Staattinen sähkömagneettinen kenttä

18.4. 2017 Tänään kirjoitan aivan lähdetietoa Solusykli-blogiini staattisesta magneettikentästä, sillä koetan alkaa katsoa, miten sähkömagneettiset voimat vaikuttavat ihmisen kehoon ja soluun. Tässä on sellaisia perustavia käsitteitä, jotka ehkä nykynuorisolle on aivan itsestään selvää, mutta meikäläisen 1946 -syntyneen kyllä tarvitsee hieman hahmottaa niitä, joten käytän apuna STUK.in opettavaista ja valistavaista kirjaa: Sähkömagneettiset aallot. Säteily -ja ydin turvallisuus. Kirjasarjan kirja numero 6. sarjaan kuuluu 7 kirjaa ja viimeinen keskittyykin siten optiseen säteilyyn, joka on paremmin käsitettävää, koska sen näkee. Myös radioaktiivinen säteily josta kirjat 1-5 kertovat, on hyvin ksäitettävää, koska siihen on paljon mittareitaja haittojen takia sitä mitataankin jo yleisesti kautta maailman. Myös jonisoivan säteilyn käyttö lääketieteessä on jo ihmisen hallinnassa.

Mutta tämä alue SÄHKÖMAGNEETTISET KENTÄT ovat eräänlaisessa ”mustassa aukossa”, josta sitä sitten pitää koettaa onkia tiedonlähteistä esiin. Onhan niitä silloin tällöin sellaisia emppuja (EMP) , elektromagneettisia pulsseja avaruudesta ym, jotka voivat lamata kokonaisen valtion sähköiset toiminnat. Siteeraan STUK:in tekstiä. Siis jotain konkreettista on tälläkin alueella.

Kari Jokela (2006) : STAATTINEN MAGNEETTIKENTTÄ ( sivu 18 )

Staattinen magneettikenttä pysyy vakiona tai muuttuu vain hyvin hitaasti ajan suhteen. Sähkömagneettisen teorian mukaan kentän muutos tai kappaleen liikkuminen kentässä synnyttää eli indusoi kentässä oelvaan kappaleeseen ( kehoon) sisäisen sähkökentän, joka saa aikaan sähkövirtoja hyvin johtavissa kudoksissa. Voimakkaat staattiset magneettikentät voivat aiheutaa pahoinvointia, päänsärkyä, huimausta ja magnetofosfeeneja eli valonvälähdyksiä näkökentän laidoilla.
, ELF, IF,

Asian käsittelyjärjestys

1. PIENTAAJUISET SÄHKÖ- JA MAGNEETTIKENTÄT

2. RADIOTAAJUISET KENTÄT

3. OPTINEN SÄTEILY (Tästä on oma kirjansa)

1. PIENTAAJUISET SÄHKÖ- JA MAGNEETTIKENTÄT

Pienitaajuisten sähkö-ja magneettikenttien voidaan ajatella jakaantuvan

• hyvin pienitaajuisiin (Extremly Low Frequency, ELF) ja
• välitaajuisiin kenttiin (Intermediate Frequency, IF).

Hyvin pienitaajuisissa sähkö- ja magneettikentissä ( alle 300 hertsiä, Hz) kentän muutosnopeus on jo riittävän suuri indusoimaan paikallaan olevaan ihmiseen sähkökenttiä- ja sähkövirtoja. Ulkoinen magneettikenttä aiheuttaa kehossa induktiosähkökentän ja se puolestaan kiertäviä sähkövirtoja eli induktiovirtoja. Sähkömagneettinen induktio riippuu kehon koosta ja asennosta sähkö- ja magneettikenttien suuntaan. Ulkoinen sähkökenttä synnyttää kehon pinnalle kentän tahdissa muuttuvan pintavarauksen, joka pyrkii kumoamaan ulkoisen kentän vaikutuksen. Kehon sisälle jää kuitenkin pieni virtoja aiheuttava jäännöskenttä.

Riittävän voimakkaina induktiosähkökenttä- ja virrat voivat aiheuttaa sähköärsytystä hermo- ja lihassoluissa. Suuret sisäiset virrat voivat olla vaarallisia, koska ne voivat laukaista sydämessä kammiovärinän (tai johtaa keuhkohengityksen lamaantumiseen). Tämä voi olla mahdollista äärimmäisen voimakkaassa yli yhden teslan ( 1 T) magneettikentässä 50 hertsin ( 50 Hz) taajuudella. Hermosolut muodostavat erityisesti keskushermostossa (CNS) monimutkaisia verkostoja, jodien sähköisen toiminnan häiriintymistaso on matalampi kuin yksittäisten hermosolujen, koska pienet häiriöjännitteet voivat summautua hermoliitoksissa eli synapseissa. Häiriintyminen voi ilmetä magnetofosfeeneina, jotka ovat epämääräisiä valonvälähdyksiä näkökentän laidoilla.

Välitaajuisista kentistä (IF, 300- hertsiä- 100 kilohertsiä, 300 Hz- 100 kHz).

Näiden kenttien kytkeytyminen kehoon on samantapaista kuin ELF- kenttien. Välitaajuisten kenttien tunnetut haittavaikutukset ovat konventionaalinen sähköärsytys hermo- ja lihassoluissa. Magnetofosfeenien tyyppisiä ilmiöitä taas ei ole havaittu. Taajuusalueen yläpäässä on myös kudosten lämpeneminen mahdollista.

2. RADIOTAAJUISET KENTÄT

Erityisesti radio- ja pienitaajuisten kenttien osalta taajuusjaottelu ei ole kaikilta osi8n vakiintunutta, vaan käytäntö on vaihtelevaa. Kun tässä kirjassa puhutaan radiotaajuuksista ( Radio Frequency, RF), tarkoitetaan taajuuksia 100 kHz - 300 GHz (sadasta kilohertsistä kolmeensataan gigahertsiin). Radiotaajuuksilla vallitseva fysikaalinen vaikutusmekanismi kudoksessa on energian absorboituminen lämmöksi. Mikroaalloilla ( 300 MHz- 300 GHz, kolmestasadasta megahertsistä kolmeensataan gigahertsiin) lämpeneminen muuttuu yhä pinnallisemmaksi taajuuden kasvaessa. Voimakas ja lyhyt mikroaaltopulssi voi lisäksi aiheuttaa termoelastisia värähtelyjä, jotka aistitaan kuuloilmiöinä. Tämän voi havaita häiritsevänä surinana (surahteluna) esimerkiksi voimakkaan tutkan keilassa.

3. OPTINEN SÄTEILY

Optinen säteily on ionisoimatonta säteilyä, jonka aallonpituus on hyvin pieni. Sähkömagneettisten kenttienn ja optisen säteilyn rajana on allonpituus 1 millimetri ( 1 mm) ( 300 GHZ, kolmesataa gigahertsiä), jolla mikroaaltosäteily loppuu ja infrapunasäteily alkaa. Optisen säteilyn alueella käytetään aallonpituutta (nm, mm) taajuuden ( hertsien, Hz) sijaan, kun halutaan erotella eri spektrialueita.

Optisen säteilyn osa-alueita ovat infrapunsäteely ( 780 nm- 1 mm), näkyvä valo (400 nm- 780 nm) sekä ultravioletit säteilyt (UV, 100- 400 nm). Kudosten lämpeneminen on keskeinen optisen säteilyn vaikutus, lisäksi fotokemialliset vaikutukset ovat merkittäviä erityisesti UV- alueella.( Yksinkertainen esimerkki: aurinko lämmittää kehoa ja ruskettaa ihoa!)

(Optinen säteily on tämän kirjan numero 6 tarkastelualueen ulkopuolella, ja sitä käsitelläänkin kirjasarjan seuraavassa eli 7. osassa nimeltä Ultravioletti- ja lasersäteily. Säteily- ja ydinturvallisuus. STUK)

Muistiin 18.4. 2017 6. kirjan sivut 18-20, Staattinen sähkömagneettinen kenttä. Sähkömagneettiset kentät.

(Muista   myös missä alkaa jonisoimattoman ja jonisoivan säteilyn raja:
 

Merkittäviä fotokemiallisia muutoksia alkaa esiintyä vasta UV-alueella, jossa yhden fotonin energia on yli 3 eV tai 100 kT (UV alueella taajuudet ovat 11 PetaHerziä, aallonpituudet 300 nm luokkaa )

Ionisaatiorajana pidetään 3 PHz, 100 nm, yli 12 eV. Klassinen ionisaatioraja on 13.6 eV.

( Jonisoivan säteilyn kuten röntgensäteilyn taajuudet ovat jo Exaherzien, EHz  aluetta, missä aallonpituudet ovat pikometriluokkaa, pm,  ja fotonin energiat 120 kV luokkaa. Käsitettävintä onkin käyttää kuvauksessa fotonienergiamittoja Kts. Sähkömagneettisesta säteilystä -muistiinpano aiemmin