physics4u-Μη ιονίζουσες ακτινοβολίες

Οι ραδιοσυχνότητες (RF) και οι ακτινοβολίες μικροκυμάτων (MW) είναι ηλεκτρομαγνητικές ακτινοβολίες με συχνότητας από 3 kHz - 300 MHz, και 300 MHz - 300 GHz, αντίστοιχα.

Η χρήση της ακτινοβολίας RF/M περιλαμβάνει τις εξής συσκευές: ραδιόφωνα, κυψελοειδή κινητά τηλέφωνα, επεξεργασία και μαγείρεμα των τροφίμων.

Καθώς τα περισσότερα τρόφιμα έχουν υψηλή περιεκτικότητα σε νερό, τα μικροκύματα μπορούν να ψήσουν τα τρόφιμα γρήγορα.

Επίσης, έχουμε τους κλιβάνους επαγωγής, μηχανήματα συγκολλήσεως, μεταδότες σημάτων επικοινωνίας, ραντάρ, φούρνους μικροκυμάτων και άλλες συσκευές.

Παράγονται από την ταλάντωση των ηλεκτρικών φορτίων στις κεραίες. Έτσι αν μια κεραία διαρρέεται από εναλλασσόμενο ρεύμα δημιουργούνται Η/Μ κύματα που ακτινοβολούν μακριά από την κεραία.

Οι ακτινοβολίες RF και MW είναι μη ιονίζουσες γιατί δεν υπάρχει αρκετή ενέργεια στα φωτόνια για να ιονίσουν τα άτομα.

Όταν τα Η/Μ κύματα συναντούν ένα εμπόδιο τότε μπορεί μέρος αυτών να ανακλαστεί, να διαθλαστεί, να διαδοθεί μέσω του αντικειμένου ή να απορροφηθεί από το αντικείμενο.

Ποια από όλες αυτές τις διαδικασίες θα επικρατήσει και σε τι ποσοστό, εξαρτάται από τη συχνότητα του Η/M κύματος, τη γωνία πρόπτωσης, από το πόσο καλός αγωγός του ηλεκτρισμού είναι το αντικείμενο και ακόμη από το σχήμα του αντικειμένου.

Στο σώμα του ανθρώπου, που έχει μέτρια, αγωγιμότητα, μπορεί να συμβούν όλα τα παραπάνω.

Όπως κάθε μορφή ενέργειας έτσι και η ενέργεια που μεταφέρεται από τα ραδιοκύματα είναι δυνατόν να επιδρά στα κύτταρα, το τελικό δε αποτέλεσμα μπορεί να είναι επιβλαβές σε διάφορο βαθμό ή μπορεί ακόμη να είναι και ευεργετικό.

Αυτό εξαρτάται από τις συνθήκες έκθεσης (συχνότητα, πυκνότητα ισχύος, είδος κυματομορφής, διάρκεια έκθεσης κλπ) καθώς επίσης και από ορισμένους βιολογικούς και περιβαλλοντικούς παράγοντες.

Η δράση των Η/Μ κυμάτων πάνω σε βιολογικά συστήματα συντελείται μέσω κάποιων φυσικών μηχανισμών που ανάλογα με την συχνότητα των κυμάτων είναι δυνατόν να προκαλέσουν διέγερση κυττάρων του νευρικού και μυϊκού ιστού ή να προκαλέσουν θέρμανση του σώματος ή των οργάνων.

Οι παραπάνω μηχανισμοί έχουν σχέση με την επαγωγή ηλεκτρικών ρευμάτων στο σώμα του ατόμου που είναι εκτεθειμένο σε ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία και με την απορρόφηση ενέργειας γενικότερα.

Η αρχική επίπτωση, όμως, στην υγεία από τις ακτινοβολίες RF/MW είναι οι θερμικές. Θερμικές ονομάζονται εκείνες οι επιδράσεις της ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας που οφείλονται σε μετρήσιμη αύξηση της θερμοκρασίας των ιστών που δέχονται ακτινοβολία.

Οι βλάβες στον οργανισμό προξενούνται από τη θέρμανση των ακτινοβολούμενων ιστών και από την αδυναμία των θερμορυθμιστικών μηχανισμών των διαφόρων ιστών στην αντιμετώπιση της ακτινοβόλησης.

Παρατηρήσιμη αύξηση της θερμοκρασίας προκαλείται από πυκνότητες ισχύος άνω του 1 mW/cm². Οι θερμικές επιδράσεις είναι αυτές που -κατά κύριο λόγο- αποτελούν το αντικείμενο μελέτης στις δυτικές χώρες.

Οι κανονισμοί της έκθεσης των Δυτικών χωρών βασίζονται στην αποφυγή των θερμικών προβλημάτων. Εντούτοις, η έρευνα συνεχίζεται σε πιθανά "μη-θερμικά" αποτελέσματα.

Η απορρόφηση της ενέργειας των RF/MW μεταβάλλεται ανάλογα με τη συχνότητα. Η μικροκυματική ακτινοβολία απορροφάται κοντά στο δέρμα, ενώ η ακτινοβολία RF μπορεί να απορροφηθεί από τα όργανα βαθιά στο σώμα.

