مقالات

news photo

پرتوهای غیر یونساز (بخش دوم)

  1. پرتوهای غیر یونساز

در چند دهه گذشته، استفاده از پرتوهای غیر یونساز در امور پزشکی ، صنعت، مخابرات، آموزش و پژوهش، و غیره بسیار افزایش یافته است و در نتیجه تعداد افرادی که همه روزه در محل کار و زندگی خود در معرض تابش این  گونه پرتوها قرار می گیرند رو به افزایش نهاده است. بررسی اثرات بیولوژیکی این پرتوها بر انسان و دیگر موجودات زنده و نتایج حاصل از این گونه پرتوها بسیار مورد توجه می باشد.

  1. تعاریف ، کمیت ها و یکاها

موج متناوب : موجی است که شکل آن در مدت زمان های معین عیناً تکرار می شود نظیر امواج الکترومغناطیسی (شکل 1).

 

                

 

 

 

                                                                    شکل 1 – موج متناوب

 

 

دوره تناوب (T) : حداقل زمانی است که طول می کشد تا شکل موج عیناً تکرار شود. یکای دوره تناوب در دستگاه های بین المللی یکاها ، ثانیه است.

بسامد (V): تعداد دوره های تناوب در یک ثانیه است . یکای بسامد، در دستگاه بین المللی یکاها ، هرتز است.

                                                                                 (4)                 

سرعت انتشار موج (V) : مسافتی است که موج در مدت یک ثانیه در محیط انتشار طی می کند. سرعت انتشار موج به شرایط فیزیکی محیط انتشار بستگی دارد. سرعت انتشار امواج الکترومغناطیسی در خلأ و هوا تقریباً  متر بر ثانیه است .

طول موج (X) : مسافتی است که موج در مدت یک دوره تناوب طی می کند.                 

                           (5)                                                                                                                                                                                                            

 در فرمول 5 ، V سرعت انتشار موج وV  بسامد موج است.

انرژی فتون (E) :انرژی پرتو الکترومغناطیسی با بسامد معین مضرب صحیحی از عدد خاصی است که کوانترم انرژی یا  انرژی را فتون آن پرتو خوانده می شود .

انرژی هر فتون پرتو مغناطیسی با بسامد پرتو متناسب است و از فرمول 3 به دست می آید.

شدت یا چگالی پرتو  (I) : در هر نقطه از محیط ، انرژی که در واحد زمان از واحد سطح عمود بر راستای انتشار پرتو می گذرد، شدت پرتو خوانده می شود.(شکل 2).

 

                        (6)                                                                             

 

E : کل انرژی گذرانده از سطح به مساحت A در مدت زمان t ثانیه است و یکای شدت پرتو وات بر متر مربع (W/) یا اجزا آن باشد .

 

 

 

 

              

                           شکل 2- با دور شدن از منبع پرتوهای واگرا ، شدت پرتو کاهش می یابد.

قابل توجه است که هر قدر در یک نقطه شدت پرتو بیش تر باشد، انرژی جذب شده توسط بافت و اثر پرتو بر بافت در آن نقطه بیشتر خواهد بود . لذا برای تعیین میزان خطرات ناشی از پرتوهای غیر یونساز در یک نقطه از محیط لازم است علاوه بر تعیین نوع پرتو (فرابنش، فروسرخ و ...)  شدت آن نیز در محیط مورد نظر اندازه گیری شود . با جایگزینی مقادیرE, H, V  در فرمول 3و5 مقادیر زیر برای طول موج و بسامد پرتوهای غیر یونساز به دست می آید :

XM           یا                      100nm                                    و  uHz

 

بنابراین :

« پرتوهای غیریونساز پرتوهایی هستند که طول موج آنها در هوا بلندتر از 100 نانومتر، بسامد آنها کمتر از 3 هرتز و انرژی هر فتون آنها کمتر از 4/12 الکترون ولت است .»

 

از نظر حفاظت دربرابر پرتوها، علاوه بر پرتوهای الکترومغناطیسی، امواج ما فوق صوت نیز به عنوان پرتوهای غیریونساز در نظر گرفته می شود. باید توجه شود که امواج مافوق صوت امواج مکانیکی هستند وفقط در محیط های مادی منتشر میشوند، حال آن که پرتوهای مغناطیسی در خلأ نیز منتشر می شوند. با وجود تفاوت ماهیت امواج مافوق صوت و سایر پرتوهای غیر یونساز، نظر به این که پرتوهای مافوق صوت در برخورد به بافت های زنده یونسازی نمی کنند، این پرتوها نیز در زمره پرتوهای غیریونساز قرار گرفته اند .

 

2-1-1- انواع پرتوهای غیر یونساز

جدول 1 انواع پرتوهای غیر یونساز را نشان می دهد. پرتوهای فرابنفش، مرئی و فروسرخ را جمعاً پرتوهای نوری می خوانند. طول موج های داده شده در جدول 1، طول موج پرتوها در خلأ و یا تقریباً در هوا می باشد.طول موج پرتوهای مافوق صوت بسته به محیط انتشار آنها تغییرات زیادی دارد و به همین دلیل در جدول 1 ثبت نشده است.

3-1-1- کاربرد های پرتوهای غیر یونساز

بعضی از کاربردهای پرتوهای غیر یونساز در جدول 2 ارائه شده است . باید توجه شود که در بسیاری از موارد پرتوهای غیر یونساز موجود در یک محل به صورت عمدی در آنجا ایجاد نشده است ، بلکه به صورت پرتو اضافی در محل وجود دارد و استفاده مفیدی از آن نمیشود جدول 2 شامل این موارد نیست .

