(inclusief RF van zendantennes, draagbare radiosystemen, microgolfantennes, satelliet en radar)
Kelly Classic, gecertificeerd medisch fysicus
elektromagnetische straling bestaat uit golven van elektrische en magnetische energie die samen bewegen (dat wil zeggen uitstralen) door de ruimte met de lichtsnelheid. Alle vormen van elektromagnetische energie worden samen het elektromagnetisch spectrum genoemd. Radiogolven en microgolven die worden uitgezonden door zendantennes zijn een vorm van elektromagnetische energie., Vaak kan de term elektromagnetisch veld of radiofrequentie (RF) veld worden gebruikt om de aanwezigheid van elektromagnetische of RF energie aan te geven.
een RF-veld heeft zowel een elektrische als een magnetische component (elektrisch veld en magnetisch veld), en het is vaak handig om de intensiteit van de RF-omgeving op een bepaalde locatie uit te drukken in termen van eenheden die specifiek zijn voor elke component. De eenheid ” volt per meter “(V/m) wordt bijvoorbeeld gebruikt om de sterkte van het elektrische veld te meten en de eenheid” ampère per meter ” (A/m) wordt gebruikt om de sterkte van het magnetische veld uit te drukken.,
RF-golven kunnen worden gekenmerkt door een golflengte en een frequentie. De golflengte is de afstand die wordt afgelegd door een volledige cyclus van de elektromagnetische golf, terwijl de frequentie het aantal elektromagnetische golven is dat een bepaald punt in één seconde passeert. De frequentie van een RF signaal wordt meestal uitgedrukt in termen van een eenheid genaamd de hertz (Hz). Eén Hz is gelijk aan één cyclus per seconde. Een megahertz (MHz) is gelijk aan een miljoen cycli per seconde. Verschillende vormen van elektromagnetische energie worden gecategoriseerd door hun golflengten en frequenties., Het RF-deel van het elektromagnetische spectrum wordt over het algemeen gedefinieerd als dat deel van het spectrum waar elektromagnetische golven frequenties hebben in het bereik van ongeveer 3 kilohertz (3 kHz) tot 300 gigahertz (300 GHz).waarschijnlijk is het belangrijkste gebruik van RF-energie de levering van telecommunicatiediensten. Radio-en televisieomroep, mobiele telefoons, radiocommunicatie voor politie en brandweer, amateurradio, microgolfverbindingen en satellietcommunicatie zijn slechts enkele van de vele telecommunicatietoepassingen., Magnetrons zijn een goed voorbeeld van een niet-Communicatie gebruik van RF energie. Andere belangrijke toepassingen van RF-energie buiten communicatie zijn radar en voor industriële verwarming en afdichting. Radar is een waardevol instrument dat in vele toepassingen wordt gebruikt, van verkeershandhaving tot luchtverkeersleiding en militaire toepassingen. Industriële kachels en sealers genereren RF-straling die snel verwarmt het materiaal wordt verwerkt op dezelfde manier dat een magnetron koken voedsel., Deze apparaten hebben veel toepassingen in de industrie, waaronder het vormen van kunststoffen, het lijmen van houtproducten, het afdichten van items zoals schoenen en Zakboekjes en het verwerken van voedselproducten.
de hoeveelheid die wordt gebruikt om te meten hoeveel RF-energie daadwerkelijk wordt geabsorbeerd in een lichaam wordt de specifieke absorptiesnelheid (SAR) genoemd. Het wordt meestal uitgedrukt in eenheden watt per kilogram (W/kg) of milliwatt per gram (mW/g)., In het geval van blootstelling van het hele lichaam kan een staande menselijke VOLWASSENE RF-energie met een maximumsnelheid absorberen wanneer de frequentie van de RF-straling in het bereik van ongeveer 80 en 100 MHz ligt, wat betekent dat de SAR van het hele lichaam onder deze omstandigheden maximaal is (resonantie). Vanwege dit resonantieverschijnsel zijn RF-veiligheidsnormen over het algemeen het meest restrictief voor deze frequenties.
