(inkluderar RF från sändningsantenner, bärbara radiosystem, mikrovågsantenner, satellit och radar)
Kelly Classic, certifierad medicinsk fysiker
elektromagnetisk strålning består av vågor av elektrisk och magnetisk energi som rör sig ihop (det vill säga utstrålning) genom rymden med ljusets hastighet. Sammantaget kallas alla former av elektromagnetisk energi det elektromagnetiska spektrumet. Radiovågor och mikrovågor som avges genom att sända antenner är en form av elektromagnetisk energi., Ofta kan termen elektromagnetiskt fält eller radiofrekvensfält (RF) användas för att indikera närvaron av elektromagnetisk eller RF-energi.
ett RF-fält har både en elektrisk och en magnetisk komponent (elektriskt fält och magnetfält), och det är ofta bekvämt att uttrycka intensiteten i RF-miljön på en viss plats när det gäller enheter som är specifika för varje komponent. Till exempel används enheten ”volt per meter” (V/m) för att mäta styrkan hos det elektriska fältet och enheten ”ampere per meter” (A/m) används för att uttrycka magnetfältets styrka.,
RF-vågor kan karakteriseras av en våglängd och en frekvens. Våglängden är det avstånd som täcks av en komplett cykel av den elektromagnetiska vågen, medan frekvensen är antalet elektromagnetiska vågor som passerar en given punkt på en sekund. Frekvensen för en RF-signal uttrycks vanligtvis i form av en enhet som heter hertz (Hz). En Hz motsvarar en cykel per sekund. En megahertz (MHz) motsvarar en miljon cykler per sekund. Olika former av elektromagnetisk energi kategoriseras av deras våglängder och frekvenser., RF-delen av det elektromagnetiska spektrumet definieras i allmänhet som den del av spektrumet där elektromagnetiska vågor har frekvenser i intervallet ca 3 kilohertz (3 kHz) till 300 gigahertz (300 GHz).
förmodligen är den viktigaste användningen för RF-energi att tillhandahålla telekommunikationstjänster. Radio-och TV-sändningar, mobiltelefoner, radiokommunikation för polis-och brandkår, amatörradio, mikrovågspunktslänkar och satellitkommunikation är bara några av de många telekommunikationsapplikationer., Mikrovågsugnar är ett bra exempel på en icke-kommunikationsanvändning av RF-energi. Andra viktiga icke-kommunikationsanvändningar av RF-energi är radar och för industriell uppvärmning och tätning. Radar är ett värdefullt verktyg som används i många tillämpningar från trafikstyrning till flygkontroll och militära tillämpningar. Industriella värmare och tätningsmedel genererar RF-strålning som snabbt värmer materialet som bearbetas på samma sätt som en mikrovågsugn lagar mat., Dessa enheter har många användningsområden inom industrin, inklusive gjutning av plastmaterial, limning av träprodukter, tätningsartiklar som skor och pocketbooks och bearbetning av livsmedelsprodukter.
den mängd som används för att mäta hur mycket RF-energi som faktiskt absorberas i en kropp kallas den specifika absorptionshastigheten (Sar). Det uttrycks vanligtvis i enheter med watt per kilogram (W/kg) eller milliwatt per gram (mW/g)., Vid exponering för hela kroppen kan en stående mänsklig vuxen absorbera RF-energi med en maximal hastighet när frekvensen av RF-strålningen ligger i intervallet ca 80 och 100 MHz, vilket innebär att hela kroppen SAR är högst under dessa förhållanden (resonans). På grund av detta resonansfenomen är RF-säkerhetsstandarderna i allmänhet mest restriktiva för dessa frekvenser.