Λόγω της παρουσίας νερού και ιόντων, οι ιστοί απορροφούν ενέργεια. Όπως όλοι γνωρίζουμε, το ανθρώπινο σώμα αποτελείται από 70% νερό. Το μόριο του νερού αποτελεί ένα ηλεκτρικό δίπολο (πολική ομοιοπολική ένωση).

Έτσι λοιπόν όταν το σώμα μας βρεθεί μέσα σε ένα ηλεκτρομαγνητικό πεδίο τα μόρια του νερού, που είναι δίπολα, θα αρχίσουν να περιστρέφονται ή να πάλλονται στο ρυθμό συχνότητας του κύματος. Όσο πιο μεγάλη είναι η ταχύτητα παλμού και όσο η διάρκεια του φαινομένου είναι μεγαλύτερη τόσο μεγαλύτερα ποσά θερμότητας θα παραχθούν.

Ο οργανισμός του ανθρώπου διαθέτει θερμορυθμιστικούς μηχανισμούς που κρατούν τη θερμοκρασία του σώματος σταθερή μεταξύ 36 και 37 βαθμών Κελσίου.

Όταν τα παραγόμενα ποσά θερμότητας είναι σχετικά μικρά, οι θερμορυθμιστικοί μηχανισμοί μπορούν να απάγουν αυτήν τη θερμότητα και να κρατούν σταθερή τη θερμοκρασία στους 36-37⁰C. Αντίθετα, όταν τα ποσά θερμότητας υπερβούν κάποια τιμή, τότε οι μηχανισμοί αυτοί δεν μπορούν να λειτουργήσουν σωστά κάτι που οδηγεί στην αύξηση της θερμοκρασίας σε ιστούς ή όργανα του σώματος άνω των 37 βαθμών.

Οι αθερμικές επιδράσεις προκαλούνται από μικρές πυκνότητες ισχύος (της τάξης των λίγων μW/cm²), ώστε να μην παρατηρείται αύξηση της θερμοκρασίας των ιστών.

Η δράση των Η/Μ κυμάτων με το ανθρώπινο σώμα μπορεί να προκαλέσει τη διέγερση κυττάρων του μυϊκού και νευρικού ιστού, που ανταποκρίνονται σε ηλεκτρικά ερεθίσματα. Αυτά προέρχονται από τα επαγόμενα στο σώμα ηλεκτρικά ρεύματα.

Οι επιδράσεις που χαρακτηρίζονται ως αθερμικές συμβαίνουν συνήθως για συχνότητες πεδίων κάτω των 10 MHz. Αθερμικές επιδράσεις μπορεί να έχουμε και σε υψηλότερες συχνότητες, εφόσον οι τιμές SAR είναι μικρότερες από τα όρια. Για να φτάσουμε στο κατώφλι διεγέρσεως των κυττάρων, απαιτούνται πολύ ισχυρά πεδία. Έχουν παρατηρηθεί όμως, ορισμένα πειραματικά αποτελέσματα, που προκύπτουν χωρίς την ύπαρξη σημαντικών αλλαγών στη θερμοκρασία και για τις τιμές πεδίων κάτω από το κατώφλι διεγέρσεως. Τα αποτελέσματα αυτά θα πρέπει να αποδοθούν σε μη θερμικούς μηχανισμούς σε μοριακό επίπεδο.

Σύμφωνα με τις μέχρι σήμερα επιστημονικές γνώσεις δεν είναι σαφής ο τρόπος με τον οποίο οι μη θερμικές επιδράσεις αποτελούν κίνδυνο για την υγεία. Παρ’ όλα αυτά όμως, έχει προταθεί και από την Ευρωπαϊκή Ένωση ότι πρέπει να γίνει έρευνα προς την κατεύθυνση αυτή, διότι μόνο με βάση τα αποτελέσματα που θα προκύψουν από την έρευνα αυτή μπορεί να θεσπιστούν όρια ασφαλείας για τις μη θερμικές επιδράσεις.

Τα κύματα RF όπως και τα RF πεδία έχουν ένα ηλεκτρικό και ένα μαγνητικό πεδίο. Η ένταση του ηλεκτρικού πεδίου Ε εκφράζεται από τη μονάδα βολτ ανά μέτρο (V/m), ενώ σε A/m για το μαγνητικό πεδίο H. Σε πεδία μικρών συχνοτήτων (0 - 500 Hz) παίζουν ρόλο και οι δύο αυτές εντάσεις, ενώ στις μεγαλύτερες (πάνω από 3 MHz) αρκεί η μέτρηση της μιας έντασης πχ του ηλεκτρικού πεδίου.

Ένας άλλος κοινός τρόπος για να χαρακτηριστεί ένα RF πεδίο είναι με τη βοήθεια της πυκνότητας ισχύος P ή S. Η πυκνότητα ισχύος P καθορίζει την ισχύ του πεδίου ανά εμβαδόν. Παραδείγματος χάριν, η πυκνότητα ισχύος μπορεί να εκφραστεί σαν mW/cm² (milliwatts ανά τετραγωνικό εκατοστό) ή σαν µW/cm^{2 .}

Η πυκνότητα ισχύος, όμως, μας πληροφορεί έμμεσα μόνο για την ποσότητα ενέργειας που θα απορροφήσει το σώμα μας, όταν βρεθεί στο ακτινοβολούμενο σημείο. Ουσιαστικά είναι ένα μέτρο των συνθηκών που επικρατούν σε ένα σημείο, πριν βρεθούμε σ’ αυτό. Το σώμα μας, όμως, θα απορροφήσει ένα μέρος μόνο της ενέργειας αυτής και μάλιστα όχι απαραιτήτως ομοιόμορφα.

