Что такое неионизирующее излучение
Неионизирующее излучение – определение, примеры и тест
Определение неионизирующего излучения
не-ионизирующее излучение любой вид излучения в электромагнитном спектре, которому не хватает энергии, чтобы удалить электрон из атома и превратить его в ион. Это контрастирует с ионизирующим излучением, таким как рентгеновское излучение, гамма-излучение и альфа-частицы, которые приходят с другого конца спектра и являются нестабильными и реактивными. Неионизирующее излучение может генерировать тепло, как пища готовится в микроволновой печи. Люди и другие организмы могут видеть некоторые типы неионизирующего излучения, такие как видимый свет и инфракрасный свет.
Примеры неионизирующих излучений
ультрафиолетовый
Ультрафиолетовое (УФ) излучение исходит от солнца, сварки, черного света и ультрафиолетовых лазеров. Солнце испускает лучи UVA, UVB и UVC. UVC-лучи поглощаются озоновым слоем и никогда не достигают Земли. Как УФА, так и УФВ свет важны для человека при производстве витамина D. Однако последствия чрезмерного воздействия ультрафиолетовых лучей могут быть отрицательными и могут быть немедленными или отсроченными. Загар, кожа рак и катаракта развиваются со временем при чрезмерном воздействии.
Видимый свет
Часть видимого света электромагнитного спектра могут видеть люди, животные и другие организмы. Этот тип света состоит из семи цветов: красный, оранжевый, желтый, зеленый, синий, индиго и фиолетовый. Когда все цвета присутствуют одновременно, свет является белым. Радуга создается, когда видимый свет проходит через капли дождя. Капли дождя действуют как призма и разбивают свет на отдельные цвета. Передержка в видимом свете может повредить как глаза и кожа.
инфракрасный
Все на Земле испускает некоторое количество инфракрасного (ИК) излучения. Человеческий глаз не может видеть большую часть инфракрасного спектра, но мы можем чувствовать его как тепло. Инфракрасное излучение используется в печах, тепловых лампах, тостерах, очках ночного видения и лазерах, установленных на пультах дистанционного управления телевизора. Около половины всей энергии, которую излучает солнце, находится в форме инфракрасного излучения, которое мы ощущаем как тепло. В больших количествах этот тип излучения может повредить глаза и даже вызвать слепоту.
ИК излучение солнца обычно поглощается поверхностью Земли и облаками, а затем выделяется в атмосферу в виде тепла. Когда в атмосфере много водяного пара, а также азота, серы и фторуглеродов, ИК-излучение задерживается и вызывает повышение температуры воздуха. Это называется парниковым эффектом. Повышение температуры, как это, вызывает изменения в погодных условиях на Земле и приводит к изменению климата.
Микроволны
Микроволновое излучение (МВт) исходит от микроволновых печей, радаров, передающих башен, спутниковых передач, солнечного и космического микроволнового фонового излучения (CMB). CMB – это излучение, оставшееся от Большого взрыва, когда началась Вселенная. Микроволновая печь работает, потому что микроволны возбуждают молекулы воды в пище и заставляют их вибрировать, генерируя тепло и готовя еду. Атомы и молекулы также могут испускать и поглощать МВ излучения. Чрезмерное воздействие радиации MW может вызвать катаракту и ожоги кожи.
Есть три подкатегории излучения МВ. Чрезвычайно высокочастотные (КВЧ) волны используются в дистанционных датчиках и радиоастрономии. Волны сверхвысокой частоты (СВЧ) обычно используются в микроволновых печах, радиолокационных передатчиках, клетка телефоны и спутниковая связь. Наконец, ультравысокая частота (УВЧ) используется в телевизионных передачах, рациях и беспроводных телефонах. Микроволны иногда группируются с радиоволнами, потому что эти два типа неионизирующего излучения частично перекрывают электромагнитный спектр.
Радиочастоты
Радиопередачи AM и FM, сигналы Wi-Fi, сотовые телефоны, радиолюбители, телевидение и сканеры в аэропортах используют радиочастотные (РЧ) волны. Этот тип неионизирующего излучения поглощается по всему телу. Влияние радиочастотных волн на организм схоже с излучением МВТ с точки зрения выделения тепла. Например, использование мобильного телефона вызывает уши и / или глава согреться. Как и MW-излучение, РЧ-волны подразделяются на категории: высокая частота (HF), средняя частота (MF), низкая частота (LF) и очень низкая частота (VLF). Нет научных доказательств того, что неионизирующая радиация повышает риск развития рака или оказывает какое-либо вредное воздействие на организм.
