مقالات

news photo

پرتوهای رادیویی و مایکروویو (RF/ MW)

3-1- پرتوهای رادیویی و مایکروویو (RF/ MW)

بخشی از پرتوهای الکترومغناطیسی که فرکانس آنها کمتر از  هرتز است، پرتوهای  RF/ MWهستند . انرژی یک فتون آنها کمتر از  الکترون ولت و بیشتر از  الکترون ولت است. لذا این پرتوها در بافت زنده یونسازی نمی کنند و تاثیرگذاری آن بر بدن انسان از طریق مکانیسم یونسازی نیست. برای بررسی این تاثیرات لازم است کمیت های زیر مورد توجه قرار گیرند :

شدت میدان الکتریکی (E)

اندازه بردار الکترونیکی میدان مغناطیسی می باشد که بنا به تعریف با نیروی وارد بر واحد بار الکتریکی در نقطه مورد نظر از میدان برابر است و یکای آن در دستگاه بین المللی یکاها نیوتن بر کولن یا ولت بر متر است.

چگالی شار مغناطیسی (B)

اندازه بردار است بر خط میدان مغناطیسی که بزرگی آن از رابطه زیر بدست می آید:  

(7)

                                                          B=

 

I، شدت جریان گذرنده از سیم به طول L است که در میدان مغناطیسی یکنواخت قراردارد و راستای آن با راستای خطوط میدان زاویه  می سازد. Fبزرگی نیرویی است که توسط میدان مغناطیسی به سیم فوق وارد می شود. یکای B در دستگاه بین اللملی یکاها ، تسلا است.

شدت میدان مغناطیسی (H)

اندازه بردار مغناطیسی میدان الکترومغناطیسی می باشد و مقدار آن از رابطه زیر محاسبه می شود:

  (8)   B=u*h

 ، تراوائی مغناطیسی محیط است و یکای آن در دستگاه بین المللی یکاها تسلا متر بر آمپر است.

B، چگالی شار مغناطیسی است و یکای آن در دستگاه های بین المللی یکاها تسلا است. یکای H در دستگاه بین المللی یکاها آمپر بر متر است.

چگالی توان (S)

توان تابیده شده به یک کره کوچک تقسیم بر سطح مقطع کره می باشد و یکای این کمیت در دستگاه های بین المللی یکاها وات بر متر مربع است. در میدان های الکترومغناطیسی چگالی توان با بزرگی بردار پوینتینگ نیز برابر است:

    (9)  S=E*H

 

که در آن :

  S = بردار پوینتینگ

E   = میدان الکتریکی (رجوع شود به تعریف شدت میدان الکتریکی ) و

 H  = میدان مغناطیسی (رجوع شود به تعریف شدت میدان الکتریکی ) است.

چگالی جریان (I)

شدت جریان الکتریکی گذرنده از واحد سطح است و یکای آن در دستگاه بین المللی یکاها آمپر بر متر مربع است.

آهنگ جذب انرژی در بافت (SAR) SAR: برابر است با مقدار انرژی جذب شده از پرتو در واحد جرم در واحد زمان ؛ یکای SAR، در دستگاه بین المللی یکاها وات بر کیلو گرم است.

منابع و دستگاه های تولید کننده پرتوهای رادیویی و مایکروویو بسیار متنوع هستند. این منابع در دو دسته کلی قرار می گیرند:

الف : منابع باز: منابع ای هستند که پرتو را مستقیماً به محیط اطاراف ارسال می کنند مانند انواع آنتن ، رادار و غیره .

(شکل 10)

ب: منابع بسته : منابع ای هستند که ارسال پرتو آن ها به محیط عمدی نیست ، اما هنگام کار در اطراف آنها پرتوهای رادیویی و مایکروویو وجود داردو مانند فرهای مایکروویو، دستگاه های جوش یا ذوب RF، سیستم های فرستنده و غیره.

(شکل 11)

با قرار گرفتن بدن انسان در میدان های الکتریکی و مغناطیسی ، ممکن است در قسمت های مختلف بدن ، جریان الکتریکی القاء شود یا مقداری از انرژی میدان توسط بافت جذب شود و یا هر دو پدیده همزمان روی دهد. بسیاری از اثرات بیولوژیکی شناخته شده پرتوهای رادیویی و مایکروویو به علت وقوع همین پدیده ها در بدن است. البته علل بروز برخی اثرات بیولوژیکی نسبت داده شده به این پرتوها، هنوز به درستی معلوم نیست . اثرات بیولوژیکی پرتوهای رادیویی مایکروویو که تاکنون بررسی شده اند به شرح زیر می باشد:

  • تاثیر بر زنان باردار یا جنین آن ها :
  • در تحقیقاتی که در این زمینه در دنیا انجام شده است، چنین اثری برای پرتوهای مایکروویو و رادیویی مشاهده نشده است. یعنی قرار گرفتن زنان باردار در این میدان ها تاثیری بر میزان سقط جنین در آنان نداشته است و ضمناً فرزندان آنان دچار اختلالات جسمی و یا عقلی نشده اند.
  • تاثیر بر چشم بر مقادیر زیادآهنگ جذب انرژی (SAR):
  • ایجاد آب مروارید در چشم حیوانات آزمایشگاهی که در معرض پرتوهای رادیویی و مایکروویو قرار گرفته اند ، در SARهای زیاد مشاهده شده است و از آنجایی که عدسی چشم انسان نیز در برابر تغییر دما حساس است، قرار گرفتن چشم در میدان های رادیویی و مایکروویو که منجر به SAR زیاد گردد، می تواند سبب افزایش ریسک ابتلا به آب مروارید گردد.
  • تاثیر بر سیستم عصبی :
  • در فرکانس های کم جریان های القایی می توانند بر اعصاب محیطی تاثیر بگذارند و در فرکانس های بالاتر،چنانچه SAR زیاد باشد و سبب افزایش دما گرد، می تواند بر سیستم عصبی انسان تاثیر بگذارد.
  • افزایش دمای بدن و احساس خستگی :
  • با افزایش دمای بافت در SAR های زیاد، حالتی مانند تب در بدن روی می دهد و احساس خستگی و کوفتگی را به دنبال دارد. البته افزایش دما در برخی بافت ها، مانند اندام های جنسی مردان سبب مرگ اسپرم ها و بروز عقیمی موقت  در آنان می شود اما این اثر دائمی نیست و بعد از مدتی از بین می رود .
  • ایجاد اختلال در عملکرد سیستم تنظیم حرارت بدن :
  • در SAR های زیاد سیستم تنظیم دمای بدن نمی تواند دمای بافت های مختلف را در حد طبیعی نگه دارد و به همین دلیل دمای بافت افزایش می یابد و اثر بیولوژیکی ناخواسته ظاهر می شود.
  • افزایش ریسک ابتلا به سرطان :
  • در بسیاری از تحقیقات انجام شده در دنیا این اثر مشاهده نشده است . اما تحقیقات محدودی نیز وجود دارد که افزایش درصد مبتلایان به سرطان را در افرادی که در میدان های الکترومغناطیسی رادیویی و مایکروویو قرار گرفته اند نشان می دهد. لذا هنوز نمی توان قطعاً دراین مورد نتیجه گیری نمود.

تحقیقات صورت گرفته در مورد اثرات بیولوژیکی پرتوهای رادیویی  و مایکروویو بر انسان نشان داده شده است که اثرات بیولوژیکی برگشت ناپذیر در SAR های بیشتر از 4 وات بر کیلوگرم ظاهر می شود.همچنین اطلاعات مربوط به اثراتی که با SARارتباط مستقیم ندارند بسیار محدود است و این اثرات به عنوان معیار دقیق مناسبی برای تعیین حدود این پرتوها در نظر گرفته نمی شوند . برای ارزیابی شرایط پرتو گیری افراد در محیط هایی که پرتوهای رادیویی و مایکروویو وجود دارد لازم است کمیت های خاصی اندازه گیری شود.

اندازه گیری چگالی جریان در داخل بدن و یا SAR که کمیت های پایه خوانده می شوند بسیار دشوار و در شرایط فعلی غیر ممکن است. لذت به منظور کنترل شرایط پرتوگیری شاغلین و یا مردم لازم است کمیت های فیزیکی خارج از بدن انسان اندازگیری شود و از روی مقادیر آنها ، کمیت های پایه محاسبه گردد. این عمل  با برنامه های کامپیوتری پیچیده و مدل سازی های کامپیوتری انجام شده است و براساس آنها حدود کمیت های کاربردی و قابل اندازه گیری برای کار در میدان مغناطیسی و یا زندگی در این میدان ها تعیین شده است منظور ازکمیت های کاربردی شدت میدان الکتریکی، شدت میدان مغناطیسی و چگالی توان در محیطی است که افراد در آن قرار می گیرند. برای اندازه گیری این کمیت ها دستگاه های خاصی وجود دارد که برخی از آنها در شکل 12 نشان داده شده است.حدود پرتوهای رادیویی و مایکروویو در جدول 6 برای پرتوگیری شاغلین و برای پرتوگیری مردم در جدول 7 آورده شده است. با مراعات این حدود می توان اطمینان داشت که مقادیر SARدر جریان های القایی در بدن از حدود مربوط به آنها کمتر خواهد شد و بر اساس اطلاعاتی که تاکنون موجود است اثرات بیولوژیکی برگشت ناپذیر در انسان بروز نخواهد کرد حدود جدول 6 برای 8 ساعت کار روزانه تنظیم شده است و حدود جدول 7برای اقامت دائم در میدان در نظر گرفته شده است.

