ΑΠΛΕΣ ΑΠΑΝΤΗΣΕΙΣ ΣΕ ΚΑΘΗΜΕΡΙΝΑ ΦΑΙΝΟΜΕΝΑ
( ΕΠΙΣΤΗΜΗ ΓΙΑ ΟΛΟΥΣ )
Του Λουκά Αθανασέκου
Φυσικός, MSc «Φωτονική & Οπτοηλεκτρονικές διατάξεις»
Υποψ. Διδάκτορας τμημ. Επιστήμης των Υλικών, Παν. Πατρών
Ερωτήσεις: athanasekos@eie.gr
· Πώς λειτουργούν τα κινητά τηλέφωνα;
Τα κινητά τηλέφωνα είναι χαμηλής ισχύος πομποδέκτες ραδιοκυμάτων, οι οποίοι με τη βοήθεια κατάλληλης ενσωματωμένης κεραίας και ηλεκτρονικού εξοπλισμού μετατρέπουν τη φωνή και τα ψηφιακά δεδομένα σε ραδιοκύματα και το αντίστροφο. Για την αποστολή αυτών των ραδιοκυμάτων από και προς το κινητό τηλέφωνο, χρησιμοποιούνται οι σταθμοί βάσης. Όταν κάποιος καλεί από το κινητό του τηλέφωνο, αυτό εκπέμπει ραδιοκύματα που διαδίδονται στον αέρα μέχρι να συναντήσουν κάποιο δέκτη στον πλησιέστερο σταθμό βάσης. Όταν ο σταθμός βάσης λάβει τα ραδιοκύματα που προέρχονται από το κινητό τηλέφωνο, λειτουργεί ως διακόπτης μεταγωγής και προωθεί την κλήση σε ένα άλλο σταθμό βάσης. Έτσι, η κλήση αποστέλλεται μέσω του δικτύου κινητής τηλεφωνίας στο σταθμό βάσης που βρίσκεται πλησιέστερα στον καλούμενο χρήστη. Στη συνέχεια, ο σταθμός βάσης εκπέμπει ραδιοκύματα που λαμβάνονται από το δέκτη (κινητό τηλέφωνο) του καλούμενου χρήστη, όπου τα ραδιοκύματα μετατρέπονται ξανά σε ήχο. Προκειμένου να είναι κατά το δυνατό αποτελεσματική η διαχείριση των κλήσεων, κάθε περιοχή χωρίζεται σε πολλές ξεχωριστές γεωγραφικές περιοχές, γνωστές ως "κυψέλες". Ο σταθμός βάσης τοποθετείται σε κατάλληλη θέση εντός της κυψέλης. Αν και συνήθως είναι εξαγωνικού σχήματος, θυμίζοντάς μας τη δομή της κερήθρας, στην πράξη το σχήμα τους ενδέχεται να είναι ακαθόριστο, λόγω των χαρακτηριστικών του ανάγλυφου του εδάφους, της διαθεσιμότητας των κατάλληλων θέσεων για την εγκατάσταση των σταθμών βάσης και της πυκνότητας του πληθυσμού, καθώς σε πυκνοκατοικημένες περιοχές απαιτούνται μικρότερες κυψέλες.
· Τι είναι η ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία;
Η ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία αποτελείται από κύματα ηλεκτρικής και μαγνητικής ενέργειας, τα οποία διαδίδονται στον ελεύθερο χώρο. Η περιοχή στην οποία αναπτύσσονται τα κύματα αυτά ονομάζεται ηλεκτρομαγνητικό πεδίο. Τα ηλεκτρομαγνητικά κύματα εμφανίζονται με πολλές διαφορετικές μορφές. Τα ραδιοκύματα, τα μικροκύματα, το ορατό φως αλλά και οι ακτίνες X αποτελούν μορφές ηλεκτρομαγνητικών κυμάτων. Όλα τα ηλεκτρομαγνητικά κύματα διαδίδονται με την ταχύτητα του φωτός. Τα σημαντικά χαρακτηριστικά των διαφόρων τύπων κυμάτων είναι η απόσταση που καλύπτεται από ένα κύκλο του κύματος, που ονομάζεται μήκος κύματος, και ο αριθμός των κυμάτων που διέρχονται από ένα συγκεκριμένο σημείο ανά δευτερόλεπτο, που είναι η συχνότητα του κύματος. Οι σημαντικότερες διαφορές των διαφορετικών τύπων κυμάτων σχετίζονται με τη συχνότητα. Για οποιοδήποτε ηλεκτρομαγνητικό κύμα, το γινόμενο του μήκους κύματος και της συχνότητας ισούται με την ταχύτητα του φωτός. Η συχνότητα ενός ηλεκτρομαγνητικού κύματος εκφράζεται συνήθως σε μονάδες Hertz (Hz). Ένα Ηz ισούται με ένα κύμα ανά δευτερόλεπτο.