Чрезвычайно Низкие Частоты
Чрезвычайно низкочастотные (ELF) волны находятся на дальнем конце электромагнитного спектра и исходят от линий электропередач, электрического оборудования и проводки, а также от электрических приборов, таких как электрические одеяла, холодильники, бритвы и фены. Волны ELF могут проходить через воду, поэтому они также используются для обнаружения на подводных лодках. По данным Национального института рака, нет никаких экспериментальных данных, свидетельствующих о том, что нормальные уровни радиации ELF опасны для человека.
Лазеры
Лазеры не являются формой неионизирующего излучения, но они сделаны из него. Слово «лазер» является аббревиатурой от «Усиление света за счет вынужденного излучения». Лазеры стимулируют атомы и молекулы и заставляют их излучать свет и концентрировать его в пучок излучения. Лазеры могут быть сделаны из видимого света, ультрафиолетовых и инфракрасных волн. Храните кассовые сканеры, CD и DVD плееры, пульты дистанционного управления, стоматологические дрели, лазерные указки и лазерные принтеры – все используют лазеры. Они также имеют много промышленного и медицинского применения. Мазеры работают таким же образом, за исключением того, что они усиливают МВт и РЧ волны («М» обозначает СВЧ). Лазеры также изготавливаются из элементов аргона, гелия и неона, кристаллов рубина, химических веществ и жидких красителей. При неправильном использовании лазеры горят и наносят серьезный ущерб тканям, особенно глазу. Узкий луч света концентрирует воздействие на сетчатку, вызывая слепые пятна.
викторина
1. Что из нижеперечисленного НЕ является примером неионизирующего излучения?A. ультрафиолетовыйB. РентгеновскийC. СВЧD. Видимый свет
Ответ на вопрос № 1
В верно. Рентгеновские лучи являются примером ионизирующего излучения.
2. Как работают микроволновые печи?A. Они используют лазеры для разогрева пищи.B. Они крутят еду очень быстро, и она нагревается.C. Они возбуждают молекулы воды в пище и заставляют их вибрировать, выделяя тепло.D. Они используют солнце для разогрева пищи, и вы можете ослепнуть, если посмотрите на него.
Ответ на вопрос № 2
С верно. Микроволны в микроволновой печи возбуждают молекулы воды в пище. Это заставляет молекулы вибрировать, что генерирует тепло и готовит еду.
3. Воздействие нормальных уровней крайне низкочастотных (ЭЧХ) волн вызывает ______________.A. головной мозг наносить ущербB. астмаC. сильные ожогиD. без вредных воздействий
Ответ на вопрос № 3
D верно. Воздействие нормальных уровней волн крайне низкой частоты (ELF) не оказывает вредного воздействия.
СОДЕРЖАНИЕ
Механизмы взаимодействия с веществом, в том числе с живой тканью
Возникновение ионизации зависит от энергии отдельных частиц или волн, а не от их количества. Интенсивный поток частиц или волн не вызовет ионизацию, если эти частицы или волны не несут достаточно энергии для ионизации, если только они не поднимут температуру тела до точки, достаточно высокой для ионизации небольших фракций атомов или молекул в процессе ионизации. термоионизация. В таких случаях даже «неионизирующее излучение» способно вызвать термическую ионизацию, если оно выделяет достаточно тепла для повышения температуры до энергии ионизации. Эти реакции происходят при гораздо более высоких энергиях, чем при ионизирующем излучении, для ионизации которого требуется только одна частица. Известным примером термической ионизации является ионизация пламенем при обычном огне и реакции потемнения в обычных пищевых продуктах, вызванные инфракрасным излучением, во время приготовления на гриле.
