Гигиена. То, что ультразвук активно воздействует на биологические объекты (например, убивает бактерии), известно уже более 70 лет, но до сих пор среди медиков нет единого мнения о конкретном механизме его воздействия на больные органы. Одна из гипотез: высокочастотные УЗ-колебания вызывают внутренний разогрев тканей, сопровождаемый микромассажем.

Санитария. Широко применяются в больницах и клиниках УЗ-стерилизаторы хирургических инструментов.

Диагностика. Электронная аппаратура со сканированием УЗ-лучом служит для обнаружения опухолей мозга и постановки диагноза.

Акушерство – область медицины, где эхоимпульсные УЗ-методы наиболее прочно укоренились, как, например, ультразвуковое исследование (УЗИ) движения плода, которое недавно прочно вошло в практику. Сейчас происходит накопление информации по движению конечностей плода, псевдодыханию, по динамике сердца и сосудов. Пока исследуются физиология и развитие плода, а до обнаружения аномалий пока ещё далеко.

Офтальмология. Ультразвук особенно удобен для точного определения размеров глаза, а также для исследования патологий и аномалий его структур в случае непрозрачности и, следовательно, недоступности для обычного оптического исследования. Область позади глаза – орбита – доступна обследованию через глаз, поэтому ультразвук вместе с компьютерной томографией стал одним из основных методов исследования патологий этой области.

Кардиология. Ультразвуковые методы широко применяются при обследовании сердца и прилегающих магистральных сосудов. Это связано с возможностью быстрого получения пространственной информации, а также возможностью её объединения с томографической визуализацией.

Терапия и хирургия. Давно известно, что
УЗ-излучение можно сделать узконаправленным. Французский физик Поль Ланжевен впервые заметил его повреждающее действие на живые организмы. Результаты его наблюдений, а также сведения о том, что УЗ-волны могут проникать сквозь мягкие ткани человеческого организма, привели к тому, что с начала 1930-х гг. возник большой интерес к проблеме применения ультразвука для терапии различных заболеваний. Особенно широко ультразвук стал применяться в физиотерапии. Тем не менее лишь недавно стал намечаться научный подход к анализу явлений, возникающих при взаимодействии УЗ-излучения с биологической средой. Терапевтический ультразвук можно разделить на ультразвук низких и высоких интенсивностей – соответственно неповреждающий нагрев (или какие-либо нетепловые эффекты) и стимуляция и ускорение нормальных физиологических реакций при лечении повреждений (физиотерапия и некоторые виды терапии рака). При более высоких интенсивностях основная цель – вызвать управляемое избирательное разрушение в тканях (хирургия). Электронная аппаратура используется в нейрохирургии для инактивации отдельных участков головного мозга мощным сфокусированным высокочастотным (порядка 1000 кГц) пучком.

Оценка безопасности применения ультразвука в медицине. Пока невозможно выделить один или даже несколько физических параметров, которые служили бы в качестве адекватных количественных характеристик, позволяющих предсказать конечный биологический эффект. И всё же полезно выдвинуть некоторые критерии для правильного применения ультразвука:

1. Оператор должен использовать минимальные интенсивности и экспозиции, позволяющие получить у пациента желаемый клинический эффект.

2. Обслуживающий персонал не должен облучаться без необходимости.

3. Все процедуры должны выполняться хорошо обученным персоналом или под его руководством.

Гидролокация. Давление в УЗ-волне превосходит давление в волне обычного звука в тысячи раз и легко обнаруживается с помощью микрофонов в воздухе и гидрофонов в воде. Это даёт возможность применения ультразвука для обнаружения косяков рыбы или других подводных объектов. Одна из первых практических УЗ-систем обнаружения подводных лодок появилась в конце Первой мировой войны.

Ультразвуковой расходомер. Принцип действия такого прибора основан на эффекте Доплера. Импульсы ультразвука направляются попеременно по потоку и против него. При этом скорость прохождения сигнала то складывается со скоростью потока, то вычитается из неё. Возникающая разность фаз импульсов в двух ветвях измерительной схемы регистрируется электронным оборудованием, в итоге вычисляется скорость потока, а по ней – и массовая скорость (расход). Этот измеритель может применяться как в замкнутом контуре (например, для исследований кровотока в аорте или охлаждающей жидкости в атомном реакторе), так и в открытом (например, реки).

Химическая технология. Вышеописанные методы относятся к категории маломощных, в которых физические характеристики среды не изменяются. Но существуют и методы, в которых на среду направляют ультразвук большой интенсивности. При этом в жидкости развивается мощный кавитационный процесс (образование множества пузырьков, или каверн, которые при повышении давления схлопываются), вызывая существенные изменения физических и химических свойств этой среды. Многочисленные методы УЗ-воздействия на химически активные вещества объединяются в научно-техническую отрасль знаний, называемую УЗ-химией. Она исследует и стимулирует такие процессы, как гидролиз, окисление, перестройка молекул, полимеризация, диполимеризация, ускорение реакций.

УЗ-пайка. Кавитация, обусловленная мощными УЗ-волнами в металлических расплавах, и разрушает оксидную плёнку алюминия, и позволяет производить его пайку оловянным припоем без флюса. Изделия из спаянных ультразвуком металлов стали обычными промышленными товарами.

УЗ-механическая обработка. Энергия ультразвука успешно используется при машинной обработке деталей из очень твёрдых и хрупких материалов, как, например, стекло, керамика, карбид вольфрама, закалённая сталь. В промышленности также используется большой ассортимент оборудования для очистки поверхностей кварцевых кристаллов и оптического стекла, малых прецизионных шарикоподшипников, снятия заусенцев с малогабаритных деталей.

Широко применяется ультразвук для приготовления однородных смесей. Ещё в 1927 г. американские учёные Лимус и Вуд обнаружили, что если две несмешивающиеся жидкости (например, масло и воду) слить в одну мензурку и облучить ультразвуком, то в мензурке образуется эмульсия, т.е. мелкая взвесь масла в воде. Это широко используется в промышленности для изготовления лаков, красок, фармацевтических изделий, косметики.

Литература

Агранат Б.А. и др. Основы физики и техники ультразвука. – М., 1987.

Баулан И. За барьером слышимости. – М., 1971.

Пахомова Н.Ю. Метод учебного проекта в образовательных учреждениях. – М., 2005.

Хорбенко И.Г. Звук, ультразвук, инфразвук. – М., 1986.

Хотунцев Ю.Л. Экология и экологическая без-опасность. – М., 2002.

_____________________________________

Приводятся отредактированные выдержки. Проект выполнили учащиеся 9-го класса Кира Руденко и Алексей Медведев.

Проект “Плазменные излучатели звуковых волн”

Инновационные проекты, получившие положительное заключение  экспертизы, организованной ГУНИД Минобороны.  

Проект 10  

Из описания проекта:   

Инфразвуковые колебания действуют на живые организмы за счет возникновения резонанса, так как собственные частоты колебаний органов живых организмов находятся в инфразвуковом диапазоне: 

• сокращения сердца – 1…2 Гц; 
• дельта-ритм мозга (состояние сна) – 0,5…3,5 Гц; 
• тета-ритм мозга – 4…8 Гц; 
• альфа-ритм мозга (состояние покоя) – 8…13 Гц; 
• бета-ритм мозга (умственная работа) – 14…35 Гц. 

Самым опасным считается промежуток инфразвуковых частот от 6 до 9 Гц. Значительные психотронные эффекты сильнее всего проявляются на частоте 7 Гц, созвучной тета-ритму природных колебаний мозга.

Согласно действующим нормативным документам для человека уровни звукового давления в октавных полосах со среднегеометрическими частотами 2, 4, 8, 16, Гц должны быть не больше 105 дБ.

В зависимости от силы инфразвукового воздействия могут возникать чувства страха, ужаса или паники и психозов на их почве до соматических расстройств (от расстройств органов зрения до повреждения внутренних органов, вплоть до летального исхода). Для инфразвука характерно малое поглощение в различных средах и благодаря большой длине волны инфразвуковые волны могут распространяться в воздухе, воде и в земной коре на большие расстояния.

Практически невозможно остановить инфразвук при помощи строительных конструкций на пути его распространения. Не эффективны также средства индивидуальной защиты.

Основные способы получения инфразвуковых волн большой мощности: 

1. акустический способ – резонансная труба длиной 10..20 м возбуждаемая механической «сиреной», в которой поток воздуха прерывается затвором с нужной частотой; 
2. использование объемных резонаторов Гельмгольца, при этом резонатор имеет меньшие размеры, чем резонансная труба; 
3. сложение двух совпадающих по фазе ультразвуковых сигналов большой мощности, излучаемых двумя разнесенными пьезокерамическими динамиками. 

Для получения инфразвуковой волны использование резонансной трубы или резонатора Гельмгольца и любых других излучателей прямого преобразования электрической мощности в звуковую волну нерентабельно, поскольку в этом случае размеры излучателя инфразвуковой волны, например, частотой 19 Гц должны быть не менее 4,5 м в длину, а диаметр фокусирующего зеркала должен быть, как минимум в 10 раз больше линейного размера излучателя.

Поэтому при создании систем современного звукового (шумового) оружия разработчики предпочитают использовать пьезокерамические импульсные излучатели. Такие излучатели разработаны в США и применялись в Югославии и Ираке.

В данном проекте предложен механизм получения мощных звуковых колебаний, основанный на постоянно горящем низкотемпературном плазменном канале сверхвысокой частоты (СВЧ), на который накладывается электрическое воздействие в области звуковых частот.

Аналогов излучателей звуковых волн, использующих низкотемпературную плазму, нет.

Задачи, предлагаемые к решению в рамках проекта:

• создание компактных плазменных излучателей, способных формировать звуковые колебания в инфразвуковом, акустическом и ультразвуковом участках диапазона звуковых волн в воздушной и водной средах; 
• разработка на основе плазменных излучателей макетных образцов инфразвуковой специальной техники, действующей на расстоянии по различным биообъектам и бортовому оборудованию техники. 

Актуальность реализации проекта определяется необходимостью решения проблемы нейтрализации различных биообъектов (террористы и т.д.), использующих различного рода укрытия на земле, под землей и под водой.

В гражданской области результаты реализации проекта могут быть использованы для освобождения от ледяного покрова акваторий портов, нефтяных и газовых платформ в арктической зоне, доков ремонтных заводов и маршрутов движения судов, а также борьбы с биообъектами (грызуны и т.д.) при хранении различной продукции.