Γι' αυτό χρησιμοποιείται μια άλλη ποσότητα για να μετρήσει πόση ενέργεια RF απορροφάται από το σώμα μας και ονομάζεται Specific Absorption Rate ή SAR. Το SAR είναι ένα μέτρο της ισχύος που απορροφάται ανά μονάδα βάρους του σώματος (W/Kg). Εκφράζεται συνήθως σε W/Kg ή mW/g.

Η ποσότητα SAR είναι ένα μέγεθος που εκτός από τη συχνότητα της ακτινοβολίας και την αγωγιμότητα των ιστών εξαρτάται και από άλλους παράγοντες όπως η “ένταση” του πεδίου, ο προσανατολισμός του ατόμου σε σχέση με την κατεύθυνση του κύματος, το μέγεθος του σώματος κ.α. (συνθήκες έκθεσης).

Ενδεικτικά μόνο αναφέρεται ότι η τιμή SAR = 4 W/Kg μπορεί να προκύψει, υπό ορισμένες συνθήκες έκθεσης, από ένα πεδίο που έχει πυκνότητα ισχύος περίπου 10mW/cm².

Η απορρόφηση όμως, της Η/Μ ακτινοβολίας δε γίνεται ομοιόμορφα. Έτσι οι τιμές SAR μπορεί να έχουν μεγαλύτερη τιμή σε κάποιες περιοχές από ό,τι στο υπόλοιπο σώμα. Επίσης η αύξηση της θερμοκρασίας τοπικά, συγκριτικά με άλλες περιοχές του σώματος, είναι ανάλογη με την ικανότητα ανταλλαγής θερμότητας.

Κάτω από υπό ευνοϊκές περιβαλλοντικές συνθήκες (όχι πολύ υψηλή θερμοκρασία και υγρασία, ελαφρά ενδυμασία κλπ.), ένα υγιές άτομο εκτεθειμένο σε Η/Μ ακτινοβολία είναι σε θέση να αντιμετωπίσει απορροφημένη ισχύ (SAR) μέχρι 4 W/Kg (κατά μέσο όρο σ’ όλο το σώμα) χωρίς να σημειωθεί αύξηση της θερμοκρασίας του πάνω από ένα βαθμό.

Τα βιολογικά αποτελέσματα που μπορούν να προκληθούν από την RF ή μη ιοντίζουσα ακτινοβολία

Υπάρχει ένας, σχετικά, μεγάλος όγκος δημοσιευμένης βιβλιογραφίας σχετικά με τα βιολογικά αποτελέσματα της ακτινοβολίας RF. Παρακάτω θα αναφέρουμε μόνο τα κυριότερα σημεία της τρέχουσας γνώσης σε αυτόν τον τομέα.

Ήταν γνωστό από παλιά ότι οι υψηλές εντάσεις της ακτινοβολίας RF μπορεί να είναι επιβλαβείς λόγω της ικανότητας της ενέργειας RF να θερμαίνει τους βιολογικούς ιστούς γρήγορα. Αυτή είναι η βασική αρχή με την οποία οι φούρνοι των μικροκυμάτων μαγειρεύουν τα τρόφιμα. Έτσι και η έκθεση σε υψηλές πυκνότητες ισχύος RF, δηλαδή, σε τάξη 100 mW/cm² ή και περισσότερο, μπορεί να οδηγήσει στη θέρμανση του ανθρώπινου σώματος Η καταστροφή των ιστών μπορεί να οφείλεται κυρίως στην ανικανότητα του σώματος να αντιμετωπίσει την υπερβολική θερμότητα.

Υπό ορισμένους όρους, η έκθεση σε πυκνότητες ισχύος RF, περίπου, 10 mW/cm² ή και περισσότερο θα μπορούσε να οδηγήσει σε μετρήσιμη θέρμανση του βιολογικού ιστού. Ο βαθμός θέρμανσης εξαρτιέται από διάφορους παράγοντες, πχ τη συχνότητα της ακτινοβολίας, το μέγεθος, τη μορφή, και τον προσανατολισμό του εκτεθειμένου αντικειμένου, τη διάρκεια της έκθεσης, τις περιβαλλοντικές συνθήκες και την ικανότητα του διασκεδασμού της θερμότητας.

Τα βιολογικά αποτελέσματα που προκύπτουν από τη θέρμανση του ιστού από την ακτινοβολία RF αναφέρονται συχνά ως "θερμικές" επιδράσεις.

Δύο περιοχές του σώματος, τα μάτια και οι όρχεις φαίνονται να επηρεάζονται ιδιαίτερα από τη θέρμανση της ακτινοβολίας RF, λόγω της σχετικής μικρής ροής του αίματος.

Εργαστηριακά πειράματα έχουν δείξει ότι μια βραχυπρόθεσμη έκθεση σε υψηλά επίπεδα ακτινοβολίας RF (100-200 mW/cm²) μπορούν να προκαλέσουν καταρράκτες στα κουνέλια, όπως επίσης και προσωρινή στειρότητα, που οφείλεται στη μείωση της κινητικότητας του σπέρματος.