Энергия частиц неионизирующего излучения мала, и вместо того, чтобы производить заряженные ионы при прохождении через вещество, неионизирующее электромагнитное излучение имеет достаточно энергии только для изменения вращательной, колебательной или электронной валентной конфигурации молекул и атомов. Это вызывает тепловые эффекты. Возможные нетепловые эффекты неионизирующих форм излучения на живые ткани были изучены совсем недавно. Большая часть текущих споров связана с относительно низкими уровнями воздействия радиочастотного (РЧ) излучения мобильных телефонов и базовых станций, вызывающих «нетепловые» эффекты. Некоторые эксперименты предполагают, что могут иметь место биологические эффекты при нетепловых уровнях воздействия, но доказательства возникновения опасности для здоровья противоречивы и бездоказательны. Научное сообщество и международные организации признают, что необходимы дальнейшие исследования для улучшения нашего понимания в некоторых областях. Между тем, все согласны с тем, что нет последовательных и убедительных научных доказательств неблагоприятных последствий для здоровья, вызванных радиочастотным излучением при достаточно низких мощностях, при которых не возникает теплового воздействия на здоровье.
Риск для здоровья
Верхние частоты
Более низкие частоты
В дополнение к хорошо известному эффекту неионизирующего ультрафиолетового излучения, вызывающего рак кожи, неионизирующее излучение может вызывать немутагенные эффекты, такие как возбуждение тепловой энергии в биологической ткани, что может привести к ожогам. В 2011 году Международное агентство по изучению рака (IARC) Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ) опубликовало заявление, в котором добавлены радиочастотные электромагнитные поля (включая микроволновые и миллиметровые волны) в свой список вещей, которые могут быть канцерогенными для человека.
С точки зрения потенциальных биологических эффектов неионизирующая часть спектра может быть подразделена на:
Вышеупомянутые эффекты, как было показано, связаны только с эффектами нагрева. На низких уровнях мощности, где отсутствует эффект нагрева, риск рака незначителен.
Ближнее ультрафиолетовое излучение
Ультрафиолетовый свет может вызвать ожоги кожи и катаракту глаз. Ультрафиолет классифицируется на ближний, средний и дальний УФ в соответствии с энергией, где ближний и средний ультрафиолет технически неионизируют, но где все длины волн УФ могут вызывать фотохимические реакции, которые в некоторой степени имитируют ионизацию (включая повреждение ДНК и канцерогенез). УФ-излучение выше 10 эВ (длина волны короче 125 нм) считается ионизирующим. Однако остальная часть УФ-спектра от 3,1 эВ (400 нм) до 10 эВ, хотя технически не ионизируется, может вызывать фотохимические реакции, которые повреждают молекулы, за счет иных средств, кроме простого нагрева. Поскольку эти реакции часто очень похожи на реакции, вызываемые ионизирующим излучением, часто весь УФ-спектр считается эквивалентным ионизирующему излучению при его взаимодействии со многими системами (включая биологические системы).
Видимый свет
Инфракрасный
Радиоволны
Очень низкая частота (VLF)
Чрезвычайно низкая частота (ELF)
3 Гц) считаются находящимися в УНЧ диапазоне, который, таким образом, также определяется иначе, чем радиодиапазоны МСЭ.
Тепловое излучение
Как отмечалось выше, даже низкочастотное тепловое излучение может вызвать температурную ионизацию всякий раз, когда оно выделяет достаточно тепловой энергии для повышения температуры до достаточно высокого уровня. Распространенными примерами этого являются ионизация (плазма), наблюдаемая в обычном пламени, и молекулярные изменения, вызванные « потемнением » при приготовлении пищи, что представляет собой химический процесс, который начинается с большой составляющей ионизации.
Излучение черного тела
Неионизирующие поля и излучения
Вы будете перенаправлены на Автор24
Понятие «неионизирующие излучения»
Из курса физики хорошо известно, что распространение энергии происходит в виде мелких частиц и волн, процесс испускания и распространения которой называется излучением.
Различают 2 основных вида излучения по воздействию на предметы и живые ткани:
Неионизирующее излучение в отличие от первого, не разрывает связи между молекулами вещества, на которое воздействует. Но, надо сказать, что здесь есть свои исключения, например, УФ-лучи могут ионизировать вещество. К электромагнитным относятся высокочастотные рентгеновские и гамма лучи, только они более жесткие и ионизируют вещество.
Остальные электромагнитные излучения являются неионизирующими и вмешаться в структуру материи не могут, потому что их энергии для этого не хватает. Видимое световое и уф-излучения тоже неионизирующие, а световое излучение называют часто оптическим. Образуется оно при нагревании тел и своим спектром близко к инфракрасным лучам.
Инфракрасное излучение широко применяется в медицинской практике. Его используют для улучшения метаболизма, стимуляции кровообращения, дезинфекции продуктов питания. Однако, излишний нагрев приводит к иссушению слизистой оболочки глаза, а максимальная мощность излучения способна разрушить молекулу ДНК.
