Central nuclear d'Isar, Alemanya

Piscina de combustible nuclear gastat

Turbina d'una central nuclear

Radiació electromagnètica

Radiació electromagnètica

En física, la radiació electromagnètica (o radiació gamma γ) és la radiació d'energia en el camp electromagnètic. És un fenomen tant ondulatori com corpuscular:

El fenomen d'ona està donat per una ona en el camp elèctric i en el camp magnètic i es descriu matemàticament com una solució de l'equació d'ona, obtinguda al seu torn a partir de les equacions de Maxwell segons la teoria de l'electrodinàmica clàssica.

la naturalesa corpuscular, o quantificada, pot descriure en canvi com un corrent de fotons que, en el buit viatgen a la velocitat de la llum. Aquest fet va ser donat a conèixer pels estudis moderns de física a principis del segle XX, que van reconèixer en el fotó el mediador associat amb la interacció electromagnètica, segons el Model estàndard.

La radiació electromagnètica pot propagar en el buit, com l'espai interplanetari, en mitjans menys densos, com l'atmosfera, o en estructures de guia, com les guies d'ones. Les aplicacions tecnològiques que exploten la radiació electromagnètica són variades. En general, es poden distingir dos macro famílies d'aplicacions: a la primera hi ha les ones electromagnètiques utilitzades per transportar informació (comunicacions de ràdio com ràdio, televisió, telèfons mòbils, satèl·lits artificials, radars, radiografies), en el segon aquells per transportar energia , com el forn de microones.

Característiques de la radiació electromagnètica

Les principals característiques de la radiació electromagnètica es consideren freqüència, longitud d'ona i polarització.

La longitud d'ona està directament relacionada amb la freqüència a través de la velocitat de propagació (grupal) de la radiació. La velocitat de propagació grupal de la radiació electromagnètica en el buit és igual a la velocitat de la llum, en altres entorns aquesta velocitat és menor. La velocitat de fase de la radiació electromagnètica en el buit també és igual a la velocitat de la llum; en diversos mitjans, pot ser menor o major que la velocitat de la llum.

La descripció de les propietats i paràmetres de la radiació electromagnètica generalment es tracta mitjançant l'electrodinàmica, encara que certes seccions més especialitzades de la física estan involucrades en les propietats de radiació de les regions individuals de l'espectre (en part això va succeir històricament, en part a causa de detalls significatius, especialment en relació amb la interacció de la radiació de diferents rangs amb la matèria, i en part també els detalls dels problemes aplicats) Aquestes seccions més especialitzades inclouen òptica (i les seves seccions) i radiofísica.

La física d'alta energia s'ocupa de la radiació electromagnètica dura de l'extrem d'ona curta de l'espectre; d'acord amb els conceptes moderns, a altes energies, l'electrodinámica deixa de ser independent, combinant-se en una teoria amb interaccions febles i després, a energies encara més altes, com s'esperava, amb tots els altres camps de mesurament.

Hi ha teories que difereixen en detalls i graus de generalitat, el que permet modelar i estudiar les propietats i manifestacions de la radiació electromagnètica. La més fonamental de les teories completes i verificades d'aquest tipus és l'electrodinàmica quàntica, a partir de la qual, a través de diverses simplificacions, és possible en principi obtenir totes les teories enumerades a continuació, que s'utilitzen àmpliament en els seus camps. Per descriure la radiació electromagnètica de freqüència relativament baixa a la regió macroscòpica, com a regla general, s'utilitza l'electrodinàmica clàssica basada en les equacions de Maxwell, i hi ha simplificacions en les aplicacions aplicades. Per a la radiació òptica (fins al rang de raigs X) s'utilitzen òptiques (en particular, l'òptica d'ona, quan les dimensions d'algunes parts del sistema òptic són a prop de les longituds d'ona; òptica quàntica, quan els processos d'absorció, emissió i dispersió de fotons són significatius; l'òptica geomètrica és el cas limitant de l'òptica d'ona, quan la longitud d'ona de radiació pot descuidar-).

La radiació gamma és sovint el tema de la física nuclear, des d'altres posicions, mèdica i biològica, estudiem l'efecte de la radiació electromagnètica en radiologia. També hi ha una sèrie d'àrees, fonamentals i aplicades, com l'astrofísica, la fotoquímica, la biologia de la fotosíntesi i la percepció visual, una sèrie d'àrees d'anàlisi espectral per a les quals la radiació electromagnètica (la majoria de les vegades de cert rang ) i la seva interacció amb la matèria juguen un paper clau. Totes aquestes àrees voregen i fins i tot es creuen amb les seccions de física descrites anteriorment.

Algunes característiques de les ones electromagnètiques des del punt de vista de la teoria de les oscil·lacions i els conceptes de electrodinàmica:

  • la presència de tres mútuament perpendiculars (en buit) Vectors: vector d'ona, el vector del camp elèctric E i el vector del camp magnètic de la intensitat H.
  • Les ones electromagnètiques són ones transversals en les que els vectors de força de camp elèctric i magnètic oscil·len perpendicularment a la direcció de propagació de l'ona, però difereixen significativament de les ones d'aigua i el so en que es poden transmetre des d'una font a un receptor , fins i tot a través d'un buit.

