Παρασκευή, 3 Ιουλίου 2015

Ηλεκτρομαγνητική Ακτινοβολία: πηγή ζωής, ενέργειας αλλά και αιτία βλάβης

Ηλεκτρομαγνητική Ακτινοβολία

Η ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία (Η/Μ) αποτελείται από κύματα ακτινοβολίας (ή φωτόνια) τα οποία στην πλειονότητα τους είναι αόρατα. Μόνο ένα μικρό τμήμα τους ανιχνεύεται από το ανθρώπινο μάτι και αποτελεί το ορατό φως (τα χρώματα του ουράνιου τόξου). Η Η/Μ ακτινοβολία μεταφέρει δύο ειδών δεδομένα: ενέργεια και πληροφορίες. Όσο υψηλότερη είναι η ενέργειά του Η/Μ κύματος, τόσο μικρότερο είναι το μήκος κύματός του και κατά συνέπεια, τόσο πιο πολλά Η/Μ κύματα διέρχονται από ένα σημείο του χώρου κάθε δευτερόλεπτο (αυξάνει η “συχνότητα”).

Τα διάφορα είδη Η/Μ πεδίων

Σκεφθείτε τώρα, μία φανταστική μηχανή με ένα μόνο κουμπί το οποίο γυρνώντας το δεξιά η μηχανή εκπέμπει φωτόνια στον χώρο όλο και υψηλότερης ενέργειας (άρα και μεγαλύτερης συχνότητας ή μικρότερου μήκους κύματος):

Στην αρχή, τα φωτόνια τα οποία θα εκπέμπονται θα είναι κατάλληλα για να λειτουργεί η μηχανή αυτή σαν ραδιόφωνο και να ακούγεται μουσική.

Αν γυρίσουμε λίγο παραπάνω το κουμπί (και δυναμώσουμε την ενέργεια των εκπεμπομένων φωτονίων) η φανταστική μας μηχανή μπορεί να λειτουργήσει σαν τηλεόραση και να βλέπουμε εικόνες. Με λίγο παραπάνω ενέργεια λειτουργεί σαν φούρνος μικροκυμάτων (η λεγόμενη “περιοχή μικροκυμάτων”) και να ζεστάνει το φαγητό μας. Στην ίδια περίπου περιοχή λειτουργεί το κινητό μας τηλέφωνο και μιλάμε με τους φίλους μας.

Στην ίδια λογική, ανεβάζοντας την συχνότητα και (κατ’επέκταση) την ενέργεια μπορούμε να στείλουμε σήματα ραντάρ και να επικοινωνήσουμε με άλλους σταθμούς σε πολύ μακρινές αποστάσεις. Με λίγο παραπάνω ενέργεια δημιουργούμε φωτόνια παρόμοια με αυτά που εκπέμπει ο ήλιος, τα οποία  αντανακλώνται στα σώματα και διαχέονται παντού... έτσι βλέπουμε την φύση. Το στενό αυτό “παράθυρο” φωτονίων είναι το λεγόμενο “ορατό φάσμα” και έχει τα χρώματα της ίριδος.

Σημείωση: ως εδώ, τα εκπεμπόμενα φωτόνια είναι αρκετά αδύναμα και δεν μπορούν να ιοντίσουν την ύλη (να αποσπάσουν ηλεκτρόνια από τα άτομα), και αυτό το τμήμα του φάσματος λέγεται “μη ιοντίζουσα ακτινοβολία”. Η μη-ιοντίζουσα ακτινοβολία δεν προκαλεί βλάβες στα κύτταρα καθώς δεν μπορεί να σπάσει την αλυσίδα του DNA. Σε αυτήν ανήκει η κινητή τηλεφωνία. Αυτή η διαπίστωση είναι προφανής και από το εξής: εάν η ορατή ακτινοβολία (η οποία διαθέτει την υψηλότερη ενέργεια μεταξύ των μη-ιοντιζουσών), μπορούσε να σπάσει την αλυσίδα του DNA, με τόσο ηλιακό φως που δέχεται η γη, θα είχαμε πεθάνει προ πολλού και αυτό το άρθρο δεν θα είχε γραφεί ποτέ. Η κινητή τηλεφωνία διαθέτει μόνο τα 2-5 εκατομμυριοστά της ηλιακής ακτινοβολίας…

