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Wi-Fi、基站会产生辐射,危害人体健康?

来源: 科普中国时间: 2023-10-11

科普中国

流言:

  《运营商装基站被投诉,拆除后通讯瘫痪业主不满》《害怕辐射,家长要求学校停用Wi-Fi》之类的报道,常常见诸媒体报端,究其原因,是因为害怕辐射。不少人认为,Wi-Fi、基站会产生辐射,危害人体健康。

  追求健康的心情可以理解,但是,辐射真的都很可怕吗?基站、Wi-Fi的辐射会伤人吗?伤害健康的辐射有哪些?我们今天就来谈一谈。

  分析:

  辐射无处不在

  先说“辐射”这个词。“辐”是车轮和轮轴之间的支撑物,“辐射”借用其形,指的是能量或粒子从一个源出发,沿直线向四面八方传播的过程。

来源:四川博物院

  生活中,大家一听这个词,跳到脑海里的,是与电、磁、核相关的“辐射”,我们今天就只说这方面的内容。

  实际上,在日常生活中,辐射无处不在,连我们每个人都是辐射源。

  来看看下面这则新闻,老人和救援人员在画面中个个明晃晃的,为什么呢?因为大家的体温明显高过周围环境,身体发出的辐射远超芦苇荡的辐射强度,所以在画面中非常突出。

来源:网络截图

  任何物体,只要没冷到绝对零度(-273.15℃),红外辐射就不会停歇,而绝对零度又永远不可能到达。所以,我们每个人的身体,身边的桌椅板凳键盘鼠标衣帽鞋袜柴米油盐锅碗瓢盆,都是永不间断的辐射源。因此,不用听到“辐射”就害怕,这并不是说“怕也无用,干脆躺平”,而是生活中大多数辐射本来就无害,根本用不着躲。

  为什么说生活中大多数辐射无害?真正要躲的辐射是怎样的?危险和安全的分界线在哪里?我们马上就会说到了。

  辐射有多强,要看振荡频率

  我们先来谈谈,能伤害身体的辐射,是怎么回事。

  在物理学中,电磁波辐射的能量不是一股脑儿丢出来,而是一份一份往外扔的,这一份一份的单位,叫作光量子。每个光量子携带的能量,和电磁波的频率(每秒振荡次数)成正比。用可见光来举例的话,每秒振荡430万亿次的红光,和每秒650万亿次的蓝光相比,后者光量子的能量是前者的1.5倍。

  再用我们看不到的其他波段来举个例子,X射线每秒振荡30亿亿次,人体红外辐射每秒振荡31万亿次,而5G基站信号每秒振荡35亿次,所以,X射线光量子比人体红外辐射的能量强近万倍,而人体红外辐射光量子又比5G信号的能量强近万倍。

  当一束电磁波照射到生命体时,它对身体的影响,由光量子的能量,也就是由电磁波的频率来决定。

  再看身体这边:健康的机体是由正常物质分子构成的,蛋白质、核酸、糖、脂肪、水……如果物质分子变成异物,机体就可能不健康了,对人体有害的辐射,就是这么起作用的。比如,电离辐射可以影响核酸分子,让它断一截、多一段、交联一段,这就可能导致细胞癌变。

  这是怎么实现的

  分子由原子组装而成,比如,一个氧原子牵着两个氢原子,就是一个水分子。葡萄糖分子的结构,则是6个碳原子、12个氢原子和6个氧原子拉扯在一起。

葡萄糖分子

  电离辐射与非电离辐射

  如果身体遇到辐射,有一群光量子撞了过来,击中我们的正常分子,会带来什么影响呢?依照光量子的强弱等级,可以分成三种情况:

  第一种:光量子能量较弱。它只能“晃动”分子整体,却拆不散原子们之间手拉手的结构,分子保持不变,机体依旧健康。分子获得的晃动能量随后通过红外辐射散掉,重新回归静止。所以,这类辐射十分菜鸡,只有当功率很高或散热不畅时,分子越晃越厉害(温度持续升高),之后才会造成机体破坏。典型的例子,是烤火取暖,绝大多数不会有任何问题,但有时也能看到烤火烫伤的报道。

  第二种:光量子能量较强。它可以“一拳打飞”原子中的电子,由于原子之间是靠电子手拉手才构成分子的,所以它可以不经过升温就直接破坏分子结构,原子们可能在试图重新组队时,出现错接或粘连,使分子变成异物,破坏机体。这种情况用在生活中,就是紫外线消杀灯,它破坏细菌病毒的核酸分子,借此干掉它们。也因为这一点,这种灯按下开关后,往往半分钟后才亮,亮前还要嘀嘀嘀,好让我们及时撤退,以免伤到皮肤和眼睛。

  第三种:光量子能量极强,确切地说,它可以是一个高能粒子。它直接冲击原子核心,既把原子撞出阵列,又可以与原子核合体,把原子变成“异形”。当它日后离开原子核时,又是一个高能粒子,继续大杀四方。这种情况在生活中就是放射性物质。放射性物质并不遥远,不是只有广岛长崎比基尼切尔诺贝利,我们一会儿会说到。

  上面的这三种情况,第一种相当安全,伤人只有一招,那就是“烫”,这种是普通的电磁辐射。第二种(高能电磁辐射)和第三种(粒子辐射)则能够不知不觉地杀伤机体,其原理是用极高能量轰击电子或原子核,它们有个专门的名字:电离辐射。(虽然电磁辐射的大概念包含了高能电磁辐射,但在本文中,为了简短易读,再提到“电磁辐射”时,指的都是低能量、非电离的普通电磁辐射。)

  我们说过,光量子的能量和频率成正比,所以,对安全辐射和有害辐射,看频率就可以辨别。分界线就是紫外线。比紫外线频率低的,例如可见光、我们自己发出的红外辐射、蓝牙、Wi-Fi信号、手机基站、广播电台,都是安全的电磁辐射。比紫外线频率高的,包括高频紫外线、X射线、γ射线,都是有害的电离辐射。

  那功率不用考虑吗?虽然每部手机都是微不足道的电磁辐射,汇聚到一个基站会不会就成了危险的电离辐射?完全不会。和摇晃分子发热的宏观业务不同,在攻击原子这项微观业务上,物理学不允许“人多力量大”(光量子一起上),也不允许“水滴石穿”(能量积累),所谓十万鸡崽轮流上阵,永远凑不成一只老虎。

  看看数据

  为了给大家一个直观的量级概念,我们列举几个辐射波段的典型频率(每秒振荡次数):

  调频广播:100000000

  蓝牙:2450000000

  5G手机信号:3500000000

  Wi-Fi信号:5000000000

  人体红外辐射:31200000000000

  红光:430000000000000

  紫光:750000000000000

  紫外线:830000000000000

  X射线:300000000000000000

  γ射线:300000000000000000000

  我们说过,光量子能量和频率成正比,所以,比起可见光和人体红外辐射来,Wi-Fi和手机信号的光量子能量要弱好几个数量级。既然我们不怕走在阳光下,也不怕和亲友见面,那就用不着害怕Wi-Fi和手机基站。

  有些朋友可能还是担心基站“大力出奇迹”造成伤害,那我们就比比功率好了——国家标准规定:Wi-Fi路由器的整体辐射功率至多10毫瓦,5G基站的每平方厘米辐射功率至多0.047毫瓦。

  回头看看我们自己的身体吧,成年人整体辐射功率至少100000毫瓦,坐在离孩子2米远的地方,孩子那里每平方厘米就要承受至少0.2毫瓦的辐射。再考虑前面比较过的光量子能量,从功率角度说,还是我们自己对孩子“下手更重”啊!

