Ионизирующее излучение, в отличие от неионизирующего излучения, может проникать глубоко в ткани человека и вызывать необратимые и очень опасные изменения в организме человека, такие как ожоги, острый лучевой синдром, рак и генетические повреждения.
Неионизирующее излучение не разрывает связи между молекулами воздействующего материала поэтому менее опасно. В этом состоит отличие от ионизирующего излучения.
Виды неионизирующих излучений
Неионизирующее излучение находится в длинноволновой части спектра и может обладать достаточной энергией, чтобы возбуждать молекулы и атомы, заставляя их вибрировать быстрее. Это свойство используется в микроволновой печи, где излучение заставляет молекулы воды вибрировать быстрее, создавая тепло.
Неионизирующее излучение варьируется от чрезвычайно низкочастотного излучения, через радиочастотную, микроволновую и видимую части спектра до ультрафиолетового диапазона.
Однако воздействие неионизирующего излучения также не совсем безразлично для нашего здоровья. Его последствия могут быть различными и строго зависеть от таких факторов, как:
- время экспозиции,
- интенсивность излучения,
- частота или тип излучения.
Неионизирующее излучение может вызвать локальный нагрев или фотохимические реакции с возможностью необратимого повреждения. Необходимо свести к минимуму воздействие и принять соответствующие защитные меры в зависимости от типа излучения. У этих видов излучений не достаточно энергии для ионизации.
К видам неионизирующего излучения относятся: оптическое излучение, микроволновое излучение и радиоизлучение низкой и очень низкой частоты.
Оптическое излучение
Оптическое излучение (от 1 нм до 1 мм).
Делится на три области:
- Ультрафиолетовое излучение до 380 нм (ультрафиолетовая часть электромагнитного спектра с более высокой энергией способна «выбивать» электроны из атомов, образуя пару «свободный электрон — ион» — т.е. быть ионизирующим);
- Видимый свет 380 нм — 780нм;
- Инфракрасное 780 нм – 1 мм.
Как вид неионизирующего оптическое излучение характеризуется низкой длиной волны, высокой частотой и высокой энергией. Термические и фотохимические эффекты возможны. Излучение легко взаимодействует с поверхностями и может накапливаться в тканях человека. К основным источникам этого типа излучения, с которыми можно сталкиваться ежедневно, относятся:
- Лампы (лампы накаливания, газоразрядные, люминесцентные, дуговые, полупроводниковые лампы и т.д.);
- Источники плазмы (сварочное оборудование и т.д.);
- Источники тепла (печи, расплавленное стекло, открытый огонь и т.д.).
Такие источники излучения должны быть экранированы, чтобы предотвратить попадание в глаза или на кожу. Другим решением также является фильтрация опасных длин волн.
Ультрафиолетовое излучение является известным канцерогеном для кожи человека. Чрезмерное воздействие ультрафиолета также может вызвать солнечные ожоги и более быстрое старение кожи. Чрезмерное воздействие на глаза также имеет серьезные последствия. В результате фотохимических реакций различные части глаза могут быть повреждены в зависимости от частоты излучения. Особенно чувствительной является роговица глаза, «ожог» которой может вызвать болезненное воспаление роговицы, а в крайних случаях даже помутнение, что означает потерю зрения.
В случае видимого света отвращение из-за слишком яркого света (моргание, отворачивание головы) является естественной защитной реакцией организма. Желание преодолеть этот естественный защитный механизм организма и заставить себя смотреть на свет может привести к необратимому повреждению сетчатки и потере зрения. Источники света, которые не настолько ярки, чтобы повредить сетчатку, не совсем безопасны для человеческих глаз – они также могут вызвать ухудшение цветового зрения и зрения в темное время суток. Особенно вреден синий свет (соответствующий длине волны 400-500 нм), который может вызвать такие же повреждения, как и ультрафиолетовое излучение.
В зависимости от типа инфракрасное излучение представляет различные риски для здоровья человека. Излучение с более короткой длиной волны фокусируется на нежной сетчатке, в то время как излучение с более длинной длиной волны может вызвать ожоги роговицы, кожи и хрусталика глаза, что приводит к катаракте.
