Nishati ya sumakuumeme ya redio (RF) na mionzi ya microwave hutumiwa katika matumizi mbalimbali katika tasnia, biashara, dawa na utafiti, na pia nyumbani. Katika masafa kutoka 3 hadi 3 x 10⁸ kHz (yaani, 300 GHz) tunatambua kwa urahisi programu kama vile utangazaji wa redio na televisheni, mawasiliano (simu ya masafa marefu, simu ya mkononi, mawasiliano ya redio), rada, hita za dielectric, hita za induction, vifaa vya umeme vilivyowashwa na vichunguzi vya kompyuta.

Mionzi ya nguvu ya juu ya RF ni chanzo cha nishati ya joto ambayo hubeba athari zote zinazojulikana za kupokanzwa kwa mifumo ya kibiolojia, ikiwa ni pamoja na kuchoma, mabadiliko ya muda na ya kudumu katika uzazi, cataracts na kifo. Kwa aina mbalimbali za masafa ya redio, mtazamo wa ngozi wa joto na maumivu ya joto hauwezi kutambuliwa, kwa sababu vipokezi vya joto viko kwenye ngozi na hazihisi kwa urahisi joto la kina la mwili linalosababishwa na mashamba haya. Vikomo vya kukaribia aliyeambukizwa vinahitajika ili kulinda dhidi ya athari hizi mbaya za kiafya za mfiduo wa uga wa masafa ya redio.

Mfiduo wa Kazini

Inapokanzwa inapokanzwa

Kwa kutumia uwanja mkali wa sumaku unaobadilishana nyenzo ya kuendeshea inaweza kuwashwa kwa kushawishiwa mikondo ya eddy. Inapokanzwa vile hutumiwa kwa kughushi, annealing, brazing na soldering. Masafa ya kufanya kazi huanzia 50/60 hadi milioni kadhaa Hz. Kwa kuwa vipimo vya coils zinazozalisha mashamba ya sumaku mara nyingi ni ndogo, hatari ya mfiduo wa kiwango cha juu cha mwili mzima ni ndogo; hata hivyo, yatokanayo na mikono inaweza kuwa juu.

Dielectric inapokanzwa

Nishati ya radiofrequency kutoka 3 hadi 50 MHz (hasa katika masafa ya 13.56, 27.12 na 40.68 MHz) hutumiwa katika sekta kwa michakato mbalimbali ya joto. Maombi ni pamoja na kuziba plastiki na kunasa, kukausha gundi, usindikaji wa vitambaa na nguo, utengenezaji wa mbao na utengenezaji wa bidhaa mbalimbali kama vile maturubai, mabwawa ya kuogelea, tani za vitanda vya maji, viatu, folda za kuangalia safari na kadhalika.

Vipimo vilivyoripotiwa katika fasihi (Hansson Mild 1980; IEEE COMAR 1990a, 1990b, 1991) vinaonyesha kuwa katika hali nyingi, umeme na sumaku. maeneo ya kuvuja ziko juu sana karibu na vifaa hivi vya RF. Mara nyingi waendeshaji ni wanawake wa umri wa kuzaa (yaani, miaka 18 hadi 40). Sehemu za uvujaji mara nyingi huwa pana katika hali zingine za kazi, na kusababisha kufichuliwa kwa mwili mzima kwa waendeshaji. Kwa vifaa vingi, viwango vya mfiduo wa uga wa kielektroniki na sumaku huzidi miongozo yote iliyopo ya usalama ya RF.

Kwa kuwa vifaa hivi vinaweza kusababisha ufyonzwaji wa juu sana wa nishati ya RF, ni jambo la kupendeza kudhibiti sehemu za uvujaji zinazotoka navyo. Kwa hivyo, ufuatiliaji wa mara kwa mara wa RF huwa muhimu ili kubaini kama kuna tatizo la kukaribia aliyeambukizwa.