biologische effecten die het gevolg zijn van verhitting van weefsel door RF-energie worden vaak aangeduid als “thermische” effecten., Het is bekend voor vele jaren dat de blootstelling aan zeer hoge niveaus van RF-straling schadelijk wegens de capaciteit van rf-energie kan zijn om biologisch weefsel snel te verwarmen. Dit is het principe waarmee magnetrons voedsel koken. Weefselschade bij mensen kan tijdens blootstelling aan hoge RF-niveaus wegens het onvermogen van het lichaam voorkomen om met de bovenmatige hitte om te gaan of te verdrijven die zou kunnen worden geproduceerd. Twee gebieden van het lichaam, de ogen en de testes, zijn bijzonder kwetsbaar voor RF-verwarming vanwege het relatieve gebrek aan beschikbare bloedstroom om de overmatige warmtebelasting af te voeren., Bij relatief lage niveaus van blootstelling aan RF-straling, dat wil zeggen niveaus lager dan die welke significante verhitting zouden veroorzaken, is het bewijs voor schadelijke biologische effecten dubbelzinnig en onbewezen. Dergelijke effecten zijn soms aangeduid als” niet-thermische ” effecten. Algemeen is men het erover eens dat verder onderzoek nodig is om de effecten en de eventuele relevantie ervan voor de menselijke gezondheid vast te stellen.,
in het algemeen hebben studies echter aangetoond dat de milieuniveaus van RF-energie die het grote publiek routinematig tegenkomt, doorgaans ver onder de niveaus liggen die nodig zijn om significante verwarming en verhoogde lichaamstemperatuur te produceren. Er kunnen zich echter situaties voordoen, met name omgevingen op de werkplek in de buurt van krachtige RF-bronnen, waar de aanbevolen grenswaarden voor veilige blootstelling van mensen aan RF-energie kunnen worden overschreden. In dergelijke gevallen kunnen beperkende maatregelen of acties nodig zijn om een veilig gebruik van RF-energie te waarborgen.,
sommige studies hebben ook de mogelijkheid onderzocht van een verband tussen RF en blootstelling aan microgolven en kanker. De resultaten tot nu toe zijn niet overtuigend. Hoewel sommige experimentele gegevens een mogelijk verband tussen blootstelling en tumorvorming in dieren hebben gesuggereerd die onder bepaalde specifieke voorwaarden worden blootgesteld, zijn de resultaten niet onafhankelijk gerepliceerd. In feite hebben andere studies geen bewijs gevonden voor een causaal verband met kanker of een verwante aandoening. In verschillende laboratoria wordt verder onderzoek verricht om deze kwestie te helpen oplossen.,
in 1996 heeft de Wereldgezondheidsorganisatie (WHO) een programma opgezet, het International EMF Project genaamd, dat is ontworpen om de wetenschappelijke literatuur over biologische effecten van elektromagnetische velden te herzien, lacunes in kennis over dergelijke effecten te identificeren, onderzoeksbehoeften aan te bevelen en te werken aan een internationale oplossing van gezondheidsrisico ‘ s met betrekking tot het gebruik van RF-technologie. De WHO onderhoudt een website die uitgebreide informatie geeft over dit project en over RF biologische effecten en onderzoek., verschillende organisaties en landen hebben blootstellingsnormen voor RF-energie ontwikkeld. Deze normen bevelen veilige blootstellingsniveaus aan voor zowel de bevolking als de werknemers. In de Verenigde Staten heeft de Federal Communications Commission (FCC) sinds 1985 erkende veiligheidsrichtlijnen goedgekeurd en gebruikt voor de evaluatie van de blootstelling aan RF in het milieu., Federale gezondheids-en veiligheidsinstanties-zoals het Environmental Protection Agency (EPA), de Food and Drug Administration (FDA), het National Institute for Occupational Safety and Health (NIOSH) en de Occupational Safety and Health Administration (OSHA) – zijn ook betrokken bij het monitoren en onderzoeken van kwesties in verband met blootstelling aan RF., de FCC-richtlijnen voor blootstelling van de mens aan RF-velden zijn afgeleid van de aanbevelingen van twee deskundigenorganisaties, de National Council on Radiation Protection and Measurement (NCRP) en het Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE). Deskundige wetenschappers en ingenieurs ontwikkelden zowel de ncrp blootstellings criteria als de IEEE standaard na uitgebreide reviews van de wetenschappelijke literatuur met betrekking tot RF biologische effecten. De blootstellingsrichtlijnen zijn gebaseerd op drempels voor bekende schadelijke effecten en bevatten passende veiligheidsmarges., Veel landen in Europa en elders gebruiken blootstellingsrichtlijnen die zijn ontwikkeld door de International Commission on Nonionizing Radiation Protection (ICNIRP). De veiligheidsgrenzen van de ICNIRP zijn over het algemeen vergelijkbaar met die van de NCRP en de IEEE, op enkele uitzonderingen na.