Во всех известных источниках звука для возбуждения звуковых волн используется движение твердой поверхности (мембрана, поверхности кристаллов, способных изменять свои размеры при воздействии приложенного к ним электрического поля – пьезоэлектрики, магнитострикционные преобразователи) или колебания газовых или водяных струй. Указанные источники звука не могут создавать интенсивные (более 105 дБ) звуковые волны в диапазоне инфразвуковых частот (1..25 Гц).

Несмотря на многочисленные исследования, ученым так и не удалось создать компактный макет мощного инфразвукового излучателя направленного действия из-за низкого КПД твердотельной мембраны и отсутствия дальнейшей возможности фокусировки и направленного излучения инфразвуковых колебаний из-за слишком большой длины волны.

Для создания звуковой волны большой амплитуды в проекте предлагается использовать плазменный шнур, возникающий внутри плазматрона в момент подведения к нему СВЧ мощности в импульсном режиме. Созданное устройство основано на постоянно горящем плазменном СВЧ канале, на который накладывается модулированное электрическое воздействие в различных областях звуковых частот.

В результате электрического воздействия возникают поперечные колебания границ плазменного канала, порождающие появление звуковой (ударной) волны вокруг плазменного шнура, на частотах полосы модуляции.

При разработке устройства использовалась технология формирования излучения, позволяющая создавать в плазматроне управляемую низкотемпературную плазму.

Установлено, что при модуляции несущего сигнала СВЧ генератора короткими импульсами порядка 1..10 мкс (микросекунд) с крутым фронтом нарастания в области звуковых частот интенсивность выходных звуковых колебаний может достигать 30% преобразования в звук подведенной к генератору электрической мощности, которая в свою очередь может достигать десятков киловатт.

Благодаря безинерционности процесса колебания плазменного шнура звуковые колебания могут быть получены в очень широком диапазоне частот без искажений амплитудно-частотной характеристики (АЧХ). Такая линейность выходной АЧХ не может быть достигнута ни на одном ныне существующем звуковоспроизводящем устройстве. Человеческая речь и музыка воспроизводятся практически без искажений.

Дальность распространения интенсивности звуковой волны, значительно превышающей болевой порог чувствительности человеческого уха, при модуляции короткими импульсами, длительностью 1..10 мкс на частоте 1..10 кГц может достигать до 1000 м.

Разработанная заявителем проекта лабораторная установка мощностью 2 кВт прошла экспериментальную проверку и имеет следующие технические характеристики:

1. Выходной генератор СВЧ мощности – магнетронный.
2. Несущая частота – 2,45 ГГц.
3. Выходная СВЧ мощность – 2 кВт.
4. Потребляемая мощность от сети 380В/50Гц (3 фазы) – 4,5 кВт.
5. Охлаждение – водяное.
6. Подведение СВЧ мощности – волноводное.
7. Плазмообразующий газ – воздух (без предварительной осушки).
8. Давление в системе воздухоподачи (не менее) – 2 атм.
9. Длина плазменного канала (не более) – 100 мм.
10. Объем плазменного шнура (не менее) -1,26*10^-5 м.
11. Длина излучающей поверхности (не более) – 50 мм.
12. Площадь излучающей поверхности (не более) – 7,54*10^-3 кв. м.
13. Выходная мощность звука (не менее) – 90 дБ.
14. Режим работы – непрерывный/импульсный.
15. Метод фокусировки плазменного шнура – волноводно-резонансный.
16. Режимы модуляции несущей частоты – амплитудная модуляция с изменяемой глубиной/ШИМ.
17. Поддерживаемые классы усиления звукового сигнала – класс А, АВ, D.
18. Количество электрических модулей в установке – 3 шт.
19. Габариты основного силового модуля – 1x1x1 м.
20. Общий вес установки – 320 кг.

Изготовленный действующий макет СВЧ плазменного источника звуковых колебаний с СВЧ генератором мощностью 2 кВт способен развивать мощность выходного звукового сигнала до 200 Вт. При общей площади излучающей поверхности плазмы 7,54*10-3 кв. м выходная мощность звука установки составляет примерно 90 дБ. Для достижения уровня громкости равного болевому порогу 130 дБ и выше создана установка, работающая на частоте 915 МГц с выходной мощностью 50 кВт (см. рис. 1). Длина излучающей поверхности плазменного шнура в ней составляет не менее 700..800 мм, а ее площадь не менее 0,42 кв. м.

Рис. 1 – Установка с выходной мощностью 50 кВт

Рис. 2 − Работа плазматрона с выходной мощностью 50 кВт на частоте 915 МГц

Разработка малогабаритных источников инфразвука, способных на расстоянии обеспечить уровни звукового давления более 105 дБ, является предпосылкой к созданию инфразвуковой специальной техники.

В предлагаемом устройстве реализован принцип модуляции «навязывания» звуковых частот на заранее заданную несущую, практически являющуюся когерентной волной, что позволяет использовать различные антенные системы, дающие возможность фокусировать и изменять диаграмму направленности звукового излучения.

Проблема фокусировки и направленности звуковой волны решается путем фокусировки не самого звука, а применения систем фокусировки СВЧ излучения, порождающего направленный плазменный шнур, являющийся в свою очередь источником звуковой волны.

Таким образом, в экспериментальном образце удалось на порядок повысить КПД источника звука путем ухода от каких-либо твердотельных мембран и перехода к системе передачи колебаний «плазма-окружающая среда».

В качестве перспективного направления в противодействии робототехническим системам (РТК) представляется возможным рассмотреть использование звуковых волн высокой интенсивности в определенном диапазоне частот для выведения из строя бортового оборудования РТК (двигателей, автопилотов, гироскопов и элементов MEMS). Подобные исследования по воздействию на гироскопы проводятся в Корейском передовом институте науки и техники, результаты которых представлены на конференции в Вашингтоне в августе 2015 года.

С целью уменьшения массогабаритных размеров инфразвукового устройства в проекте возможна разработка аналога созданной экспериментальной установки, который будет построен с использованием современной элементной базы. Предполагаемый экспериментальный образец будет размещаться в одном блоке с размерами, примерно 700x450x350 мм и иметь вес не более 20 кг. Образец будет изготовлен полностью на отечественной элементной базе, без использования комплектующих компонентов изготовленных за рубежом.

В рамках проекта возможна реализация варианта использования
излучателей инфразвука в водной среде, например, для борьбы с различными
биообъектами, непилотируемыми подводными аппаратами или разрушения
(измельчения) льда в акватории портов, освобождения от пакового льда судов и
морских платформ (см. рис. 3).

Рис. 3 − Технологическая схема излучателя инфразвука в водной среде

Известно, что лед, в отличие от жидкой воды и водяного пара, является практически прозрачным для электромагнитных колебаний в широком диапазоне частот, поэтому прямое воздействие на него направленными электромагнитными колебаниями ВЧ, УВЧ или СВЧ диапазонов не приведет к таянию. Лед также является хорошим диэлектриком, что не позволяет воздействовать на него прямым электрическим разрядом или воздействием ТВЧ. Резание же льда лазером требует огромных затрат энергии, а при учете толщины льда в северных широтах, делает это совершенно невозможным. Даже если на поверхность толстого льда, подвергаемую электромагнитному воздействию, нанести поглощающую жидкость, то для того чтобы лед растаял, хотя бы до состояния трещины, необходимы будут огромные затраты энергии. В результате получается, что самым эффективным методом колки ледяных глыб больших размеров и толщины является механический метод воздействия, а точнее – удар.

Предлагаемая идея состоит в том, что толстые ледяные северные глыбы должны быть подвергнуты именно механическому воздействию, а точнее упругому звуковому удару. Звуковая волна должна приходить к толще ледяной поверхности из-под воды, где скорость распространения звука на много выше, площадь взаимодействия на много больше, а КПД передачи энергии на границе раздела сред значительно выше. Еще необходимо отметить, что нижние слои льда имеют пористую структуру, где поры и вакуоли льда заполнены соленой водой. При ударе звуковой волной в этих порах и вакуолях возникает дополнительный эффект кавитации, что усиливает разрушение.

Для создания звуковой волны большой амплитуды мы предлагаем использовать плазменный шнур, возникающий внутри плазматрона в момент подведения к нему СВЧ мощности в импульсном режиме. Не смотря на то, что исследования проводились в области низких (инфразвуковых) частот в газовой среде, разработанный плазматрон способен работать и в области высоких (ультразвуковых) частот с минимальными доработками электронной схемы модулятора (замена микросхем тракта усиления на более широкополосные).

Преимущества предлагаемых в проекте решений по сравнению с существующими подтверждаются результатами теоретических исследований и экспериментального подтверждения возможности создания сверхмощных звуковых колебаний с уровнями до 170 дБ на дальности до 1000 метров с помощью компактных устройств массой до 20 кг.

РЕЗУЛЬТАТЫ ЭКСПЕРТИЗЫ 

Дата проведения экспертизы: октябрь 2017 г. 

Экспертиза проводилась экспертами следующих организаций: 

ФГБУН «Институт мониторинга климатических и экологических систем» СО РАН, ФГБУН «Институт физики атмосферы им. А.М.Обухова» РАН, ФГБУ «РАРАН», НИЦ (СОТИ СВ) ВУНЦ «ОВА ВС РФ», ФГУП «18 ЦНИИ» МО РФ, АО «Концерн «ЦНИИ «Электроприбор». 

Вывод экспертизы:  

Разработка плазменных излучателей звуковых волн в интересах Вооружённых Сил Российской Федерации в представленном виде нецелесообразна. Проект требует доработки по замечаниям экспертов. 

Недостатки, рекомендации и замечания экспертов:  

Представленный проект демонстрирует новый подход к генерации звуковых волн, основанный на постоянно горящем низкотемпературном плазменном СВЧ канале, на который накладывается электрическое моделирующее воздействие. Реализуемость создания плазменного генератора акустического излучения авторами проекта сомнений не вызывает.

Однако в представленных материалах отсутствуют полные характеристики разработанных образцов и результаты их испытаний, что не позволяет оценить проект в полной мере. Не приведены эксперименты по созданию инфразвукового излучения требуемой интенсивности. Не понятно, как предлагается обеспечить направленность акустического излучения путем фокусировки исходного СВЧ излучения, порождающего плазменный шнур. Также вызывает сомнение возможность создания мощного (интенсивностью не менее 170 дБ) и при этом компактного излучателя.