Efectes biològics de la radiació electromagnètica

Els efectes de les radiacions electromagnètiques sobre els éssers vius depenen sobretot de dos factors principals: la freqüència de la radiació i el tipus d'exposició a la radiació (intensitat de la radiació, durada de l'exposició, part del cos exposada, etc.) que determinaran la dosi absorbida. La quantitat de radiació absorbida es mesura en grays, 1 gray correspondria a l'absorció d'un joule d'energia irradiada per un quilogram de matèria.

Pel que fa a la freqüència de la radiació sol diferenciar entre radiació ionitzant i no ionitzant.

radiació ionitzant

Les radiacions ionitzants són aquelles que tenen una freqüència prou gran per ionitzar els àtoms o les molècules de les substàncies exposades. Aquest tipus de radiació són capaços de modificar l'estructura química de les substàncies sobre les que incideixen i poden produir efectes biològics a llarg termini sobre els éssers vius, un exemple seria la modificació de l'ADN de les cèl·lules, aquestes mutacions del DNA poden derivar en càncer . Els raigs X i la radiació gamma serien dos exemples de radiacions electromagnètiques altament ionitzants.

Radiació no ionitzant

Les radiacions no ionitzants són aquelles que no tenen prou freqüència per provocar la ionització dels materials exposats. Com a exemple de radiacions no ionitzants es poden citar les microones o les ones de ràdio. Aquest tipus de radiació no tenen l'energia suficient per provocar directament mutacions del DNA i, per tant, probablement no poden iniciar la carcinogènesi però podrien ser promotors. Avui dia es parla de contaminació electromagnètica per referir-se a l'exposició dels éssers vius o els aparells a un camp electromagnètic i es discuteix sobre els efectes d'aquesta exposició sobre la salut o la fertilitat.

Des del punt de vista dels seus efectes sobre la salut, les radiacions no ionitzants es poden classificar en tres grans grups:

  • Camps electromagnètics de baixa freqüència (ELF): interval de 3 a 30.000 Hz).
  • Camps de radiofreqüència i microones: interval de 30 kHz - 300 GHz.
  • Radiació òptica: des de la llum infraroja fins a la llum ultraviolada.

Aquí només es comentaran els efectes biològics dels dos primers grups, atès que els efectes biològics de l'últim grup estan desenvolupats en els articles corresponents (efectes biològics de la llum infraroja i efectes biològics de la llum ultraviolada).

En els efectes sobre la salut de l'exposició als camps electromagnètics de baixa freqüència, s'ha de diferenciar entre el camp elèctric i el magnètic. No s'han descrit efectes sobre la salut per estar exposat a camps elèctrics d'aquesta freqüència i, a més, la penetrabilitat és baixa i, per exemple, no poden travessar les parets. Quant als efectes dels camps magnètics no estàtics, els seus efectes sobre la salut són controvertits. D'una banda hi ha un consens entre els epidemiòlegs que els nens exposats a camps magnètics no estàtics presenten més risc de desenvolupar una leucèmia però, d'altra banda, no hi ha cap mecanisme àmpliament acceptat que expliqui com aquests camps poden induir o promoure càncer. La font d'exposició més important és la generació, transport, distribució,

El 2002, el Centre internacional d'investigació sobre el càncer, va publicar l'avaluació dels camps electromagnètics de baixa freqüència com a possibles cancerígens. Les seves conclusions van ser:

  • Els camps magnètics de freqüència extremadament baixa són possibles cancerígens en humans (Grup 2B).
  • Els camps elèctrics de freqüència extremadament baixa no es poden considerar cancerígens en humans (Grup 3).
  • Els camps magnètics i elèctrics estàtics tampoc es poden considerar cancerígens en humans (Grup 3).
  • Els primers es van classificar com a possibles cancerígens causa de fonamentades sospites que s'associen amb un possible increment en el risc de leucèmia infantil.

Quant als camps electromagnètics de radiofreqüència i microones (30 kHz - 300 GHz), la font d'exposició actualment més freqüent per a la població general són els telèfons mòbils i les seves torres de distribució. Els seus efectes sobre la salut poden ser de dos tipus:

  • Tèrmics: elevació de la temperatura central del cos.
  • Atèrmics: fonamentalment, càncer. És un efecte controvertit.

Igual que els camps magnètics de freqüència extremadament baixa, hi ha proves d'estudis epidemiològics que apunten a un augment moderat del risc de càncer per als subjectes que han utilitzat un telèfon mòbil més de 10 anys (però feblement sostinguda per experiments amb animals a llarg termini i investigacions in vitro), però les proves no són encara prou forts per convèncer la comunitat científica ia les autoritats que s'han de prendre mesures immediates.

El 2011 el Centre internacional d'investigació sobre el càncer, va reunir els principals experts mundials sobre el tema perquè avaluessin el possible efecte cancerigen de les radiacions de radiofreqüència i microones (30 kHz - 300 GHz). D'acord amb les conclusions del grup d'experts, el Centre va classificar a aquest tipus de radiacions dins també del Grup 2B (possibles cancerígens en humans). No s'afirma que l'exposició sigui cancerígena, però tampoc es descarta que ho sigui.

valoración: 3 - votos 1

Última revisió: 29 de agost de 2019

Tornar