Elektromagnetinė spinduliuotė

Mes gyvename apsupti visomis kryptimis sklindančių įvairiausio ilgio (dažnio) elektromagnetinių laukų (EML), kurie sklisdami erdvėje neša aktyvią energiją. – elektromagnetinę spinduliuotę.

Elektromagnetinis laukas charakterizuojamas:

elektrinio lauko stiprumu E, matuojamu V/m;

magnetinio lauko stiprumu H, matavimo vienetas A/m;

magnetine indukcija B, vienetas tesla (T), viena milijoninė dalis T atitinka 1,25 A/m, ji matuojama, įvertinant labai žemo dažnio EML;

energijos srauto tankiu S, rodančiu kiek energijos praeina per 1 sekundę pro 1 m2 plotą statmeną bangos sklidimo krypčiai, matavimo vienetas W/m2.

Svarbus EML ddalijimas į “artimąją” ir “tolimąją” zonas. EML silpnėja atvirkščiai proporcingai atstumo nuo spinduliavimo šaltinio kvadratui r -2 arba kubui r -3“artimojoje” arba indukcijos zonoje, kai atstumas nuo šaltinio r < l. Artimojoje zonoje charakterizuojant EML atliekami atskiri elektrinio E ir magnetinio H laukų matavimai. ”Tolimojoje” zonoje atstume r > 3l lauko stiprumas mažėja proporcingai atstumui r –1. Čia tarp elektrinio ir magnetinio laukų galioja ryšys: E=377 H. “Tolimoji”zona – tai susiformavusios elektromagnetinės bangos zona. Čia kalbama apie bangų sklidimą erdvėje iir matuojama energijos srauto tankis. Tai paprastai matavimai aukšto dažnio srityje, kai dažnis >1 GHz.

Pagal biologinį poveikį elektromagnetinė spinduliuotė skirstoma į:

1. jonizuojančią – tai tokia spinduliuotė, kurios energijos pakanka biologinių junginių molekulėms jonizuoti. Tai superaukšto dažnio spinduliuotė, kurios bangos ilgis yra mmažesnis nei 10 nm;

2. nejonizuojančią, kai spinduliai biologinių junginių molekulių nejonizuoja. Jų veikimas priklauso nuo dažnio, EML stiprumo ir veikimo trukmės.

Elektromagnetinės spinduliuotės įtaka žmogui

Elektromagnetines spinduliuotės įtaka žmogaus sveikatai labiau susidomėta aštuntajame dešimtmetyje, kai darbo vietose ir buityje pradėjo gausėti įvairios elektroninės įrangos. Pastaruoju metu vis dažniau galima išgirsti ir naują terminą – elektrosmogas. Šis terminas vartojamas apibrėžiant elektromagnetinius laukus, kuriuos aplinkoje sukelia aukštosios įtampos elektros perdavimo linijos, elektrifikuoti geležinkeliai, žemos įtampos elektros tinklai, buitiniai ir pramonės elektros prietaisai – televizijos ir radijo aparatai, kompiuteriai, judrieji (mobilieji) telefonai. Elektrosmogas (aplinkos tarša elektromagnetiniais laukais) – yra nematomas ir nejuntamas. Žmogaus jutimo organai nereaguoja į elektromagnetinį lauką 20 – 300 MHz dažnio diapazone, todėl žmogus neįvertina slypinčio pavojaus.

Kompiuteris, kkurio pagrindinėmis dalimis yra sisteminis blokas (procesorius), įvairūs informacijos įvedimo ir išvedimo įrenginiai: klaviatūra, monitorius, spausdintuvas, skeneris, ir t.t., kaip ir kiti elektriniai prietaisai, spinduliuoja įvairaus dažnio elektromagnetinius laukus (lentelė).

Šaltinis Dažnių diapazonas

Monitorius „-„

Maitinimo bloko transformatorius 50 Hz

Impulsinio maitinimo bloko statinis keitiklis 20-100 KHz

Kadrų skleidimo ir sinchronizacijos blokas blokas 48 –160 Hz

Eilučių skleidimo ir sinchronizacijos blokas 15 –110 KHz

Greitinančioji anodinė įtampa ( monitoriams su kineskopais) 0 Hz (elektrostatinis laukas)

Sisteminis blokas „-„

Procesorius 50 Hz – 1000 MHz

Informacijos įvedimo/išvedimo įrenginiai 0 Hz, 50 Hz

Nenutraukiamo maitinimo šaltinis 50 Hz, 20 –100 KHz

Elektriniai prietaisai ir jų spinduliuojami įvairaus dažnio elektromagnetiniai laukai.

