日常生活中的電磁輻射
作者:中國科學(xué)院高能物理研究所  2016-08-04 19:35:44
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    電磁輻射在我們的生活周圍很常見,電磁輻射即電磁能量以電磁波形式或者光量子形式發(fā)射或泄漏到空間的現(xiàn)象。它的傳播速度即為人們通常所說的光速。舉例說,正在發(fā)射訊號的射頻天線,基站就會向四周輻射電磁波。電磁輻射根據(jù)頻率或波長分為不同類型,如圖1所示的電磁波譜。這些類型包括(按序增加頻率):無線電波、微波、紅外線、可見光、紫外線、X射線及γ射線。從圖中我們可以看到,波長最短的伽馬射線僅為千分之一納米,而最長的無線電波波長長達數(shù)十米,醫(yī)院里CT機的X射線波長在1納米左右。用來殺菌消毒的紫外線比可見光波長短,烤箱產(chǎn)生的用來加熱食物紅外線的波長則比可見光波長長,此外還有微波爐產(chǎn)生的波長為厘米量級,而收音機接受的短波波長為米量級。

電磁波譜圖

    電磁波是以小微粒光子作為載體的。高頻率(短波長)電磁波的光子會比低頻率(長波長)電磁波的光子攜帶更多的能量。光子的能量不足以破壞分子化學(xué)鍵的電磁場稱作“非電離性輻射”,組成我們現(xiàn)代生活重要部分的一些電磁場的人造來源,像電力、微波、無線電波等,在電磁波譜中處于相對長的波長和低的頻率一端,它們的光子沒有能力破壞化學(xué)鍵,這類電磁輻射對人體的傷害要小很多。一些電磁波的每個光子攜帶的能量可以大到擁有破壞分子間化學(xué)鍵的能力,被稱作“電離性輻射”,在電磁波譜中,X光和伽馬射線具有這種特性。這兩種射線雖讓在醫(yī)學(xué)上很常用,但照射過量就會損害健康。通常意義上所指有電磁輻射特性的電磁波是指無線電波、微波、紅外線、可見光、紫外線。而X射線及伽馬射線通常被認為是放射性輻射特性的。
 
    電磁輻射對人體的危害
 
    電磁輻射危害人體的機理主要是熱效應(yīng)、非熱效應(yīng)和累積效應(yīng)等。
 
    (1)熱效應(yīng)
 
    人體是一個導(dǎo)體,像所有導(dǎo)體一樣,人體受到無線電流和微波輻射后,會產(chǎn)生電流,從而引起人體發(fā)熱。一般來說,我們所處的空間中的無線電波和微波是比較弱的,引起的發(fā)熱非常小,完全可以忽略。太陽所發(fā)出的紅外線和可見光是自然界中最強的電磁輻射,也是我們所處的環(huán)境中最強的電磁輻射源,紅外線和可見光可以在人體的表層引起發(fā)熱。根據(jù)以往的測試結(jié)果,手機輻射在頭部引起的最大溫升為0.194攝氏度,這對于人體來說無關(guān)緊要了。
 
    (2)非熱效應(yīng)
 
    人體的器官和組織都存在微弱的電磁場,它們是穩(wěn)定和有序的,一旦受到外界某些頻率電磁波的干擾,處于平衡狀態(tài)的微弱電磁場可能遭到破壞,從而對人體的機能產(chǎn)生影響。
 
    (3)累積效應(yīng)
 
    太陽除了向外輻射紅外線和可見光外,還會輻射大量的能量較高的紫外線,這些紫外線對人體也是有益的,但過強的紫外線會灼傷皮膚,還有可能誘發(fā)皮膚癌。X射線、伽馬射線屬于高能電磁輻射,能夠直接破壞人體內(nèi)分子的分子結(jié)構(gòu),包括蛋白質(zhì)、DNA等的結(jié)構(gòu),從而引起人體發(fā)生病變,并且會引起各種癌癥。高能電磁輻射對人體的傷害尚未來得及自我修復(fù)之前再次受到輻射的話,其傷害程度就會發(fā)生累積,久之會成為永久性病態(tài)或危及生命。對于長期接觸高能電磁波輻射的群體,即使功率很小,頻率很低,也會誘發(fā)想不到的病變,應(yīng)引起警惕!
 