De ncrp -, IEEE-en ICNIRP-blootstellingsrichtlijnen vermelden het drempelniveau waarbij schadelijke biologische effecten kunnen optreden, en de in beide documenten aanbevolen waarden voor maximaal toelaatbare blootstelling (maximaal toelaatbare blootstelling) voor de sterkte van het elektrische en magnetische veld en de vermogensdichtheid zijn gebaseerd op dit drempelniveau., Het drempelniveau is een SAR-waarde voor het hele lichaam van 4 watt per kilogram (4 W/kg). De meest restrictieve grenswaarden voor de blootstelling van het hele lichaam liggen in het frequentiebereik van 30-300 MHz, waar de RF-energie het meest efficiënt wordt geabsorbeerd wanneer het hele lichaam wordt blootgesteld. Voor apparaten die slechts een deel van het lichaam blootstellen, zoals mobiele telefoons, worden verschillende blootstellingslimieten gespecificeerd.,
belangrijke RF-zendfaciliteiten die onder de jurisdictie van de FCC vallen-zoals radio-en televisieomroepstations, satellietgrondstations, experimentele radiostations, en bepaalde cellulaire, PC ‘ s en semafoonfaciliteiten-moeten routinematig worden beoordeeld op de naleving van de RF wanneer bij de FCC een aanvraag wordt ingediend voor de bouw of wijziging van een zendinstallatie of verlenging van een vergunning., Niet-naleving van de RF-richtlijnen van de FCC kan leiden tot de voorbereiding van een formele milieubeoordeling, een mogelijke milieu-Effectverklaring en de uiteindelijke afwijzing van een aanvraag.
zendantennes
Radio – en televisieomroepstations zenden hun signalen via RF elektromagnetische golven. Omroepstations zenden op verschillende RF-frequenties, afhankelijk van het kanaal, variërend van ongeveer 550 kHz voor AM-radio tot ongeveer 800 MHz voor sommige UHF-televisiestations. Frequenties voor FM-radio en VHF-televisie liggen tussen deze twee uitersten., Het vermogen kan voor sommige radiostations maar een paar honderd watt bedragen of voor bepaalde televisiestations tot miljoenen Watt. Sommige van deze signalen kunnen een belangrijke bron van RF-energie in de lokale omgeving, en de FCC vereist dat omroepstations bewijs van naleving van FCC RF-richtlijnen indienen.,de hoeveelheid RF-energie waaraan de bevolking of werknemers als gevolg van zendantennes kunnen worden blootgesteld, hangt af van verschillende factoren, waaronder het type station, de ontwerpkenmerken van de gebruikte antenne, het vermogen dat naar de antenne wordt verzonden, de hoogte van de antenne en de afstand tot de antenne. Aangezien energie bij sommige frequenties gemakkelijker door het menselijk lichaam wordt geabsorbeerd dan energie bij andere frequenties, is zowel de frequentie van het uitgezonden signaal als de intensiteit ervan belangrijk.,
De toegang van het publiek tot omroepantennes is normaal beperkt, zodat personen niet kunnen worden blootgesteld aan velden op hoog niveau die in de buurt van antennes kunnen bestaan. Metingen uitgevoerd door de FCC, EPA, en anderen hebben aangetoond dat de RF-stralingsniveaus in bewoonde gebieden in de buurt van omroepfaciliteiten zijn meestal ver onder de blootstellingsniveaus aanbevolen door de huidige normen en richtlijnen. Antenne onderhoud werknemers zijn af en toe nodig om antenne structuren te beklimmen voor doeleinden zoals schilderen, reparaties, of baken vervanging., Zowel het EPA als het OSHA hebben gemeld dat het in deze gevallen mogelijk is voor een werknemer om aan hoge niveaus van RF-energie te worden blootgesteld als het werk wordt uitgevoerd op een actieve toren of in gebieden onmiddellijk rond een stralende antenne. Daarom moeten voorzorgsmaatregelen worden genomen om ervoor te zorgen dat onderhoudspersoneel niet wordt blootgesteld aan onveilige RF-velden.
