電磁輻射的作用、危害及屏蔽

徐曉萍　許玉昆　高　強　那丹彤

摘要：本文從電磁輻射對人類的作用和危害兩個方面分析了電磁輻射對人類的影響，并介紹了電磁輻射屏蔽的兩種方式。

關(guān)鍵詞：電磁輻射；影響；屏蔽

1前言

生活中電視、電臺、變電站、電腦、移動電話……甚至一根通了電的金屬線，都會向外輻射電磁場。不少人擔心：這些會不會是威脅我們生命健康的無形的殺手。下面我們就探析一下電磁輻射對人類的影響。

2電磁輻射的概念

對于“輻射”一詞，其實大家并不陌生，我們?nèi)粘Ｉ钪谐＝佑|到的太陽光輻射、熱輻射都是輻射。何為“電磁輻射”？在不同的場合有不同的理解，在《電磁兼容術(shù)語》中是這樣定義的：能量以電磁波形式由源發(fā)射到空間的現(xiàn)象，或能量以電磁波形式在空間傳播。在環(huán)境保護領(lǐng)域，電磁輻射是指能量通過空間傳播的所有現(xiàn)象，即頻率從零赫茲開始，能量以電場、磁場或電磁波的形式傳播的所有現(xiàn)象都稱為電磁輻射。

電磁輻射可分為自然電磁輻射和人為電磁輻射。顧名思義，自然電磁輻射是由自然界自發(fā)產(chǎn)生的。比如最常見的靜電、雷電現(xiàn)象。自然電磁輻射有時候?qū)θ梭w以及電器設備的危害是很大的，有時候甚至是毀滅性的。人為電磁輻射是人為產(chǎn)生的電磁輻射。一般又可將產(chǎn)生輻射的輻射源分為五大類：一是廣播電視系統(tǒng)發(fā)射設備；二是通訊、雷達及導航系統(tǒng)無線發(fā)射設備；三是工業(yè)、科學和醫(yī)療系統(tǒng)射頻設備；四是高壓電力系統(tǒng)設備；五是交通系統(tǒng)電磁輻射設備。這五大類中，有人們?yōu)榱诉_到某種目的而故意產(chǎn)生的有意電磁輻射，也有無意生成的無意電磁輻射。可以說，電磁輻射現(xiàn)在已經(jīng)是無時無刻無處不在，它對我們的生活產(chǎn)生了很大的影響。但是現(xiàn)在似乎有的人“談輻射色變”，認為電磁輻射都是對人體有害的，都希望遠離電磁輻射。在這里我要說的是，電磁輻射不是電磁污染，一定要科學地理清這個概念。成千上萬年以來，人類就處在各種電磁輻射的包圍之中，地球天然磁場、太陽光等都會發(fā)出強度不同的輻射，人們已經(jīng)習慣生活在電磁場環(huán)境中。只有當輻射強度超過一定安全值時才會對人體產(chǎn)生危害。

3電磁輻射的影響

3.1電磁輻射的作用

電磁輻射可謂神通廣大，在很多地方都可以見到它的身影。它可以傳遞信息；比如我們聽廣播、看電視、用手機通信，這些信號就是通過發(fā)射天線以波的形式傳播出去的。它被廣泛地用于醫(yī)療：比如治療腫瘤的輻射器可以將溫度控制在只殺死癌細胞的很窄的溫度范圍內(nèi)而起到治療的作用。它可以用于目標探測；比如雷達就是利用發(fā)射機向探測的目標發(fā)送脈沖波，該脈沖波遇到探測目標后反射回來，根據(jù)反射回來的波探測出目標的種類、距離、速度等參數(shù)。電磁輻射還廣泛地用于感應加熱：如電磁爐就是利用中、長波波段的高頻電磁場能量使導體或半導體本身發(fā)熱，達到熱加工的目的；介質(zhì)加熱：如微波爐的應用，就是將非導體置于強電磁場內(nèi)，其帶正電與負電的分子或原子在交變電磁場的作用下，以這個電場的頻率震蕩，“摩擦”而引起發(fā)熱，達到加工的目的。除此而外，電磁輻射的一個重要的用途就是在現(xiàn)在軍事上的應用。大量的電磁設備被嵌入到了武器系統(tǒng)和指揮系統(tǒng)中，使得信息化武器裝備被大量地投入到戰(zhàn)場中，從而也使得電子戰(zhàn)成為現(xiàn)代戰(zhàn)爭的主要形式。海灣戰(zhàn)爭中，美國對伊拉克的電子對抗行動，使得伊軍的通信和指揮系統(tǒng)完全處于癱瘓狀態(tài)，只有被動挨打。

