Sähkömagneettinen säteily
Wikipedia
Sähkömagneettinen säteily on sähkömagneettisen kentän aaltoliikettä. Kentälle on ominaista, että se on kvantittunut. Tämä tarkoittaa, että energian vaihtaminen on mahdollista ainoastaan diskreetteinä pulsseina, joita kutsutaan fotoneiksi. Klassisessa fysiikassa sähkömagneettisen säteilyn aaltoyhtälö on melko yksinkertaista johtaa yleistä sähkömagneettista kenttä kuvaavista Maxwellin yhtälöistä.
Sähkömagneettinen säteily jaotellaan aallonpituuden mukaan seuraaviin osa-alueisiin: radioaallot, mikroaallot, infrapunasäteily, valo, ultraviolettisäteily, röntgensäteily ja gammasäteily.
Sisällysluettelo |
[muokkaa] Sähkömagneettisen säteilyn lähteet
Sähkömagneettinen säteily syntyy erilaisten sähköisten ilmiöiden aiheuttamana. Matalilla taajuuksilla tyypillisiä radioaaltojen lähteitä ovat erilaiset sähköiset oskillaattorit, jotka sopivaan rakenteeseen eli antenniin kytkettyinä säteilevät. Myös tähdet ja muut syvän taivaan kohteet lähettävät säteilyä jo muutamien tuhansien hertsien taajuuksilta alkaen. Oskillaattoreiden ja antennien rakentaminen vaikeutuu, kun siirrytään useiden satojen gigahertsien taajuusalueelle.
Molekyylien pyörimistiloihin liittyvät viritykset säteilevät puolestaan gigahertsin luokkaa olevilla taajuuksilla. Tämän jälkeen luonnollisista rakenteista säteileviksi muodostuvat molekyylien värähtelytilat, jotka säteilevät mikrometriluokan aallonpituuksilla. Tavanomainen huoneen lämpötilassa olevien kappaleiden lämpösäteily sijoittuukin näille spektrin osille. Atomien ja molekyylien elektronien viritystilat ovat puolestaan energioilla, jotka vastaavat satojen nanometrien aallonpituuksia eli valoa, lähi-infrapunaa ja ultraviolettisäteilyä. Myös kuumat kappaleet säteilevät tällä aallonpituusalueella.
Ultravioletti- ja röntgensäteily liittyvät lähellä atomiydintä olevien elektronien suuriin energioihin. Röntgensäteilyksi kutsutaan myös väliaineessa tehokkaasti jarruuntuvien elektronien lähettämää jarrutussäteilyä. Osittain päällekkäin tämän energia-alueen kanssa menee gammasäteily, joksi on tapana kutsua kaikkea atomiytimien lähettämää säteilyä.
Synkrotroneissa voidaan tuottaa erittäin korkeaenergiaista säteilyä kääntämällä suureen energiaan kiihdytettyjen elektronien liikerataa magneettikentällä.
[muokkaa] Säteily lämmön siirtymismekanismina
Taivaankappaleiden energiataloudessa säteily on merkittävin energian siirtymismekanismi, sillä taivaankappaleita ympäröivässä avaruuden tyhjiössä lämmön siirto johtumalla tai konvektiolla on mahdotonta. Maapallon energiataloudessa säteilyn vuorovaikutus maanpinnan ja ilmakehän kanssa määrittelee planeetan lämpötilan. Yläilmakehään tulee jatkuvasti Auringon säteilyä. Osa säteilystä heijastuu takaisin ilmakehästä ja pilvistä, osa absorboituu pilviin ja osa etenee pilvien läpi maanpinnalle. Maanpinta absorboi osan säteilystä osan säteilystä heijastuessa takaisin ilmakehään. Maanpinta puolestaan lähettää korkeampiaallonpituuksista infrapunasäteilyä avaruuteen, mikä jäähdyttää planeettaa. Se, miten tehokkaasti ilmakehän eri kerrokset absorboivat säteilyä ennen sen poistumista avaruuteen määrää kasvihuoneilmiön tehokkuuden ja maapallon lämpötilan.
[muokkaa] Sähkömagneettisen säteilyn biologiset vaikutukset
Sähkömagneettisen säteilyn biologiset vaikutukset ovat selvimpiä ionisoivan säteilyn alueella. Ultravioletti-, röntgen- ja gammasäteiden energia on riittävä rikkomaan yksittäisten molekyylien kemiallisia sidoksia. Tämän on todettu aiheuttavan pitkäaikaisaltistuksena syöpää ja erittäin suurten kerta-altistusten tapauksessa erilaisia välittömiä säteilyvaurioita, jotka lievissä tapauksissa voivat esiintyä muun muassa ihon punoituksena.