Mifumo ya mawasiliano

Wafanyakazi katika nyanja za mawasiliano na rada wanakabiliwa tu na nguvu za chini za shamba katika hali nyingi. Walakini, kufichuliwa kwa wafanyikazi ambao lazima wapande minara ya FM/TV kunaweza kuwa kubwa na tahadhari za usalama ni muhimu. Mfiduo pia unaweza kuwa mkubwa karibu na kabati za kupitisha umeme ambazo miunganisho yao imeshindwa na milango kufunguliwa.

Mfiduo wa matibabu

Mojawapo ya matumizi ya awali ya nishati ya RF ilikuwa diathermia ya wimbi fupi. Electrodes zisizohifadhiwa hutumiwa kwa hili, na kusababisha uwezekano wa mashamba ya juu ya kupotea.

Hivi majuzi sehemu za RF zimetumika kwa kushirikiana na sehemu za sumaku tuli katika imaging resonance ya magnetic (MRI). Kwa kuwa nishati ya RF inayotumika ni ya chini na uga unakaribia kuzuiliwa kikamilifu ndani ya eneo la ndani la wagonjwa, mfiduo kwa waendeshaji haukubaliki.

Athari za kibiolojia

Kiwango mahususi cha ufyonzaji (SAR, kinachopimwa kwa wati kwa kila kilo) hutumiwa sana kama kiasi cha dosimetriki, na vikomo vya kukaribia aliyeambukizwa vinaweza kutolewa kutoka kwa SAR. SAR ya mwili wa kibaolojia hutegemea vigezo vya mfiduo kama vile marudio ya mionzi, ukubwa, ubaguzi, usanidi wa chanzo cha mionzi na mwili, nyuso za kuakisi na ukubwa wa mwili, umbo na sifa za umeme. Zaidi ya hayo, usambazaji wa anga wa SAR ndani ya mwili sio sare sana. Uwekaji wa nishati isiyo sare husababisha upashaji joto usio sare wa ndani wa mwili na unaweza kutoa viwango vya joto vya ndani. Katika masafa ya zaidi ya 10 GHz, nishati huwekwa karibu na uso wa mwili. Kiwango cha juu cha SAR hutokea kwa takriban 70 MHz kwa somo la kawaida, na karibu 30 MHz wakati mtu amesimama katika kuwasiliana na ardhi ya RF. Katika hali mbaya zaidi ya halijoto na unyevunyevu, SAR za mwili mzima za 1 hadi 4 W/kg kwa 70 MHz zinatarajiwa kusababisha ongezeko la joto la takriban 2 ºC kwa binadamu mwenye afya katika saa moja.

Kupokanzwa kwa RF ni utaratibu wa mwingiliano ambao umejifunza kwa kiasi kikubwa. Athari za joto zimezingatiwa kwa chini ya 1 W/kg, lakini viwango vya joto kwa ujumla havijabainishwa kwa athari hizi. Wasifu wa halijoto ya wakati lazima uzingatiwe katika kutathmini athari za kibayolojia.

Athari za kibaolojia pia hutokea pale ambapo joto la RF halitoshi wala haliwezekani. Athari hizi mara nyingi huhusisha sehemu za RF zilizobadilishwa na urefu wa mawimbi wa milimita. Dhana mbalimbali zimependekezwa lakini bado hazijatoa taarifa muhimu kwa ajili ya kupata vikomo vya mfiduo wa binadamu. Kuna haja ya kuelewa taratibu za kimsingi za mwingiliano, kwa kuwa sio vitendo kuchunguza kila uwanja wa RF kwa tabia yake ya mwingiliano wa kibayolojia na kibaolojia.