· Τι είναι τα ραδιοκύματα;
Τα ραδιοκύματα είναι κύματα με συχνότητα από 3 KHz (3x103 Hz) μέχρι 300 GHz ( 300 x 109 Hz). Το μήκος κύματος των ραδιοκυμάτων ποικίλλει μεταξύ των τιμών 1mm και 10Km. Τα ραδιοκύματα δημιουργούνται από την κίνηση ηλεκτρικών φορτίων επί των κεραιών και αναφέρονται και ως ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία ραδιοσυχνοτήτων, γιατί ακτινοβολούνται στο χώρο καθώς απομακρύνονται από την κεραία εκπομπής. Τα ραδιοκύματα ανήκουν στην κατηγορία των μη ιοντιζουσών ακτινοβολιών, καθώς δεν είναι ικανά να διασπάσουν χημικούς δεσμούς ή να αποσπάσουν ηλεκτρόνια από άτομα, προκαλώντας ιοντισμό της ύλης, όπως η ραδιενέργεια (ακτίνες X,ακτίνες γ). Ο διαχωρισμός μεταξύ ιοντίζουσας και μη ιοντίζουσας ακτινοβολίας είναι σημαντικός, γιατί επιτρέπει την καλύτερη αντίληψη των πραγματικών κινδύνων των διαφόρων τύπων της ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας. Τα ραδιοκύματα είναι ηλεκτρομαγνητικά πεδία που μπορούν να ακτινοβολούνται προς όλες τις κατευθύνσεις, προς συγκεκριμένες περιοχές του χώρου όπου ενδεχομένως βρίσκεται ένας μετακινούμενος δέκτης, ή προς σταθερούς δέκτες που βρίσκονται σε γνωστές θέσεις. Η κεραία είναι διάταξη σχεδιασμένη για να εκπέμπει και να λαμβάνει τα ραδιοκύματα. Όταν συναντούν αντικείμενα κατά τη διάδοσή τους, τα ραδιοκύματα είναι δυνατόν να ανακλαστούν, να απορροφηθούν ή να διαπεράσουν το αντικείμενο μερικώς ή ολικώς κατά τρόπο αντίστοιχο με ό,τι συμβαίνει με το φως.
Η ένταση του πεδίου που δημιουργείται εξαρτάται από παράγοντες, όπως τη συνολικά ακτινοβολούμενη ισχύ – μεγαλύτερη ισχύς προκαλεί ισχυρότερα πεδία, την απόσταση από την κεραία – η ένταση του πεδίου μειώνεται σημαντικά με την αύξηση της απόστασης και το διάγραμμα ακτινοβολίας της κεραίας– στενές δέσμες δημιουργούν ισχυρά πεδία στο εσωτερικό τους. Ως προς την εξάρτηση από την απόσταση, τα ραδιοκύματα εξασθενούν αντιστρόφως ανάλογα προς το τετράγωνο της.