Θα πρέπει να υπογραμμιστεί ότι τα περιβαλλοντικά υπάρχοντα επίπεδα ακτινοβολίας RF για τον κόσμο, συνήθως είναι πολύ κάτω από τα απαραίτητα επίπεδα που δημιουργούν σημαντική θέρμανση στους ιστούς και το σώμα. Στην πραγματικότητα, η Αμερικανική Υπηρεσία Προστασίας του Περιβάλλοντος έχει υπολογίσει ότι το 98-99% του πληθυσμού σε επτά Αμερικανικές αστικές περιοχές που μελετήθηκαν εκτίθενται σε λιγότερο από 0,001 mW/cm² .

Εντούτοις, μπορούν να υπάρξουν κυρίως εργασιακοί χώροι, όπου τα πρότυπα ασφάλειας της ακτινοβολίας RF ξεπερνιούνται και οι άνθρωποι θα μπορούσαν να εκτεθούν ενδεχομένως σε επιβλαβή επίπεδα RF.

Εκτός από την ένταση και η συχνότητα της ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας RF είναι σημαντική για τον καθορισμό του σχετικού κινδύνου. Σε μια απόσταση αρκετών μηκών κύματος από μια πηγή ακτινοβολίας RF, η ολόσωμη απορρόφηση της ενέργειας RF από τους ανθρώπους θα συμβεί στο μέγιστο ρυθμό όταν η συχνότητα της ακτινοβολίας βρίσκεται μεταξύ, περίπου, των 30 και 300 MHz. Λόγω αυτού του "συντονισμού", τα πρότυπα ασφάλειας για τις RF παίρνουν υπ' όψιν τους αυτήν την εξάρτηση της συχνότητας. Επομένως, υπάρχουν πιο αυστηρά στάνταρτ σε αυτή την περιοχή συχνοτήτων με τη μέγιστη απορρόφηση.

Σε σχετικά χαμηλά επίπεδα έκθεσης στην ακτινοβολία RF, δηλ. εντάσεις πεδίου χαμηλότερες από αυτές που παράγουν σημαντική και μετρήσιμη θέρμανση, τα στοιχεία για την παραγωγή επιβλαβών βιολογικών αποτελεσμάτων είναι λιγότερο καθαρά.

Διάφορες εκθέσεις που έχουν εμφανιστεί στη Ρωσία και στα Ανατολικά κράτη ισχυρίζονται για την ύπαρξη ενός ευρέως φάσματος χαμηλού επιπέδου βιολογικών αποτελεσμάτων.

Αυτές οι επιδράσεις χαμηλού επιπέδου στα ζώα και στους ανθρώπους περιλαμβάνουν τροποποιήσεις της συμπεριφοράς, στο σχηματισμό του αίματος και στο ανοσολογικό σύστημα, επιδράσεις στην αναπαραγωγή, αλλαγές στα επίπεδα ορμονών, πονοκέφαλοι, οξυθυμία, κούραση, και καρδιαγγειακά αποτελέσματα.

Εντούτοις, απαιτείται κι' άλλη έρευνα για να επιβεβαιωθούν αυτοί οι ισχυρισμοί και για να καθοριστεί αν υπάρχει κίνδυνος με τη μακροπρόθεσμη έκθεση.

Τα τελευταία χρόνια μερικοί δυτικοί επιστήμονες έχουν αναφέρει, επίσης, βιολογικές επιδράσεις με την έκθεση ζώων και ζωικού ιστού σε σχετικά χαμηλά επίπεδα ακτινοβολίας RF. Αυτά τα αποτελέσματα, που συχνά αναφέρονται ως "μη-θερμικά" αποτελέσματα, περιλαμβάνουν αλλαγές στο ανοσοποιητικό σύστημα, νευρολογικά αποτελέσματα, επιδράσεις στη συμπεριφορά, στοιχεία για μια σύνδεση μεταξύ της έκθεσης μικροκυμάτων και της δράσης ορισμένων φαρμάκων και ενώσεων, και μια "εκροή" ασβεστίου στον εγκέφαλο.

Τα πειραματικά αποτελέσματα επίσης έχουν δείξει ότι τα μικροκύματα μπορεί να εμπλέκονται στην προώθηση του καρκίνου υπό ορισμένους όμως όρους. Εντούτοις, αντιφατικά πειραματικά αποτελέσματα έχουν αναφερθεί επίσης σε πολλές από αυτές τις περιπτώσεις, και φυσικά απαιτούνται κι άλλα πειράματα για να καθορίσουν τη γενικότητα αυτών των αποτελεσμάτων και εάν αποτελούν μια απειλή για την ανθρώπινη υγεία.

Είναι πιθανόν ότι οι "μη-θερμικοί" μηχανισμοί υπάρχουν και θα μπορούσαν να προκαλέσουν βλαβερά βιολογικά αποτελέσματα στα ζώα και τους ανθρώπους, οι οποίοι εκτίθενται στην ακτινοβολία RF. Εντούτοις, εάν αυτό είναι μια γενική περίπτωση πρέπει να αποδειχθεί.

Ένα από τα "μη-θερμικά" βιολογικά αποτελέσματα που εμφανίζονται να μπορούν να αναπαραχθούν είναι η "εκροή ασβεστίου". Σε αυτό το φαινόμενο ενισχύεται η απελευθέρωση ιόντων ασβεστίου από τον ιστό του εγκεφάλου μετά από έκθεση σε ορισμένες χαμηλές εντάσεις ακτινοβολίας RF, υπό ιδιαίτερους όρους συχνότητας και διαμόρφωσης των σημάτων.