Padidinta spinduliavimo rizika, dirbant su nešiojamais kompiuteriais, kur spinduliavimo šaltinis yra jų sisteminis blokas, sumontuotas po klaviatūra. Dirbdami dedame tokį kompiuterį sau ant kelių, o atstumas iki spinduliavimo šaltinio tėra 1-2 cm.

Kompiuterio spinduliuojamų laukų dažnis yra mažesnis už regimosios šviesos dažnį. Kompiuterio monitoriaus skleidžiamo spinduliavimo spektras susideda iš rentgeno, ultravioletinių, infraraudonųjų, taip pat plataus diapazono kitų dažnumų elektromagnetinių bangų (Žr. pav.). Elektromagnetinių laukų stipris gerokai sumažėja, didėjant nuotoliui iki monitoriaus ekrano. Todėl jų poveikis prie kompiuterio dirbančiam žmogui priklauso nuo to, kaip arti jis sėdi prie ekrano. Elektromagnetinius laukus sukelia ir išoriniai kompiuterio įrenginiai- magnetiniai diskai, nepertraukiamojo maitinimo šaltiniai. Šių įtaisų sukeliami laukai gali būti net 10 kartų stipresni už monitorių spinduliuojamus laukus. Tuo pačiu pasižymi ir spausdintuvai. Kompiuterizuotoje darbo vietoje, kurioje gali būti įrengti ir kiti šiuolaikiniam biurui reikalingi organizacinės technikos įrenginiai, visi jie, praktiškai, gali būti elektromagnetinių laukų šaltiniais.

Monitoriaus skleidžiama elektromagnetinė spinduliuotė.

Monitoriaus spinduliavimas charakterizuojamas:

monitoriaus elektromagnetiniu lauku 20 Hz – 1000 MHz dažnių srityje;

statiniu krūviu ant monitoriaus ekrano;

ultravioletiniu spinduliavimu 200 – 400 nm srityje;

infraraudonuoju spinduliavimu 1050 nm – 1 mm srityje;

rentgeno spinduliavimu &> 1.2 eV.

Skleidžiama rentgeno, ultravioletinė, infraraudonoji spinduliuotė dažniausiai neviršija biologiškai pavojingos ribos. Kur kas pavojingesnis yra žemo dažnio elektromagnetinė spinduliuotė. Mokslininkai nustatė, kad žemo dažnio elektromagnetinės bangos, priešingai negu rentgeno, pasižymi sava specifika: mažėjant intensyvumui jų poveikis organizmui nemažėja. Kai kurių dažnių bangos ypač pavojingos esant mažam intensyvumui – labai skvarbus 50Hz magnetinis laukas sukuriantis organizme sūkurines sroves. Nustatyta, kad nervinis audinys itin jautrus 6-20 Hz dažnio EML, kai jų stiprumas tesiekia 10 mV/m.

Biologinį elektromagnetinių bangų mechanizmą galima suskirstyti į šiluminį ir specifinį.

Šiluminis elektromagnetinės spinduliuotės poveikis tiesiogiai proporcingas elektomagnetinio lauko įtampai arba srauto tankiui. Žmogaus organizmas gali sugerti nuo 20% iki 100% elektromagnetinės spinduliuotės energijos, kurios dažnis didesnis kaip 15 MHz, ir transformuoti ją į šilumą. Kai šilumos kiekis, pagamintas iš sugertos energijos, yra per didelis, kad organizmas spinduliuotų šilumą į aplinką, kūno temperatūra po truputį pradeda kilti. Tai gali sukelti šiluminį stresą.

Nešiluminis veikimas gali būti, kai elektromagnetinės spinduliuotės energijos kiekis pakelia vietinę arba bendrą žmogaus kūno temperatūrą ne daugiau kaip 0,20C ir specifiškai veikia kai kuriuos biofizikinius reiškinius, tokius kaip bioelektrinis aktyvumas, submikroskopinių struktūrų vibracija ir panašiai. Specifiką bandoma aiškinti poveikiu į nervines ląsteles ir per jas į visą organizmo savireguliacijos ssistemą

Specifinis arba nešiluminis poveikis būna:

1. demoduliuojantis;

2. molekulinis;

3. dezadaptuojantis.