Draagbare radiosystemen
“landmobiele” communicatie omvat een verscheidenheid aan communicatiesystemen die het gebruik van draagbare en mobiele RF-zendbronnen vereisen. Deze systemen werken in smalle frequentiebanden tussen ongeveer 30 en 1.000 MHz., Radiosystemen van politie en brandweer, semafoondiensten en bedrijfsradio zijn enkele voorbeelden van deze communicatiesystemen. Er zijn in wezen drie soorten RF-zenders geassocieerd met land-mobiele systemen: basisstation zenders, voertuig-gemonteerde zenders, en handheld zenders. De antennes die voor deze verschillende zenders worden gebruikt, zijn aangepast voor hun specifieke doel., Een basisstation-antenne moet bijvoorbeeld zijn signaal naar een relatief groot gebied uitstralen en daarom moet de zender over het algemeen een hoger vermogen gebruiken dan een op het voertuig gemonteerde of draagbare Radiozender. Hoewel deze basisantennes gewoonlijk met een hoger vermogen werken dan andere typen landmobiele antennes, zijn ze normaal gesproken niet toegankelijk voor het publiek omdat ze op aanzienlijke hoogte boven de grond moeten worden gemonteerd om een adequate signaaldekking te bieden. Ook zenden veel van deze antennes slechts met tussenpozen uit., Om deze redenen hebben dergelijke basisantennes over het algemeen geen aanleiding gegeven tot bezorgdheid met betrekking tot de Mogelijke gevaarlijke blootstelling van het publiek aan RF-straling. Uit onderzoek op daklocaties is gebleken dat krachtige semafoonantennes de kans op blootstelling aan werknemers of anderen die toegang hebben tot dergelijke locaties, bijvoorbeeld onderhoudspersoneel, kunnen vergroten. Het zendvermogen van landmobiele antennes die in het voertuig worden gemonteerd, is over het algemeen lager dan dat van basisantennes, maar hoger dan dat van handheld-antennes.,
draagbare draagbare radio ‘ s zoals walkie-talkies zijn apparaten met een laag vermogen die worden gebruikt om berichten over relatief korte afstanden te verzenden en te ontvangen. Vanwege de lage vermogensniveaus die worden gebruikt, de intermitterende frequentie van deze transmissies en het feit dat deze radio ‘ s uit de buurt van het hoofd worden gehouden, mogen ze gebruikers Niet blootstellen aan RF-energie boven veilige grenzen. Daarom vereist de FCC geen routinematige documentatie van de naleving van de veiligheidslimieten voor push-to-talk tweerichtingsradio ‘ s.,
Microgolfantennes
Point-to-point microgolfantennes zenden en ontvangen microgolfsignalen over relatief korte afstanden (van enkele tienden van een mijl tot 30 mijl of meer). Deze antennes zijn meestal rechthoekig of cirkelvormig en zijn gewoonlijk gemonteerd op een ondersteunende toren, op daken, aan de zijkanten van gebouwen of op soortgelijke structuren die duidelijke en onbelemmerde zichtlijnpaden bieden tussen beide uiteinden van een transmissiepad of-verbinding., Deze antennes hebben een verscheidenheid aan toepassingen, zoals het verzenden van spraak-en gegevensberichten en dienen als verbindingen tussen omroep-of kabeltelevisiestudio ‘ s en zendantennes. De RF-signalen van deze antennes reizen in een gerichte bundel van een zendantenne naar een ontvangende antenne, en de verspreiding van microgolfenergie buiten de relatief smalle bundel is minimaal of onbeduidend. Bovendien zenden deze antennes uit met een zeer laag vermogen, meestal in de Orde van een paar watt of minder., Metingen hebben aangetoond dat de vermogensdichtheid op grondniveau als gevolg van microgolfantennes gewoonlijk duizend keer of meer onder de aanbevolen veiligheidsgrenzen ligt. Bovendien, als extra veiligheidsmarge, microgolftorens sites zijn normaal ontoegankelijk voor het grote publiek. Significante blootstelling van deze antennes kon alleen plaatsvinden in het onwaarschijnlijke geval dat een individu gedurende een periode direct voor en zeer dicht bij een antenne zou staan.,
satellietsystemen
antennes op de grond die worden gebruikt voor satelliet-aarde-communicatie zijn meestal parabolische “schotelantennes”, sommige met een diameter van 10 tot 30 meter, die worden gebruikt om microgolfsignalen te verzenden (uplinks) of te ontvangen (downlinks) van satellieten in een baan om de aarde. De satellieten ontvangen de signalen die naar hen worden gestraald en zenden op hun beurt de signalen terug naar een Aardgebonden ontvangststation. Deze signalen maken de levering van een verscheidenheid aan communicatiediensten mogelijk, waaronder telefoondiensten over lange afstand., Sommige satelliet-grondantennes worden alleen gebruikt om RF-signalen te ontvangen (dat wil zeggen, net als een tv-antenne op het dak die in een woning wordt gebruikt) en, aangezien ze niet uitzenden, is RF-blootstelling Geen probleem. Vanwege de langere afstanden die ermee gemoeid zijn, zijn de vermogensniveaus die worden gebruikt om deze signalen over te brengen relatief groot in vergelijking met bijvoorbeeld die welke worden gebruikt door de microgolfantennes die hierboven zijn besproken. Echter, zoals bij microgolfantennes, de bundels die worden gebruikt voor het verzenden van aarde-naar-satelliet signalen zijn geconcentreerd en zeer gericht, vergelijkbaar met de bundel van een zaklamp., Bovendien zou de toegang van het publiek normaliter worden beperkt op stations waar de blootstellingsniveaus de veilige grenzen kunnen benaderen of overschrijden.