  变电站呢?变电站为什么没有列在上面?因为交流电的频率只有可怜的每秒50次,根本没法以电磁波的形式传播,所以它完全上不了榜。

  生活中的电离辐射在哪里

  虽然我们生活中的辐射绝大多数无害,但一定要远离这些电离辐射:

  高能紫外线:避免阳光曝晒。使用紫外线消杀灯时要及时躲避。看到电焊的刺眼弧光要赶紧转头,弧光本身是可见光,不是紫外线,但它和紫外线同时产生。

  X射线:行李过安检的时候,别急着把手伸到安检机幕帘后去取。这里提醒一下,医院的X射线和CT,用于常规体检和治疗目的时剂量安全,无须担心,如有备孕、怀孕情况则应提前告知医生遵医嘱即可。顺便说说:核磁共振(MRI),虽然名字里带个“核”,但它既没有X射线也没有核辐射,是个非常安全的东东,不用有意躲着。

  γ射线:生活中常由放射性物质带来,还往往伴随着其他高能粒子辐射。它比上面两种电离辐射更为危险,因为上面两种辐射不攻击原子核,被照射过的物质不会有残留辐射,但放射性物质却是会“传染”的。

  接下来说说放射性物质在哪里,怎么躲。像核武器、天灾后的核电站这些就不提了,实在是人在江湖身不由己的事,我们只说日常生活里的。

  工厂里的专业设施:如γ射线探伤仪、核子密度仪、离子注入机等等,这些一般都会标记☢警示标,无关人员不要去碰。

  非正规来源家装石材:尤其大理石,要挑正规厂家的。放射性铀的衰变周期很长,地壳中的遗存相当多,正规厂家会从含铀量低的地方采石,不正规的就难说了。铀不但会从地板发出电离辐射,更会衰变成放射性氡气,吸入肺中之后,再衰变成放射性钋和放射性铅,在体内长期滞留,造成长久的内照射,比来自外界的辐射危害要大得多。

  所谓的“氡养生”:远离最近十几年忽然被美化包装的“氡温泉”。如果只是个虚假宣传就还好,不过花钱当一次冤大头。假如真的有氡,那就是个放射源,千万别信“微量的氡不但无害反而有益”的说法。

  嘴边的放射源:日常生活中还有一个常见的小放射源,只是剂量比较低。烟草种植过程中施加的磷肥来自磷灰石,里面常含有微量的放射性铀和钋,对其他作物来说这不是问题,但烟草本身就比较喜欢吸收重金属会造成富集,而制成卷烟后,这些放射性物质被人吸入肺中,还会在肺泡中累积,最终造成一定危害。当然,比起烟草中的其他致癌物来说,它不是个主要问题。

  很多朋友视辐射为洪水猛兽,关于辐射的各种谣言也充斥网络,这其实也情有可原。为什么这么说呢?

  前人研究谣言,总结出了一个基本的公式:

  流言流通量=与问题的关联度×社会成员的不安感×环境的不确定性

  不像那些有形有质的有害物,辐射看不见摸不着,它们的性质又不同于生活中常见的事物,加上各类影视作品和科普,让我们“谈核辐射色变”。以至于无暇去了解辐射的具体种类,甚至忘了我们每天都身处各种辐射当中,结果一提到辐射就视为洪水猛兽。如此种种,确实容易让我们产生恐惧心理,辐射相关的流言也就很容易广泛传播。

  对此,我们不妨稍微花点时间,稍微了解一下辐射的种类和特点,这样就能少一些焦虑。

  结论

  生活中大多数辐射无害,Wi-Fi、基站会产生的辐射并不会对人体健康产生太多影响,大家真正应该注意的是高能紫外线、X 射线、γ 射线等辐射。

 作者丨曲 炯 科普作者

  审核丨张敏鸣 浙江大学医学院附属第二医院 医学影像中心 主任医师

责任编辑: 周文婧