Demoduliacijos reiškiniai dėl elektromagnetinės spinduliuotės įtakos pasireiškia tuose organuose, kuriuose vyksta elektriniai procesai, pavyzdžiui, širdyje ir centrinėje nervų sistemoje (CNS).

Elektromagnetinės spinduliuotės molekulinis veikimas sukelia makromolekulių, molekulių ir atomų svyravimus bei molekulių ir atomų poliarizaciją. Be to, elektromagnetinė spinduliuotė kataliziškai veikia kai kurias chemines ir fermentines reakcijas, pvz., kalcio apykaitą ląstelių membranų paviršiuje.

Elektromagnetinio lauko dezadaptuojantis poveikis pasireiškia sumažėjusiu organizmo atsparumu įvairiems nepalankiems aplinkos veiksniams.

ELM poveikis priklauso nuo individualių organizmo savybių ir apšvitintų organų, kurie į elektromagnetinę spinduliuotę reaguoja nevienodai. Įvairių organų jautrumas elektromagnetinės spinduliuotės poveikiui priklauso nuo kraujagyslių tinklo, mitozinio dauginimosi dažnumo ir ląstelių diferenciacijos lygio. Labiausiai EML pažeidžiamų organų ir sistemų patogenetinis mechanizmas pateikiamas lentelėje:

Organas, sistema Efektas Patogenezė

Lęšiukas Katarakta Kraujagyslių tinklo nebuvimas ir nedidelė lęšiuko geba išsklaidyti energiją lemia jo temperatūros pakilimą, dėl to sustoja mitozinis procesas ir lęšiukas drumsčiasi.

Reprodukcinė sistema Funkciniai sutrikimai Sėklidėse ląstelių diferenciacija vyksta labai greitai, intersticinės ląstelės gamina mažiau androgenų, dėl to vystosi hipofizio ir lytinės sistemos hipofunkcija.

CNS Funkciniai sutrikimai Elektromagnetinių bangų difrakcija ir atspindys vyksta dėl kaukolės sferinės formos, tam tikrose CNS dalyse susikaupia didesnė spinduliuotės energijos koncentracija.

Spinduliuotei ypač jautrūs smegenų kamieno tinklinis darinys ir pogumburis, todėl dėl šių dalių hipertermijos galimi CNS veiklos sutrikimai.

Labiausiai EML pažeidžiamų organų ir sistemų patogenetinis mechanizmas.

Elektromagnetinis laukas gali pažeisti akis, sukelti leukemiją, smegenų auglius, reprodukcinės sistemos pakenkimus. Nuolat EML veikiamiems dirbantiems gali būti dažnesni širdies kraujagyslių ir imuninės sistemos bei kvėpavimo organų funkciniai pakitimai. Priklausomai nuo elektromagnetinės spinduliuotės intensyvumo ir trukmės gali išsivystyti ūminiai ir lėtiniai organizmo pakitimai. Stebint nėščias moteris, buvo pastebėta, kad moterims, kurios savaitės bbėgyje prie monitoriaus praleisdavo daugiau kaip 20 valandų, persileidimas pasitaikė 80 % dažniau.

Higienos normos reikalavimai

Kompiuterizuotose darbo vietose būtina atsižvelgti į griežtus, su spinduliuote susijusius, higienos normos reikalavimus. Saugos ir sveikatos požiūriu bet kokia spinduliuotė neturi viršyti kenksmingo sveikatai lygio:

patalpos ore turi būti reguliuojamas neigiamų ir teigiamų jonų kiekis bei jų santykis. Darbo aplinkos oro jonizacijos lygis optimalus, kai abiejų ženklų jonų viename kubiniame metre oro yra nuo 1500 iki 5000;

rentgeno spinduliavimo ekspozicinės dozės galia monitoriaus paviršiuje (5cm atstumu) tturi būti ne didesnė kaip 100 mR/h (0,03 mR/s );

ultravioletinio spinduliavimo pluoštinis tankis turi būti ne didesnis kaip 10 W/m2;

jonizuojančiosios spinduliuotės lygiavertės dozės galia monitoriaus paviršiuje (5 cm atstumu) neturi būti didesnė kaip 1mSv/h;

elektromagnetinio lauko leidžiamas lygis ir monitoriaus ekrano eelektrostatinis potencialas turi atitikti techninės normos reikalavimus suderintus su tarptautiniais elektrostatinio, elektrinio ir magnetinio lauko stiprumo standartais ( lentelė).