· Τι συμβαίνει όταν το ανθρώπινο σώμα εκτίθεται σε ηλεκτρομαγνητικά πεδία ραδιοσυχνοτήτων;
Ηλεκτρικά ρεύματα υπάρχουν και στο ανθρώπινο σώμα και είναι απαραίτητα για τις φυσιολογικές σωματικές λειτουργίες. Όλες οι δομές του νευρικού συστήματος λειτουργούν μεταδίδοντας παλμικά ηλεκτρικά σήματα. Οι περισσότερες βιοχημικές αντιδράσεις, από εκείνες που σχετίζονται με την πέψη μέχρι εκείνες που σχετίζονται με την εγκεφαλική λειτουργία, περιλαμβάνουν ηλεκτρικές διεργασίες. Τα βιολογικά αποτελέσματα της έκθεσης του ανθρώπινου σώματος και των κυττάρων του σε εξωτερικά πεδία ραδιοσυχνοτήτων εξαρτώνται κυρίως από τη συχνότητα και την ένταση των ηλεκτρομαγνητικών πεδίων. Στις ραδιοσυχνότητες, η ακτινοβολία απορροφάται μερικώς και διεισδύει σε μικρό μόνο βάθος μέσα στο σώμα.
Η ενέργεια αυτών των ηλεκτρομαγνητικών πεδίων απορροφάται και προκαλεί την κίνηση των μορίων. Η τριβή και οι κρούσεις μεταξύ των ταχέως κινουμένων μορίων έχουν ως αποτέλεσμα την αύξηση της θερμοκρασίας. Εκτός, όμως, από τα γνωστά θερμικά αποτελέσματα, υπάρχει σήμερα αυξημένο ενδιαφέρον για τη μελέτη ύπαρξης και άλλων μη θερμικών μηχανισμών αλληλεπίδρασης των ραδιοκυμάτων με τους βιολογικούς ιστούς.
Τα κινητά τηλέφωνα εκπέμπουν ραδιοκύματα προς όλες τις κατευθύνσεις για να επικοινωνούν με τους σταθμούς βάσης της κινητής τηλεφωνίας που μπορεί να είναι σε οποιαδήποτε διεύθυνση σε σχέση με το χρήστη. Αυτό έχει ως συνέπεια μέρος της ακτινοβολίας που εκπέμπεται από το κινητό να κατευθύνεται προς το κεφάλι (κυρίως) και το σώμα του χρήστη. Η ακτινοβολία που δέχεται ο χρήστης εξαρτάται από σειρά παραγόντων, όπως ο τύπος του κινητού τηλεφώνου , η πραγματική ισχύς εξόδου του κινητού τηλεφώνου, ο χρόνος ομιλίας κατά τη διάρκεια μιας κλήσης και η απόσταση του κινητού από το κεφάλι του χρήστη. Η ένταση του λαμβανόμενου σήματος εξαρτάται από διάφορους παράγοντες όπως η απόσταση του σταθμού βάσης από τη συσκευή. Όσο εγγύτερα βρίσκεται η συσκευή στο σταθμό βάσης τόσο μεγαλύτερη είναι η ένταση του λαμβανόμενου σήματος. Στην πράξη, τα εμπόδια μεταξύ του σταθμού βάσης και της συσκευής και οι πολλαπλές ανακλάσεις λόγω εμποδίων κατά την κατεύθυνση διάδοσης μπορεί να αυξήσουν ή να μειώσουν σημαντικά την ένταση του σήματος. Επίσης, η ένταση του σήματος μειώνεται δραστικά στο εσωτερικό ενός κτιρίου σε σχέση με την ένταση του σήματος σε ανοιχτό χώρο.
Τέλος, κάποια από τα μέτρα προφύλαξης στην έκθεση της ακτινοβολίας θα ήταν :
ü Να χρησιμοποιείται το κινητό τηλέφωνο εκεί όπου η ποιότητα του λαμβανόμενου σήματος είναι ικανοποιητική και να αποφεύγεται η χρήση του σε κλειστούς χώρους.
ü Να χρησιμοποιούνται εξαρτήματα αποδέσμευσης των χεριών ("hands free kits") και το κινητό να βρίσκεται σε απόσταση από το σώμα και το κεφάλι.
ü Οι συνομιλίες από το κινητό τηλέφωνο να είναι όσο το δυνατό μικρότερης διάρκειας.
ü Να προτιμάται η χρήση σταθερών τηλεφώνων ή η αποστολή SMS αντί της συνομιλίας στο κινητό τηλέφωνο.