В целом, в представленном виде проект не дает оснований на создание эффективного комплекса акустического оружия направленной энергии инфразвукового диапазона в интересах Сухопутных войск из-за низкого КПД по отношению к первичному источнику питания и отсутствия экспериментального подтверждения реализации его в инфразвуковом диапазоне частот.

Для дальнейшего рассмотрения реализации проекта в интересах Вооруженных Сил Российской Федерации целесообразно увеличить КПД излучателя более 40% по отношению к первичному источнику питания и провести исследования на безопасность применения излучателя, его использование в водной среде.

2 апреля 2018г.  
Источник: ГУНИД Минобороны РФ 

Справка 

Проработка проектов для достижения целей экспертизы проводилась несколькими методами, а именно эвристическим (заключения экспертов, организаций и заинтересованных органов военного управления), измерительным и регистрационным (проведение апробации или оценочных испытаний). 

Более 340 перспективных инновационных разработок и технологий предварительно были отобраны специалистами органов военного управления, научно-исследовательских организаций и военно-учебных заведений Минобороны России в период проведения форума “АРМИЯ-2017”. 

Посмотреть все проекты можно в блоге ГУНИД Минобороны на нашем сайте.  

Инфразвук. Работа и применение. Особенности и влияние

Инфразвук представляет собой звуковые волны низкой частоты, которые люди не слышат. Так как слуховой аппарат людей может воспринимать звуки в пределах частот от 16 до 20 тысяч, то за верхний уровень частот инфразвука принято считать 16 Гц. Наименьший уровень этого диапазона расположен на уровне 0,001 Гц. Однако на практике интерес представляют колебания, имеющие десятую или сотую доли герца.

Инфразвуковые волны представляют низкочастотные механические колебания менее 16 Гц. Его источниками могут являться естественные объекты в виде грозовых разрядов или землетрясений, а также искусственные объекты в виде станков, автомобилей, взрывов или специальных устройств. Волны также могут сопровождать шумы при работе транспорта и промышленных установок. Типичным примером таких низкочастотных колебаний является вибрация.

Так как инфразвуковые колебания слабо поглощаются разными средами, они могут перемещаться на весьма значительные расстояния по поверхности земли, воды и воздуха. Благодаря такому свойству удается определить расположение эпицентра землетрясения, мощного взрыва либо стреляющей пушки. Так колебания в океане идут на большие расстояния, то фиксирующее оборудование может за определенный период времени получить данные о возникновении стихийного бедствия, к примеру, цунами.

Природа появления инфразвуковых колебаний аналогична слышимому звуку, вследствие чего им свойственны те же физические принципы, что и обычному звуку. Инфразвук имеет достаточно большую длину волны, вследствие чего у них наблюдается ярко выраженная дифракция. Вообще дальнобойность является важным свойством сверхнизкого звука. Благодаря способности отражения и дальнобойности инфразвуковые волны находят широкое применение в самых разных областях науки и техники.

Инфразвук может создавать любое тело, которое имеет определенное колебательное движение. Так как частота собственных колебаний снижается с увеличением размеров объекта, то в большинстве случаев инфразвуковые волны появляются при колебаниях или быстрых перемещениях. Например, в домашних условиях их можно получить ударом по натянутому полотну ткани или резком закрытии двери и так далее. Источниками таких колебаний могут послужить и природные явления: гроза, землетрясения и тому подобное.

Генераторами незатухающих волн являются устройства, которые напоминают свистки. Если труба имеет закрытый конец, то длина волны соответствует 1/4 стоячей волны. Так как длина волны является большой, то следует брать большую трубу. При помощи свистков можно получить весьма значительные мощности. К примеру, инфразвуковой «свисток», который создал французский ученый Гавро, имел наибольшую мощность в 2 кВт и диаметр в 1,5 м. При его использовании появлялись волны, которые приводили к появлению трещин на стенах. Если бы его включили на всю мощность, то волны могли бы разрушить целое здание.

Инфразвуковые волны гораздо лучше проникают в помещения, чем звуковые. К тому же они оказывают неблагоприятное влияние на человека. При длительном воздействии у людей появляется раздражение, головная боль и усталость. Действие волн на человека объясняется резонансной природой. В случае приближения частот колебаний тела к частотам внешней инфразвуковой волны наблюдается эффект резонанса.

Если человек лежит, то его частота тела человека равняется 4 Гц, в стоячем положении она составляет от 5 до 12 Гц. При этом каждый орган человека имеет свою частоту колебаний. Для брюшной полости частота составляет 3-4 Гц, для грудной клетки – в пределах 6-8 Гц и так далее. При совпадении волн с этими частотами происходит резонанс, который вызывает неприятные ощущения, а в некоторых случаях приводит к весьма тяжелым последствиям. Именно поэтому в промышленности, транспорте и жилых домах принимаются меры, чтобы снизить воздействие инфразвуковых колебаний.

При возникновении резонанса человеку кажется, что его внутренние органы начинают вибрировать. Инфразвук определенной частоты способен вызвать даже расстройства мозга, привести к слепоте и даже вызвать смерть. По такому же принципу инфразвуковые волны воздействуют и на другие объекты. К примеру, в истории известен случай, когда по каменному мосту маршем, чеканя шаг, передвигался отряд солдат. В результате возникли колебания, которые совпали с внутренней частотой моста. Возник резонанс, который привел к разрушению моста.

Инфразвук является не только нежелательным и опасным явлением, его часто используют и в полезных целях. Так инфразвуковые колебания применяют для исследования океанов, атмосферы, в том числе нахождения мест, где происходят взрывы или извержения вулканов. При помощи них предсказывают цунами и контролируют проведение подземных ядерных взрывов. Для регистрации инфразвуковых волн используют геофоны, гидрофоны или микрофоны.

На сегодняшний день инфразвуковые волны начинают медленно, но успешно использовать в медицинских целях. Главным образом их применяют для удаления опухолей во время лечения рака, лечения болезней роговицы, а также в ряде иных областей. В нашей стране инфразвуковыми колебаниями впервые лечили роговицу в детской клинической больнице. С этой целью был создан и использован инфразвуковой фонофорез.

При помощи этого прибора и создаваемых им инфразвуковых волн к роговице были доставлены лекарственные вещества, которые ускорили выздоровление и привели к рассасыванию помутнений в роговице.

На данный момент разрабатываются различные физиотерапевтические технологии, в которых используются инфразвуковые волны. Однако такое лечение используют только отдельные специалисты и узконаправленно. В лечении рака применяются только отдельные экземпляры приборов, которые работают на инфразвуковых колебаниях. У них большая перспектива, однако, развитие подобных методов останавливает вредное воздействие, которое оказывают инфразвуковые волны на живой организм. Тем не менее, в будущем эти проблемы должны быть решены.

Сегодня американскими, российскими и иными зарубежными специалистами разрабатывается инфразвуковое оружие. Каждая страна желает преуспеть в этом деле, ведь это позволит получить недорогое, но эффективное средство, которое будет способно скрытно оказывать действие на множество людей. В зависимости от используемой частоты на поле боя инфразвук будет приводить противника к паническому состоянию, вызывать сумасшествие, страх, плохое самочувствие и смерть. Обладателю такого оружие будет достаточно направить его в сторону солдат, чтобы те разбежались.

Инфразвуковое оружие уже находит применение против толпы. Подобное оружие было применено в Грузии против протестующих. Люди под воздействием волн ощущали невероятный страх, они хотели спрятаться. Им казалось, что они сходят с ума и даже погибают. Некоторые люди теряли контроль и на некоторое время полностью забывали, кто они и что вокруг происходит. Затем люди приходили в себя, но не понимали, как они оказывались в том или ином месте. После этих событий многие люди имели стойкий страх перед участием в митингах или любых других массовых мероприятиях.

Хотя инфразвуковое оружие и показало свою состоятельность, однако последствия, которые оно может оказать на людей, до сих пор толком не изучено. Проблемой является и то, что инфразвук в городских условиях преломляется и отражается, воздействуя в обратном направлении. Явление резонанса также можно использовать и при осаде строения, где располагаются террористы. Но здесь также достаточно много «белых» пятен.

Тем не менее, у изобретателей есть исторический пример вполне успешного применения инфразвукового оружия. Так в Библии описывается случай, когда евреи разрушили стены Иерихона с помощью звука, которые издавали священные трубы. На этом примере и “немцы” пытались создать свое инфразвуковое оружие для уничтожения самолетов противника. Но это не привело к успеху.

“Немцы” пытались устраивать диверсии против англичан. Они посылали в Великобританию специальные грампластинки, на которых были записаны мелодии. При включении записи пластинки должны были излучать инфразвук. Однако и здесь немецких военных ждала неудача.

Тем не менее, немецкие ученые не останавливали свои изобретательские работы. Ричард Валлаушек продолжил создание устройства, которое могло бы привести к смерти противника. В 1944 году он продемонстрировал установку Schallkanone, которая напоминала параболический отражатель, внутри которого располагался инжектор с зажиганием. В него подавалось горючее вещество и кислород.

При поджигании смеси устройство через определенные промежутки времени выдавало волны требуемой частоты. В результате, люди, которые находились на расстоянии 60 метров от устройства. Падали замертво и погибали. Установка показала эффективность, однако уже был конец войны, ее не удалось полноценно испытать и запустить в серию. Саму же установку после разгрома “немцев” вывезли в Америку, как и многие другие образцы акустического оружия.

Сегодня идеи “немцев” получили свое развитие. Не так давно американская армия продемонстрировала устройство, которое генерирует «акустические пули». Специалисты из России также показали свою установку, которая создает инфразвуковые «акустические пули», которые поражают противника за сотни метров.

Похожие темы:

7 самых опасных бытовых приборов в доме :: Жилье :: РБК Недвижимость

Бытовая техника делает жизнь проще и удобнее. Однако нас часто предостерегают, что некоторые приборы могут быть опасны для здоровья и дома. Разбираемся, какую информацию не стоит принимать всерьез, а когда действительно нужно быть осторожнее

Фото: Getulio Moraes/Unsplash

Основные угрозы, с которыми ассоциируется домашняя техника, — электромагнитное излучение, образование грибка и плесени, а также опасность пожара. Самый спорный из этих вопросов — влияние магнитных волн на здоровье человека. Ученые считают, что степень опасности бытовых приборов зависит от частоты и длительности воздействия поля.