جدول (1): انواع پرتوهای غیر یونساز

نوع پرتو

فرنکانس (Hz)

طول موج در هوا

پرتوهای نوری

فرابنفش (UV)

 

 

نور مرئی (VS)

 

400-780()

فروسرخ (IR)

 

() 780-

 میدان های الکترومغناطیسی

مایکروویو (MW)

 

1-1000()

رادیوئی (RF)

 

1-1000()

بسامد کم (LF)

 

1-10()

بسامد بسیارکم (VLF)

 

10-1000

بسامد فوق العاده کم (ELF)

 

 

میدان های الکترو مغناطیسی ثابت

0

-------------------

 

 

 

جدول 2- کاربرد های پرتوهای غیر یونساز

ردیف

نوع پرتو

کاربردها

1

فرابنفش (UV)

تهیه ویتامین D، استریل کردن لوازم بهداشتی ، معالجه امراض پوستی، پزشکی ، صنعت چاپ و تکثیر، دستگاه های ماوراء بنفش ترک یابی ، حشره کش های برقی ، رنگرزی، الکترونیک و غیره .

2

فروسرخ

(IR)

فیزیوتراپی ، لامپ های مادون قرمز کوره های حرارتی ، فرهای مادون قرمز، دستگاه های کنترل از راه دور ، آشکار سازی های شعله

3

مایکروویو و رادیوئی

(MW/RF)

فرهای میکروویو ، ماشین های صنعتی ، مخابرات ، رادار ، رادیو ، و تلویزیون ، ماشین های صنعتی ، دیاترمی ، پزشکی ، MRI ، تلفن همراه

4

بسامد به شدت کم   ((ELF

انتقال و توزیع برق ، کلیه وسایل برقی که از برق شهر استفاده می کنند.

 

5

مافوق صوت ((US

سونوگرافی ، دستگاه های سونار ، پزشکی، وسایل صنعتی و اندازه گیری دستگاه های نشت یابی ، و ترک یابی، و ضخامت سنجی

 

 

4-1-1- رعایت قوانین و مقررات

بررسی اثرات پرتوهای غیر یونساز به صورت علمی و فراگیر، در جهان از سال 1974 میلادی آغاز شد .نتایج به دست آمده از این بررسی ها تاکنون به شرح زیر خلاصه شده است:

  • جذب پرتوهای الکترومغناطیسی غیر یونساز توسط بافت های زنده ، در آن ها گرما ایجاد می کند . اغلب بیولوژیکی حاصل از پرتوگیری با این پرتوها ، نتیجه همین پدیده می باشد. لازم به ذکر است که اثراتی نیز مشاهده شده اند که نمی توان آن ها را نتیجه گرمای ایجاد شده در بافت به شمار آورد. برخی از این اثرات ناشی از واکنش های شیمیایی هستند و ساز و کار برخی دیگر هنوز ناشناخته است.
  • عمق نفوذ پرتوهای الکترو مغناطیسی در بدن انسان در طول موج های مختلف یکسان نیست .پرتوهای نوری بیشتر در سطح پوست و لایه های اولیه آن جذب می شوند وعمق نفوذ آنها در بدن کم است. عمق نفوذ پرتوهای مایکروویو و رادیوئی با کاهش بسامد یا افزایش طول موج افزایش می یابد.
  • تنها پرتوهای مغناطیسی مرئی توسط حس بینایی انسان درک می شود و انسان قادر به دریافت و احساس مستقیم سایر پرتوهای غیر یونساز نیست ، مگر آنکه شدت آنها آنقدر زیاد باشد که گرمای ایجاد شده در اثر جذب آنها در بدن ، باعث گرم شدن بدن و احساس گرما گردد.
  • پرتوهای کنترل نشده و زیاد و عدم مراعات اصول و مقررات حفاظت در برابر پرتوهای غیر یونساز می تواند اثرات سوء و زیانبار بر سلامت انسان بگذارد.

با توجه به این نتایج مشخص می شود که وجود قوانین و اصولی  جهت کنترل پرتوگیری افراد با پرتوهای غیر یونساز ضروری است . از این رو در جهان استانداردها و اصول و مقررات ایمنی توسط سازمان های مختلف تهیه شده است و جهت حفاظت کارکنان با پرتوها و عموم مردم ، مورد استفاده قرار می گیرد. در ایران ، مقررات کاربرد پرتوهای غیر یونساز در قانون حفاظت در برابر اشعه مصوب مجلس شورای اسلامی در سال 1368 هجری شمسی ، آیین نامه اجرایی قانون مصوب هیأت دولت در سال 1369 هجری شمسی و اصلاحیه آیین نامه مصوب هیات دولت  در سال 1386 هجری شمسی تعیین شده است و ضمناً مرکز نظام ایمنی هسته ای کشور ضوابط و مقررات کار با انواع پرتوها را تدوین کرده است . در عین حال آشنایی کارکنانی که با پرتوهای غیر یونساز کار می کنند با اثرات و نحوه کنترل آنها اهمیت زیادی دارد . نظر به این که پرتوهای لیزر از جمله پرتوهای نوری می باشند و همچنین وجود پرتوهای رادیوییو مایکروویو در محیط اطراف بسیاری از لیزر ها اجتناب ناپذیر می باشد، لذا قبل از ورود به بحث لیزر در خصوص این نوع پرتوها یعنی پرتوهای نوری و رادیویی و مایکروویو ، مختصراً بحث خواهد شد.

تاریخ نشر مطلب: ۰۳ اسفند، ۱۳۹۶