ü Να αποθαρρύνεται η χρήση κινητών τηλεφώνων από παιδιά.
( ΕΠΙΣΤΗΜΗ ΓΙΑ ΟΛΟΥΣ )
Του Λουκά Αθανασέκου
Φυσικός, MSc «Φωτονική & Οπτοηλεκτρονικές διατάξεις»
Υποψ. Διδάκτορας τμημ. Επιστήμης των Υλικών, Παν. Πατρών
Ερωτήσεις: athanasekos@eie.gr
· Πώς λειτουργούν τα κινητά τηλέφωνα;
Τα κινητά τηλέφωνα είναι χαμηλής ισχύος πομποδέκτες ραδιοκυμάτων, οι οποίοι με τη βοήθεια κατάλληλης ενσωματωμένης κεραίας και ηλεκτρονικού εξοπλισμού μετατρέπουν τη φωνή και τα ψηφιακά δεδομένα σε ραδιοκύματα και το αντίστροφο. Για την αποστολή αυτών των ραδιοκυμάτων από και προς το κινητό τηλέφωνο, χρησιμοποιούνται οι σταθμοί βάσης. Όταν κάποιος καλεί από το κινητό του τηλέφωνο, αυτό εκπέμπει ραδιοκύματα που διαδίδονται στον αέρα μέχρι να συναντήσουν κάποιο δέκτη στον πλησιέστερο σταθμό βάσης. Όταν ο σταθμός βάσης λάβει τα ραδιοκύματα που προέρχονται από το κινητό τηλέφωνο, λειτουργεί ως διακόπτης μεταγωγής και προωθεί την κλήση σε ένα άλλο σταθμό βάσης. Έτσι, η κλήση αποστέλλεται μέσω του δικτύου κινητής τηλεφωνίας στο σταθμό βάσης που βρίσκεται πλησιέστερα στον καλούμενο χρήστη. Στη συνέχεια, ο σταθμός βάσης εκπέμπει ραδιοκύματα που λαμβάνονται από το δέκτη (κινητό τηλέφωνο) του καλούμενου χρήστη, όπου τα ραδιοκύματα μετατρέπονται ξανά σε ήχο. Προκειμένου να είναι κατά το δυνατό αποτελεσματική η διαχείριση των κλήσεων, κάθε περιοχή χωρίζεται σε πολλές ξεχωριστές γεωγραφικές περιοχές, γνωστές ως "κυψέλες". Ο σταθμός βάσης τοποθετείται σε κατάλληλη θέση εντός της κυψέλης. Αν και συνήθως είναι εξαγωνικού σχήματος, θυμίζοντάς μας τη δομή της κερήθρας, στην πράξη το σχήμα τους ενδέχεται να είναι ακαθόριστο, λόγω των χαρακτηριστικών του ανάγλυφου του εδάφους, της διαθεσιμότητας των κατάλληλων θέσεων για την εγκατάσταση των σταθμών βάσης και της πυκνότητας του πληθυσμού, καθώς σε πυκνοκατοικημένες περιοχές απαιτούνται μικρότερες κυψέλες.
· Τι είναι η ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία;
Η ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία αποτελείται από κύματα ηλεκτρικής και μαγνητικής ενέργειας, τα οποία διαδίδονται στον ελεύθερο χώρο. Η περιοχή στην οποία αναπτύσσονται τα κύματα αυτά ονομάζεται ηλεκτρομαγνητικό πεδίο. Τα ηλεκτρομαγνητικά κύματα εμφανίζονται με πολλές διαφορετικές μορφές. Τα ραδιοκύματα, τα μικροκύματα, το ορατό φως αλλά και οι ακτίνες X αποτελούν μορφές ηλεκτρομαγνητικών κυμάτων. Όλα τα ηλεκτρομαγνητικά κύματα διαδίδονται με την ταχύτητα του φωτός. Τα σημαντικά χαρακτηριστικά των διαφόρων τύπων κυμάτων είναι η απόσταση που καλύπτεται από ένα κύκλο του κύματος, που ονομάζεται μήκος κύματος, και ο αριθμός των κυμάτων που διέρχονται από ένα συγκεκριμένο σημείο ανά δευτερόλεπτο, που είναι η συχνότητα του κύματος. Οι σημαντικότερες διαφορές των διαφορετικών τύπων κυμάτων σχετίζονται με τη συχνότητα. Για οποιοδήποτε ηλεκτρομαγνητικό κύμα, το γινόμενο του μήκους κύματος και της συχνότητας ισούται με την ταχύτητα του φωτός. Η συχνότητα ενός ηλεκτρομαγνητικού κύματος εκφράζεται συνήθως σε μονάδες Hertz (Hz). Ένα Ηz ισούται με ένα κύμα ανά δευτερόλεπτο.