Αυτή η επίδραση έχει παρατηρηθείς σε επίπεδα RF αρκετά κάτω από εκείνα που είναι απαραίτητα για να παραγάγουν θέρμανση του ιστού.

Δεν είναι όμως γνωστός ο βαθμός που κινδυνεύουν οι άνθρωποι από αυτό το φαινόμενο, γι' αυτό και απαιτείται περαιτέρω έρευνα για να καθοριστούν τα επίπεδα του σχετικού κινδύνου στην ανθρώπινη υγεία.

Μια άλλη βιολογική επίδραση των ακτινοβολιών RF που έχει τραβήξει την προσοχή είναι το φαινόμενο της μικροκυματικής "ακοής".

Υπό ορισμένους συγκεκριμένους όρους της συχνότητας, της διαμόρφωσης των σημάτων, και της έντασης, αυτό έχει δειχθεί ότι τα ζώα και οι άνθρωποι μπορούν να αντιληφθούν ένα σήμα RF ως βούισμα ή σαν κρότο. Αν και έχουν προωθηθεί διάφορες θεωρίες για να εξηγήσουν αυτήν την επίδραση, η πιο αποδεκτή υπόθεση είναι ότι το σήμα των μικροκυμάτων παράγει θερμοελαστική πίεση μέσα στο κεφάλι, που θεωρείται ως ήχος από τα ακουστικά όργανα. Είναι σημαντικό να υπογραμμιστεί ότι οι όροι κάτω από τους οποίους εμφανίζεται αυτή η επίδραση συναντάται σε πολλούς ανθρώπους.

Έρευνες έχουν δείξει ότι ο συντονισμός της λειτουργίας του τεράστιου αριθμού κυττάρων ενός οργανισμού, επιτυγχάνεται με την παραγωγή, από τα ίδια τα κύτταρα, ενός συστήματος ηλεκτρομαγνητικών σημάτων που στηρίζουν το σύστημα ενδοεπικοινωνίας τους. Οι ζωντανοί ιστοί εκπέμπουν σύμφωνη ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία (δηλαδή φωτόνια της ίδιας φάσης), όπως εκείνη των λέιζερ. Τα κύτταρα, πριν το θάνατό τους, εκπέμπουν ένα κύκνειο άσμα με την μορφή ενός ηλεκτρομαγνητικού παλμού ενημερώνοντας, ίσως, το νευρικό σύστημα, ή τα γειτονικά κύτταρα, ώστε να αποβληθούν και να αντικατασταθούν.

Σύμφωνα όμως με την παλαιότερη αντίληψη, η λειτουργία του νευρικού συστήματος στηρίζεται σε ηλεκτρονικούς παλμούς που μεταδίδονται μεταξύ των νευρικών κυττάρων, στηρίζοντας ένα σύστημα σαν εκείνο του ηλεκτρονικού υπολογιστή. Οι παλμοί των νευρικών κυττάρων είναι ισχυρότατοι, της τάξης των 1,5 MV/m. Η διαφορά δυναμικού V, εξάλλου, ανάμεσα στο εξωτερικό ηλεκτροθετικότερο τμήμα της κυτταρικής μεμβράνης και στο εσωτερικό ηλεκτραρνητικότερο τμήμα, ενώ είναι μικρή, περίπου 100 mV, αντιστοιχεί εντούτοις σε μια τεράστια ένταση ηλεκτρικού πεδίου, Ε, της τάξης των 50 MV/m, επειδή το πάχος 1 της κυτταρικής μεμβράνης είναι μόνον 5 nm (σύμφωνα με τη σχέση E=V/1). Συμπερασματικά, τα εσωτερικά πεδία του οργανισμού είναι τόσο ισχυρά, που θα έπρεπε να αποτελούν επαρκή ασπίδα των κυττάρων απέναντι στα εξωτερικά ηλεκτρομαγνητικά πεδία.

Οι πιο σύγχρονες αντιλήψεις θεωρούν ότι ο εγκέφαλος λειτουργεί όχι όπως ένας ψηφιακός (δυαδικός) ηλεκτρονικός υπολογιστής αλλά σαν ένας εξαιρετικά σύνθετος, μη γραμμικός ταλαντωτής, που παράγει τα δικά του ηλεκτρομαγνητικά κύματα χαμηλής συχνότητας (όπως εκείνα ανιχνεύονται στα εγκεφαλογραφήματα) και τα χρησιμοποιεί για να ολοκληρώσει τις λειτουργίες του και να επεξεργαστεί σήματα από τους αισθητήρες του (αισθήσεις). Έτσι, σήματα εισόδου από τους αισθητήρες μετατρέπονται σε χωροχρονικές κυματομορφές συχνοτήτων χαρακτηριστικών του εγκεφάλου και στη συνέχεια αποθηκεύονται στα εγκεφαλικά κύτταρα. Όταν νέα σήματα εισέρχονται, διεγείρουν τα εγκεφαλικά κύτταρα και, μέσα από φαινόμενα συντονισμού με τις ιδιοσυχνότητες του εγκεφάλου, αναδεικνύουν τις αποθηκευμένες κυματομορφές και συντελούν στην απόκτηση συνειδητής εμπειρίας.