Σε λίγο υψηλότερη ενέργεια από αυτήν του “ορατού φάσματος” εισερχόμαστε στον κόσμο της “υπεριώδους ακτινοβολίας”. Αν κάποιος ξαπλώσει κάτω από την φανταστική μας μηχανή, την μετατρέπει σε solarium. Σε ελάχιστο χρόνο θα έχει αποκτήσει ένα πολύ ωραίο χρυσόμαυρο χρώμα σαν να έχει κάνει ώρες ολόκληρες ηλιοθεραπεία (το τίμημα σε βιολογική βλάβη του δέρματος είναι δυστυχώς τεράστιο!).

Γυρνώντας περισσότερο το κουμπί δεξιά, η ακτινοβολία γίνεται ακόμη πιο διεισδυτική καθώς αυξάνει η ενέργεια και η συχνότητά της. Η μηχανή μας τώρα μεταμορφώνεται σε μία “ακτινογραφική λυχνία” και κάνει διαγνωστικές ακτινογραφίες. Με λίγη ενέργεια ακόμα η μηχανή μας μετατρέπεται σε “γραμμικό επιταχυντή”, είναι εγκατεστημένη στο ακτινοθεραπευτικό τμήμα του νοσοκομείου και θεραπεύει καρκινοπαθείς.

Σημείωση: ξεκινώντας αμέσως μετά το ορατό φως, από την περιοχή η οποία ονομάζεται “υπεριώδεις ακτίνες” και μετακινούμενοι δεξιά έως και τα ισχυρά Η/Μ κύματα της ακτινοθεραπείας, αυτή η περιοχή του φάσματος αναγνωρίζεται με το γενικότερο όνομα “ιοντίζουσες ακτινοβολίες”. Αυτές προκαλούν, από επιπόλαιες έως και θανατηφόρες, βιολογικές βλάβες στα κύτταρα, καθώς μπορούν να σπάσουν την αλυσίδα του DNA. Η Ακτινολογία, η Πυρηνική Ιατρική και η Ακτινοθεραπεία αποτελούν τις κυριότερες ιατρικές εφαρμογές των ιοντιζουσών ακτινοβολιών.

Συμπέρασμα: Η φύση της Η/Μ ακτινοβολίας είναι μία και μοναδική: η ακτινοβολία του ήλιου, του αξονικού τομογράφου, του κινητού τηλεφώνου, της τηλεόρασης, η ακτινοβολία γάμμα των ραδιενεργών ουσιών, του φούρνου μικροκυμάτων, κ.α. διαφέρουν μόνο ως προς την ενέργεια την οποία μεταφέρουν (και η οποία χαρακτηρίζεται από το μήκος κύματος ή την συχνότητα του Η/Μ κύματος). Όσο αυξάνεται η ενέργεια, τόσο “σκληραίνει” η ακτινοβολία, γίνεται δηλαδή περισσότερο διεισδυτική και επιβλαβής για τα κύτταρά μας. “Αριστερά” του ορατού φωτός (συμπεριλαμβανομένου και αυτού) οι Η/Μ συχνότητες είναι σχετικά ακίνδυνες, έχουν μικρές ιατρικές εφαρμογές αλλά σημαντικές εφαρμογές επικοινωνίας. “Δεξιά” του ορατού φωτός, οι κύριες εφαρμογές είναι ιατρικές, αλλά με αρκετό βιολογικό κόστος.

δημοσιεύτηκε αρχικά στο artinews.gr

About the Author

Κώστας Κάππας

Author

Ο Κώστας Κάππας είναι καθηγητής Ιατρικής Φυσικής - Ακτινοφυσικής του Πανεπιστημιακού Νοσοκομείου Λάρισας και του Ιατρικού Τμήματος Πανεπιστημίου Θεσσαλίας

 
Φυσική Επιστήμη - Physics Mag © 2015 - Designed by Templateism.com
Επικοινωνία: info@physicsmag.com