biologiska effekter som härrör från uppvärmning av vävnad med RF-energi kallas ofta ”termiska” effekter., Det har varit känt i många år att exponering för mycket höga nivåer av RF-strålning kan vara skadlig på grund av RF-energiens förmåga att snabbt värma biologisk vävnad. Detta är principen genom vilken Mikrovågsugnar lagar mat. Vävnadsskada hos människor kan uppstå vid exponering för höga RF-nivåer på grund av kroppens oförmåga att hantera eller sprida den överdrivna värmen som kan genereras. Två delar av kroppen, ögonen och testiklarna, är särskilt utsatta för RF-uppvärmning på grund av den relativa bristen på tillgängligt blodflöde för att skingra den överdrivna värmebelastningen., Vid relativt låga exponeringsnivåer för RF-strålning, det vill säga nivåer lägre än de som skulle ge betydande uppvärmning, är bevisen för skadliga biologiska effekter tvetydiga och obevisade. Sådana effekter har ibland kallats ”icke-termiska” effekter. Det är allmänt överenskommet att ytterligare forskning behövs för att bestämma effekterna och deras eventuella relevans, om någon, för människors hälsa.,
i allmänhet har studier dock visat att MILJÖNIVÅERNA för RF-energi rutinmässigt påträffas av allmänheten vanligtvis långt under nivåer som är nödvändiga för att producera betydande uppvärmning och ökad kroppstemperatur. Det kan dock finnas situationer, särskilt arbetsmiljöer nära högdrivna RF-källor, där rekommenderade gränser för säker exponering av människor för RF-energi kan överskridas. I sådana fall kan restriktiva åtgärder eller åtgärder vara nödvändiga för att säkerställa en säker användning av RF-energi.,
vissa studier har också undersökt möjligheten till en koppling mellan RF och mikrovågsexponering och cancer. Hittills har resultaten varit ofullständiga. Medan vissa experimentella data har föreslagit en möjlig koppling mellan exponering och tumörbildning hos djur som exponeras under vissa specifika förhållanden, har resultaten inte replikerats oberoende. I själva verket har andra studier misslyckats med att hitta bevis för ett orsakssamband till cancer eller något relaterat tillstånd. Ytterligare forskning pågår i flera laboratorier för att lösa denna fråga.,
1996 etablerade Världshälsoorganisationen (WHO) ett program som heter International EMF Project som är utformat för att granska den vetenskapliga litteraturen om biologiska effekter av elektromagnetiska fält, identifiera kunskapsluckor om sådana effekter, rekommendera forskningsbehov och arbeta för internationell lösning av hälsoproblem över användningen av RF-teknik. WHO upprätthåller en webbplats som ger omfattande information om detta projekt och om RF biologiska effekter och forskning.,
olika organisationer och länder har utvecklat exponeringsstandarder för RF-energi. Dessa standarder rekommenderar säkra exponeringsnivåer både för allmänheten och för arbetstagare. I USA har Federal Communications Commission (FCC) antagit och använt erkända säkerhetsriktlinjer för utvärdering av RF-miljöexponering sedan 1985., Federal hälsa och säkerhet organ-såsom Environmental Protection Agency (EPA), Food and Drug Administration (FDA), Nationella Institutet för arbetarskydd och Hälsa (NIOSH), och Occupational Safety and Health Administration (OSHA)-har också varit inblandad i att bevaka och utreda frågor relaterade till RF-exponering.,
FCC-riktlinjerna för mänsklig exponering för RF-fält härleddes från rekommendationerna från två expertorganisationer, National Council on Radiation Protection and Measurements (NCRP) och Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE). Expertforskare och ingenjörer utvecklade både ncrp-exponeringskriterierna och IEEE-standarden efter omfattande recensioner av den vetenskapliga litteraturen relaterad till RF-biologiska effekter. Riktlinjerna för exponering baseras på tröskelvärden för kända negativa effekter, och de innehåller lämpliga säkerhetsmarginaler., Många länder i Europa och på andra håll använder riktlinjer för exponering som utvecklats av Internationella kommissionen för Nonioniserande strålskydd (ICNIRP). ICNIRP: s säkerhetsgränser liknar i allmänhet säkerhetsgränserna för NCRP och IEEE, med några få undantag.
i ncrp -, IEEE-och ICNIRP-riktlinjerna anges den tröskelnivå vid vilken skadliga biologiska effekter kan uppstå, och de värden för maximal tillåten exponering (mpe) som rekommenderas för elektrisk och magnetisk fältstyrka och effekttäthet i båda dokumenten baseras på denna tröskelnivå., Tröskelnivån är ett SAR-värde för hela kroppen på 4 watt per kilogram (4 W/kg). De mest restriktiva gränserna för helkroppsexponering ligger inom frekvensområdet 30-300 MHz där RF-energin absorberas mest effektivt när hela kroppen exponeras. För enheter som endast exponerar en del av kroppen, till exempel mobiltelefoner, anges olika exponeringsgränser.,
större RF-sändningsanläggningar under FCC: s jurisdiktion-såsom radio-och TV-sändningsstationer, satellitjordstationer, experimentella radiostationer och vissa cellulära, persondatorer och personsökningsanläggningar-är skyldiga att genomgå rutinmässig utvärdering för RF-överensstämmelse när en ansökan lämnas in till FCC för konstruktion eller ändring av en sändningsanläggning eller förnyelse av en licens., Underlåtenhet att följa FCC: s riktlinjer för radiofrekvensexponering kan leda till utarbetande av en formell miljöbedömning, eventuella miljökonsekvensbeskrivningar och eventuellt avslag på en ansökan.