Το μη γραμμικό στοιχείο δεν μπορεί να είναι άλλο από την κυτταρική μεμβράνη, που θα μπορούσε να συμπεριφέρεται σαν μια κρυσταλλοδίοδος, μετατρέποντας εναλλασσόμενα πεδία (ac) σε συνεχή (dc) ή ενισχύοντάς τα, όπως γίνεται με τους κοινούς ενισχυτές του εμπορίου.

Έχει αποδειχθεί ότι το σύνολο των κυτταρικών μεμβρανών του εγκεφάλου μπορεί να θεωρηθεί ως μια μεγάλη μεμβράνη-σύστημα ηλεκτρονικών δίπολων, που επηρεάζεται από την απουσία ή παρουσία ιόντων ασβεστίου. Η ισχυρή αυτή αλληλεπίδραση δίπολων και ιόντων αποτελεί το έναυσμα μη γραμμικών ταλαντώσεων με συντονισμούς στην περιοχή των συχνοτήτων ELF (0-300Hz), οπότε η μεγαλομεμβράνη λειτουργεί σαν ένας ενισχυτής ικανός να ενισχύσει οποιοδήποτε εξωτερικό πεδίο, που η συχνότητά του (ή κάποια αρμονική του) εμπίπτει στην περιοχή των ιδιοταλαντώσεών της.

Για να τονιστεί η σημασία του φαινομένου, πρέπει να σημειωθεί ότι τα μεγαλομόρια του κυτταροπλάσματος συγκρατούνται στις θέσεις τους με τη βοήθεια ενός πλέγματος πολυμερών αλυσίδων-νηματίων, που η στερεότητά του εξασφαλίζεται από μόρια ασβεστίου. Το ασβεστούχο αυτό πλέγμα απουσιάζει από τα καρκινικά κύτταρα.

Με την ακτινοβόληση, το πλέγμα αυτό καταρρέει και το πλεονάζον ασβέστιο αποβάλλεται από τα κύτταρα, προδιαθέτοντάς τα, ίσως, στην νεοπλασία

Ποιά είναι τα ασφαλή επίπεδα έκθεσης στα RF ηλεκτρομαγνητικά κύματα;

Υπάρχει διαφωνία ποια είναι ακριβώς τα ασφαλή επίπεδα ακτινοβολίας RF, ιδιαίτερα όσον αφορά τα χαμηλά επίπεδα έκθεσης.

Στη Σοβιετική Ένωση και αρκετές Ανατολικοευρωπαϊκές χώρες τα επαγγελματικά στάνταρτ καθώς και του πληθυσμού είναι γενικά πιο περιοριστικά από όσο τα προτεινόμενα στάνταρτ στις περισσότερες δυτικές χώρες.

Αυτή η απόκλιση μπορεί να οφείλεται, λιγότερο εν μέρει, στην πιθανότητα ότι τα ρωσικά και Ανατολικά στάνταρτ βασίζονται σε επίπεδα όπου θεωρείται ότι δεν θα εμφανιζόταν ποτέ καμιά βιολογική επίδραση οποιουδήποτε είδους, παρά ότι αναγνωρίζονται ότι υπάρχουν οι κίνδυνοι.

Τα δυτικά στάνταρτ γενικά βασίζονται στα επίπεδα όπου είναι γνωστό ότι υπάρχουν κίνδυνοι, και αυξάνονται κατόπιν τα επίπεδα ασφάλειας για να δίνουν μια ικανοποιητική προστασία.

Οι οδηγίες, από το 1982, του Αμερικανικού Εθνικού Ινστιτούτου Στάνταρτ (ANSI), που είναι μια μη κυβερνητική οργάνωση, είναι σήμερα από τις πιο έγκυρες διεθνώς.

Αυτές δείχνουν ότι το ανθρώπινο σώμα απορροφά RF ενέργεια σε μερικές συχνότητες (300 kHz έως 100 GHz) αποτελεσματικότερα απ' ό,τι σε άλλες.

Ιδιαίτερα όμως στο φάσμα 30 έως 300 MHz, όπου συστήνονται ανώτατα όρια 1 mW/cm², για έκθεση κατά μέσο όρο έξι λεπτών.

Οι συστάσεις του ANSI αναπτύχθηκαν μετά από έρευνα πολλών χρόνων πάνω στα βιολογικά αποτελέσματα των επιδράσεων των RF ακτινοβολιών, με τη συνδρομή πολλών επιστημόνων με εμπειρία στις επιδράσεις αυτές.

Οι οδηγίες μιλούν ότι η τιμή-κατώφλιο του SAR (μέτρο της ισχύος που απορροφάται ανά μονάδα βάρους του σώματος(W/Kg), για να έχουμε βιολογικές επιδράσεις είναι 4 W/kg. Αυτή η τιμή διαιρέθηκε μετά με το 10 για να έχουμε ένα επίπεδο ασφάλειας και φτάσαμε στο γνωστό κατώτατο όριο SAR περίπου 0.4 W/kg. Οι οδηγίες δηλώνουν ότι η τιμή δείχνει τα ανώτερα όρια της ασφαλούς έκθεσης, ιδιαίτερα για το ευρύ κοινό.