Современные девайсы обладают низким уровнем излучения, поэтому эксперты призывают не отказываться от домашней техники, а учитывать и соблюдать правила эксплуатации.

Микроволновая печь

Это устройство называют в числе самых вредных бытовых приборов, ссылаясь на миф о запрете микроволновок в СССР, а также на ограничение использования техники в США. В последнем случае речь шла о запрете подогревать молоко для младенцев — температура жидкости получалась выше, чем нужно, что приводило к ожогам.

Со временем из реальных и мифических ограничений возникла теория, что под воздействием электромагнитных волн продукты меняют молекулярную структуру, а излучение провоцирует развитие онкологии.

Что происходит с едой в микроволновой печи на самом деле? Небольшие дозы электромагнитных волн не способны изменить структуру молекулы в живом организме. Напротив, по мнению гарвардских экспертов, приготовление пищи в микроволновке полезнее, чем другие способы готовки. В этом устройстве еда нагревается и готовится быстрее, чем на сковороде или в духовке, что позволяет сохранить больше полезных веществ. Кроме того, устройство позволяет обойтись без масла.

Что касается воздействия магнитного поля на организм во время эксплуатации прибора, то, чтобы избежать дополнительного излучения, достаточно отойти на 30 см от работающей печи.

Фото: Mike Marquez/Unsplash

Тостеры появились примерно в одно время с изобретением электричества — первые приборы начали выпускать в Шотландии в 1893 году. До сих пор это одно из самых огнеопасных домашних устройств. Производители рекомендуют включать его в розетку только на время работы, но в жизни люди редко следуют этому совету. Кроме того, приборы чаще загораются во время готовки — устройство может вспыхнуть от застрявших в нем тостов или перегрева. Поэтому нужно регулярно чистить девайс от застрявших крошек и небольших кусков хлеба. Трагические инциденты происходят также из-за грубого нарушения техники безопасности: изготовители приборов предупреждают о том, что нельзя доставать тосты из работающего прибора руками или выковыривать ножом и вилкой. А вот уровень электромагнитного излучения от этого прибора минимален.

Фото: PublicDomainPictures/Pixabay

Посудомоечная машина

Еще один лидер списка пожароопасных приборов. Но самая большая проблема этого устройства — грибок и плесень. Жаркая и влажная среда идеально подходит для размножения черных дрожжей и грибка Candida. Исследование показало, что патогенные бактерии присутствуют в 62% машин. Споры грибка, попадая в дыхательные пути, ведут к развитию легочных заболеваний. Чтобы предотвратить появление опасных микробов, необходимо один-два раза в месяц мыть машину при помощи соды и уксуса. Впрочем, по мнению британских юристов, существуют нетривиальные риски эксплуатации устройства, в связи с чем необходимо загружать ножи в машину рукоятками вверх. Поводом к такому предупреждению стала смерть англичанки, которая поскользнулась на кухне и упала на ящик открытой посудомойки, откуда торчали лезвия ножей.

Фото: Nathan Dumlao/Unsplash

С точки зрения электромагнитного излучения холодильник можно считать одним из самых безопасных приборов. Единственное, о чем стоит позаботиться, — не ставить прибор в комнатах и стараться не находиться у задней стенки. Обычный холодильник должен располагаться на расстоянии 0,5 м от жилой зоны. Для холодильников с системой No Frost есть повышенные требования безопасности, поэтому расстояние должно быть на метр больше. Кроме того, не стоит ставить прибор в гостиной или спальне, поскольку он шумит и выделяет излишки тепла. А еще в современной технике отказались от использования токсичных газов, поэтому холодильники достаточно безопасны с точки зрения заботы о здоровье и экологии.

Фото: NRD/Unsplash

Профессор Дэвид О. Карпентер, глава Института здоровья и окружающей среды при Университете Нью-Йорка, считает, что фен — самый опасный источник электромагнитного излучения, поскольку потребляет много энергии и его необходимо держать близко к голове. Менее вредны приборы с регулировкой уровня нагрева и пониженным уровнем излучения, но лучше полностью отказаться от использования устройства. Однако большая часть экспертов уверена, что пользоваться современным прибором с небольшим излучением полезнее, чем выйти в холодный день из дома с мокрой головой. Кроме того, мы не так много времени проводим с феном в руках.

Есть более важный момент, о котором нужно помнить, пользуясь прибором: его нельзя включать рядом с водой или другой жидкостью. Если фен упал в воду, необходимо немедленно его отключить и только потом достать. Также не стоит класть работающий фен на мягкую поверхность, полиэтилен или закрывать вентиляционное отверстие — мотор может перегреться и загореться. Необходимо регулярно проверять исправность прибора, поскольку он может довольно сильно ударить током.

Фото: AW Creative/Unsplash

Доктор Марк Мендель, эпидемиолог из Калифорнийского департамента общественного здоровья, исследовал влияние кондиционеров на самочувствие людей. Он установил, что механическое охлаждение воздуха усугубляет астму и аллергии. Кроме того, прибор вызывает «синдром больного здания» — ситуацию, когда люди связывают ухудшение здоровья с нахождением в конкретном здании. В результате появляются трудности с дыханием, головная боль, усталость и раздражение на коже. Исследование установило связь симптомов с использованием кондиционеров — так происходит, если система плохо выводит скопившийся конденсат, из-за чего в ней появляется плесень. Чтобы избежать появления «синдрома больного здания», необходимо правильно настроить и регулярно чистить кондиционер. В этом случае прибор помогает сохранить здоровье, поскольку фильтрует загрязненный воздух, поступающий с улицы.

Фото: Annie Spratt/Unsplash

У этих приборов плохая репутация — согласно данным Национальной ассоциации противопожарной защиты США, 43% пожаров в домах и 85% смертей, связанных с огнем, происходят из-за обогревателей. Однако современные модели достаточно безопасны в использовании, если соблюдать простые правила. Прежде всего, обогреватель нужно установить так, чтобы на расстоянии метра от прибора было свободное пространство. Не стоит подключать прибор при помощи удлинителя — желательно использовать стационарную розетку. Обогреватель нельзя оставлять без присмотра, поэтому нужно выключить устройство, когда вы уходите из дома или ложитесь спать, и следить за детьми и домашними животными, когда они находятся рядом с прибором. Поскольку обогреватель используется два-три месяца в году, стоит регулярно проверять его исправность перед каждым сезоном.

Фото: Achudh Krishna/Unsplash

Опасные роутеры: Wi-Fi убивает деревья и ухудшает сон – Энергетика и промышленность России – № 04 (240) февраль 2014 года – WWW.EPRUSSIA.RU

Газета “Энергетика и промышленность России” | № 04 (240) февраль 2014 года

Купаясь в электромагнитных волнах

Бурное развитие мобильной связи в 1990‑х годах не только стало первой вехой в создании глобальной информационной сети, но и породило тревоги, связанные с высокочастотным излучением. Появились «исследования», в которых говорилось, что «мобильники» вызывают развитие опухолей мозга, а если их носить на поясе, то бесплодие. Практически одновременно с появлением первых мобильных телефонов появились и средства «защиты» от излучения мобильников: на полном серьезе предлагались титановые и медные вставки в головные уборы, а одно время даже продавались (и весьма успешно) наклейки на корпуса телефонов. Многие искренне верили, что такая наклейка магическим образом спасает их от излучения.

Но все это были еще цветочки. Ягодки созрели в начале нынешнего века, когда весь мир стал активно переходить на беспроводные технологии. Сейчас Wi-Fi есть почти в любом кафе, появляются зоны бесплатного Wi-Fi в городских парках, да что там, все чаще Wi-Fi роутеры устанавливают в квартирах. Все мы окружены высокочастотным излучением. На земле, в воздухе, под землей. Причем плотность и частотность этого излучения растут с каждым годом.

Оно и понятно, ведь роутеры позволяют создавать прямо дома собственные беспроводные Wi-Fi сети. Различные ноутбуки, нетбуки, планшеты или смартфоны для взаимодействия с роутером оснащаются встроенными Wi-Fi адаптерами. Роутеры дают возможность раздавать интернет сразу нескольким пользователям в квартире, что, несомненно, удобно. Если при помощи кабеля можно подключить ограниченное количество устройств, то при помощи Wi-Fi – практически неограниченное число смартфонов или ноутбуков.

Но появление Wi-Fi роутеров породило вопрос, насколько они безопасны для человека. Отметим, что Wi-Fi действует на той же частоте, что и СВЧ-печь. Для человека эта частота не так уж безвредна. С точки зрения здоровья электромагнитные волны – очень широкое понятие, и здесь играет роль не только длина волны, но и мощность излучения. Например, солнечного ультрафиолета может быть достаточно, чтобы вызвать ожог, в то время как солнечные лучи видимого диапазона повредить кожу или сетчатку глаза не в состоянии. Но стоит повысить плотность, оставшись на той же, видимой длине волны, как это сделано в лазерах, и приходится вводить новые нормы безопасности.С ультракороткими радиоволнами, к которым относятся и GSM, и Wi-Fi, все примерно так же, и основным «санитарным» параметром является плотность излучения. Хотя уровень электромагнитного излучения беспроводных передатчиков ниже официальных квот, разговоры об опасности Wi-Fi для здоровья не только не прекращаются, но и собирают вокруг себя сторонников, выступающих за ограничение использования технологии.

Британское Агентство по охране здоровья сделало выводы, что использовать Wi-Fi доступ в течение года – все равно что поговорить по мобильнику двадцать минут, поэтому низкоуровневое излучение Wi-Fi не влияет на здоровье человека, а излучение микроволновой печи во много раз опаснее.