Nustatant kompiuterių naudojimo saugumą plačiai žinomi ir taikomi Švedijos saugos standartai TCO 92 /95 /98 ir MPR II. Griežtesnis yra TCO standartas (Švedijos profsąjungų konfederacijos standartas), reglamentuojantis monitoriaus spinduliavimą, elektros naudojimą ir vizualinius parametrus. Pagal Švedijos nacionalinio spinduliavimo apsaugos komiteto standartą MPR II EML laukas matuojamas 50 cm atstumu nuo monitoriaus ekrano ir tokiu pat spinduliu aplink jį. Pagal standartą TCO matuojama 30 cm atstumu nuo ekrano ir aplink displėjų 50 cm atstumu. Lietuvos higienos norma nustato tarptautinius reikalavimus atitinkantį monitoriaus spinduliuojamo EML lygį.

Matuojamas parametras EMLdažnių diapazonas MPR II standartas TCO 95 standartas

Kintamo elektrinio lauko stiprumas 5 Hz – 2 kHz 25 V/m 10 V/m

2 –– 400 kHz 2,5 V/m 1,0 V/m

Kintamo magnetinio lauko indukcija 2 – 400 kHz 25 nT 25 nT

5 Hz – 2 kHz 250 nT 200 nT

Elektrostatinis potencialas 0 Hz 500 V 500 V

Tarptautiniai elektrostatinio, elektrinio ir magnetinio laukų stiprumo standartai.

Norint išvengti padidėjusios rizikos dėl EML spinduliuotės:

rekomenduotina atlikti pradinius foninio spinduliavimo matavimus patalpoje kur bus kompiuterizuotos darbo vietos. Turint šiuos matavimus, galima žymiai pagerinti darbo vietos ekologiją. Patalpa turi būti parinkta labiausiai nutolusi nuo išorinių elektromagnetines spinduliuotės šaltinių (galingų transformatorių, galingo apkrovimo elektros kabelio, radijo perdavimo įtaisų, ir t.t.);

naudoti kkokybišką (sertifikuotą) kompiuterinę įrangą;

tinkamai organizuoti ir įrengti darbo vietą; elektromagnetines spinduliuotės lygio mažinimui- naudoti ekranavimą, įžeminimą;

laikytis tokių biologinės apsaugos nuo elektromagnetines spinduliuotės principų:

 apsauga atstumu – jei patalpoje aptinkama padidinta spinduliuotė, darbo vietą būtina perkeiti į tokią vietą, kur nustatytas mažiausias spinduliuotės šaltinio poveikis;

 apsauga laiku – jei tenka dirbti padidintos elektromagnetines spinduliuotės aplinkoje, būti joje trumpiausią laiką.

Kompiuterio kelią pas vartotoją Lietuvoje formalizuoja nuo 1998 metų įdiegta kompiuterines įrangos sertifikavimo sistema. Kompiuterinė įranga privalo tenkinti saugos, elektromagnetinio suderinamumo ir žemo dažnio elektromagnetinės spinduliuotės standartų reikalavimus. Sertifikavimo įstaigai pateikiami atitinkami kokybę patvirtinantys dokumentai ir, jų pagrindu, išduodamas Lietuvos atitikties sertifikatas. Jeigu gamintojas ar tiekėjas neturi reikalaujamų kompiuterinės įrangos kokybę patvirtinančių dokumentų, tokios įrangos kokybė yra nustatoma bandymų laboratorijose kompiuterinės įrangos kokybę patvirtinančių dokumentų, tokios įrangos bandymų laboratorijose kompiuterinės įrangos kokybę patvirtinančių dokumentų, tokios įrangos kokybė yra nustatoma bandymų laboratorijose.

Radiacinė sauga: senos ir naujos problemos

Niekas neabejoja, kad jonizuojantieji spinduliai žalingai veikia visus gyvus organizmus, nors populiariojoje ir mokslinėje literatūroje kartais pasirodo publikacijų, kuriose įrodinėjamas nedidelių apšvitos dozių galimas naudingumas sveikatai. Šis faktas gali pasirodyti kvailas ir juokingas. Tačiau radiacinės saugos istorija, gyvuojanti jau antrą šimtmetį, yra lygiai tokia pat dramatiška ir kupina prieštaringų faktų kaip ir bet kuri kita iistorija. Minėtasis prieštaravimas yra vienas tokių pavyzdžių.

