מאת: ד"ר אמנון דבדבני, מומחה לסיכוני קרינה בלתי מייננת ומדריך ארצי לקרינה בלתי מייננת, המוסד לבטיחות ולגיהות
תאריך:30/09/2016
קרינה מייננת? בלתי מייננת? אלקטרומגנטית? קרינה מארונות חשמל? מה פירוש כל המושגים הללו? ולמה בדיוק אנו נחשפים מציוד חשמלי, מטלפונים סלולריים, מרשתות WiFi ועוד?
מתוך הפניות הרבות שהתקבלו, עולה אי-בהירות באשר לרוב המושגים הללו. ננסה להבהיר אותם בכתבה זו.
נתחיל בכמה הגדרות בסיסיות:
קרינה – מושג זה מתייחס להתפשטות אנרגיה בתווך, בצורה של גלים או של חלקיקים. קיימים כמה סוגי קרינה: אלקטרומגנטית, של חלקיקים, אקוסטית (גלי קול) ועוד.
קרינה אלקטרומגנטית – קרינה המורכבת משני שדות: שדה חשמלי ושדה מגנטי.
שדה חשמלי נוצר על ידי מטענים חשמליים (חיוביים ושליליים) והוא קיים בקרבתם. נהוג לסמן אותו באות E. שדה חשמלי קיים, למשל, ליד מקורות מתח: קווי מתח ואפילו שקעי חשמל ביתיים.
שדה מגנטי נוצר על ידי מגנטים קבועים דו-קוטביים (דיפולים), או על ידי זרמים חשמליים (מטענים חשמליים בתנועה), והוא קיים בקרבתם. נהוג לסמן אותו באות H.
לדוגמה, בקרבת קווי מתח וכבלי חשמל שבהם זורם זרם חשמלי, קיימים גם שדה חשמלי וגם שדה מגנטי. השדה החשמלי נוצר בגלל המטענים החשמליים, שקיימים במתכת שממנה עשויים הקווים והכבלים, ועקב החיבור למקור מתח, והשדה המגנטי נוצר כיוון שהמטענים נמצאים בתנועה ויוצרים זרם חשמלי.
קרינה אלקטרומגנטית פירושה קיום של שני השדות (חשמלי ומגנטי) גם יחד, כאשר שני השדות הם שדות חילופין (שדות שמתחלפים בגודלם ובכיוונם), והם בנויים בצורה של תבנית סדורה. בתבנית זו שני השדות ניצבים זה לזה, ושניהם יחד ניצבים לכיוון התפשטות הקרינה. הקרינה מתפשטת בחלל החופשי במהירות האור, 300,000 ק"מ לשנייה.
להלן תרשים הממחיש זאת (מתוך "ויקיפדיה"):
תדר (או תדירות) – אחד המאפיינים העיקריים של הקרינה האלקטרומגנטית הוא התדר – מספר המחזורים בשנייה שבהם השדה החשמלי והמגנטי מתחלפים בכיוונם. נהוג לסמן את התדר באות f, ומודדים אותו ביחידות של הרץ [Hz]. נציין שככל שהתדר גדל, אורך הגל קטן, ביחס הפוך. לדוגמה, תדר רשת החשמל הוא 50 הרץ, ועל כן השדות החשמליים והמגנטיים בקרבת קווי המתח הופכים את כיוונם במחזוריות של 50 פעמים בשנייה.
ספקטרום הקרינה האלקטרומגנטית – הקרינה האלקטרומגנטית משתרעת על פני תחום רחב של תדרים, החל מתדרים נמוכים מאוד ועד לתדרים גבוהים מאוד. להלן ספקטרום הקרינה (מתוך אתר "תנודע"):
בתוך ספקטרום הקרינה האלקטרומגנטית קיימים תחומים שונים ובעלי מאפיינים ושימושים שונים. להלן סקירה שלהם, החל מהתדרים הנמוכים ועד לגבוהים:
- שדות בתדרים נמוכים – כגון שדות בתדר רשת החשמל, בקרבת תשתית וציוד חשמליים וגם בתהליכים שונים בתעסוקה ובתעשיות.