3.2電磁輻射的危害

很多人都懼怕“電磁輻射”，這種擔心也不是沒有道理。我們都知道，醫(yī)院的X光不能照得太頻繁，原因就是頻繁的X光輻射可能會產(chǎn)生累積效應，對健康造成危害。同樣，人體接受的電磁輻射強度太大，時間太長或者距離太近，也可能造成危害。

電磁輻射對人體的危害主要是熱效應和非熱效應。人體70%以上是水，水分子受到電磁波輻射后相互摩擦，引起機體升溫，一般情況下，人體對這種熱量有調(diào)節(jié)和擴散功能，但如果這種熱量產(chǎn)生的速度太快，超過人體正常的調(diào)節(jié)能力時，這種熱量就會在人體積累，從而使蛋白質(zhì)溫度升高，甚至燒壞蛋白質(zhì)分子，形成壞死的組織，最后導致某種生理病癥。這就是熱效應。而非熱效應是指電磁場對人體在不產(chǎn)生溫升的情況下而引起的生理病。人類在地磁場作用下進化過來，形成了人類神經(jīng)系統(tǒng)與這種磁場效應的和諧，但如果長期處在一個人為產(chǎn)生的強磁場中，這種環(huán)境中附加磁場的強度和方向都與自然本底不同，影響神經(jīng)系統(tǒng)正常功能，導致幻覺，甚至神經(jīng)紊亂。

我們再拐過頭來看一下文章開始提到的那位母親。母親擔心她家附近的高壓線路設施會給家人的身體健康帶來威脅，誠然，“高壓線”這個詞聽起來是挺可怕，但恰恰就是它的電磁輻射反而是不必過于擔心的。正常運行條件下的高電壓設備，特別是輸電線路附近所產(chǎn)生的輻射主要為50HZ的工頻電磁輻射。根據(jù)大量的現(xiàn)場實測資料表明，工頻電磁輻射的影響范圍十分有限，對于輸電線路而言，在離開邊導線10-15m的范圍以外，工頻電場強度小于居民區(qū)工頻電場強度推薦標準4KV/m，因此對于居住在離開變電站或輸電線路10-15m以外的居民，完全沒有必要擔心。

電磁場跨越的頻率范圍是十分廣闊的，除了工頻頻段（50Hz/60Hz）外還有射頻或高頻（0.1~300MHz）和微波（300~300000MHz）兩個頻段。其中無線電廣播、電視、無線電通信發(fā)射臺等各種射頻設備的輻射，頻率高、功率大、影響區(qū)域廣，這才是電磁污染環(huán)境的主要因素。

4電磁輻射的屏蔽

為了防止電磁輻射對環(huán)境的污染，或者為防止電磁輻射對人體健康損害和對電子儀器設備的干擾所采取的保護措施，就叫做電磁輻射屏蔽。電磁輻射屏蔽方式分為主動式和被動式。主動式是用吸收電磁輻射的材料將電磁輻射源包圍屏蔽起來。如微波爐，其外殼就具有屏蔽作用，它將微波元件產(chǎn)生的微波阻擋在微波爐內(nèi)，當然這種阻擋并不是完全的。被動式是為阻止電磁輻射對被保護對象的危害和干擾而對被保護對象所采取的包圍屏蔽，如無線電接收設備高頻信號接收與放大電路等都采用金屬屏蔽外殼進行屏蔽，防止外界電磁輻射對本機的干擾。

采取何種電磁輻射屏蔽方式具體情況要具體對待。對于廣播電視系統(tǒng)發(fā)射設備和通訊、雷達及導航系統(tǒng)無線發(fā)射設備，這些設備的用途就是靠產(chǎn)生電磁信號來傳送信息，其電磁信號對這些設備是有用信號，而對別的設備就是電磁輻射干擾信號，如果用主動式屏蔽措施將其包圍屏蔽起來，那么將會失去這些設備的應用意義，因此只有采用被動式屏蔽。對于工業(yè)、科學和醫(yī)療系統(tǒng)射頻設備，則易采取主動式屏蔽。

參考文獻

[1]《戰(zhàn)場電磁環(huán)境》. 王汝群. 解放軍出版社

[2]楊偉利、于學青.《環(huán)境》雜志. 2005年9期

作者簡介:徐曉萍工作單位:長春市裝甲兵技術(shù)學院電子工程系指揮控制系統(tǒng)維修教研室