Sändantenner
Radio-och TV-stationer sänder sina signaler via RF elektromagnetiska vågor. Sändningsstationer sänder vid olika RF-frekvenser, beroende på kanal, som sträcker sig från ca 550 kHz för AM-radio upp till ca 800 MHz för vissa UHF-TV-stationer. Frekvenserna för FM-radio och VHF-TV ligger mellan dessa två ytterligheter., Operativa befogenheter kan vara så lite som några hundra watt för vissa radiostationer eller upp till miljontals watt för vissa TV-stationer. Några av dessa signaler kan vara en betydande källa till RF-energi i den lokala miljön, och FCC kräver att sändningsstationer lämnar bevis på överensstämmelse med FCC RF-riktlinjer.,
mängden RF-energi som allmänheten eller arbetarna kan utsättas för till följd av sändningsantenner beror på flera faktorer, inklusive typ av station, konstruktionsegenskaper hos den antenn som används, ström som överförs till antennen, antennens höjd och avstånd från antennen. Eftersom energi vid vissa frekvenser absorberas av människokroppen lättare än energi vid andra frekvenser är frekvensen av den överförda signalen såväl som dess intensitet viktig.,
allmänhetens tillgång till sändningsantenner är normalt begränsad så att individer inte kan utsättas för högnivåfält som kan finnas nära antenner. Mätningar som gjorts av FCC, EPA och andra har visat att omgivande RF-strålningsnivåer i bebodda områden nära sändningsanläggningar vanligtvis ligger långt under de exponeringsnivåer som rekommenderas av nuvarande standarder och riktlinjer. Antennunderhåll arbetare ibland krävs för att klättra antennstrukturer för sådana ändamål som målning, reparationer, eller beacon ersättning., Både EPA och OSHA har rapporterat att det i dessa fall är möjligt för en arbetstagare att utsättas för höga nivåer av RF-energi om arbete utförs på ett aktivt torn eller i områden som omedelbart omger en strålningsantenn. Därför måste försiktighetsåtgärder vidtas för att säkerställa att underhållspersonal inte utsätts för osäkra RF-fält.
bärbara radiosystem
”Land-mobile” kommunikation inkluderar en mängd olika kommunikationssystem som kräver användning av bärbara och mobila RF-sändande källor. Dessa system fungerar i smala frekvensband mellan ca 30 Och 1,000 MHz., Radiosystem som används av polis-och brandkåren, radiosökningstjänster och affärsradio är några exempel på dessa kommunikationssystem. Det finns i huvudsak tre typer av RF-sändare i samband med landmobila system: basstationssändare, fordonsmonterade sändare och handhållna sändare. Antennerna som används för dessa olika sändare är anpassade för deras specifika syfte., Till exempel måste en basstation antenn utstråla sin signal till ett relativt stort område, och därför måste sändaren i allmänhet använda högre effektnivåer än en fordonsmonterad eller handhållen radiosändare. Även om dessa basstationsantenner vanligtvis arbetar med högre effektnivåer än andra typer av landmobila antenner, är de normalt otillgängliga för allmänheten eftersom de måste monteras i betydande höjder över marken för att ge tillräcklig signaltäckning. Dessutom sänder många av dessa antenner endast intermittent., Av dessa skäl har sådana antenner för basstationer i allmänhet inte varit av intresse för eventuell farlig exponering av allmänheten för RF-strålning. Studier på takplatser har visat att högdrivna personsökningsantenner kan öka risken för exponering för arbetstagare eller andra med tillgång till sådana platser, till exempel underhållspersonal. Sändningseffektnivåer för fordonsmonterade landmobila antenner är i allmänhet mindre än de som används av basstationsantenner men högre än de som används för handhållna enheter.,
handhållna bärbara radioapparater som walkie-talkies är lågdrivna enheter som används för att överföra och ta emot meddelanden över relativt korta avstånd. På grund av de låga effektnivåerna som används, intermittens av dessa överföringar, och det faktum att dessa radioapparater hålls borta från huvudet, bör de inte utsätta användare för RF-energi utöver säkra gränser. Därför kräver FCC inte rutinmässig dokumentation av överensstämmelse med säkerhetsgränser för push-to-talk tvåvägs radioapparater.,
Mikrovågsantenner
