Các biện pháp để đảm bảo an toàn bức xạ điện từ đến sức khỏe con người

Ảnh minh họa: nguồn internet

Ban biên tập Tạp chí Điện tử tổng hợp, trích lược báo cáo của TS. Tạ Sơn Xuất, Viện Điện tử - Viễn thông, Trường Đại học Bách khoa Hà Nội tại Hội thảo về tương thích điện từ và an toàn bức xạ vô tuyến điện vừa được tổ chức tại thành phố Hồ Chí Minh. Tiêu đề bài báo do Ban biên tập Tạp chí Điện tử đặt. Xin giới thiệu đến Quý độc giả.

Trên thế giới, nghiên cứu tương thích điện từ - an toàn bức xạ điện từ được quan tâm từ nhiều thập kỷ trước. Tất cả các quốc gia trên thế giới đều xây dựng các quy chuẩn mức công suất bức xạ cho các thiết bị điện và điện tử để đảm bảo an toàn bức xạ điện từ. Tùy từng quốc gia và vùng lãnh thổ sẽ đưa ra các quy chuẩn khác nhau cho an toàn bức xạ điện từ, điển hình như: ở Mỹ, các quy chuẩn được đưa ra bởi ủy ban truyền thông liên bang, các quốc gia châu Âu có chung các chỉ thị về tương thích điện từ, Nhật Bản có quy định về tương thích điện từ, Úc có chuẩn tương thích điện từ, trong khi quân đội Mỹ đưa ra các chuẩn riêng MIL-STD- 416 và MIL-STD-462.

Các nhà khoa học đã và đang theo đuổi nhiều hướng nghiên cứu để đảm bảo cho các thiết bị điện tử đáp ứng được các quy chuẩn an toàn bức xạ điện từ. Dưới đây, chúng tôi đề cập một số phương pháp cơ bản đảm bảo an toàn bức xạ điện từ cho các thiết bị điện tử hiện nay là:

Bọc kim loại: là phương pháp đơn giản và phổ biến được sử dụng để ngăn cản các tín hiệu điện từ bên ngoài xâm nhập hoặc ngăn chặn tín hiệu mạnh hơn bị rò rỉ ra ngoài và gây nhiễu các thiết bị xung quanh, và ảnh hưởng đến sức khỏe con người.

Cơ chế hoạt động của bọc kim loại

Nó có thể bọc hệ thống lớn, thiết bị máy móc, hay các thành phần điện tử trong mạch như chip IC và các thành phần hoạt động, hoặc đầu nối và cáp giữa các mạch in.

Bộ lọc: là phương pháp thường được sử dụng trong suốt một sản phẩm được.

Phương pháp sử dụng bộ lọc đảm bảo tương thích điện từ

Chúng có thể được lắp đặt để ngăn dòng điện tần số cao, có thể gây ra bức xạ hoặc để loại bỏ năng lượng xung động và dòng điện quá độ hoặc sóng vô tuyến ra khỏi mạch.

Nối đất: là một kỹ thuật cung cấp đường dẫn điện trở thấp giữa thiết bị điện hoặc điện tử và mặt phẳng tham chiếu chung có trở kháng thấp để bỏ qua dòng điện sự cố hoặc tín hiệu nhiễu.

Các phương pháp nối đất: (a) Nối đất 1 điểm – sử dụng tại tần số thấp nhỏ hơn 1
MHz, (b) Nối đất đa điểm – sử dụng tại tần số cao

Ghép nối dây dẫn: Mọi dây dẫn vào/ra hoặc dây nguồn đều được liên kết với vỏ bọc bảo vệ của sản phẩm. Người ta sử dụng một lớp vỏ bọc ở mối nối để đảm bảo cáp không bị bức xạ.

Về hướng nghiên cứu bọc kim loại.

Dã có những nghiên cứu mới như: sử dụng vật liệu thông minh (smart material) mà chúng có thể lựa chọn tần số f” hoặc sóng điện từ đồng thời có thể bảo vệ thiết bị khỏi những nhiễu điện từ không mong muốn. Tại tần số cao vài GHz, việc bọc kim loại đòi hỏi lớp kim loại có độ dày chỉ vài microns, do đó, phương pháp lắng đọng hơi vật lý (Physical Vapor Deposition – PVD) là thích hợp để chế tạo các lớp vỏ kim loại.