Είναι τα όρια του Αμερικανικού Ινστιτούτου Εθνικών Ορίων (American National Standards Institute), του επίσημου δηλαδή οργάνου της κυβέρνησης των ΗΠΑ. Τα όρια αυτά προέκυψαν με την υιοθέτηση, το 1992, από το ANSI των ορίων που καθιέρωσε η μεγαλύτερη παγκοσμίως επιστημονική ένωση ΙΕΕΕ (Institute of Electrical and Electronic Engineers), με την οδηγία ΙΕΕΕ C 95.1-1991.

Τα όρια αυτά θεωρούνται ως τα πλέων έγκυρα στη Δύση και ακολουθούνται από πολλές χώρες ή οργανισμούς, αφού καθιερώθηκαν από την Επιτροπή μη Ιονίζουσας Ακτινοβολίας (International Non-Ionizing Radiation Committee, INIRC) της Διεθνούς Εταιρίας Ακτινοπροστασίας (International Radiation Protection Association, IRPA) σε συνεργασία με το τμήμα περιβαλλοντικής υγείας της Παγκόσμιας Οργάνωσης Υγείας (World Health Organization, WHO), με την επιχορήγηση του ΟΗΕ (United Nations Environmental Program, UNEP).

Περιοχή Συχνοτήτων f	Ηλεκτρικό πεδίο Ε	Μαγνητικό πεδίο Η	Πυκνότητα Ισχύος
MHz	V/m	A/m	mW/cm²
0.1-1	614	1.6/f
1-10	614/f	1.6/f
10-400	61	0.16	1
400-2000	3f^½	0.008f^½	f/400
2000-300.000	137	0.36	5.0

Λόγω έλλειψης ικανού αριθμού αλλά και ομοιομορφίας στην οργάνωση των υφιστάμενων επιδημιολογικών ερευνών, οι απόψεις όσον αφορά τις βιολογικές επιδράσεις της Η/Μ ακτινοβολίας στον άνθρωπο διίσταται.

Φυσικά είναι κατανοητό ότι άμεσα πειράματα επί ανθρώπινων πληθυσμών είναι ηθικώς απαράδεκτα, όμως υπάρχει πλήθος βιβλιογραφικών αναφορών για τέτοια πειράματα σε πειραματόζωα. Παρόλο που η άμεση γενίκευση των παρατηρήσεων αυτών στον άνθρωπο δεν είναι επιτρεπτή λόγω των ανατομικών, φυσιολογικών και άλλων διαφορών που υπάρχουν, θεωρούμε χρήσιμη την αναφορά των σπουδαιότερων από αυτών.

Όρια επικινδυνότητας της μη ιονιζουσας Η/Μ ακτινοβολίας (30 KHz - 300 GHz)

Οι επιπτώσεις των ηλεκτρομαγνητικών πεδίων στην ανθρώπινη υγεία εξαρτώνται από τον βαθμό απορρόφησης τους από τους διάφορους ιστούς. Έχουμε τρεις μηχανισμούς μεταφοράς ενέργειας από το κύμα στο ανθρώπινο σώμα, με αποτέλεσμα την αύξηση της θερμοκρασίας του:

Ο τύπος υπολογισμού του SAR για ένα ζωικό ιστό πυκνότητας ρ (g/cm) και ειδικής θερμοκρασίας C (cal/g.grad), για ορισμένη συχνότητα και προσανατολισμό, είναι:

Όπου Δt είναι ο χρόνος ακτινοβόλησης σε sec και ΔΤ η αύξηση της θερμοκρασίας του ιστού σε βαθμούς Κελσίου (grad).Γενικά συμπεράσματα είναι τα εξής:

α. Το ανθρώπινο σώμα απορροφά την κυματική ενέργεια κατά τρόπο εκλεκτικό, διαφορετικό δηλαδή για κάθε συχνότητα και είδος ιστού.
β. Μέγιστη δεκτικότητα κατά συχνότητα (συντονισμός), εμφανίζεται στην περιοχή από 30MHz - 300MHz, όπου ο SAR παίρνει τις μέγιστες τιμές του.
γ. Μέγιστη απορρόφηση ανά είδος ιστού εμφανίζουν σημεία του σώματος όπως ο λαιμός, τα πόδια, οι αγκώνες και η κοιλιακή χώρα, όπου ο τοπικός SAR παίρνει τιμές πολύ μεγαλύτερες (έως και 10 φορές) από τον μέσο SAR ολόκληρου του σώματος. Συνεπώς τα σημεία αυτά πρέπει να εκτίθενται όσο γίνεται λιγότερο στην κυματική ενέργεια.

Έτσι, με βάση μόνο τους θερμικούς μηχανισμούς, τα όρια επικινδυνότητας των Δυτικών Διεθνών Οργανισμών είναι τα εξής:
Ο μέγιστος αριθμός απορρόφησης κυματικής ενέργειας (SAR) δεν πρέπει να υπερβαίνει την τιμή των 0,4 W/Kg, αθροιζόμενη κατά μέσο όρο μέσα σε οποιαδήποτε 6 λεπτά του εικοσιτετραώρου και για ολόσωμη έκθεση.

Το κριτήριο αυτό διαμορφώθηκε με την προϋπόθεση ότι οι εργαζόμενοι σε ηλεκτρομαγνητικά βεβαρημένους χώρους είναι ενήμεροι των κινδύνων, λαμβάνουν μέτρα ασφαλείας και εκτίθενται μόνον για ένα οκτάωρο.