Микроволновое излучение (от 300 МГц до 30 ГГц)
Микроволны, которые мы используем для разогрева пищи, имеют длину волны около 1 сотой метра и частоту около 10 миллиардов Герц.
Микроволновое излучение характеризуется умеренными длинами волн от 1 мм до 1 м и умеренной энергией фотонов. Это тип излучения, которое резонирует, т.е. создает стоячие волны в тканях с множеством длин волн (в зависимости от ориентации ткани и плоскости длины волны). Источники микроволнового излучения в окружающей человека среде можно разделить на три основные группы:
- источники, предназначенные для излучения в окружающую среду – в основном радио- и телевизионные антенны;
- источники, предназначенные для производства или безопасного ограничения микроволнового излучения, но которые могут представлять опасность, такие как кабели, волноводы, генераторы излучения, кухонные плиты, нагреватели;
- источники, которые генерируют микроволновое излучение в качестве побочного эффекта своей работы, например, источники питания.
Опасности, связанные с этим типом излучения, и способы его снижения тесно связаны с параметрами излучения:
- частотой;
- плотностью мощности;
- воздействием ближнего или дальнего поля;
- ориентацией человеческого тела в поле излучения.
Воздействие микроволнового излучения на организм включает в себя как тепловой эффект, то есть непосредственный нагрев тканей, так и как эффекты, возникающие в результате протекания индуцированного тока через человеческое тело. Радиационный нагрев наиболее опасен для мозга, глаз, половых органов, желудка, печени и почек и может вызвать катаракту, индуктивные ожоги и ожоги, вызванные контактом с металлическими элементами: имплантатами, очками и т.д. Нетепловые эффекты, вызывающие рак, также наблюдаются у животных, но ни одно из проведенных исследований не показало таких эффектов у людей.
Вид неионизирующего излучения — радиоизлучение низкой и очень низкой частоты
Радиочастоты имеют длину волны от 1 до 100 метров и частоты в диапазоне от 1 миллиона до 100 миллионов герц.
Низкочастотное излучение (от 300 Гц до 10 МГц), сверхдлинные волны – с чрезвычайно низкой частотой (от 0 Гц до 300 Гц) и статические поля.
Низкочастотное излучение имеет очень большие длины волн (порядка тысячи километров и более) и частоты в диапазоне 100 Герц или менее.
При протекании тока по кабелю индуцируется магнитное поле. Такие поля с частотой, близкой к частоте тока, протекающего по проводнику, называются полями чрезвычайно низкой частоты. Статические поля — это, в основном, естественные поля, такие как магнитное поле Земли или поля, создаваемые вращением.
Очень низкочастотное радиоизлучение характеризуется значительными длинами волн, более 1 м, и низкой энергией. Воздействие энергии излучения на ткани человека слабое, но заметное, как с точки зрения тепловых эффектов, так и индукции токов.
Радиоизлучение легко проникает в организм человека, но редко накапливается в тканях.
Были проведены многочисленные исследования, но ни одно из них не показало, что статические поля и поля чрезвычайно низкой частоты оказывают явное влияние на здоровье и жизнь человека. Наибольшей опасностью является риск поражения электрическим током при прикосновении к какому-либо предмету. Статический магнитные поля вызывают небольшие различия в электрических потенциалах в кровеносных сосудах, но последствия для человека неизвестны.
Низкочастотные переменные поля генерируют электрические токи в человеческом теле, которые могут непосредственно активировать нервы и мышцы. Однако о каких-либо постоянных и вредных последствиях их протекания ничего не известно. Кратковременное воздействие этого типа излучения может отрицательно сказаться на некоторых искусственных элементах, предназначенных для облегчения жизни людей, таких как кардиостимуляторы и ферромагнитные имплантаты, что может создать прямую угрозу жизни или здоровью.
Таким образом, к видам неионизирующих излучений относятся оптическое, микроволновое и радиоизлучение низкой и очень низкой частоты.