- קרינה בתדרי הרדיו והמיקרוגל – כגון קרינת טלפונים סלולריים ו-WiFi, מיקרוגל ביתי, משדרי רדיו, אתרים סלולריים, אנטנות "צלחת"; ציוד תקשורת, מכ"ם, ניווט ובקרה; תהליכים שונים בתעסוקה ובתעשיות השונות ועוד. בקצה התחום (בתדרים הגבוהים יותר) נמצא תחום הגלים המילימטריים.
- קרינה תת (אינפרה) אדומה – קרינת הנוצרת על ידי תנורי חימום חשמליים, להבה (אש) ולמעשה על ידי כל גוף בטמפרטורה מסוימת.
- האור הנראה – אור השמש הנראה, אור נורות חשמל, נרות ועוד. אור לבן או אור בצבעים שונים. העין האנושית רגישה אך ורק לתחום תדרים צר זה, שעליו מבוסס חוש הראייה.
- קרינה על (אולטרה) סגולה – מיטות שיזוף, מחטאי מים וגם חלק (מסוכן יותר) מקרינת השמש, שנדרש להתגונן מפניו.
- קרינת X – כגון חשיפה בצילומי רנטגן ובסריקות CT.
- קרינת גמא – בין השאר, נוצרת על ידי פצצות אטום, ואשר מהווה גם חלק מהקרינה הקוסמית בחלל.
אז מהי "קרינה בלתי מייננת"? במה היא שונה מקרינה מייננת?
- המונח "קרינה אלקטרומגנטית בלתי מייננת" מתייחס לתחום התדרים הנמוך יותר של הקרינה. קרינה זו כוללת את השדות בתדרים הנמוכים, קרינה בתדרי הרדיו והמיקרוגל, קרינה אינפרה אדומה, האור הנראה וחלק מהתחום האולטרה סגול.
- לתחום "הקרינה המייננת" משתייכים סוגי הקרינה בתדרים גבוהים יותר – קרינת X וקרינת גמא, וחלק מהקרינה האולטרה סגולה.
- ההפרדה בין התחומים נקבעה כיוון שהאנרגיה (הקוונטית) של הקרינה גדלה ככל שהתדר גדל.
- קרינה מייננת, כשמה, מסוגלת ליינן – להוציא אלקטרונים מתוך האטומים של החומר ולהפוך אותם לאטומים בעלי מטען, כלומר ליונים (חיוביים). הדבר קורה בגלל האנרגיה (הקוונטית) הגדולה של הקרינה המייננת.
- אי לכך, הקרינה המייננת מסוגלת לגרום לשינוי תכונות החומר, ולעתים אף לפגיעה בחלק התורשתי בתאים החיים עקב כך, ולהשפעות בריאות חריפות.
- קרינה "בלתי מייננת", לעומת זאת, היא קרינה שהאנרגיה (הקוונטית) שלה נמוכה, והיא אינה מסוגלת להוציא אלקטרונים מתוך אטומים (אינה מסוגלת ליינן).
לאיזו קרינה אנו נחשפים מטלפונים סלולריים, מרשתות WiFi, מ"שן כחולה" (Bluetooth) ועוד?
אנו נחשפים לקרינה אלקטרומגנטית בלתי מייננת, בתחום תדרי הרדיו והמיקרוגל, בתדרים בקרבת 1 ג'יגה-הרץ (מיליארד הרץ) ועד ל-5 ג'יגה-הרץ.
איזו קרינה נוצרת ליד ארונות חשמל, קווי מתח ומכשירים חשמליים?
ליד תשתיות חשמל ומכשור חשמלי נוצרים שדות בתדר רשת החשמל, 50 הרץ, בישראל. השדות העיקריים, עקב חשמל במתח ביתי, הם שדות מגנטיים. לא מדובר בקרינה, אלא בשדות מגנטיים מקומיים, בתדרים נמוכים, וזאת כיוון שלא נוצרת תבנית מסודרת של קרינה המתפשטת במהירות האור. עוצמת השדות המגנטיים נמדדת ביחידות של גאוס או מילי-גאוס (אלפית גאוס), [mG]. שדות מגנטיים קיימים עקב תשתית החשמל בתוך מבנים (ארונות ולוחות חשמל) ומחוצה להם (קווי מתח, שנאים ועוד), וליד מכשירים חשמליים ואלקטרוניים, ובעיקר בקרבת ספקי כוח ומטענים, מערכות אל-פסק, מכשירים בעלי מנועים, מיקרוגל ביתי ועוד.