 

جدول 6: حدود پرتوهای مایکروویو رادیویی برای کارکنان با این پرتوها

ردیف

 

محدوده فرکانس (F)

شدت میدان الکتریکی E (V/M)

شدت میدان مغناطیسی H (A/M)

چگالی توان موج مسطح  

Seq ()

 

1

0/15 – 1(MHz)

610

1/6

_

2

1-10(MHz)

610

1/6

_

3

10-400(MHz)

61

0/16

10

4

400-2000(MHz)

3

0/008

 

5

2-300(MHz)

137

0/36

50

 

 

جدول 7 – حدود پرتوهای مایکروویو و رادیویی برای مردم

ردیف

 

محدوده فرکانس (F)

شدت میدان الکتریکی E (V/M)

شدت میدان مغناطیسی H (A/M)

چگالی توان موج مسطح  

Seq ()

1

0/15 – 1(MHz)

87

 

_

2

1-10(MHz)

87

 

_

3

10-400(MHz)

28

 

2

4

400-2000(MHz)

1

 

f÷200

5

2-300(MHz)

61

 

10

 

 

برای حفاظت برای پرتوهای رادیویی و مایکروویو در نظر گرفتن نکات زیر مهم است:

  • ناحیه ای که در آن شدت میدان های الکتریکی یا مغناطیسی بالاتر از حدود این میدان ها برای مردم است اما از حدود آنها برای شاغلین کمتر است، تعیین و علامت هشدار نصب می شود. این ناحیه، ناحیه کنترل خوانده می شود. ضمناً ناحیه ای که شدت میدان های الکتریکی و مغناطیسی بالاتر از حدود این میدان ها برای شاغلین است نیز تعیین و علامت خطر با ذکر محدودیت زمانی قرار گرقتن در آن نصب شود. این ناحیه، ناحیه حضور محدود است . ورود افراد عادی و یا متفرقه به این ناحیه ها ممنوع است .
  • حتی الامکان قطعات فلزی غیر ضروری که منعکس کننده امواج الکترومغناطیسی هستند در مجاورت دستگاه های مولد پرتو وجود نداشته باشد وجود این قطعات می تواند باعث تقویت میدان در برخی نقاط شود.
  • جهت کاهش شدت میدان های الکترومغناطیسی در موارد ممکن از حفاظ های جاذب به جای حفاظ های منعکس کننده استفاده شود.
  • پرتو خروجی منابع باز نباید به سمت قسمت هایی که افراد در آن مستقر هستند تابیده شود. در صورتی که این عمل اجباراً انجام شود پرتوگیری هر فرد نباید از حد پرتو برای شاغلین بیشتر باشد.
  • هرگونه تعمیر یا تغییر در سیستم های مولد پرتوهای RF/MW باید توسط شخصی صورت گیرد که از آموزش های ویژه برخوردار باشد.
  • در قسمتی از دستگاه که حاوی قطعات مولد پرتو و موج برهاست باید سالم بدون نشتی و دارای قفل الکترونیکی باشد.
  • حتی الامکان قبل از شروع تعمیرات ، تغذیه اصلی دستگاه قطع و خازن ها با روش مطمئنی تخلیه شوند.
  • از دویدن و حرکت سریع در محل هایی که شدت پرتو زیاد است خودداری شود.
  • افرادی که ناراحتی قلبی دارند و یا از ضربان ساز مصنوعی قلب یا سایر تجهیزات الکترونیکی داخل بدن که ممکن است عملکرد آنها در این میدان ها دچار اختلال شود ، استفاده می کنند و افرادی که در داخل بدن آنها پروتزهای بزرگ فلزی قرار دارد نباید با دستگاه های تولید کننده پرتوهای رادیویی و ماکروویو کار کنند و یا در مجاورت آنها قرار گیرند.

 

  • (شکل 13).

دمای کپسول های گاز قابل انفجار در اثر دریافت انرژی از پرتو افزایش می یابد و ممکن است منجر به انفجار شود. لذا باید از تابش پرتوهای رادیویی و مایکروویو به آن ها جلوگیری شود.

تاریخ نشر مطلب: ۱۹ اسفند، ۱۳۹۶