WHO 告诉你,什么是电磁辐射

2014-06-16 07:15
中国民商 2014年5期
关键词:电磁场电磁波光子

总是听到生活中有各种辐射,手机、电脑、电吹风、无线路由器等等。这些“辐射”到底是怎么产生的?这些“辐射”与“核辐射”是一样的吗?来看看世界卫生组织对于电磁场的定义和来源介绍吧。

定义和来源

电场是由电压的差值产生的:电压越高,产生的电场也会越强。磁场是由电流流过时产生的:电流越大,磁场越大。在没有电流流过的时候,电场也会产生。如果有电流流过,磁场强度将随着功率消耗的变化而变化(注:也就是说跟电阻大小有关系),但是电场强度保持恒定。

电磁场的自然来源

在我们周围的环境中,电磁场无处不在,但是我们的眼睛看不到。在雷雨天气时,空气中局部电荷的积累可以产生电场。而地球的地磁场可以让指南针指向南北方向,鸟类和鱼类就是用地磁场来判断方向的。

电磁场的人造来源

除了自然来源以外,电磁波谱也包括了很多人造来源产生的电磁场:X 射线可以用来检查运动时意外骨折的四肢;每一个电源插座的电力与极低频电磁场有密切的联系;拥有更高频率的无线电波可以用来传递信息,无论是通过电视天线、广播电台,还是手机基站。

不同形式的电磁场为何不同?

用来描述电磁场的主要特征之一是它的频率或者说相应的波长。不同频率的电磁场会与人的身体以不同的形式发生相互作用。你可以把电磁波想象成以很快的速度——光速传播的一串周期性的波动。频率描述了每秒钟振动或者周期的数量,波长描述了一列波和下一列波之间的距离。所以波长和频率不可分割地交织在一起:频率越大,波长越小。

一个简单的比喻可以帮助你解释这个概念:把一根长绳子绑在门把手上,手持绳子的另一端。上下缓慢移动绳子,会产生一个很大的波动。更快的移动会产生一串小的波动。绳子的长度是固定的,你产生的波浪越多(高频率),波浪之间的距离就会越小(波长小)。

非电离性的电磁场和电离性的辐射有什么区别?

波长和频率决定了电磁场的另外一个特性:电磁波是以小微粒光子作为载体的。高频率(短波长)电磁波的光子会比低频率(长波长)电磁波的光子携带更多的能量。一些电磁波的每个光子携带的能量可以大到拥有破坏分子间化学键的能力。在电磁波谱中,放射性物质产生的伽马射线、宇宙射线和X 光具有这种特性,被称作“电离性辐射”。光子的能量不足以破坏分子化学键的电磁场称作“非电离性辐射”。

组成我们现代生活重要部分的一些电磁场的人造来源,像电力、微波、无线电波,在电磁波谱中处于相对长的波长和低的频率一端,它们的光子没有能力破坏化学键。

像X 射线、伽马射线一类的电离性辐射包含了能量足以破坏分子间化学键的光子。工频(注:各种电力设备、电源、电器的频率,主要是极低频)和射频的电磁波的光子的能量则低得多,没有电离性作用。

我们生活中低频率电磁场的主要来源是电源和电器,射频电磁场的日常来源主要是电信设备、广播天线和微波炉。

健康效应的总结

在20 世纪,日益增长的用电需要,快速发展的新技术和社交方式的改变造就了越来越多的人造电磁场来源,环境中人造电磁场下的暴露量不断增加。从电力的产生和传输,家用电器,工业设备到电信和广播,无论家居还是工作,每个人都暴露在以复杂的方式混合的微弱的电场和微弱的磁场之中。

外界没有电场的情况下,我们人体内也会有作为正常身体功能的一部分的化学反应产生的很微弱的电流。比如,神经会以发送电脉冲的形式传递信号;大多数的生物化学反应,包括消化和大脑活动,都伴随着带电粒子的重新排布。心脏的电活动也是非常活跃的,医生可以用心电图来记录下它们。

电场可以像影响由带电微粒组成的其它物质一样影响人体。当电场作用在导电材料上的时候,会影响表面的电荷分布,电场会使得电流从身体流向大地。

电场可以在人体中感应出环流的电流。电流的强度取决于外界磁场的强度。如果电流足够大,会产生对人体神经和肌肉的刺激,或者影响其他的生理过程。

电场可以在人体中感应出电压和电流,但是就算直接站在高压电线的下方,身体中感应出的电流相比于可以产生电击或者其他电效应的限值仍然是非常小的。

频电磁场的主要生理作用。在微波炉中,这一事实被用来加热食物。人们平常接触到的射频电磁场的强度比可以产生明显加热效果的强度低得多。射频电磁波的加热效应是目前安全准则制定的主要依据。科学家也在研究长期暴露在可以加热人体的临界值以下产生效应的可能性。

到目前为止,低强度长时间暴露在射频和工频的电磁场下的负面健康影响并没有得到确证,但是科学家也在积极地进一步研究这一领域。

电磁场和癌症

尽管已经进行了很多研究,电磁场是否会对癌症的发生产生某些效应还是有很多的争议。但是可以肯定的是,如果电磁场对于癌症真的有一定的效应,那么对于患癌风险的增加也是极其小的。目前的结果存在很多相互矛盾的地方,但是对于成年人和儿童任何一种癌症都没有发现风险的明显增加。

一些流行病学调查发现暴露在家中的极低频磁场可以稍微增加儿童患白血病的风险。但是科学家普遍没有下结论认为这些结果表明电磁场下的暴露和疾病之间有因果关系(由于研究中的一些缺陷和与电磁场暴露无关的因素)。某种程度上,结论可能是两者之间没有因果关系,因为动物实验和实验室的结果没有显示任何可以重复的效应,与电磁场可以导致癌症或者加速癌症进程的假设相吻合。

电磁场的超敏感性和情绪低落

一些人士对于电场或者磁场具有超敏感性,他们询问身体疼痛、情绪低落、嗜睡、睡眠失调,甚至抽搐、癫痫发作是否可能与电磁场的暴露之间有某种联系。

几乎没有科学证据证明电磁场的超敏感性。

目前很多的工作是面向电磁场和癌症之间的关系。寻找工频电磁场可能的致癌效应的研究在进行之中,尽管相比于上世纪90 年代后期的时候少了一些。

使用手机的长期健康效应是另一个广泛进行的研究题目。目前没有发现暴露在低强度的射频电磁场中会有明显的有害效应。面对公众对于手机安全的担忧,未来的研究主要针对在低强度的射频电磁场中不明显的有害效应是否会发生。

公众对于低强度电磁场可能风险的担忧,世界卫生组织启动了“国际电磁场项目”来提供科学客观的回答。尽管有广泛的研究,到目前为止没有证据可以确认低强度电磁场下的暴露对健康造成影响。

一定强度的电磁场可以导致生物效应没有争议。对健康志愿者的实验显示,短期暴露在环境中或者家中正常强度下的电磁场不会造成任何明显的有害效应。在可能造成伤害的更高强度的电磁场中的暴露是被国家和国际安全准则严格限制的。目前争议主要集中在长期的低强度暴露是否会引起生物效应和影响人类。

来源:果壳网endprint

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