Uchunguzi wa wanadamu na wanyama unaonyesha kuwa sehemu za RF zinaweza kusababisha athari mbaya za kibiolojia kwa sababu ya joto kupita kiasi kwa tishu za ndani. Sensorer za joto za mwili ziko kwenye ngozi na hazihisi joto ndani ya mwili. Kwa hiyo wafanyakazi wanaweza kunyonya kiasi kikubwa cha nishati ya RF bila kufahamu mara moja uwepo wa maeneo ya kuvuja. Kumekuwa na ripoti kwamba wafanyakazi walioathiriwa na uga wa RF kutoka kwa vifaa vya rada, hita za RF na vifunga, na minara ya redio-TV wamepata hisia ya ongezeko la joto muda baada ya kufichuliwa.

Kuna ushahidi mdogo kwamba mionzi ya RF inaweza kuanzisha saratani kwa wanadamu. Hata hivyo, utafiti umependekeza kwamba inaweza kufanya kama kikuza saratani katika wanyama (Szmigielski et al. 1988). Masomo ya epidemiological ya wafanyakazi walio katika nyanja za RF ni wachache kwa idadi na kwa ujumla ni mdogo katika upeo (Silverman 1990; NCRP 1986; WHO 1981). Tafiti nyingi za wafanyikazi walio wazi kazini zimefanyika katika iliyokuwa Umoja wa Kisovieti na nchi za Ulaya Mashariki (Roberts na Michaelson 1985). Walakini, tafiti hizi hazihusiani na athari za kiafya.

Tathmini ya binadamu na masomo ya epidemiological juu ya waendeshaji RF sealer katika Ulaya (Kolmodin-Hedman et al. 1988; Bini et al. 1986) ripoti kwamba matatizo mahususi yafuatayo yanaweza kutokea:

• RF huwaka au huwaka kutokana na kugusana na nyuso zenye joto kali

• ganzi (yaani, paresthesia) katika mikono na vidole; usumbufu au kubadilishwa kwa unyeti wa kugusa

• kuwasha kwa macho (labda kwa sababu ya moshi kutoka kwa nyenzo zenye vinyl)

• ongezeko kubwa la joto na usumbufu wa miguu ya waendeshaji (labda kutokana na mtiririko wa sasa kupitia miguu hadi chini).

Simu za mkononi

Matumizi ya simu za redio za kibinafsi yanaongezeka kwa kasi na hii imesababisha kuongezeka kwa idadi ya vituo vya msingi. Hizi mara nyingi huwekwa katika maeneo ya umma. Walakini, mfiduo kwa umma kutoka kwa vituo hivi ni mdogo. Mifumo kwa kawaida hufanya kazi kwa masafa karibu na 900 MHz au 1.8 GHz kwa kutumia teknolojia ya analogi au dijitali. Mikono ya mkono ni visambaza sauti vidogo vya redio vyenye nguvu ya chini ambavyo hushikiliwa karibu na kichwa vinapotumika. Baadhi ya nguvu zinazotolewa kutoka kwa antenna huingizwa na kichwa. Hesabu za nambari na vipimo katika vichwa vya phantomu huonyesha kwamba thamani za SAR zinaweza kuwa na mpangilio wa W/kg chache (tazama taarifa zaidi ya ICNIRP, 1996). Wasiwasi wa umma kuhusu hatari ya kiafya ya nyanja za sumakuumeme umeongezeka na programu kadhaa za utafiti zinatolewa kwa swali hili (McKinley et al., ripoti ambayo haijachapishwa). Tafiti nyingi za epidemiolojia zinaendelea kuhusiana na matumizi ya simu za mkononi na saratani ya ubongo. Kufikia sasa ni utafiti mmoja tu wa wanyama (Repacholi et al. 1997) na panya transgenic wazi 1 h kwa siku kwa muda wa miezi 18 kwa ishara sawa na ile kutumika katika mawasiliano ya simu ya digital imechapishwa. Kufikia mwisho wa majaribio, wanyama 43 kati ya 101 walikuwa na lymphomas, ikilinganishwa na 22 kati ya 100 katika kundi lililowekwa wazi. Ongezeko hilo lilikuwa kubwa kitakwimu (p > 0.001). Matokeo haya hayawezi kufasiriwa kwa urahisi kuhusiana na afya ya binadamu na utafiti zaidi juu ya hili unahitajika.