punkt-till-punkt mikrovågsantenner sänder och tar emot mikrovågssignaler över relativt korta avstånd (från några tiondelar av en mil till 30 miles eller mer). Dessa antenner är vanligtvis rektangulära eller cirkulära i form och finns normalt monterade på ett stödtorn, på hustak, på sidor av byggnader, eller på liknande strukturer som ger tydliga och fri sikt banor mellan båda ändarna av en överföringsväg eller länk., Dessa antenner har en mängd olika användningsområden, såsom överföring av röst-och datameddelanden och fungerar som länkar mellan broadcast-eller kabel-tv-studior och sändande antenner. RF-signalerna från dessa antenner färdas i en riktad stråle från en sändande antenn till en mottagarantenn, och spridning av mikrovågsenergi utanför den relativt smala strålen är minimal eller obetydlig. Dessutom sänder dessa antenner med mycket låga effektnivåer, vanligtvis i storleksordningen några watt eller mindre., Mätningar har visat att densiteter på grund av mikrovågsriktningsantenner normalt är tusen gånger eller mer under rekommenderade säkerhetsgränser. Dessutom, som en extra säkerhetsmarginal, är mikrovågstornsplatser normalt otillgängliga för allmänheten. Betydande exponeringar från dessa antenner kan endast uppstå i den osannolika händelsen att en individ skulle stå direkt framför och mycket nära en antenn under en tidsperiod.,
satellitsystem
markbaserade antenner som används för satellit-jord kommunikation är vanligtvis paraboliska ”dish” antenner, några så stora som 10 till 30 meter i diameter, som används för att överföra (upplänkar) eller ta emot (nedlänkar) mikrovågssignaler till eller från satelliter i omloppsbana runt jorden. Satelliterna tar emot signalerna strålade upp till dem och överför i sin tur signalerna tillbaka till en jordbunden mottagningsstation. Dessa signaler möjliggör leverans av en mängd olika kommunikationstjänster, inklusive fjärrtelefontjänst., Vissa satellit-jordstationsantenner används endast för att ta emot RF-signaler (det vill säga precis som en tak-TV-antenn som används vid en bostad) och, eftersom de inte sänder, är RF-exponering inte ett problem. På grund av de längre avstånden är effektnivåerna som används för att överföra dessa signaler relativt stora jämfört med exempelvis de som används av mikrovågspunktsantenner som diskuteras ovan. Men som med mikrovågsantenner är strålarna som används för överföring av jord-till-satellit-signaler koncentrerade och mycket riktade, som liknar strålen från en ficklampa., Dessutom skulle allmänhetens tillgång normalt begränsas på stationsplatser där exponeringsnivåerna kan närma sig eller överskrida säkra gränser.
radarsystem
radarsystem detekterar närvaron, riktningen eller intervallet av flygplan, fartyg eller andra rörliga objekt. Detta uppnås genom att skicka pulser av högfrekventa elektromagnetiska fält (EMF). Radarsystem fungerar vanligtvis vid radiofrekvenser mellan 300 megahertz (MHz) och 15 gigahertz (GHz). Uppfann några 60 år sedan, radarsystem har använts i stor utsträckning för navigering, luftfart, nationellt försvar, och väderprognoser., Människor som lever eller rutinmässigt arbetar runt radar har uttryckt oro över långsiktiga negativa effekter av dessa system på hälsan, inklusive cancer, reproduktiv funktionsfel, grå starr och negativa effekter för barn. Det är viktigt att skilja mellan upplevda och verkliga faror som radar utgör och att förstå logiken bakom befintliga internationella standarder och skyddsåtgärder som används idag.
den kraft som radarsystem avger varierar från några milliwatt (polisradar för trafikstyrning) till många kilowatt (stora rymdspårningsradar)., Ett antal faktorer minskar emellertid avsevärt människors exponering för RF som genereras av radarsystem, ofta med en faktor på minst 100:
- radarsystem skickar elektromagnetiska vågor i pulser och inte kontinuerligt. Detta gör den genomsnittliga effekten som avges mycket lägre än topppulseffekten.
- Radar är riktade och den RF-energi de genererar finns i balkar som är mycket smala och liknar strålkastarstrålen. RF-nivåer bort från helljuset faller av snabbt. I de flesta fall är dessa nivåer tusentals gånger lägre än i helljuset.,
- många Radar har antenner som kontinuerligt roterar eller varierar deras höjd med en nickande rörelse, vilket ständigt ändrar strålens riktning.
- områden där farlig mänsklig exponering kan uppstå är normalt otillgängliga för obehörig personal.
förutom informationen i detta dokument finns det andra informationskällor om RF-energi-och hälsoeffekter. Vissa stater upprätthåller nonioniserande strålningsprogram eller åtminstone viss expertis inom detta område, vanligtvis i en avdelning för folkhälsa eller miljökontroll., I följande tabell visas några representativa internetwebbplatser som ger information om detta ämne. Hälsofysik samhället varken stöder eller verifierar riktigheten i någon information som tillhandahålls på dessa platser. De tillhandahålls endast för information.
- 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 & mätningar
- UK Health Protection Agency strålskydd Division
- US OSHA
- trådlös industri (CTIA)
- Health Canada, RF page
- Världshälsoorganisationen (WHO)