    生活中的電磁輻射
 
    只要不是處于絕對零度(攝氏溫標零下273.15攝氏度)的物體均會向外界輻射電磁波,絕對零度在自然界里是不可能達到的,所以電磁波是無處不在的。人體內(nèi)外均布滿由天然和人造輻射源所發(fā)出的電能量和磁能量。閃電便是天然輻射源的例子之一。至于人造輻射源,則包括各種家用電器,如微波爐、電腦、電視機、空調(diào)、手機等,都會產(chǎn)生輻射,其中微波爐、手機以高頻輻射為主,電視機、空調(diào)、電腦等以低頻輻射為主。在普通環(huán)境下電磁波并不會對我們的健康產(chǎn)生危害,如果磁場強度控制在規(guī)定范圍內(nèi)對人體的作用是積極和有益的,比如市場出售的理療機就是利用電磁輻射的溫?zé)嶙饔眠_到消除炎癥和治療目的,因此關(guān)鍵問題是要把電磁輻射控制在安全范圍內(nèi)。如果長期暴露于高能級電磁波的環(huán)境下會對我們的健康造成損害。電磁波防護的三大原則:距離防護(與電磁波發(fā)射設(shè)施設(shè)備保持一個相對安全的距離)、時間防護(不在電磁波發(fā)射設(shè)施設(shè)備開啟時進入安全的距離內(nèi))、屏蔽防護(依靠屏蔽設(shè)施電磁波的影響)。依靠三大原則可以有效的降低或避免生活中常見的電磁波的影響。
    雖然電磁輻射看不見摸不著,但并不是虛無縹緲的,在專業(yè)儀器的科學(xué)測試下,它們無所遁形,是完全可測可量的。大家可用一個簡單的監(jiān)測方法來了解電器使用的安全距離:利用可接收AM(調(diào)幅)頻道的收音機,打開后將頻道調(diào)在沒有廣播的地方,并且靠近所要測量的電視、冰箱、微波爐或電腦等家電用品,就會發(fā)現(xiàn)收音機所傳出的噪音突然變大。走出一段距離后,才會恢復(fù)原來較小的噪音量;這樣就可以測出安全距離,平常生活中與這個電器保持測量出的安全距離即可。
 
    日常輻射源對人體的影響
 
    無繩電話:離5厘米就沒事
    無繩電話檢測到的功率密度最大值為15微瓦/平方厘米。當檢測儀器離開5~10厘米時,數(shù)據(jù)就跌落到1微瓦/平方厘米以下了。國家標準是40微瓦/平方厘米。
    微波爐:工作時遠離即可
    大家都會擔心微波爐泄露造成輻射。檢測時緊挨門邊,檢測到的數(shù)據(jù)為5~10微瓦/平方厘米。當儀器距門10厘米時,檢測到的數(shù)據(jù)是1~2 微瓦 /平方厘米。高頻電器的國家標準都是40微瓦/平方厘米。微波爐的最大的檢測結(jié)果僅為國家標準的1/8到 1/4之間。
    微波爐輻射只有在工作時才會泄露,因此,在微波爐工作時遠離它就會免受其害了。
    高壓輸電線路:危害等同咖啡
    咸菜不是不能吃,而是不能多吃,咖啡對人體有害還是有益更是沒有定論。世界衛(wèi)生組織就把它們列為對健康有害的“嫌疑類”,而高壓輸電線路的磁場危害也位列其中。檢測到的數(shù)據(jù)顯示,高壓輸電線路的磁場強度遠遠低于國家標準,可以忽略不計。
    電腦主機:磁場危害被夸大
很多人擔心電腦主機輻射對人體健康有危害,尤其是懷孕的人,更是遠離電腦。檢測輻射時緊挨機箱,其磁場強度僅為1~2微特。人們之所以擔心其輻射主要是因為心理上恐懼而已。
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