Tavallisen näkyvän valon fotonin energia ei riitä kemiallisten sidosten rikkomiseen kuin poikkeustapauksissa, minkä vuoksi tavallinen valo ei aiheuta ongelmia eläville olennoille. Sen sijaan näkyvän valon aallonpituudella valolla on suuri merkitys kasvien energiantuotannolle viherhiukkasten kautta sekä näköaistin toiminnalle.
Myöskään lämpö- eli infrapunasäteilyn ei ole todettu vaikuttavan biologisiin mekanismeihin kuin lämpövaikutuksena. Luonnollisesti liiallinen altistus infrapunasäteilylle voi aiheuttaa palovammoja.
[muokkaa] Radioaallot
Matkapuhelinten yleistyessä on alettu tutkia matkapuhelimien säteilyn vaikutusta proteiinien toimintaan. Tulokset ovat toistaiseksi hyvin ristiriitaisia, vaikkakin lieviä muutoksia solun toiminnassa on havaittu. Epidemiologista vahvistusta heikkotehoisten radiotaajuisten kenttien aiheuttamista terveysriskeistä ei ole. Hyvin voimakas radiotaajuuskenttä kuumentaa ja voi tuhota kudoksia. Tähän perustuu muun muassa mikroaaltouunin toiminta.
[muokkaa] Voimajohdot
Korkeajännitelinjojen ja lasten leukemiatapausten yhteydestä on kiistelty 1980-luvun alusta lähtien. Brittitutkimusten (2005) perusteella voidaan todeta, että kyseinen säteily voi vaikuttaa lasten riskiin sairastua leukemiaan (verisyöpä). Todellista aiheuttajaa ei tosin tunneta, mutta syynä on mitä luultavimmin magneettikenttien vaikutus.
Suomalainen sähkönjakelun kantaverkko rakentuu 400 kV (kilovoltin) voimajohdoista. Näiden voimajohtojen säteily voisi mahdollistaa Brittitutkimuksessa lapsille lasketun leukemiariskin kertoimen 1,7. Kertoimen käyttäminen tutkimuksen mukaan vaatisi lapsuuden viettämistä alle 200 metrin etäisyydellä korkeajännitelinjoista, vaikkakin Suomen väestölle asetettu raja-arvo 100 µT (mikrotesla) ei ylittyisi edes suoraan voimajohtojen alapuolella.
Kentät 400 kV voimajohtojen läheisyydessä:
Suoraan alapuolella n. 15 µT, 7 kV/m
30m etäisyydellä n. 5 µT, 1 kV/m
60m etäisyydellä n. 1 µT, 0,3 kV/m
Suomen tilastoissa Brittitutkimus viittaisi siihen, että 0,5 lasta vuosittaisesta 50 sairastumisesta saattaisi johtua voimalinjoista.
Kaikista raja-arvoista huolimatta lapset ovat elinkaarensa alkuvaiheessa, eivätkä heidän kehonsa ole rinnastettavissa aikuisen ihmisen kehoihin. On siis suositeltavaa välttää lasten ylimääräistä altistumista kyseisille voimakentille.
[muokkaa] Sähköyliherkkyys
Jotkut ihmiset ovat herkkiä sähkömagneettiselle säteilylle. Kyseistä ilmiötä kutsutaan sähköyliherkkyydeksi tai lyhenteellä EHS eli "electromagnetic hypersensitivity". Ilmiöllä ei ole tiettyä esiintymismuotoa tai oiretta. Sähköyliherkkyys esiintyy useimmiten reaktioina iholla, punoituksena, kihelmöintinä tai polttavana tunteena. Oireet voivat myös esiintyä väsymyksenä, uupumuksena, keskittymisvaikeutena, huimauksena, ruuansulatusvaikeuksina sekä sydämentykytyksenä. Kyseiset oireet eivät viittaa mihinkään tunnettuun oireyhtymään. Maailman terveysjärjestön WHO:n mukaan oireet ovat subjektiivisesti tosia, mutta niillä ei ole yhteyttä sähkömagneettiseen säteilyyn[1]lähde tarkemmin?.
Lähteet:
- STUK (Säteilyturvakeskus), "Voimajohdot". http://www.stuk.filähde tarkemmin?
- Yle, "Lasten leukemia ja korkeajännitelinjat". http://www.yle.filähde tarkemmin?
[muokkaa] Katso myös
Radioaallot | Mikroaallot | Infrapunasäteily | Valo | Ultraviolettisäteily | Röntgensäteily | Gammasäteily
Valo: Punainen | Oranssi | Keltainen | Vihreä | Syaani | Sininen | Magenta | Violetti
