Таблица 5.13 Технико –экономическое обоснование проекта
| Наименование показателя | Ед. изм | Базовый вариант | Проектируемый вариант |
| Технические показатели 1. Наработка на отказ | Час | ||
| Экономические показатели 1.Цена проекта 2. Инвестиции | Руб. Руб. | - - | |
| Показатели экономической эффективности инвестиций 1. Срок окупаемости 2. Чистый дисконтированный доход в tok 3. Индекс доходности в tok 4. Внутренняя норма рентабельности проекта | Год Руб - % | - - - | 0,89 1,123 28,02 |
Вывод: Полученные данные свидетельствуют об экономической целесообразности внедрения МНРЛС с детальной разработкой канала обнаружения ЗОТ.
Срок окупаемости инвестиций в проект при минимальной доходности 14% составит 0,89 года; чистый дисконтированный доход в tok равен 1787 руб., что >0; индекс доходности при Е=0,14 >1 и равен1,123; внутренняя норма рентабельности проекта составила 28,02%, это больше требуемой минимальной доходности и говорит об устойчивости проекта. Таким образом, можно с уверенностью говорить об эффективности инвестиций в данный проект.
БЕЗОПАСНОСТЬ И ЭКОЛОГИЧНОСТЬ
Биологическое действие СВЧ–излучения на организм человека
Воздействие мощных электромагнитных полей на человека приводит к определенным сдвигам в нервно-психической и физиологической деятельности, однако как предполагают, "многоступенчатая" система защиты организма от вредных сигналов, осуществляемая на всех уровнях от молекулярного до системного, в значительной степени снижает вредность действия "случайных" для организма потоков информации [20]. Поэтому, видимо, если и наблюдается определенная реакция на эти поля, то здесь нужно говорить скорее о физиологическом, в общем смысле, чем о патологическом аспекте воздействия электромагнитной энергии. Несмотря на то, что нетепловые, или специфические эффекты воздействия радиоволн открыты относительно давно, определяющим для нормирования опасности работы в условиях воздействия ЭМП во многих странах пока принята степень их теплового воздействия.
Для выяснения биофизики теплового действия СВЧ на живые организмы рассмотрим кратко факторы, определяющие нагрев тканей при облучении их ЭМП.
Существование потерь на токи проводимости и смещения в тканях организма приводит к образованию тепла при облучении. Количество тепла выделяемое в единицу времени веществом со среднем удельным сопротивлением (Ом/см) при воздействии на него раздельно электрической (Е) и магнитной (Н) составляющих на частоте f (Гц) определяются следующими зависимостями
Qe = 8,4×10×f×E (Дж/мин);
Qп = 8,4×10×f×H (Дж/мин).
Доля потерь в общей величине поглощенной теплом энергии возрастает с частотой.
Наличие отражения на границе "воздух-ткань" приводит к уменьшению теплового эффекта на всех частотах приблизительно одинаково.
Коэффициент отражения Ко от границ между тканями при различных частотах представлен в таблица6.1.
Таблица 6.1
| Частота, МГц | |||||||
| Границы раздела | |||||||
| воздух -кожа | 0,758 | 0,684 | 0,623 | 0,57 | 0,55 | 0,53 | 0,47 |
| кожа –жир | 0,340 | 0,227 | - | 0,231 | 0,190 | 0,230 | 0,22 |
| жир – мышцы | 0,355 | 0,351 | 0,33 | 0,26 | - | - | - |
С учетом Ко плотность мощности, поглощаемая телом, будет равна
Ппогл = П×(1- Ко),
где П - плотность потока мощности.
Глубина проникновения энергии СВЧ вглубь тканей зависит от резисторных и диэлектрических свойств ткани и от частоты.
Глубина проникновения энергии СВЧ в различные ткани при изменении поля в е раз в долях длины волн представлена в таблица 5.2.
Соизмеримость размеров тела с длинной волны приводит к появлению существенной частотной зависимости взаимодействия поля с телом. Эффект облучения тела человека сильно зависит от поляризации и ракурса освещения его радиоволн CВЧ.
Существование между различными слоями тела слоев с малой диэлектрической проницаемостью приводит к возникновению резонансов - стоячих волн большой амплитуды, которые приводят к так называемым микро-нагревам.
Перераспределение тепловой энергии между соседними тканями через кровь наряду с конвенционной отдачей энергии теплоиспусканием в окружающее пространство во многом определяет температуру нагреваемых участков тела. Именно из-за ухудшенной системы отвода тепла от некоторых сред (глаза и ткани семенников - в них очень мало кровеносных сосудов). Эти органы тела наиболее уязвимы для облучения. Критическим для глаз считается повышение температуры на 100 С. Высокая чувствительность семенников к облучению связана с известным фактом, что при нагревании их всего на 10 С. Возникает частичная или полная временная стерилизация.