Atradus rentgeno spindulius, žmonėms atrodė, kad atsirado ne tik universalus būdas pažvelgti į žmogaus organizmo vidų, bet ir panacėja nuo visų ligų. Į sąrašą ligų, kurias buvo siūloma gydyti rentgeno spinduliais, mūsų amžiaus pradžioje buvo įrašyti ir raupai, tuberkuliozė, migrena, epilepsija. Pirmieji radiologai visiškai nenutuokė apie žalingą rentgeno spindulių poveikį. Jie savo rankas laikydavo po rentgeno spindulių pluoštu, kai tyrinėdavo vaizdo kokybę, nustatinėdami rentgeno vamzdžio veikimo parametrus. Ir taip būdavo elgiamasi prieš kiekvieną procedūrą.

Nors pirmieji rentgeno spindulių poveikio akims faktai buvo užfiksuoti jau 1896 m., žmonėms sunku buvo suprasti tiesiogiai neapčiuopiamą pavojų. 1896 m. pabaigoje jau buvo paskelbta nemažai darbų, įrodančių rentgeno spindulių žalą. Štai Amerikos fizikas Elijas Tompsonas (Elihu Thompson) keletą dienų laikė savo rankos mažąjį pirštą tiesioginiame rentgeno spindulių pluošte. Dėl to pirštas ėmė skaudėti, ištino, sustingo, pasidarė pūslėtas. E.Tompsonas visus viešai perspėjo, „kad po to nereikėtų per vėlai gailėtis”. Nors tokių perspėjimų vis daugėjo, tačiau medikai, naudojantys rentgeno spindulius gydymui, nors matė, kaip jie ardo audinius, jokių saugos priemonių nesiėmė. Paprasčiausiai manyta, kad dermatitus ir odos nudegimus sukelia kažkokie antriniai, pvz., ultravioletiniai arba rentgeno vamzdžio katodo spinduliai, ozonas, elektrinė indukcija. Šiandien keistai atrodo toks žalingo rentgeno spindulių poveikio ignoravimas.

Radioaktyvumas už rentgeno sspindulius yra „jaunesnis” tik 114 dienų. Nors susidomėjimas Henrio Bekerelio (Henri Becquerel) atrastaisiais spinduliais buvo kur kas mažesnis, šių spindulių neigiamas poveikis buvo pastebėtas kur kas anksčiau, matyt, ir dėl to, kad pats H.Bekerelis ir Pjeras Kiuri (Pierre Curie) nešiodavosi radį savo kišenėse. Tačiau masyvūs seifai, kuriuose buvo laikomas radis, tada buvo gaminami tam, kad apsaugotų patį radį, brangią medžiagą, o ne tam, kad apsaugotų nuo jo.

1904 m. mirė Klarensas M.Dali (Clarence M.Dally), įžymiojo Tomo Edisono (Thomas Edison) asistentas. Mirties priežastis – apsišvitinimas rentgeno spinduliais. Tikriausiai jis buvo pirmoji jonizuojančiosios spinduliuotės auka.

Elektromagnetiniai spinduliai

Elektromagn. lauko (susijusių el. ir magn. laukų) virpesiai, sklindantys erdvėje šviesos greičiu (299 792.458 km/s). Pagal bangos ilgį skirstomi į diapazonus: radijo bangas, submilimetrines bangas, infraraudonuosius spindulius, regimąją šviesą, ultravioletinius, rentgeno, gama spindulius (lent.).

Bangos ilgis

(mm) Dažnis

(Hz) Fotono energija

(eV)

Radijo bangos 105-1 3(106-1011) 1.24(10-8-10-3)

Submilimetrinės bangos 1-0.1 3(1011-1012) 1.24(10-3-10-2)

Infraraudonieji spinduliai 0.1-8•10-4 3•1012-3.75•1014 1.24•10-2-1.55

Regimoji šviesa (8-4)•10-4 (3.75-7.5)•1014 1.55-3.1

Ultravioletiniai spinduliai 4•10-4-2•10-6 7.5•1014-1.5•1017 3.1-620

Rentgeno spinduliai 2•10-6-10-8 1.5•1017-3•1019 620-1.24•105

Gama spinduliai 10-8-10-11 3(1019-1021) 1.24(105-107)