Дети высоких технологий

Но с этим не согласны многие ученые, которые считают, что вред от Wi-Fi есть. Особую тревогу вызывает у них тот факт, что на Земле практически не осталось свободных от излучения зон. Где бы мы ни находились, везде мы подвергаемся облучению. Считается, что уже проявились его первые последствия. Так, в отчете, опубликованном в Европейском журнале онкологии (European Journal of Oncology), отмечается негативное воздействие высокочастотного (2,4 ГГц) излучения (в том числе и сетей Wi-Fi) на контрольную группу из двадцати пяти человек в возрасте от 37 до 79 лет. Авторы исследования заявляют, что изменения в сердечном ритме наблюдаются уже при излучении в 0,5 процента от допустимого уровня (1 МВт / см2), причем наибольшую чувствительность демонстрируют относительно здоровые люди в возрасте от 37 до 58 лет. Под действием излучения наблюдалось учащенное сердцебиение, тахикардия, аритмия и другие симптомы вплоть до тошноты, обильного потоотделения и рвоты. Также отмечались проблемы с памятью, концентрацией и хроническая усталость. Исследователи показали, что эффект продолжался, пока осуществлялось воздействие излучения от беспроводных телефонов и сетей Wi-Fi. Речь идет о проявлении у некоторых людей электрогиперчувствительности (electrohypersensitivity, EHS). Так что хотя эти передатчики и малой мощности, лучше держать их подальше от себя или ограничить время воздействия, особенно для детей, которые любят играть на ноутбуках или планшетах, используя Wi-Fi подключение.

Эксперты отмечают, что современный ребенок, посещающий детский сад и школу, с 3 до 16 лет в среднем подвергнется воздействию излучения от беспроводных технологий на протяжении более чем 10 тысяч часов. Особую тревогу, например, в США вызывает установление Wi-Fi в учебных заведениях. Родители опасаются, что беспроводные сети наносят непоправимый вред здоровью детей и подростков. В числе болезней, вызываемых, по мнению ряда исследователей, Wi-Fi, чаще всего фигурируют рак, сердечная недостаточность, слабоумие и ухудшение памяти. Наблюдаются случаи аллергии на высокочастотное излучение. В США, Великобритании и Германии все чаще отказываются от использования Wi-Fi в школах и даже в университетах, а также в медицинских учреждениях.

От вашего излучения цветы вянут

Датские ученые провели эксперимент на детях и комнатных растениях и пришли к неутешительным выводам: они выяснили, что Wi-Fi может спровоцировать ухудшение самочувствия. Группа школьников несколько ночей спала, положив телефон, подключенный к сети Wi-Fi, под подушку. Уже после первой проведенной с телефоном ночи дети жаловались на головную боль, отмечали сниженную концентрацию.

Вторая часть опытов была связана с изучением влияния беспроводной связи на комнатные растения. Шесть растений заперли на двенадцать дней в комнате с источником Wi-Fi, и еще шесть растений заперли на тот же срок в аналогичной комнате без источника волн. Спустя отведенное на эксперимент время цветы из первой комнаты завяли, стали коричневыми, а вот цветы из второй комнаты продолжали благоухать.

Схожие данные получили и ученые из Нидерландов. Как показали результаты предварительного исследования, проведенного Дельфт­ским университетом, университетом Вагенингена и рядом других голландских научных организаций, излучение Wi-Fi может оказаться вредным для деревьев, вызывая у них истечение соков и возникновение трещин на коре; этим симптомам подвержены до 70 процентов деревьев в городах, причем пять лет назад это число составляло 10 процентов, а значит, симптомы не связаны с атакой вирусов или бактерий. Исследование показало, что у деревьев, расположенных вблизи мощного источника сигнала Wi-Fi, листья отдают свинцовым блеском, а разрушение эпидермы на всех слоях значительно ускоряется. Сообщается также, что данный радиостандарт замедляет рост кукурузных початков. Впрочем, многие результаты еще предстоит перепроверить.

Как защититься

Однако на сегодня официального заключения относительно опасности Wi-Fi, подобного признанию вреда от мобильных телефонов Всемирной организацией здравоохранения, нет. Дело в том, что механизм воздействия Wi-Fi пока не изучен, но эксперименты указывают на необходимость дальнейших крупномасштабных исследований. Сегодня эксперты рекомендуют выключать Wi-Fi хотя бы на ночь и держать мобильные телефоны не менее чем в 1,5 метра от кровати. По словам специалистов, убежденных в опасности технологии, особенному риску подвергаются дети, поскольку у них более тонкие кости черепа, а нервная система – в стадии формирования. Вместе с тем, Всемирная организация здравоохранения заявляет, что основным эффектом от радиоизлучения является нагрев тканей организма человека. Например, излучение от мобильного телефона в большинстве случаев абсорбируется кожей, а в других внутренних органах, в том числе в мозге, повышается температура, но ненамного. Распространенные сети беспроводной связи Wi-Fi действуют на мозг еще слабее, отмечают специалисты.

При этом ВОЗ, не разделяющая сильных опасений, все же признает: точка доступа Wi-Fi должна находиться на расстоянии не менее 1 метра от места частого пребывания человека, например рабочего места, кровати. Кроме того, большие объемы информации следует передавать при устойчивой беспроводной связи, так как во время повторной передачи данных излучение значительно усиливается. Общественные места нужно обустраивать только одной сетью Wi-Fi или просто вернуться к проводной технологии. Наконец, следует выключать точку доступа, когда она долгое время не используется, поскольку она все равно посылает сигналы. Выполнение этих рекомендаций позволит снизить потенциальный вред, наносимый излучением от Wi-Fi роутера.

Какие длины волн и частоты наиболее опасны?

Электромагнитное излучение, обнаруженное в широком диапазоне длин волн и частот в электромагнитном спектре, включает видимый свет, радио, телевизионные сигналы, микроволны и рентгеновские лучи. Как правило, излучение с длинами волн намного короче видимого света имеет достаточно энергии, чтобы оторвать электроны от атомов. Ученые называют это ионизирующим излучением. Как правило, чем короче длина волны, тем больше опасность для живых существ.Хотя более длинные волны также имеют свои опасности, очень короткие волны, такие как рентгеновские лучи и гамма-лучи, могут легко повредить живые ткани.

TL; DR (слишком долго; не читал)

Самыми опасными частотами электромагнитной энергии являются рентгеновские лучи, гамма-лучи, ультрафиолетовый свет и микроволны. Рентгеновские лучи, гамма-лучи и ультрафиолетовые лучи могут повредить живые ткани, а микроволновые печи могут их приготовить.

Сила рентгеновских лучей

Рентгеновские лучи имеют длину волны от 0,001 до 10 нанометров, или миллиардных долей метра.Эти волны меньше атома и могут проходить через большинство материалов, когда солнечный свет проходит через стекло. Хотя у рентгеновских лучей есть много полезных применений, их использование требует осторожности, поскольку облучение может вызвать слепоту, рак и другие травмы. Рентгеновские лучи когда-то использовались в новинках, например, в обувных гаджетах, которые позволяли вам увидеть свою ногу внутри обуви, чтобы оценить, насколько хорошо она сидит. Эти устройства давно объявлены вне закона. Сегодня в штатах требуются лицензии на использование рентгеновских устройств.

Ультрафиолетовый свет

Ультрафиолетовый или УФ-свет получил свое название от того факта, что его длина волны короче фиолетового видимого света.Его длины волн лежат в диапазоне от 10 до 350 нанометров и представлены в нескольких диапазонах, таких как UVA и UVB. Солнечный свет, который достигает поверхности Земли, имеет естественное количество ультрафиолета. Слишком большое количество может вызвать солнечный ожог, рак кожи и повреждение сетчатки. Больницы используют более коротковолновое ультрафиолетовое излучение для уничтожения микробов в воздухе, а очистные сооружения используют его для уничтожения бактерий в жидких отходах. Свет бактерицидной УФ-лампы может вызвать слепоту, если вы посмотрите прямо на нее. Поскольку у него более длинные волны, чем у рентгеновских лучей, УФ наносит меньший ущерб тканям, но даже в этом случае он все еще не полностью безопасен.

Гамма-лучи

Помимо рентгеновских лучей, это еще более короткие волны, называемые гамма-лучами. Ядерные процессы в атомах производят такое излучение, которое обладает большей энергией и большей проникающей способностью, чем рентгеновские лучи. Производители продуктов питания используют гамма-устройства для уничтожения плесени, микробов и паразитов во фруктах и ​​овощах. Работать с гамма-излучением можно только под толстой свинцовой защитой.

Микроволны возбуждают молекулы

Хотя микроволны имеют слишком большую длину волны для ионизации, мощность микроволн может сделать их опасными.Микроволны имеют длину волны от 0,01 до 5 сантиметров, что намного больше, чем у видимого света. Они выделяют тепло, заставляя определенные молекулы, такие как вода, сильно вибрировать. Сотовые телефоны и другие устройства излучают микроволны, хотя, как правило, они считаются слишком слабыми, чтобы воздействовать на живые ткани. С другой стороны, ваша микроволновая печь может производить более 1000 Вт микроволн и причинять серьезный вред. К счастью, микроволны легко экранируются.

Звуки, которые вы не слышите, все еще могут повредить ваши уши | Наука

Ветряная турбина, рев толпы на футбольном матче, реактивный двигатель, работающий на полном газу: каждая из этих вещей производит звуковые волны, которые намного ниже частот, которые люди могут слышать.Но то, что вы не слышите низкочастотные составляющие этих звуков, не означает, что они не действуют на ваши уши. Новое исследование показывает, что прослушивание всего лишь 90 секунд низкочастотного звука может изменить работу вашего внутреннего уха на несколько минут после того, как шум утихнет.

«Долгое время считалось, что воздействие низкочастотным звуком безвредно, и это исследование предполагает, что это не так», – говорит исследователь аудиологии Джеффри Лихтенхан из Медицинской школы Вашингтонского университета в Сент-Луисе, который не принимал участия в новой работе. .

Обычно люди могут воспринимать звуки с частотой от 20 до 20 000 циклов в секунду, или герц (Гц), хотя этот диапазон сужается с возрастом. Давно известно, что длительное воздействие громких звуков в пределах слышимого диапазона со временем вызывает потерю слуха. Но установить эффект звуков с частотами ниже 250 Гц было сложнее. Несмотря на то, что они превышают нижний предел в 20 Гц, эти низкочастотные звуки, как правило, либо неслышны, либо едва слышны, и люди не всегда знают, когда они их слышат.