Viwango na Miongozo

Mashirika na serikali kadhaa zimetoa viwango na miongozo ya ulinzi dhidi ya kufichuliwa kupita kiasi kwa nyanja za RF. Mapitio ya viwango vya usalama duniani kote yalitolewa na Grandolfo na Hansson Mild (1989); mjadala hapa unahusu tu miongozo iliyotolewa na IRPA (1988) na IEEE kiwango C 95.1 1991.

Mantiki kamili ya vikomo vya mfiduo wa RF imewasilishwa katika IRPA (1988). Kwa muhtasari, miongozo ya IRPA imepitisha kikomo cha msingi cha SAR cha 4 W/kg, ambapo juu yake kunazingatiwa kuwa kuna uwezekano unaoongezeka kwamba matokeo mabaya ya kiafya yanaweza kutokea kutokana na ufyonzwaji wa nishati ya RF. Hakuna athari mbaya za kiafya zimezingatiwa kwa sababu ya mfiduo wa papo hapo chini ya kiwango hiki. Ikijumuisha kipengele cha usalama cha kumi ili kuruhusu matokeo yanayoweza kutokea ya mfiduo wa muda mrefu, 0.4 W/kg hutumika kama kikomo cha msingi cha kupata vikomo vya kukaribia aliyeambukizwa kwa mfiduo wa kazini. Sababu zaidi ya tano ya usalama imejumuishwa ili kupata mipaka kwa umma kwa ujumla.

Vikomo vya mfiduo vinavyotokana na nguvu ya uwanja wa umeme (E), nguvu ya uwanja wa sumaku (H) na msongamano wa nguvu uliobainishwa katika V/m, A/m na W/m² kwa mtiririko huo, zinaonyeshwa kwenye mchoro 1. Mraba wa E na H mashamba yana wastani wa zaidi ya dakika sita, na inashauriwa kuwa mfiduo wa papo hapo usizidi thamani za wastani wa muda kwa zaidi ya sababu ya 100. Zaidi ya hayo, sasa ya mwili hadi ardhi haipaswi kuzidi 200 mA.

Mchoro 1. IRPA (1988) vikomo vya mfiduo kwa nguvu ya uwanja wa umeme E, nguvu ya uga wa sumaku H na msongamano wa nguvu

Kiwango C 95.1, kilichowekwa mwaka wa 1991, na IEEE kinatoa viwango vya kikomo vya mfiduo wa kikazi (mazingira yanayodhibitiwa) ya 0.4 W/kg kwa wastani wa SAR juu ya mwili mzima wa mtu, na 8 W/kg kwa kilele cha SAR kinachotolewa kwa gramu yoyote. ya tishu kwa dakika 6 au zaidi. Thamani zinazolingana za kukaribiana na umma (mazingira yasiyodhibitiwa) ni 0.08 W/kg kwa SAR ya mwili mzima na 1.6 W/kg kwa kilele cha SAR. Sasa ya mwili kwa ardhi haipaswi kuzidi 100 mA katika mazingira yaliyodhibitiwa na 45 mA katika mazingira yasiyodhibitiwa. (Angalia IEEE 1991 kwa maelezo zaidi.) Vikomo vinavyotolewa vimeonyeshwa kwenye mchoro 2.

Mchoro 2. IEEE (1991) vikomo vya mfiduo kwa nguvu ya uwanja wa umeme E, nguvu ya uga wa sumaku H na msongamano wa nguvu

Taarifa zaidi juu ya sehemu za radiofrequency na microwaves zinaweza kupatikana katika, kwa mfano, Mzee et al. 1989, Greene 1992, na Polk na Postow 1986.

Back