Способностью к ионизации может обладать ультрафиолетовое излучение, приближенное к рентгеновскому. Уф-лучи способны вызвать различные мутации, ожоги кожи, роговицы глаз. Медицина с помощью УФ-лучей синтезирует в коже витамин D3. C их помощью обеззараживают воду, воздух, стерилизуют оборудование.
Неионизирующие электромагнитные излучения бывают природного и искусственного происхождения. Природным источником является Солнце, посылающее все виды излучения. В полном объеме до поверхности планеты они не доходят. Благодаря атмосфере Земли, слою озона, влажности, углекислому газу их вредное воздействие смягчается. Молния, космические объекты могут стать естественными источниками для радиоволн. Любое тело, нагретое до нужной температуры, способно испускать тепловые инфракрасные лучи, несмотря на то, что основное излучение исходит от искусственных объектов. В данном случае к основным источникам можно отнести обогреватели, горелки, имеющиеся в каждом доме лампы накаливания.
Готовые работы на аналогичную тему
Поскольку радиоволны передаются по любым электрическим проводникам, то все электроприборы становятся искусственными источниками.
Сила воздействия электромагнитного излучения зависит от длины волны, частоты и поляризации. Волны большой длины на объект переносят меньше энергии, поэтому являются менее вредными.
Воздействие электромагнитных полей на человека
Электромагнитные поля, так или иначе, оказывают свое воздействие на человека.
Это воздействие связано с:
Усугубляет опасность воздействия излучения тот факт, что органы чувств человека его не могут обнаружить. На человека электростатическое поле (ЭСП) воздействует в виде прохождения через него слабого, в несколько микроампер, тока, без наблюдения электротравм. Но, у людей может быть рефлекторная реакция на электрический ток, в этом случае возможна механическая травма, например, можно удариться об элементы конструкции, расположенной рядом. Достаточно чувствительны к электростатическим полям центральная нервная система, анализаторы, сердечнососудистая система. Раздражительность, головная боль, нарушения сна – это те проявления, которые наблюдаются у людей, работающих в зоне воздействия ЭСП.
Магнитные поля (МП) могут действовать непрерывно и прерывисто, степень воздействия которых зависит от того, насколько сильно напряжено поле в пространстве вблизи магнитного устройства. От того, где расположен человек по отношению к МП и режим его труда, зависит получаемая доза. Зрительные ощущения отмечаются при действии переменного магнитного поля, но, с прекращением воздействия эти ощущения исчезают. Серьезные нарушения происходят в условиях хронического воздействия МП, превышающих предельно допустимые уровни. В этом случае наблюдаются нарушение функций ЦНС, сердечнососудистой и дыхательной системы, пищеварительного тракта, происходят изменения в крови. Нарушается ритм и замедляется частота сердечных сокращений при постоянном воздействии ЭМП промышленной частоты.
Тело человека, состоящее из атомов и молекул, под воздействием ЭМП радиочастотного диапазона, поляризуется, происходит следующее:
Следствием поглощения энергии электромагнитного поля является тепловой эффект. При нарастающей напряженности и времени воздействия указанные эффекты проявляются сильнее.
Неионизирующие электромагнитные поля
Заряженные частицы характеризуются электромагнитным взаимодействием. Энергия между этими частицами передается фотонами электромагнитного поля.
В воздухе длина электромагнитной волны λ(м) связана с её частотой ƒ(Гц) соотношением λƒ = с,,где с – скорость света, м/с.
Неионизирующие электромагнитные поля, имеющие естественное происхождение, являются постоянно действующим фактором. Их источники – атмосферное электричество, солнечное и галактическое радиоизлучение, электрическое и магнитное поля планеты.
Есть и техногенные источники электрических и магнитных полей и излучений. Радиотехнические объекты, теле- и радиолокационные станции, примыкающие к предприятиям термические цехи и участки – это основные источники электромагнитных полей радиочастот.
С такими источниками как высоковольтные линии электропередач, использующимися на промышленных предприятиях источниками магнитных полей чаще всего связаны электромагнитные поля промышленной частоты.
В зонах, близко расположенных к электрифицированным железным дорогам, возникающие магнитные поля представляют значительную опасность. Даже в зданиях, расположенных недалеко от этих зон, обнаруживаются магнитные поля высокой интенсивности.