Phương pháp lắng đọng hơi vật lý là quá trình tráng chân không làm bay hơi kim loại rắn thành plasma của các nguyên tử hoặc phân tử, hơi có thể lắng đọng như một lớp phủ hiệu suất cao trên nhiều chất nền khác nhau. Trong tài liệu tham khảo [16], các nhà nghiên cứu đã sử dụng các súng chùm tia để tạo ra 1 lớp nhôm dày 20 micrômét lắng đọng trên các tấm silicon mỏng. Trong nghiên cứu [17], người ta sử dụng các vật liệu tổng hợp bởi polyaniline (PANI) và polyporrole (PPy) để chống nhiễu cho các thiết bị bay tại tần số 30 – 35 MHz.

Về hướng nghiên cứu bộ lọc cho tương thích điện từ, nghiên cứu sử dụng trí tuệ nhân tạo ANN vào trong thiết kế bộ lọc

Đầu vào của mạng trí tuệ bao gồm các thông số cần thiết để chế tạo bộ lọc. Đầu ra thu được sẽ là tổn hao chèn. Từ đó có thể thu được bộ lọc tối ưu. Bộ lọc thu được hoạt động ở dải tần từ 100 kHz tới 108 MHz. Ngoài ra, bộ lọc nhiễu chủ động (Active Electromagnetic Interference Filter – AEF) đang được sử dụng nhiều trong các mạch điện tử để loại bỏ các nhiễu do bộ khuếch đại. Điển hình, trong nghiên cứu, bộ lọc có thể giảm nhiễu từ 3 dB tới 18 dB trong dải tần số từ 150 kHz tới 10 MHz.

Một số nghiên cứu xác định các nguồn nhiễu một cách chính xác để có thể bố trí lại các thiết bị điện từ để tránh ảnh hưởng lẫn nhau cũng đồng thời được để xuất. Trong nghiên cứu, người ta xác định nguồn bức xạ bằng phương pháp mô hình tương đương mảng anten lưỡng cực trong trường gần. Trong tài liệu tham khảo, các nhà nghiên cứu đưa ra mô hình để xác định nguồn phát xạ của mạng dây bi bên ngoài (wire bonded ball grid array – WB-BGA). Đầu tiên, các khu vực của WB-BGA có thể gây bức xạ được khảo sát. Thứ hai, một mô hình mô phỏng ba chiều của WB-BGA được thiết lập. Cuối cùng, bức xạ trường xa của các nguồn bức xạ khảo sát sẽ thu được bằng quá trình mô phỏng.

Ở Việt Nam, nghiên cứu về an toàn bức xạ điện từ cho các thiết bị điện tử đã và đang nhận được sự quan từ các nhà khoa học và các cơ quan quản lý nhà nước. Trong thông tư số 46/2016/TT-BTTTT của bộ trưởng Bộ Thông tin và Truyền thông ban hành quy định danh mục thiết bị vô tuyến điện được miễn giấy phép sử dụng tần số vô tuyến điện, điều kiện kỹ thuật và khai thác theo kèm. Thông tư này quy định danh mục và điều kiện kỹ thuật, khai thác đối với thiết bị vô tuyến điện được miễn giấy phép sử dụng tần số vô tuyến điện.

Thông tư này áp dụng đối với các tổ chức, cá nhân quản lý, sử dụng, sản xuất, nhập khẩu, kinh doanh thiết bị vô tuyến điện được miễn giấy phép sử dụng tần số vô tuyến điện để sử dụng tại Việt Nam. Thông tư này không áp dụng đối với thiết bị vô tuyến điện được sản xuất, nhập khẩu phục vụ mục đích quốc phòng, an ninh của lực lượng vũ trang.

Việc sản xuất, nhập khẩu, sử dụng thiết bị vô tuyến điện này do Bộ Quốc phòng, Bộ Công an quy định bảo đảm phù hợp với quy chuẩn kỹ thuật quốc gia tương ứng. Trong thông tư liên tịch số 2237/1999/TTLT-BKHCNMT-BYT của Bộ khoa học, công nghệ và môi trường, và Bộ y tế hướng dẫn thực hiện an toàn bức xạ trong y tế.

Thông tư này áp dụng đối với các cơ sở khám bệnh, chữa bệnh, nghiên cứu, đào tạo cán bộ y dược của nhà nước, tư nhân và các hình thức khác, kể cả các cơ sở có vốn đầu tư nước ngoài (sau đây gọi chung là các cơ sở y tế) có sử dụng thiết bị phát tia X, thiết bị xạ trị (sau đây gọi chung là thiết bị bức xạ), nguồn phóng xạ kín, nguồn phóng xạ hở để khám bệnh, chữa bệnh, nghiên cứu khoa học và đào tạo.

Theo Tạp chí Điện tử