Inżynier i Fizyk Medyczny 3/2012 vol. 1
artykuł
/
article
BHP
/
OMS
135
Oddziaływanie wywierane
przez pole magnetostatyczne
wytwarzane przez magnesy
na przedmioty metalowe
–
zagrożenie bezpieczeństwa przy skanerach
rezonansu magnetycznego i spektrometrach NMR
Jolanta Karpowicz
ekspert ds środowiskowych zagrożeń elektromagnetycznych
Centralny Instytut Ochrony Pracy – Państwowy Instytut Badawczy, ul. Czerniakowska 16, 00-701 Warszawa, tel. +48 22 623 46 50, e-mail:
Wstęp
Niemal wszyscy mają świadomość, że magnes przy-
ciąga przedmioty stalowe – któż nie eksperymen-
tował z niewielkim magnesem, wymontowanym
np. z magnetycznego zatrzasku do szafki kuchennej
i przyciąganymi do niego szpilkami lub spinaczami biu-
rowymi. W wersji bardziej profesjonalnej, wiele osób
wykonywało rozmaite eksperymenty z opiłkami żela-
za i magnesem laboratoryjnymw kształcie podkowy.
Natomiast niewiele osób zdaje sobie sprawę, że
silniejsze magnesy mogą przesuwać nawet bardzo
ciężkie przedmioty. Przykładów dostarcza współ-
czesna technika, np. chwytaki magnetyczne, uży-
wane do przenoszenia karoserii samochodowych
na złomowiskach, czy też koleje superszybkiej pręd-
kości wykorzystujące silne magnesy unoszące po-
ciąg ponad szynami (tzw. poduszka magnetyczna).
W przypadku urządzeń, w których silne magnesy
odgrywają inną rolę niż mechaniczne oddziaływa-
nie na przedmioty metalowe, ich niekontrolowane
aoddziayhwania mogą powodować poważne zagro-
żenie dla zdrowia i życia. Ochrona znajdujących się
w pobliżu urządzeń i ludzi wymaga systematycz-
nych działań profilaktycznych.
Oddziaływanie
magnesu na otoczenie
Na przedmioty ferromagnetyczne znajdujące się
w polu magnetostatycznym o niejednorodnym roz-
kładzie przestrzennym wywierana jest siła przesunię-
cia (translacji), a na przedmioty o wydłużonym kształ-
cie również siła obrotu. Oddziaływanie takie może
być silniejsze od oporów tarcia, powodując przesuwa-
nie przedmiotu w kierunku magnesu lub jego obrót
do ustawienia dłuższej osi przedmiotu zgodnie z po-
laryzacją oddziałującego pola (jak w przypadku igły
kompasu ustawiającej się zgodnie z polaryzacją pola
geomagnetycznego, tj. zgodnie z kierunkiem północ-
-
południe). W razie zrównoważenia siły grawitacji
przedmiot taki może lewitować z narastającą gwał-
townie prędkością w kierunku magnesu.
Wspomniane oddziaływania są zależne od kształ-
tu i masy przedmiotów, rodzaju materiału, z jakiego
są wykonane, a także od rodzaju powierzchni przed-
miotów i podłoża, na jakim się znajdują. Ponadto siła
translacji wywierana przez pole magnetostatyczne
jest proporcjonalna do iloczynu indukcji magnetycz-
nej (B) pola magnetostatycznego i gradientu induk-
cji w przestrzeni (dB/dx), natomiast siła obrotu jest
proporcjonalna do kwadratu indukcji magnetycznej,
a więc w otoczeniu magnesu siły te gwałtownie na-
rastają w miarę zbliżania się do niego.
Wskutek omawianego oddziaływania w silnym
polu magnetostatycznym, występującym na przy-
Fot. 1
Przykład ilustrujący zagrożenia
balistyczne przy magnesie skanera
rezonansu magnetycznego
.
MRIsafety.com – za zgodą Frank G.
Shellock, Ph.D)