Таблица 6.2
| l, см. | ||||||||
| Ткань | 1,25 | 0,86 | ||||||
| Головной мозг | 0,012 | 0,028 | 0,028 | 0,064 | 0,048 | 0,053 | 0,059 | 0,043 |
| Хрусталик глаза | 0,029 | 0,030 | 0,056 | 0,098 | 0,050 | 0,057 | 0,055 | 0,043 |
| Стекловидное тело | 0,007 | 0,011 | 0,019 | 0,042 | 0,054 | 0,063 | 0,036 | 0,036 |
| Жир | 0,068 | 0,083 | 0,120 | 0,210 | 0,240 | 0,370 | 0,270 | - |
| Мышцы | 0,011 | 0,015 | 0,025 | 0,050 | - | 0,100 | - | - |
| Кожа | 0,012 | 0,018 | 0,029 | 0,056 | 0,066 | 0,063 | 0,058 | - |
Кроме теплового действия радиоволн СВЧ на живой организм, оказывает влияние и специфическое их действие.
Наиболее общим эффектом действия радиоволн на организм человека (электромагнитных излучений малых уровней) является дезадонтация - нарушение функций механизма, регулирующих приспособительные реакции организма к изменениям условий внешней среды (к теплу, холоду, шуму, психологических травм т. п.) т. е. СВЧ поле является типичным стрессом.
К специфическим эффектам воздействия поля также относятся:
- кумуляция - приводит к тому, что при воздействии прерывистого облучения суммарных эффект накапливается и зависит от величины эффекта с самого начала воздействия;
- сенсибилизация - заключается в повышении чувствительности организма после слабого радиооблучения к последующим воздействиям;
- стимуляция - улучшение под влиянием поля общего состояния организма или чувствительности его органов.
В России проводятся широкие исследования, направленные на выяснения профессиональной вредности СВЧ радиоволн. Исследования позволили выявить у лиц, подвергающихся хроническому СВЧ воздействию, определенные изменения со стороны нервной и сердечно-сосудистой систем, эндокринных желез, крови и лимфы, хотя в подавляющем большинстве случаев эти изменения носят обратимый характер. При хроническом действии СВЧ поля были обнаружены также случаи помутнения хрусталика и снижения обонятельной чувствительности человека.
При плотности мощности СВЧ поглощаемой телом (П) больше 5-10 мВт/cм, и хроническом действии полей меньшей интенсивности, наблюдается, как правило, отрицательное влияние облучения, появляется повышенная утомляемость, слабость, вялость, разбитость, раздражительность, головокружение. Иногда наблюдается приливы к голове, чувство жара, половая слабость, приступы тошноты, потемнения в глазах. Изучаются генетические последствия воздействия радиоволн.
Электромагнитное поле вокруг любого источника излучения волн условно разделяют на три зоны:
- ближнюю – зону индукции;
- промежуточную – зону интерференции;
- дальнюю – волновую зону или зону излучения.
Если геометрические размеры источника излучения меньше длины волны излучения (точечный источник), границы зон ближней (индукции), промежуточной (интерференции) и дальней (излучения) соответственно определяются из следующих неравенств
; (6.1)
; (6.2)
. (6.3)
Электромагнитные поля по мере удаления от источника быстро затухают. Напряженность электрической составляющей поля в зоне индукции (ближней зоне) обратно пропорционально расстоянию в третьей степени, а напряженность магнитной составляющей – расстоянию во второй степени. В дальней зоне (зона излучения) напряженность электромагнитного поля обратно пропорционально расстоянию в первой степени.
При остронаправленных источниках излучения (антеннах) с размерами, значительно большими длины волны, граница дальней зоны может быть рассчитана по формуле
, (6.4)
где SA – наибольший геометрический размер раскрыва излучающей антенны, равный 2,6 м.
.
В волновой зоне (дальней зоне), в которой практически находятся работающие с СВЧ аппаратурой, интенсивность поля оценивается величиной плотности потока энергии (ППЭ), т. е. количеством энергии, падающей на единицу поверхности. В этом случае ППЭ выражается в ваттах на один квадратный метр или в милливаттах и микроваттах на один квадратный сантиметр.
Согласно максимальное значение ППЭПД не должно превышать значения 1000 мкВт/см2.
Предельно допустимые значения ППЭ электромагнитного поля в диапазоне частот 300 МГц…300 ГГц следует определять исходя из допустимой энергетической нагрузки и времени воздействия по формуле
, (6.5)
где ППЭПД – предельно допустимое значение ППЭ,
- предельно допустимая величина электрической нагрузки, равная 200 мкВт·ч/см2,
К – коэффициент ослабления биологической эффективности, равный 10 для случаев облучения от вращающихся и сканирующих антенн,
Т – время пребывания в зоне облучения за рабочую смену, равное 8 ч.
.
С учетом вышеприведенных расчетов можно сделать вывод о том, что удаление обслуживающего персонала РЛС (в частности дежурного оператора) на расстояние более 500 м от антенны является необходимым и достаточным условием для защиты от вредного воздействия СВЧ излучения.