radarsystemen
radarsystemen detecteren de aanwezigheid, richting of actieradius van vliegtuigen, schepen of andere bewegende objecten. Dit wordt bereikt door het verzenden van pulsen van hoogfrequente elektromagnetische velden (EMF). Radarsystemen werken meestal op radiofrequenties tussen 300 megahertz (MHz) en 15 gigahertz (GHz). Uitgevonden zo ‘ n 60 jaar geleden, radarsystemen zijn op grote schaal gebruikt voor navigatie, luchtvaart, nationale defensie, en weersvoorspellingen., Mensen die leven of routinematig werken rond radar hebben bezorgdheid geuit over de lange termijn nadelige effecten van deze systemen op de gezondheid, met inbegrip van kanker, reproductieve storing, staar, en negatieve effecten voor kinderen. Het is belangrijk om onderscheid te maken tussen waargenomen en reële gevaren die radar met zich meebrengt en om inzicht te krijgen in de beweegredenen achter de huidige internationale normen en beschermende maatregelen.
het vermogen dat radarsystemen uitstralen varieert van een paar milliwatt (police traffic control radar) tot vele kilowatt (large space tracking radars)., Een aantal factoren vermindert echter de blootstelling van de mens aan door radarsystemen gegenereerde RF aanzienlijk, vaak met een factor van ten minste 100:
- radarsystemen zenden elektromagnetische golven in pulsen en niet continu. Dit maakt het gemiddelde uitgestraalde vermogen veel lager dan het piekpulsvermogen.
- Radars zijn gericht en de RF-energie die ze genereren zit in lichtbundels die zeer smal zijn en lijken op de lichtbundel van een spot. RF-niveaus weg van de hoofdbundel vallen er snel af. In de meeste gevallen zijn deze niveaus duizenden keren lager dan in de grootlichtbundel.,
- veel radars hebben antennes die continu draaien of hun hoogte variëren door een knikkende beweging, waardoor de richting van de bundel voortdurend verandert.
- gebieden waar gevaarlijke blootstelling van de mens kan voorkomen, zijn normaal gesproken niet toegankelijk voor onbevoegd personeel.
naast de informatie die in dit document wordt verstrekt, zijn er andere bronnen van informatie over RF-energie-en gezondheidseffecten. Sommige staten handhaven niet-ioniserende stralingsprogramma ‘ s of, op zijn minst, enige expertise op dit gebied, meestal in een departement van Volksgezondheid of milieucontrole., De volgende tabel geeft een overzicht van een aantal representatieve websites die informatie over dit onderwerp. De Health Physics Society onderschrijft noch verifieert de juistheid van de informatie die op deze sites wordt verstrekt. Ze worden alleen ter informatie verstrekt.
- Bioelectromagnetics Society
- US Department of Defense
- European BioElectromagnetics Association
- Federal Communications Commission
- US Food and Drug Administration
- ICNIRP (Europe)
- IEEE
- Microwave News
- J., Moulder, Medical College of Wisconsin
- National Council on Radiation Protection & measures
- UK Health Protection Agency Radiation Protection Division
- US OSHA
- Wireless Industry (CTIA)
- Health Canada, RF page
- World Health Organization (WHO)