trường biến thiên điều hòa (Er) và từ trường biến thiên điều hòa (Hr.
- Thành phần điện trường Er có phương vuông góc với phương truyền sóng z, biến thiên điều hòa theo thời gian và không gian theo phương trình sóng: 02π 2πE(z,t.
- E Z H Hình 1.1.1 Cấu tạo của sóng điện từ.
- Luận văn thạc sĩ Ngành Vật Lý Kỹ Thuật 4 02π 2πH(z,t.
- H cos ωt-βz⇒ 1.1.2 Các đại lượng đặc trưng.
- a) Chu kỳ thời gian (chu kỳ của dao động điện từ.
- Tấn số góc: 2Tπω= [rad/sec] Chu kỳ thời gian của dao động điện từ chủ yếu do nguồn phát sóng quy định.
- Bức xạ Rơnghen (X – Rays) Bức xạ gamma ( γ – Rays) 1.2 TƯƠNG TÁC GIỮA BỨC XẠ ĐIỆN TỪ VÀ CƠ THỂ SỐNG 1.2.1 Bản chất tương tác giữa bức xạ điện từ và cơ thể sống Khối chất (chất đông đặc, Condensend Matters) là khối kết hợp vĩ mô gồm các nguyên tử và phân tử có tương tác mạnh mẽ với nhau.
- Các quá trình cơ bản trong khối chất chính là tương tác giữa các nguyên tử (bản chất là tương tác điện tử) trong hệ Điện tử phân tử (“Hệ nguyên tử” có kích thước nanomet) Các hệ điện tử phân tử này gọi chung là Hệ điện tử học lượng tử.
- Các hệ điện tử học lượng tử này quy định các tính chất vĩ mô của khối chất: Tính năng đặc thù của Vật liệu, hoạt tính đặc thù của cơ thể.
- Vì vậy tương tác giữa bức xạ điện từ và cơ thể sống thực chất là tương tác giữa bức xạ điện từ với hệ Điện tử học lượng tử.
- và xét đến cùng là tương tác giữa photon (hν) và electron hoạt động trong các hệ điện tử phân tử chức năng của cơ thể sống.
- Hai loại tương tác quan trọng nhất là phân cực electron và chuyển dời lượng tử electron.
- Số photon bị hấp thụ tỷ lệ với số lần “va chạm” với các phân tử vật chất và dĩ nhiên số photon bị hấp thụ phải tỷ lệ với số photon tới (cường độ chùm bức xạ) và năng lượng chùm photon tới.
- Luận văn thạc sĩ Ngành Vật Lý Kỹ Thuật 8 Hình 1.2 : Sự phân cực electron do tác dụng của điện trường của bức xạ điện từ (Eρ: véc tơ cường độ điện trường của bức xạ điện từ.
- Sự phân cực của các electron trong liên kết tạo ra trong cơ thể một dòng dịch chuyển do có tác dụng truyền năng lượng giữa các phân tử, tuỳ thuộc vào bản chất của môi trường cơ thể sống có thể làm tăng nhiệt độ của cơ thể.
- Chuyển rời lượng tử electron Khi phân tử, nguyên tử hấp thụ lượng tử bức xạ điện từ, electron thay đổi trạng thái do hấp thụ photon và chuyển lên mức năng lượng cao hơn (trạng thái kích thích).
- Điều kiện để có chuyển dời lượng tử electron là thoả mãn điều kiện “cộng hưởng” lượng tử: νhEEE Các electron không thể lưu lại ở trạng thái kích thích vô thời hạn mà sau một thời gian rất ngắn (cỡ s) phải chuyển về trạng thái cơ bản hoặc trạng thái không kích thích và phát xạ lại một bức xạ điện từ hoặc thực hiện một chuyển dời không bức xạ bằng cách trao lại cho mạng một phonon, tức là E Đám mây electron bình thường Đám mây electron bị phân cực do tác dụng của thành phần điện trường E của bức xạ điện từ Luận văn thạc sĩ Ngành Vật Lý Kỹ Thuật 9 truyền nhiệt cho mạng.