Επειδή ο γενικός πληθυσμός εκτίθεται σε 24ωρη βάση και δεν είναι ενημερωμένος, ώστε να λαμβάνει μέτρα ασφαλείας, η μέγιστη επιτρεπόμενη τιμή του ρυθμού απορρόφησης, για τον γενικό πληθυσμό, ορίστηκε πέντε φορές μικρότερη, δηλαδή 0.08 W/Kg.

Τα όρια επικινδυνότητας στις ραδιοσυχνότητες σύμφωνα με τον οργανισμό IRPA θεωρούνται ως τα πλέων έγκυρα στη Δύση και ακολουθούνται από πολλές χώρες ή οργανισμούς, αφού καθιερώθηκαν από την επιτροπή μη ιονίζουσας ακτινοβολίας (International Non-Ionizing Radiation Committee, INIRC) της Διεθνούς Εταιρίας Ακτινοπροστασίας (International Radiation Protection Association, IRPA) σε συνεργασία με το τμήμα περιβαλλοντικής υγείας της Παγκόσμιας Οργάνωσης Υγείας (World Health Organization, WHO), με την επιχορήγηση του ΟΗΕ (United Nations Environmental Program, UNEP).

Πόσο επικίνδυνη είναι η Η/Μ ακτινοβολία από τις οικιακές ηλεκτρικές συσκευές;

Όταν κάποιος χρήστης έλθει σε άμεση επαφή με οικιακές συσκευές, που χρησιμοποιούν μετασχηματιστές, ηλεκτρικούς κινητήρες κλπ, επειδή οι τιμές του ηλεκτρικού και κυρίως του μαγνητικού τους πεδίου παίρνουν πολύ μεγάλες τιμές, τότε για 24ωρη έκθεση οι τιμές της απορροφούμενης ενέργειας μπορούν να ξεπεράσουν το όριο επικινδυνότητας. Αλλά, δεν πρέπει να υπάρχει ανησυχία αφού ο χρήστης δεν έρχεται σχεδόν ποτέ σε επαφή με τέτοιου είδους οικιακές συσκευές (σεσουάρ, ξυριστική μηχανή, ηλεκτρικά μαχαίρια, ηλεκτρικά πριόνια κλπ) και η χρήση τους είναι χρονικά περιορισμένη. Στη συνήθη απόσταση του χρήστη από τις συσκευές αυτές και ιδιαίτερα για το κεφάλι του, τα πεδία, ηλεκτρικά και μαγνητικά, είναι πολύ μικρότερα ακόμα και των ορίων ασφαλείας.

Αλλά, υπάρχουν ορισμένα παλιά μοντέλα ηλεκτρικών συσκευών, που έχουν ηλεκτρομαγνητικά πεδία μεγαλύτερα από τα όρια ασφαλείας στην απόσταση που βρίσκεται ο χρήστης. Τέτοιες συσκευές είναι: πιστολάκια μαλλιών, ηλεκτρική ξυριστική μηχανή, μίξερ, ηλεκτρική κουζίνα, φούρνος μικροκυμάτων, σκουπιδοφάγος, ηλεκτρική σκούπα, τρυπάνια, πριόνια ηλεκτρικά, επιτραπέζιοι λαμπτήρες φθορισμού.

Ειδικά για το φούρνο μικροκυμάτων πρέπει να προστεθεί ότι εκτός από τα πεδία συχνότητας 50Hz του δικτύου, εκπέμπει και ραδιοκύματα συχνότητας 2450MHz . Μετρήσεις έδειξαν ότι σε επαφή με το τζάμι, η πυκνότητα ισχύος των μικροκυμάτων κυμαίνεται από 180-700μW/cm², ενώ σε απόσταση μισού μέτρου είναι μικρότερη και από το όριο επικινδυνότητας του 1μW/cm², που καθόριζαν τα κράτη του παλιού Ανατολικού μπλοκ. (Ως γνωστόν τα όρια αυτά ήταν πολύ αυστηρότερα από των Δυτικών χωρών).

Καλύτερα λοιπόν να τηρείται αυτή η απόσταση ασφαλείας και ο φούρνος να μην είναι προσιτός από τα μικρά παιδιά. Ακόμη οι φούρνοι αυτοί συνιστώνται περισσότερο για θέρμανση φαγητού παρά για μαγείρεμα και ο λόγος είναι ότι οι ζωικοί ιστοί απορροφούν διαφορετικά την μικροκυματική ακτινοβολία και έτσι κάποια μέρη των κρεάτων να μην ψήνονται σωστά με κίνδυνο διατήρησης παθογόνων μικροοργανισμών (π.χ. σαλμονέλα).

Πηγές: Non-ionizing Radiation της Υπηρεσίας Προστασίας Περιβάλλοντος (EPA), EMF Research database. World Health Organization (WHO), EPA Letter Accepting FCC Limits, Mobile Phones and Health, House of Commons Science and Technology Select Committee, Federal Communications Commission (FCC), Εργασία για τις Ακτινοβολίες στα Εκπαιδευτήρια Γείτονα.

Μη ιονίζουσες ακτινοβολίες

Άρθρο, Δεκέμβριος 2003