· Τι είναι τα ραδιοκύματα;
Τα ραδιοκύματα είναι κύματα με συχνότητα από 3 KHz (3x103 Hz) μέχρι 300 GHz ( 300 x 109 Hz). Το μήκος κύματος των ραδιοκυμάτων ποικίλλει μεταξύ των τιμών 1mm και 10Km. Τα ραδιοκύματα δημιουργούνται από την κίνηση ηλεκτρικών φορτίων επί των κεραιών και αναφέρονται και ως ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία ραδιοσυχνοτήτων, γιατί ακτινοβολούνται στο χώρο καθώς απομακρύνονται από την κεραία εκπομπής. Τα ραδιοκύματα ανήκουν στην κατηγορία των μη ιοντιζουσών ακτινοβολιών, καθώς δεν είναι ικανά να διασπάσουν χημικούς δεσμούς ή να αποσπάσουν ηλεκτρόνια από άτομα, προκαλώντας ιοντισμό της ύλης, όπως η ραδιενέργεια (ακτίνες X,ακτίνες γ). Ο διαχωρισμός μεταξύ ιοντίζουσας και μη ιοντίζουσας ακτινοβολίας είναι σημαντικός, γιατί επιτρέπει την καλύτερη αντίληψη των πραγματικών κινδύνων των διαφόρων τύπων της ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας. Τα ραδιοκύματα είναι ηλεκτρομαγνητικά πεδία που μπορούν να ακτινοβολούνται προς όλες τις κατευθύνσεις, προς συγκεκριμένες περιοχές του χώρου όπου ενδεχομένως βρίσκεται ένας μετακινούμενος δέκτης, ή προς σταθερούς δέκτες που βρίσκονται σε γνωστές θέσεις. Η κεραία είναι διάταξη σχεδιασμένη για να εκπέμπει και να λαμβάνει τα ραδιοκύματα. Όταν συναντούν αντικείμενα κατά τη διάδοσή τους, τα ραδιοκύματα είναι δυνατόν να ανακλαστούν, να απορροφηθούν ή να διαπεράσουν το αντικείμενο μερικώς ή ολικώς κατά τρόπο αντίστοιχο με ό,τι συμβαίνει με το φως.
Η ένταση του πεδίου που δημιουργείται εξαρτάται από παράγοντες, όπως τη συνολικά ακτινοβολούμενη ισχύ – μεγαλύτερη ισχύς προκαλεί ισχυρότερα πεδία, την απόσταση από την κεραία – η ένταση του πεδίου μειώνεται σημαντικά με την αύξηση της απόστασης και το διάγραμμα ακτινοβολίας της κεραίας– στενές δέσμες δημιουργούν ισχυρά πεδία στο εσωτερικό τους. Ως προς την εξάρτηση από την απόσταση, τα ραδιοκύματα εξασθενούν αντιστρόφως ανάλογα προς το τετράγωνο της.