- Hình 1.3 Sơ đồ các mức năng lượng của hệ lượng tử Trong tế bào sống luôn có sự trao đổi vật chất và năng lượng ở mức độ cao nhờ các quá trình hoá học và vật lý khác nhau.
- Giai đoạn đầu tiên của bất kỳ quá trình hoá học nào cũng mang đặc tính vật lý, đó là sự phân phối lại các điện tử ở nguyên tử, phân tử, tạo nên một trạng thái mới so với trạng thái trước khi xảy ra phản ứng.
- Sự phân bố lại các điện tử là do xuất hiện những liên kết trung gian trong dạng các ion hay gốc tự do ở tất cả các chất có khả năng tham gia phản ứng.
- Những liên kết này gây nên bước chuyển các nguyên tử sang trạng thái kích thích.
- Những phản ứng hoá sinh xảy ra trong cơ thể là nhờ có các men, chúng có khả năng chuyển các electron lên mức năng lượng cao hơn, tức là tạm thời nâng mức năng lượng của toàn hệ.
- Sự thay đổi cấu hình điện tử của phân tử phụ thuộc vào năng lượng photon mà phân tử hấp thụ.
- Nếu năng lượng đó đủ lớn để bứt electron ra khỏi nguyên tử, bức xạ tương ứng gọi là bức xạ ion hoá, khi đó nguyên tử trở thành một gốc ion dương.
- Nếu năng lượng photon nhỏ chỉ đủ kích thích Bức xạ tới tương tác – Electron hấp thụ một một photon tới và chuyển lên mức năng lượng cao hơn (trạng thái kích thích) Trạng thái kích thích Trạng thái cơ bảnElectron trở về trạng thái cơ bản và phát xạ lại một photon Chuyển dời không bức xạ E1 E2 E3 Luận văn thạc sĩ Ngành Vật Lý Kỹ Thuật 10 nguyên tử, làm nguyên tử chuyển lên mức năng lượng cao hơn, phân tử tương ứng có khả năng hoạt động hoá học cao hơn.
- Năng lượng của photon vi ba và bức xạ hồng ngoại thường làm kích thích các nguyên tử hoặc làm phân cực electron.
- Năng lượng của photon ánh sáng thấy được, bức xạ tử ngoại làm kích thích nguyên tử rõ rệt hơn, có vai trò trong các quá trình quang sinh như quang hợp, tổng hợp vitamin, kích thích hoặc kiềm chế các phản ứng hoá học, tác dụng quang động lực… Đặc biệt bức xạ tử ngoại bước sóng rất ngắn có thể làm ion hoá phân tử, nhất là các phân tử acid amin.
- Năng lượng của photon tia Rơnghen (X), tia gamma (γ) rất lớn, dễ dàng kích thích nguyên tử và làm ion hoá nguyên tử, các hiệu ứng do nó gây ra rõ rệt nhất ở chỗ các cấu trúc vi mô rồi vĩ mô bị tổn thương, nếu tổn thương quá nặng có thể dẫn đến tế bào chết và có thể cơ thể chết.
- 1.2.2 Tác dụng sinh học và y học của bức xạ điện từ lên cơ thể sống Bức xạ điện từ nói chung đều có những tác dụng sinh học nhất định.
- Các sóng ngắn và cực ngắn có tác dụng rõ rệt hơn.
- Các sóng cực ngắn có tác dụng mạnh mẽ, đặc biệt có thể làm cơ thể chết.
- Trong phần này đề cập một số tác dụng sinh học nhất định của các sóng ngắn và cực ngắn lên cơ thể.
- Người ta cho rằng có hai cơ chế tác dụng sinh học đồng thời tồn tại.
- Cơ chế tác dụng trực tiếp và cơ chế tác dụng gián tiếp.
