Ionisoimattoman säteilyn lähteitä, Sähkömagneettinen (SM) eli elektromagneettinen säteily(EM)

LÄHDE Kari Jokela: IONISOIMATTOMAN SÄTEILYN LÄHTEITÄ

 (Luvusta 1. Sivuilta  20-24 kirjassa Sähkömagneettiset kentät. säteily- ja ydinturvallisuus. STUK 2006) ISBN 951- 712- 501-1. 

Ionisoimattoman säteilyn spektri on laaja ja erilaisten säteilylähteiden määrä on suuri. Valtaosa terveydelle haitallisista voimakkaista säteilylähteistä on keinotekoisia, poikkeuksena AURINKO. Seuraavassa esitetään yleiskatsaus sähkö- ja magneettikenttien esiintymiseen elinympäristössämme. Johdonmukaisuuden vuoksi on tässä mainittu joitakin optisen säteilyn lähteitä.

Tarkoituksena on luoda pohjaa biologisiin vaikutuksiin keskittyvviin lukuihin 4-7 ja altistumisrajoja käsittelevään lukuun 8. Tarkempi esitys kenttiä synnyttävistä lähteistä on luvussa 9.

SM-kentät, sähkömagneettiset kentät

Voimakkaimmat staattiset magneettikentät, joille ihminen voi altistua ovat magneettikuvauslaitteet. Lisäksi potilaaseen kohdistuu hyvin voimakkaita pulssimaisia magneettikenttiä kuvauksen aikana. Staattiset ja muuttuvat magneettikentät ovat niin voimakkaita, että kudosten lämpeneminen, hermojen sähköärsytys ja kehonsisäisten metalli-istutteiden (implanttien) liikkuminen on mahdollista. Lyhytaikainen altistuminen magneettikuvauslaitteen kentille ei ole osoittautunut haitalliseksi muutamia onnettomuustapauksia lukuun ottamatta. Rutiinikäytössä olevien laitteiden kenttä on useimmiten 0,5- 1,5 T, joskin yli 3 T-laitteita on tutkimuskäytössä. (T= tesla).

Metallinkäsittelyyn ja- jalostukseen käytettävissä laitteissa ja prosesseissa voi esiintyä suhteellisen voimakkaita staattisia magneettikenttiä aina 100 mT asti ( millitesla). Vertailun vuoksi mainitatkoon, että Maan oma magneettikenttä on suuruudeltaan noin 0,05 milliteslaa (mT) eli ½ gaussia.

• ( Magneettivuon tiheys B; yksikkö tesla; 1 T = 10 000 Gaussia . https://sv.wikipedia.org/wiki/Gauss

Luonnossa on erilaisia sähkökenttien lähteitä. Esimerkiksi negatiivisesti varautunut Maan kuori ja positiivisesti varautunut ylempi ilmakehä tuottavat välilleen 130 V/m staattisen sähkökentän (E= sähkökentän voimakkuus, yksikkö voltti metriä kohti, V/m). Varauksia ja kenttää ylläpitävät ukkosmyrskyt, joita on jatkuvasti käynnissä maapallon eri puolilla. Pilviin kertyneiden varausten purkautuminen salamanleimahduksessa aiheuttaa hyvin leveäkaistaisia sähkömagneettisia häiriöitä taajuusalueella 5 kHz- 100 kHz ( kilohertsiä).

• (frekvenssi , f , taajuus; yksikkö 1/s, Hz, hertsi) https://sv.wikipedia.org/wiki/Hertz

Pientaajuisia 50Hz sähkökenttiä syntyy sähköenergian tuotannon, jakelun ja käytön yhteydessä. Suurjännitteisten voimajohtojen alla magneettikentät ovat yleensä 3- 10 mikroteslaa ( 3- 10 uT) ja sähkökentät 1-10 kV/m. Nämä kentät vaimenevat voimakkaasti etäisyyden kasvaessa siten, että 60 metrin etäisyydellä voimajohdoista magneettikenttä on vaimentunut jo alle yhteen mikroteslaan ( alle 1 uT) ja sähkökentät alle 9,1 kV/m. Magneettikentän voimakkuus (H) ei siten ole lähelläkään nykyisiä raja-arvoja ( 100 mikroteslaa; 100 uT), mutta sähkökentän voimakkuuden enimmäisarvo 5 kV/m voi ylittyä 400 kV johdon alla.

• Magneettinen induktio (B-field,) Magneettivuon tiheys, yksikkö T ( 1 T = Wb/m2)
• Magneettikenttä (H-field) , yksikkö A/m, ampeeri metriä kohden
• Magneettivuo , Magnetic flux, yksikkö Wb (Weber)

• (Sähkökenttä E, vektorisuure; yksikkö V/m, Voltti metriä kohden)

Metalliteollisuudessa on voimakkaita 50 Hz magneettikenttien lähteitä, joiden synnyttämä magneettivuon tiheys voi ylittää työntekijöitä koskevan altistumisrajan 500 mikroteslaa (500 uT) (B = magneettivuon tiheys, yksikkö tesla T). Induktiokuumentimien ja valokaariuunien läheisyydessä työntekijä voi altistua yli 1000 mikroteslan ( uT) kentälle. Hitsauslaiteiden läheisyydessä voi esiintyä yli 100 uT magneettivuotiheyksiä.

Kotitalouksissa esiintyvien 50 Hz magneettikenttien vuontiheydet jäävät normaaliolosuhteissa alle 0,1 uT. Lattian alla sijaitseva kiinteistömuuntamo voi kuitenkin aiheuttaa huomattavan magneettikentän lattian tasalla. Muutamissa asunnoissa on mitattu suositusarvon 100 uT ylittäviä lukemia. Kodinkoneiden aiheuttamat yleensä hetkelliset magneettikentät ovat 1-100 uT, mutta kentät esiintyvät vain muutaman senttimetrin etaisyydellä laitteista , eivätkä ole vaikutuksiltaan verrattavissa tilanteeseen, jossa koko keho altistuu.

Magneettikenttiin perustuvat kauppojen tuotesuojaportit (EAS) eli varashälytinportit ja lentokenttien metallinpaljastimet toimivat yleisimmin taajuusalueella 100 Hz – 100 kHz. Laitteen läpi kävelevä henkilö altistuu hetkellisesti suhteellisen voimakkaalle magneettikentälle, joka saattaa ylittää väestöä koskevan raha-arvon ( raja-arvo 6,25 uT, taajuuksilla 800 Hz- 150 kHz). Laite saattaa aiheuttaa häiriöitä sydämentahdistimen tai sydämen sähköisen toiminnan palauttavan defibrillaattorin toiminnassa. Myös radiotaajuuksilla (RF) toimivia tuotesuojaportteja (RF-ID) on käytössä, mutta niiden aiheuttama altistuminen on vähäisempää kuin pientaajuuksilla toimivien porttien.

Jos suuritehoista radiotaajuista (RF-) laitetta käytetään väärin, altistuminen voi olla niin voimakasta, että sen seurauksena syntyy palovammoja. Tällaisia laitteita ovat erityisesti mikroaaltokuivaimet, suurtehotutkat, yleisradiolähettimet sekä teollisuudessa käytettävät muovinsaumaajat. Suurimmat tehotiheydet syntyvät 2,45 GHz taajuudella toimivien mikroaaltokuivaimien läheisyydessä. Kuivaimia käytetään esimerkiksi rakennusten kosteusvaurioiden torjuntaan. Säteilyä lähettävän antennin edessä tehotiheys voi olla 1000- 5000 W/m2 ja seinän takanakin vielä satoja watteja neliömetrille. Mikroaaltouunien luukun saumoista emittoituu hieman vuotosäteilyä, mutta käyttäjän kohdalla tehotiiheys on yleensä alle 100 mW/m2.

• (S = tehotiheys, watti neliömetriä kohden, W/m2). (S = E*H) (Tehotiheys S riippuu sähkökentän E ja magneettikentän H voimakkuudesta)

Teollisuudessa käytetään 27 MHz ( megahertsin) taajuudella toimivia suurtaajuuskuumentimia, muun muassa muovin saumaukseen. Saumaimen käyttäjään kohdistuvat ekvivalenttiset tehotiheydet (S) ovat normaalissa työtilanteessa 10- 100 W/m2 ja suurimmillaan 1000 W/m2. Sähkökenttä saattaa indusoida raajoihin yli 100 mA virtoja, jotka voivat aiheuttaa selvää lämpenemistä.

ULA- ja TV- mastoissa työskentelevä asentaja voi altistua 10- 100 E/m2 säteilylle (S, tehotiheys) . Väestön altistumisen kannalta ULA- ja TV-asemien säteily (S) on kuitenkin häviävän pientä, tyypillisesti alle 1 mW/m2. Matkapuhelimien tukiasemien säteily (900 ja 1800 MHz) ei ole juurikaan sen voimakkaampaa. Vertailun vuoksi mainittakoon, että matkapuhelimen säteilyn tehotiheys (S) on noin 20 mW/m2 yhden metrin etäisyydellä. Matkapuhelimen käyttäjän altistumista on arvioitava päähän imeytyvästä tehosta

• (SAR- arvo, ominaisabsorptionopeus), joka saa olla enintään 2W/ kg.

Epäsuora terveyshaitta saattaa syntyä tilanteessa, jossa SM-kentät ( sähkömagneettiset kentät) häiritsevät turvallisuuden kannalta tärkeiden laitteiden kuten kehonsisäisten sydämentahdistimien, defibrillaattoreiden, hermostimulaattoreiden, lääkeannostelijoiden ja potilaaseen ulkoisesti käytettyjen valvontalaitteiden tai kuulokojeen toimintaa. Häiriöitä voi aiheutua erityisesti matkapuhelimista, mutta myös kauppojen tuotesuojaportit, metallinpaljastimet ja radiotaajuiset (RF) tunnistuslaiteet ovat esimerkkejä uuden teknologian mukanaan tuomista häiriöongelmista. Joidenkin suhteellisen voimakkaasti säteilevien laitteiden käyttöä on varmuuden vuoksi rajoitettu tilanteissa kuten lentokoneissa ja sairaaloissa.

IONISOIMATTOMAN SÄTEILYN VALVONTA

Ionisoimatroman säteilyn käyttöön perustuvien tai sitä muuten tuottavien teknisten sovellusten lisääntyessä 1960-luvulta lähtien alkoi karttua myös tieto riski- ja vaaratekijöistä( joita Suomessa selvitettiin jo 1970-luvulla). Säädösvalmistelu käynnistyi.

Ensimmäinen säädös oli vuosina 1985 annettu Valtioneuvoston päätös, joka koski työssä käytettäviä suurtaajuuslaitteita ja niiden tarkastusta

Vuonna 1986 laajennettiin säteilylaki koskemaan myös ionisoimatonta säteilyä. (STUK valvoo niitä turvallisuusongelmia, joita lainsäädäntö ei kata) Ionisoimattoman säteilyn allala toimivia valvontaviranomaisia ovat työsuojeluviranomaiset, kuntien terveysviranomaiset ja Lääkelaitos. Myös Viestintävirasto, Turvatekniikan keskus ja Kuluttajavirasto joutuvat työssään tekemisiin ionisoimatonta säteilyä tuotavien laitteiden kanssa.

Euroopan Unioni vahvisti vuonna 1999 jäsenvaltioille osoitetun suosituksen pääperiaatteista ja väestöön kohdistuvien SM-kenttien aiheuttaman altistumisen rajoittamiseksi tarkoitetuista ohjearvoista

ICNIRP = International Commission on Non-Ionizing Radiation ja julkaisee väestöjä koskevia ohjearvoja. Suomessa on sen seurauksen tehty kattavampi asetus jonisoimattoman säteilyn väestölle aiheuttaman altistumisen rajoittamisesta (294/2002).

http://www.icnirp.org/

EU direktiivi 2004/40/EY : SM- kenttiä koskeva työsuojeludirektiivi. ( Myös Suomeen)