Для нового исследования нейробиолог Маркус Дрексл и его коллеги из Университета Людвига Максимилиана в Мюнхене, Германия, попросили 21 добровольца с нормальным слухом сесть в звукоизолированные кабины, а затем воспроизвели звук с частотой 30 Гц в течение 90 секунд. По словам Дрексла, этот глубокий вибрирующий шум – это то, что вы можете услышать, «если вы откроете окна машины, когда едете по шоссе». Затем они использовали датчики для записи естественной активности уха после прекращения шума, воспользовавшись феноменом, получившим название спонтанной отоакустической эмиссии (SOAE), при котором само здоровое человеческое ухо издает слабые свистящие звуки.«Обычно они слишком слабые, чтобы их можно было услышать, но с микрофоном, более чувствительным, чем человеческое ухо, мы можем их обнаружить», – говорит Дрексл. Исследователи знают, что SOAE изменяются при изменении слуха человека и исчезают вместе с потерей слуха.

Народные SOAE обычно стабильны в течение коротких периодов времени. Но в исследовании после 90 секунд низкочастотного звука SOAE участников начали колебаться, становясь попеременно сильнее и слабее. Колебания длились около 3 минут, сообщает сегодня команда в Royal Society Open Science .«Эти изменения не указывают напрямую на потерю слуха, но они означают, что ухо может быть временно более подвержено повреждению после воздействия низкочастотных звуков», – объясняет Дрексл. «Даже несмотря на то, что мы еще не показали это, есть определенная вероятность, что если вы подвергаетесь воздействию низкочастотных звуков в течение длительного времени, это может иметь постоянный эффект», – добавляет Дрексл.

«К сожалению, с нашими ушами мы можем творить с ними ужасные вещи с помощью звуков, которые не обязательно являются болезненными», – говорит исследователь потери слуха М.Чарльз Либерман из Гарвардской медицинской школы в Бостоне. Либерман говорит, что для изучения потенциального вреда определенных звуков, такого как горячо обсуждаемый вопрос о влиянии ветряных турбин на слух, можно повторить тот же эксперимент в условиях, имитирующих шум ветряных турбин. Он также хотел бы, чтобы исследование было расширено, чтобы изучить, как уши реагируют на шум, а не на тишину, в течение нескольких минут после воздействия низкочастотного звука.

Радиочастотное (RF) излучение

Радиация – это излучение (посылка) энергии из любого источника.Рентгеновские лучи являются примером излучения, как и свет, исходящий от солнца, и тепло, которое постоянно исходит от нашего тела.

Говоря о радиации и раке, многие люди думают о конкретных видах радиации, таких как рентгеновские лучи или излучение ядерных реакторов. Но есть и другие виды излучения, которые действуют иначе.

Излучение существует в широком спектре от излучения очень низкой энергии (низкочастотного) до излучения очень высокой энергии (высокочастотного).Иногда его называют электромагнитным спектром .

На приведенном ниже рисунке электромагнитного спектра показаны все возможные частоты электромагнитной энергии. Он варьируется от чрезвычайно низких частот (например, от линий электропередачи) до чрезвычайно высоких частот (рентгеновское и гамма-излучение) и включает как неионизирующее, так и ионизирующее излучение.

Примеры высокоэнергетического излучения включают рентгеновские лучи и гамма-лучи. Эти лучи, а также некоторые ультрафиолетовые лучи с более высокой энергией, представляют собой формы ионизирующего излучения , что означает, что у них достаточно энергии, чтобы удалить электрон из (ионизировать) атом.Это может повредить ДНК (гены) внутри клеток, что иногда может привести к раку.

Изображение предоставлено: Национальный институт рака

Что такое радиочастотное (РЧ) излучение?

Радиочастотное (РЧ) излучение, которое включает радиоволны и микроволны, находится на низкоэнергетическом конце электромагнитного спектра. Это тип неионизирующего излучения .Неионизирующее излучение не обладает достаточной энергией для удаления электронов из атома. Видимый свет – это еще один тип неионизирующего излучения. Радиочастотное излучение имеет более низкую энергию, чем некоторые другие типы неионизирующего излучения, такие как видимый свет и инфракрасное излучение, но оно имеет более высокую энергию, чем излучение крайне низкой частоты (СНЧ).

Если РЧ излучение поглощается телом в достаточно больших количествах, оно может выделять тепло. Это может привести к ожогам и повреждению тканей тела. Хотя считается, что радиочастотное излучение не вызывает рак, повреждая ДНК в клетках, как это делает ионизирующее излучение, существуют опасения, что при некоторых обстоятельствах некоторые формы неионизирующего излучения могут по-прежнему иметь другие эффекты на клетки, которые могут каким-либо образом привести к раку. .

Как люди подвергаются воздействию радиочастотного излучения?

Люди могут подвергаться радиочастотному излучению как от естественных, так и от искусственных источников.

Природные источники включают:

• Космос и солнце
• Небо – включая удары молнии
• Сама Земля – ​​большая часть излучения Земли является инфракрасным, но малая его часть – RF
.

К искусственным источникам радиочастотного излучения относятся:

• Радиовещание и телевизионные сигналы
• Передача сигналов от беспроводных телефонов, сотовых телефонов и вышек сотовой связи, спутниковых телефонов и двусторонних радиостанций
• Радар
• WiFi, устройства Bluetooth ^® и интеллектуальные счетчики
• Нагрев тканей тела с целью их разрушения во время медицинских процедур
• «Сварка» деталей из поливинилхлорида (ПВХ) на некоторых машинах
• Сканеры миллиметрового диапазона (тип сканера всего тела, используемого для проверки безопасности)

Некоторые люди во время работы могут подвергаться значительному воздействию радиочастотного излучения.Сюда входят люди, обслуживающие антенные вышки, передающие сигналы связи, и люди, которые используют или обслуживают радиолокационное оборудование.

Большинство людей ежедневно подвергаются гораздо более низким уровням антропогенного радиочастотного излучения из-за присутствия радиочастотных сигналов вокруг нас. Они поступают из радио- и телепередач, устройств Wi-Fi и Bluetooth, сотовых телефонов (и вышек сотовой связи) и других источников.

Некоторые распространенные применения радиочастотного излучения

Микроволновые печи

Микроволновые печи работают за счет использования очень высоких уровней радиочастотного излучения определенной частоты (в микроволновом спектре) для нагрева продуктов.Когда пища поглощает микроволны, молекулы воды в ней вибрируют, что приводит к выделению тепла. Микроволны не используют рентгеновские лучи или гамма-лучи, и они не делают пищу радиоактивной.

Микроволновые печи сконструированы таким образом, что микроволны находятся внутри самой печи. Духовка излучает микроволны только тогда, когда дверца закрыта, а духовка включена. Когда микроволновые печи используются в соответствии с инструкциями, нет никаких доказательств того, что они представляют опасность для здоровья людей. В США федеральные стандарты ограничивают количество радиочастотного излучения, которое может просочиться из микроволновой печи, до уровня, намного ниже того, который может нанести вред людям.Однако печи, которые повреждены или модифицированы, могут позволить микроволнам просачиваться наружу и, таким образом, могут представлять опасность для людей поблизости, потенциально вызывая ожоги.

Сканеры безопасности всего тела

Во многих аэропортах США Управление транспортной безопасности (TSA) использует сканеры всего тела для проверки пассажиров. Сканеры, используемые в настоящее время TSA, используют изображение миллиметрового диапазона. Эти сканеры посылают небольшое количество миллиметрового излучения (разновидность радиочастотного излучения) в сторону человека, находящегося в сканере.Радиочастотное излучение проходит через одежду и отражается от кожи человека, а также от любых предметов под одеждой. Приемники воспринимают излучение и создают изображение контура человека.

Сканеры миллиметрового диапазона не используют рентгеновские лучи (или любые другие виды высокоэнергетического излучения), а количество используемого радиочастотного излучения очень мало. По данным Управления по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов США (FDA), эти сканеры не имеют известных последствий для здоровья. Однако TSA часто позволяет проверять людей другим способом, если они возражают против проверки с помощью этих сканеров.

Сотовые телефоны и вышки сотовой связи

Сотовые телефоны и вышки сотовой связи (базовые станции) используют радиочастотное излучение для передачи и приема сигналов. Были высказаны некоторые опасения, что эти сигналы могут увеличить риск рака, и исследования в этой области продолжаются. Для получения дополнительной информации см. Сотовые телефоны и вышки сотового телефона.

Вызывает ли РЧ-излучение рак?

Исследователи используют 2 основных типа исследований, чтобы попытаться определить, может ли что-то вызвать рак:

• Лабораторные исследования
• Исследования групп людей

Часто ни один из видов исследований не дает достаточно доказательств сам по себе, поэтому исследователи обычно обращаются как к лабораторным, так и к человеческим исследованиям, пытаясь выяснить, вызывает ли что-то рак.

Ниже приводится краткое изложение некоторых основных исследований, посвященных этой проблеме на сегодняшний день. Однако это не полный обзор всех проведенных исследований.

Исследования, проведенные в лаборатории

радиочастотных волн недостаточно энергии, чтобы напрямую повредить ДНК. Из-за этого неясно, как радиочастотное излучение может вызывать рак. Некоторые исследования выявили возможное повышение частоты определенных типов опухолей у лабораторных животных, подвергшихся воздействию радиочастотного излучения, но в целом результаты этих исследований пока не дали четких ответов.

Несколько исследований сообщили о доказательствах биологических эффектов, которые могут быть связаны с раком, но это все еще область исследований.

В крупных исследованиях, опубликованных в 2018 г. Национальной токсикологической программой США (NTP) и Институтом Рамазини в Италии, Исследователи подвергали группы лабораторных крыс (а также мышей в случае исследования NTP) воздействию радиочастотных волн по всему телу в течение многих часов в день, начиная с момента рождения и продолжаясь, по крайней мере, в течение большей части их естественной жизни.Оба исследования обнаружили повышенный риск необычных опухолей сердца, называемых злокачественными шванномами, у самцов крыс, но не у самок крыс (ни у самцов, ни у самок мышей в исследовании NTP). В исследовании NTP также сообщалось о возможном повышенном риске некоторых типов опухолей головного мозга и надпочечников.

Хотя оба этих исследования имели сильные стороны, у них также были ограничения, из-за которых трудно понять, как они могут применяться к людям, подвергающимся воздействию радиочастотного излучения. Обзор этих двух исследований, проведенный Международной комиссией по защите от неионизирующего излучения (ICNIRP) в 2019 году, показал, что ограничения исследований не позволяют сделать выводы о способности радиочастотной энергии вызывать рак.

Тем не менее, результаты этих исследований не исключают возможности того, что радиочастотное излучение каким-то образом может повлиять на здоровье человека.