· Τι συμβαίνει όταν το ανθρώπινο σώμα εκτίθεται σε ηλεκτρομαγνητικά πεδία ραδιοσυχνοτήτων;
Ηλεκτρικά ρεύματα υπάρχουν και στο ανθρώπινο σώμα και είναι απαραίτητα για τις φυσιολογικές σωματικές λειτουργίες. Όλες οι δομές του νευρικού συστήματος λειτουργούν μεταδίδοντας παλμικά ηλεκτρικά σήματα. Οι περισσότερες βιοχημικές αντιδράσεις, από εκείνες που σχετίζονται με την πέψη μέχρι εκείνες που σχετίζονται με την εγκεφαλική λειτουργία, περιλαμβάνουν ηλεκτρικές διεργασίες. Τα βιολογικά αποτελέσματα της έκθεσης του ανθρώπινου σώματος και των κυττάρων του σε εξωτερικά πεδία ραδιοσυχνοτήτων εξαρτώνται κυρίως από τη συχνότητα και την ένταση των ηλεκτρομαγνητικών πεδίων. Στις ραδιοσυχνότητες, η ακτινοβολία απορροφάται μερικώς και διεισδύει σε μικρό μόνο βάθος μέσα στο σώμα.
Η ενέργεια αυτών των ηλεκτρομαγνητικών πεδίων απορροφάται και προκαλεί την κίνηση των μορίων. Η τριβή και οι κρούσεις μεταξύ των ταχέως κινουμένων μορίων έχουν ως αποτέλεσμα την αύξηση της θερμοκρασίας. Εκτός, όμως, από τα γνωστά θερμικά αποτελέσματα, υπάρχει σήμερα αυξημένο ενδιαφέρον για τη μελέτη ύπαρξης και άλλων μη θερμικών μηχανισμών αλληλεπίδρασης των ραδιοκυμάτων με τους βιολογικούς ιστούς.
Τα κινητά τηλέφωνα εκπέμπουν ραδιοκύματα προς όλες τις κατευθύνσεις για να επικοινωνούν με τους σταθμούς βάσης της κινητής τηλεφωνίας που μπορεί να είναι σε οποιαδήποτε διεύθυνση σε σχέση με το χρήστη. Αυτό έχει ως συνέπεια μέρος της ακτινοβολίας που εκπέμπεται από το κινητό να κατευθύνεται προς το κεφάλι (κυρίως) και το σώμα του χρήστη. Η ακτινοβολία που δέχεται ο χρήστης εξαρτάται από σειρά παραγόντων, όπως ο τύπος του κινητού τηλεφώνου , η πραγματική ισχύς εξόδου του κινητού τηλεφώνου, ο χρόνος ομιλίας κατά τη διάρκεια μιας κλήσης και η απόσταση του κινητού από το κεφάλι του χρήστη. Η ένταση του λαμβανόμενου σήματος εξαρτάται από διάφορους παράγοντες όπως η απόσταση του σταθμού βάσης από τη συσκευή. Όσο εγγύτερα βρίσκεται η συσκευή στο σταθμό βάσης τόσο μεγαλύτερη είναι η ένταση του λαμβανόμενου σήματος. Στην πράξη, τα εμπόδια μεταξύ του σταθμού βάσης και της συσκευής και οι πολλαπλές ανακλάσεις λόγω εμποδίων κατά την κατεύθυνση διάδοσης μπορεί να αυξήσουν ή να μειώσουν σημαντικά την ένταση του σήματος. Επίσης, η ένταση του σήματος μειώνεται δραστικά στο εσωτερικό ενός κτιρίου σε σχέση με την ένταση του σήματος σε ανοιχτό χώρο.
Τέλος, κάποια από τα μέτρα προφύλαξης στην έκθεση της ακτινοβολίας θα ήταν :
ü Να χρησιμοποιείται το κινητό τηλέφωνο εκεί όπου η ποιότητα του λαμβανόμενου σήματος είναι ικανοποιητική και να αποφεύγεται η χρήση του σε κλειστούς χώρους.
ü Να χρησιμοποιούνται εξαρτήματα αποδέσμευσης των χεριών ("hands free kits") και το κινητό να βρίσκεται σε απόσταση από το σώμα και το κεφάλι.
ü Οι συνομιλίες από το κινητό τηλέφωνο να είναι όσο το δυνατό μικρότερης διάρκειας.
ü Να προτιμάται η χρήση σταθερών τηλεφώνων ή η αποστολή SMS αντί της συνομιλίας στο κινητό τηλέφωνο.
ü Να αποθαρρύνεται η χρήση κινητών τηλεφώνων από παιδιά.
Δεν υπάρχουν σχόλια:
Δημοσίευση σχολίου