- Cơ chế tác dụng trực tiếp Năng lượng bức xạ được trực tiếp chuyển giao cho các phân tử cấu tạo nên tổ chức cơ thể mà chủ yếu là các đại phân tử hữu cơ, chủ yếu là protein và ADN, ARN… trong nhân của tế bào sống.
- Năng lượng đó gây nên quá trình Luận văn thạc sĩ Ngành Vật Lý Kỹ Thuật 11 kích thích các nguyên tử, phân tử.
- Các nguyên tử, phân tử ở trạng thái kích thích thường linh động, dễ dàng tham gia các phản ứng hoá học với nhau.
- Các đại phân tử hữu cơ quan trọng bị tổn thương gây nên tác dụng sinh học trực tiếp như tổn thương chức năng hoạt động, gây đột biến gen… Cũng có khi các phân tử, nguyên tử ở trạng thái kích thích bị phân li thành các phân tử nhỏ hơn và cũng ở trạng thái kích thích, dễ dàng gây phản ứng hoá học mới tạo ra các sản phẩm mới với những động năng nhất định di chuyển trong môi trường.
- Quá trình kích thích các phân tử, nguyên tử, các phản ứng hoá học trước hết gây nên các tổn thương tại đó và sau đó có thể lan truyền ra các phân tử khác ở xung quanh.
- Cơ chế tác dụng gián tiếp Trong các tổ chức cơ thể thì nước chiếm tỷ lệ rất cao (70 ÷ 90.
- Vì vậy có thể coi cơ thể sinh học như một môi trường gồm các phân tử hữu cơ và nước.
- Ngoài tác dụng trực tiếp còn có cơ chế tác dụng gián tiếp, khi đó các photon tác dụng lên các phân tử nước làm chúng chuyển sang trạng thái kích thích hoặc bị ion hoá.
- Các phân tử nước ở trạng thái kích thích dễ dàng tác dụng lên các phân tử hữu cơ của tổ chức gián tiếp thông qua các phân tử nước khác.
- Luận văn thạc sĩ Ngành Vật Lý Kỹ Thuật 12 Chương II KHẢO SÁT ĐỘ PHƠI NHIỄM BỨC XẠ ĐIỆN TỪ Ở HÀ NỘI 2.1 PHƯƠNG PHÁP ĐO 2.1.1 Hệ đo điện trường đẳng hướng HI-4455 Hệ đo điện trường đẳng hướng HI-4455 là thiết bị được thiết kế để đo lân điện trường lân cận các nguồn phát sóng radio.
- Có thể ứng dụng trong kiểm tra và bảo vệ sức khỏe, đo sóng vô tuyến truyền hoặc thu nhận, kiểm tra EMI, đo đạc các trường gây ra bởi các thiết bị ISM.
- Hệ đo gồm 2 thành bộ phận chính là đầu dò HI-4455 và thiết bị chỉ thị HI-4416 Đầu dò HI-4455 bao gồm 2 thành phần: hệ anten, buồng điện tử.
- Sóng điện từ từ môi trường tác gây ra điện áp biến thiên trên các anten, tạo nên dòng điện xoay chiều.
- Buồng điện tử: Là hệ các mạch điện tử dùng để khuếch đại tín hiệu và xử lý tín hiệu, và xuất tiện hiệu dạng số thông qua cổng quang cho thiết bị chỉ thị.
- Tín hiệu sau khi được xử lý chuyển thành dạng số được gửi tới thiết bị chỉ thị thông qua cáp quang.
- Luận văn thạc sĩ Ngành Vật Lý Kỹ Thuật 13 A B C D Hình 2.1: Hệ đo Hi-4455 a) hệ đo hoàn chỉnh.
- c) buồng điện tử.
- d) thiết bị chỉ thị HI-4416

Xem thử không khả dụng, vui lòng xem tại trang nguồn
hoặc xem Tóm tắt