Исследования на людях

Исследования людей, которые могли подвергаться воздействию радиочастотного излучения на своей работе (например, людей, которые работают поблизости или с радиолокационным оборудованием, тех, кто обслуживает антенны связи, и радистов), не выявили явного увеличения риска рака.

Ряд исследований искали возможную связь между сотовыми телефонами и раком.Хотя некоторые исследования показали возможную связь, многие другие – нет. По многим причинам трудно изучить, существует ли связь между сотовыми телефонами и раком, включая относительно короткое время, в течение которого сотовые телефоны широко использовались, изменения в технологиях с течением времени и трудности в оценке воздействия на каждого человека. Тема сотовых телефонов и риска рака подробно обсуждается в разделе «Сотовые (сотовые) телефоны».

Что говорят экспертные агентства?

Американское онкологическое общество (ACS) не имеет официальной позиции или заявления о том, является ли радиочастотное излучение от сотовых телефонов, вышек сотовых телефонов или других источников причиной рака. ACS обычно обращается к другим экспертным организациям, чтобы определить, вызывает ли что-либо рак (то есть является ли это канцерогеном), в том числе:

• Международное агентство по изучению рака (IARC) , которое является частью Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ)
• Национальная программа токсикологии США (NTP) , которая сформирована из частей нескольких различных правительственных агентств, включая Национальные институты здравоохранения (NIH), Центры по контролю и профилактике заболеваний (CDC) и Управление по контролю за продуктами и лекарствами. (FDA)

Другие крупные организации также могут прокомментировать способность определенных воздействий вызывать рак.

На основании обзора исследований, опубликованных до 2011 года, Международное агентство по изучению рака (IARC) классифицировало радиочастотное излучение как «возможно канцерогенное для человека» на основании ограниченных данных о возможном повышении риска опухолей головного мозга среди пользователи сотовых телефонов и неадекватные доказательства других типов рака. (Для получения дополнительной информации о системе классификации IARC см. Известные и вероятные канцерогены для человека.)

Совсем недавно Управление по контролю за продуктами и лекарствами США (FDA) выпустило технический отчет, основанный на результатах исследований, опубликованных в период с 2008 по 2018 год, а также на национальных тенденциях в заболеваемости раком.В отчете сделан вывод: «Основываясь на исследованиях, которые подробно описаны в этом отчете, недостаточно доказательств, подтверждающих причинную связь между воздействием радиочастотного излучения (RFR) и [образованием опухоли]».

До сих пор Национальная программа токсикологии (NTP) не включала радиочастотное излучение в свой отчет о канцерогенных веществах , в котором перечислены воздействия, которые, как известно или обоснованно предполагаются, являются канцерогенными для человека. (Подробнее об этом отчете см. Известные и вероятные канцерогены для человека.)

Согласно Федеральной комиссии связи США (FCC) :

«[C] В настоящее время нет научных доказательств, устанавливающих причинную связь между использованием беспроводных устройств и раком или другими заболеваниями. Те, кто оценивает потенциальные риски использования беспроводных устройств, согласны с тем, что следует проводить больше и более долгосрочных исследований, чтобы выяснить, есть ли лучшая основа для стандартов безопасности радиочастотного излучения, чем это используется в настоящее время ».

Как избежать воздействия радиочастотного излучения?

Поскольку источники радиочастотного излучения широко распространены в современном мире, полностью избежать их воздействия невозможно.Есть несколько способов снизить воздействие радиочастотного излучения, например:

• Избегание работы с повышенным радиочастотным воздействием
• Ограничение времени, которое вы проводите рядом с приборами, оборудованием и другими устройствами (например, маршрутизаторами Wi-Fi), излучающими радиочастотное излучение
• Ограничение времени, которое вы проводите с сотовым (мобильным) телефоном, поднесенным к вашему уху (или близко к другой части вашего тела)

Тем не менее, неясно, будет ли это полезно с точки зрения риска для здоровья.

Радиочастотное (RF) излучение

(включает РЧ от антенн вещания, портативных радиосистем, микроволновых антенн, спутников и радаров)

Kelly Classic, сертифицированный медицинский физик

Электромагнитное излучение состоит из волн электрической и магнитной энергии, движущихся вместе (то есть излучающих) в пространстве со скоростью света. Взятые вместе, все формы электромагнитной энергии называются электромагнитным спектром.Радиоволны и микроволны, излучаемые передающими антеннами, являются одной из форм электромагнитной энергии. Часто термин «электромагнитное поле» или «радиочастотное (РЧ) поле» может использоваться для обозначения наличия электромагнитной или радиочастотной энергии.

Радиочастотное поле имеет как электрическую, так и магнитную составляющие (электрическое поле и магнитное поле), и часто бывает удобно выразить интенсивность радиочастотной среды в данном месте в единицах, специфичных для каждого компонента. Например, единица измерения «вольт на метр» (В / м) используется для измерения напряженности электрического поля, а единица измерения «амперы на метр» (А / м) используется для выражения силы магнитного поля.

Радиочастотные волны можно охарактеризовать длиной и частотой. Длина волны – это расстояние, пройденное за один полный цикл электромагнитной волны, а частота – это количество электромагнитных волн, проходящих через заданную точку за одну секунду. Частота радиочастотного сигнала обычно выражается в единицах, называемых герцами (Гц). Один Гц равен одному циклу в секунду. Один мегагерц (МГц) равен одному миллиону циклов в секунду. Различные формы электромагнитной энергии классифицируются по длине волны и частоте.РЧ-часть электромагнитного спектра обычно определяется как часть спектра, в которой электромагнитные волны имеют частоты в диапазоне примерно от 3 килогерц (3 кГц) до 300 гигагерц (300 ГГц).

Вероятно, наиболее важное использование радиочастотной энергии – это предоставление телекоммуникационных услуг. Радио- и телевещание, сотовые телефоны, радиосвязь для полиции и пожарных, любительское радио, микроволновая связь точка-точка и спутниковая связь – вот лишь некоторые из множества приложений для телекоммуникаций.Микроволновые печи – хороший пример использования радиочастотной энергии без связи. Другими важными видами использования радиочастотной энергии, не связанными с коммуникацией, являются радары, а также промышленное отопление и герметизация. Радар – ценный инструмент, используемый во многих приложениях, от контроля дорожного движения до управления воздушным движением и военных приложений. Промышленные нагреватели и герметики генерируют радиочастотное излучение, которое быстро нагревает обрабатываемый материал так же, как микроволновая печь готовит пищу. Эти устройства находят множество применений в промышленности, включая формование пластмассовых материалов, склеивание изделий из дерева, герметизацию таких предметов, как обувь и бумажники, а также обработка пищевых продуктов.

Величина, используемая для измерения того, сколько РЧ-энергии фактически поглощается телом, называется удельной скоростью поглощения (SAR). Обычно он выражается в ваттах на килограмм (Вт / кг) или милливаттах на грамм (мВт / г). В случае облучения всего тела стоящий взрослый человек может поглощать радиочастотную энергию с максимальной скоростью, когда частота радиочастотного излучения находится в диапазоне примерно от 80 до 100 МГц, что означает, что SAR для всего тела находится на максимальном уровне. в этих условиях (резонанс). Из-за этого явления резонанса стандарты безопасности радиочастот обычно наиболее строгие для этих частот.

Биологические эффекты, возникающие в результате нагрева ткани радиочастотной энергией, часто называют «тепловыми» эффектами. В течение многих лет было известно, что воздействие очень высоких уровней радиочастотного излучения может быть вредным из-за способности радиочастотной энергии быстро нагревать биологические ткани. Это принцип, по которому микроволновые печи готовят пищу. Повреждение тканей у людей может произойти во время воздействия высоких уровней радиочастотного излучения из-за неспособности организма справиться или рассеять избыточное тепло, которое может генерироваться.Две области тела, глаза и яички, особенно уязвимы для радиочастотного нагрева из-за относительного отсутствия доступного кровотока для рассеивания чрезмерной тепловой нагрузки. При относительно низких уровнях воздействия радиочастотного излучения, то есть более низких, чем те, которые вызывают значительное нагревание, доказательства вредных биологических эффектов неоднозначны и не доказаны. Такие эффекты иногда называют «нетепловыми» эффектами. По общему мнению, необходимы дальнейшие исследования для определения эффектов и их возможной значимости, если таковая имеется, для здоровья человека.

В целом, однако, исследования показали, что уровни радиочастотной энергии окружающей среды, с которыми обычно сталкивается население, обычно намного ниже уровней, необходимых для значительного нагрева и повышения температуры тела. Однако могут возникать ситуации, особенно на рабочем месте вблизи мощных источников радиочастотного излучения, когда рекомендуемые пределы безопасного воздействия радиочастотной энергии на людей могут быть превышены. В таких случаях могут потребоваться ограничительные меры или действия для обеспечения безопасного использования радиочастотной энергии.

Некоторые исследования также изучали возможность связи между радиочастотным и микроволновым воздействием и раком. На сегодняшний день результаты неубедительны. Хотя некоторые экспериментальные данные предполагают возможную связь между воздействием и образованием опухоли у животных, подвергшихся воздействию при определенных условиях, результаты не были независимо воспроизведены. Фактически, другие исследования не смогли найти доказательств причинной связи с раком или каким-либо связанным с ним состоянием. В нескольких лабораториях проводятся дальнейшие исследования, чтобы помочь решить этот вопрос.

В 1996 году Всемирная организация здравоохранения (ВОЗ) учредила программу под названием Международный проект по электромагнитным полям, предназначенную для обзора научной литературы, касающейся биологических эффектов электромагнитных полей, выявления пробелов в знаниях о таких эффектах, рекомендации потребностей в исследованиях и работы в направлении международного развития. решение проблем со здоровьем, связанных с использованием радиочастотных технологий. ВОЗ поддерживает веб-сайт, на котором представлена ​​обширная информация об этом проекте, а также о биологических эффектах радиочастотного излучения и исследованиях.

Различные организации и страны разработали стандарты воздействия радиочастотной энергии. Эти стандарты рекомендуют безопасные уровни воздействия как для населения, так и для рабочих. В Соединенных Штатах Федеральная комиссия по связи (FCC) приняла и использовала признанные правила безопасности для оценки воздействия радиочастотного излучения на окружающую среду с 1985 года. Федеральные агентства по охране здоровья и безопасности, такие как Агентство по охране окружающей среды (EPA), Управление по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов (FDA). ), Национальный институт профессиональной безопасности и здоровья (NIOSH) и Управление по охране труда (OSHA) – также участвовали в мониторинге и расследовании вопросов, связанных с воздействием радиочастотного излучения.

Рекомендации FCC по воздействию радиочастотных полей на человека были основаны на рекомендациях двух экспертных организаций: Национального совета по радиационной защите и измерениям (NCRP) и Института инженеров по электротехнике и электронике (IEEE). Ученые-эксперты и инженеры разработали как критерии воздействия NCRP, так и стандарт IEEE после обширных обзоров научной литературы, связанной с биологическими эффектами РЧ. Рекомендации по воздействию основаны на порогах известных побочных эффектов и включают соответствующие пределы безопасности.Многие страны Европы и других регионов используют руководящие принципы воздействия, разработанные Международной комиссией по защите от неионизирующего излучения (ICNIRP). Пределы безопасности ICNIRP в целом аналогичны ограничениям NCRP и IEEE, за некоторыми исключениями.

Руководящие принципы воздействия NCRP, IEEE и ICNIRP устанавливают пороговый уровень, при котором могут возникать вредные биологические эффекты, а значения максимально допустимого воздействия (ПДВ), рекомендованные для напряженности электрического и магнитного поля и плотности мощности в обоих документах, основаны на этом пороговом значении. уровень.Пороговый уровень – это значение SAR для всего тела, равное 4 Вт на килограмм (4 Вт / кг). Наиболее строгие пределы воздействия на все тело находятся в диапазоне частот 30–300 МГц, где РЧ энергия поглощается наиболее эффективно при воздействии на все тело. Для устройств, которые открывают только часть тела, например мобильных телефонов, указаны другие пределы воздействия.

Основные радиопередающие устройства, находящиеся под юрисдикцией FCC, такие как радио- и телестанции, спутниковые наземные станции, экспериментальные радиостанции, а также определенные сотовые, PCS и пейджинговые устройства, должны проходить плановую оценку на соответствие RF всякий раз, когда заявка подается в FCC на строительство или модификацию передающей установки или продление лицензии.Несоблюдение директив FCC по воздействию радиочастотного излучения может привести к подготовке официальной экологической оценки, возможному заявлению о воздействии на окружающую среду и, в конечном итоге, к отклонению заявки.

Радиовещательные антенны
Радиовещательные и телевизионные станции передают свои сигналы с помощью электромагнитных волн RF. Радиовещательные станции передают на различных радиочастотах, в зависимости от канала, в диапазоне от примерно 550 кГц для AM-радио до примерно 800 МГц для некоторых телевизионных станций UHF.Частоты для FM-радио и VHF-телевидения находятся между этими двумя крайностями. Рабочая мощность может составлять всего несколько сотен ватт для некоторых радиостанций или до миллионов ватт для некоторых телевизионных станций. Некоторые из этих сигналов могут быть значительным источником радиочастотной энергии в местных условиях, и Федеральная комиссия связи США требует, чтобы радиовещательные станции предоставляли доказательства соответствия директивам Федеральной комиссии связи США по радиочастотам.
Количество радиочастотной энергии, воздействию которой люди или работники могут подвергнуться воздействию радиовещательных антенн, зависит от нескольких факторов, включая тип станции, конструктивные характеристики используемой антенны, мощность, передаваемую на антенну, высоту антенны. и расстояние от антенны.Поскольку энергия на некоторых частотах поглощается человеческим телом легче, чем энергия на других частотах, важна частота передаваемого сигнала, а также его интенсивность.

Общественный доступ к вещательным антеннам обычно ограничен, поэтому люди не могут подвергаться воздействию полей высокого уровня, которые могут существовать рядом с антеннами. Измерения, проведенные FCC, EPA и другими, показали, что уровни радиочастотного излучения окружающей среды в населенных пунктах рядом с вещательными объектами обычно намного ниже уровней воздействия, рекомендованных действующими стандартами и руководящими принципами.Рабочим по обслуживанию антенн иногда требуется подниматься на антенные конструкции для таких целей, как покраска, ремонт или замена радиомаяка. Как EPA, так и OSHA сообщили, что в этих случаях рабочий может подвергнуться воздействию высоких уровней радиочастотной энергии, если работа выполняется на активной вышке или в областях, непосредственно окружающих излучающую антенну. Поэтому необходимо принять меры предосторожности, чтобы обслуживающий персонал не подвергался воздействию небезопасных радиочастотных полей.

Портативные радиосистемы
«Сухопутная-мобильная» связь включает в себя множество систем связи, которые требуют использования портативных и мобильных источников радиопередачи.Эти системы работают в узких полосах частот от 30 до 1000 МГц. Радиосистемы, используемые полицией и пожарными службами, службами радиопейджинга и деловым радио, – вот несколько примеров таких систем связи. По сути, существует три типа РЧ-передатчиков, связанных с системами сухопутной и подвижной связи: передатчики базовых станций, передатчики, устанавливаемые на транспортных средствах, и портативные передатчики. Антенны, используемые для этих различных передатчиков, адаптированы для их конкретного назначения. Например, антенна базовой станции должна излучать свой сигнал на относительно большую площадь, и, следовательно, ее передатчик обычно должен использовать более высокие уровни мощности, чем устанавливаемый на транспортном средстве или портативный радиопередатчик.Хотя эти антенны базовых станций обычно работают с более высокими уровнями мощности, чем другие типы антенн сухопутной подвижной связи, они обычно недоступны для населения, так как они должны быть установлены на значительной высоте над землей, чтобы обеспечить адекватное покрытие сигнала. Кроме того, многие из этих антенн передают только с перерывами. По этим причинам такие антенны базовых станций обычно не вызывали беспокойства в отношении возможного опасного воздействия радиочастотного излучения на население. Исследования на крышах домов показали, что мощные пейджинговые антенны могут увеличить вероятность воздействия на рабочих или других лиц, имеющих доступ к таким объектам, например, обслуживающий персонал.Уровни мощности передачи для наземных мобильных антенн, установленных на транспортных средствах, обычно ниже, чем у антенн базовых станций, но выше, чем у портативных устройств.

Портативные портативные радиостанции, такие как рации, представляют собой маломощные устройства, используемые для передачи и приема сообщений на относительно короткие расстояния. Из-за используемых низких уровней мощности, прерывистости этих передач и того факта, что эти радиомодули расположены далеко от головы, они не должны подвергать пользователей воздействию РЧ-энергии сверх безопасных пределов.Следовательно, FCC не требует регулярной документации о соблюдении пределов безопасности для двухсторонних радиостанций с функцией Push-to-Talk.

Антенны СВЧ
Двухточечные микроволновые антенны передают и принимают микроволновые сигналы на относительно небольших расстояниях (от нескольких десятых мили до 30 миль и более). Эти антенны обычно имеют прямоугольную или круглую форму и обычно устанавливаются на опорной вышке, на крышах, по бокам зданий или на аналогичных конструкциях, которые обеспечивают четкие и беспрепятственные пути прямой видимости между обоими концами тракта передачи или ссылка на сайт.Эти антенны имеют множество применений, например, для передачи голосовых сообщений и сообщений данных, а также в качестве каналов связи между студиями вещания или кабельного телевидения и передающими антеннами. Радиочастотные сигналы от этих антенн проходят направленным лучом от передающей антенны к приемной антенне, и разброс микроволновой энергии за пределами относительно узкого луча минимален или незначителен. Кроме того, эти антенны передают с использованием очень низких уровней мощности, обычно порядка нескольких ватт или меньше. Измерения показали, что плотности мощности на уровне земли, создаваемые направленными микроволновыми антеннами, обычно в тысячу или более раз ниже рекомендуемых пределов безопасности.Более того, в качестве дополнительного запаса безопасности места расположения микроволновых вышек обычно недоступны для широкой публики. Значительное облучение от этих антенн могло произойти только в том маловероятном случае, когда человек должен был стоять прямо перед антенной и очень близко к ней в течение определенного периода времени.

Спутниковые системы
Наземные антенны, используемые для связи спутник-Земля, обычно представляют собой параболические антенны типа “тарелка”, некоторые из которых имеют диаметр от 10 до 30 метров, которые используются для передачи (восходящие линии связи) или приема (нисходящие линии связи) микроволновых сигналов на спутники или от них в орбита вокруг Земли.Спутники принимают переданные им сигналы и, в свою очередь, ретранслируют сигналы обратно на наземную приемную станцию. Эти сигналы позволяют предоставлять различные услуги связи, включая услуги междугородной телефонной связи. Некоторые антенны спутниковой земной станции используются только для приема радиосигналов (то есть, как телевизионные антенны на крыше, используемые в жилом доме), и, поскольку они не передают, радиочастотное воздействие не является проблемой. Из-за больших расстояний уровни мощности, используемые для передачи этих сигналов, относительно велики по сравнению, например, с теми, которые используются в двухточечных микроволновых антеннах, описанных выше.Однако, как и в случае с микроволновыми антеннами, лучи, используемые для передачи сигналов Земля-спутник, являются концентрированными и сильно направленными, подобно лучу от фонарика. Кроме того, общественный доступ обычно ограничивается на участках станций, где уровни воздействия могут приближаться к безопасным пределам или превышать их.

Радиолокационные системы
Радиолокационные системы обнаруживают присутствие, направление или дальность действия самолетов, кораблей или других движущихся объектов. Это достигается посылкой импульсов высокочастотного электромагнитного поля (ЭМП).Радиолокационные системы обычно работают на радиочастотах от 300 мегагерц (МГц) до 15 гигагерц (ГГц). Изобретенные около 60 лет назад радарные системы широко используются в навигации, авиации, национальной обороне и прогнозировании погоды. Люди, которые живут или постоянно работают рядом с радаром, выразили обеспокоенность по поводу долгосрочного неблагоприятного воздействия этих систем на здоровье, включая рак, репродуктивную функцию, катаракту и неблагоприятные последствия для детей. Важно различать предполагаемые и реальные опасности, которые представляет радар, и понимать причины существующих международных стандартов и мер защиты, используемых сегодня.

Мощность, излучаемая радиолокационными системами, варьируется от нескольких милливатт (полицейский радар управления движением) до многих киловатт (большие космические радары слежения). Однако ряд факторов значительно снижает воздействие радиочастотного излучения, создаваемого радиолокационными системами, на человека, часто как минимум в 100 раз: