Nejonizirajuće zračenje

Nejonizirajuće zračenje

Nejonizirajuće zračenje je opšti izraz za dio elektromagnetnog spektra u kome je energija
fotona mala tako da ne može razbiti veze između dijelova atoma ozračenog materijala, ali ima
jake posljedice kao što je grijanje. Da bismo ovo razmotrili posmatrajmo enegiju kvanta pri
frekvenciji od 50 Hz, datu umnoškom Plankove konstante sa frekvencijom:

∙

−

Pošto je energija potrebna za jonizaciju razbijanjem hemijskih veza tipično oko 1 eV, jasno je
da niskofrekventna polja ne izazivaju jonizaciju. Jonizirajuća i nejonizirajuća zračenja su
razdvojena u elektromagnetnom spektru. Opšte prihvaćena granica je prihvaćena na talasnim
dužinama oko 1(nm) u ultraljubičastom (UV) području. Iznad ove granice je jonizirajuće
zračenja, u kome fotoni imaju dovoljnu energiju da fizički promijene atom koji pogode,
mijenjajući ga u naelektrisanu česticu zvanu jon. Svi tipovi EM zračenja imaju iste fizičke
osobine u smislu divergencije, interferencije, spajanja, i polarizacije; razlikuju se po količini
energije. Frekventni opseg EM spektra koji se danas tehnički koristi obuhvata red veličina
10

Uopšteno, EM spektar nejonizirajućeg zračenja možemo podijeliti u tri široke oblasti:



optičko zračenje:

infracrveno zračenje (IR),

vidljiva svjetlost

ultraljubičasto zračenje (UV)



radiofrekventno zračenje (RF) imikrotalasno zračenje (MW),



električna i magnetna polja vrlo niskih frekvancija (ELF)

Slika 1. Spektar elektromagnetnog zračenja

Prirodni izvori nejonizirajućeg zračenja su rijetki i izrazito slabi. Jedini izvori su sunce,
udaljeni pulsari, ostali kosmički izvori, te zemaljski izvori kao što je munja, pretežno u
tropskim područjima. Razvojem električnih uređaja, gustina EM energije oko nas je mnogo
veća od prirodnih nivoa. Izvor nejonizirajućih zračenja je svaki uređaj koji proizvodi jednu ili
više vrsta nejonizirajućih zračenja. Prema tome, možemo reći da na nas djeluju “tehnička” i
“prirodna” nejonizirajuća zračenja.
U ovom materijalu detaljnije ćemo razmatrati radiofrekventno (RF) i mikrotalasno (MW)
zračenje te električna i magnetna polja niskih frekvancija. Optičko zračenje kao takvo nećemo
detaljnije razmatrati.

Električna i magnetna polja vrlo niskih frekvancija (ELF)

Po definiciji to su polja frekvencije do 3 kHz. Na ovim frekvencijama, talasna dužina je
veoma velika (6000 km za 50 Hz i 5000 km za 60 Hz). Električna i magnetna polja, u ovom
opsegu, djeluju nezavisno i tako se i mjere. Pošto je 6000-kilometarska talasna dužina, 50Hz-
nog zračenja mnogo veća od relevantnih udaljenosti od izvora polja, intenzitet tzv. bliskog
polja   je   znatno   veći   od   tzv.   polja   zračenja.   Praktično,   samo   1   (mW)   je   ozračen   sa   10-
kilometarskog prenosnog energetskog voda 60 Hz, 500 MW, što je jako mali dio od energije
koja se prenosi. ELF polja se koriste u energetskim primjenama (prenos, distribucija, i razne
aplikacije)   i   za   stratešku   komunikaciju   podmornica   zaronjenih   u   morima.   ELF   polja
proizvode veoma različiti uređaji i postrojenja kako u kući tako i na radnom mjestu. To su na
primjer mašine za fotokopiranje, energetski vodovi, transformatori, kućni uređaju, električni
vozovi i računari.

Izvori i uticaj električnih i magnetnih polja vrlo niske frekvencije

Izloženost ljudi ELF električnim i magnetnim poljima je prvenstveno vezana za proizvodnju,
prenos i upotrebu električne energije. Različiti izvori ELF polja se nalaze u našoj okolini, kući
i radnom mjestu.Svo okruženje u kojem čovjek boravi izloženo je ELF magnetnim i
električnim poljima koja potiču iz mnogo izvora: prenosnih vodova koji povezuju elektrane i
domove preko distributivnih vodova i kablova koji razvode energiju do naših kuća, škola,
radnih mjesta, transformatorskih stanica, transformatora, instalacija u našim kućama i
zgradama, prevoza i različitih električnih uređaja.
Ako pogledamo tipičan elektroenergetski sistemizvlači se zaključak da je prenosni dio glavni
izvor električnog i magnetnog polja, zbog visokog linijskog napona. Međutim, električne
instalacije i distributivni dio sistema su poznati kao značajni izvori magnetnih polja u našem
okruženju.

Nadzemni energetski vodovi

Prenosne i distributivne vodove možemo nazvati jednim imenom energetski vodovi.
Nadzemni energetski vodovi su najjeftiniji način za prenos električne energije. Obično su
sastavljeni od paralelnih žica, koje prenose najveći dio energije sa jako malim gubicima,
odnosno malom izračenom energijom. Magnetna polja koja proizilaze iz energetskih vodova

Transformatorske stanice

Transformatorske stanice su jedni od najvažnijih dijelova u energetskom sistemu, koje služe
za promjene naponskih nivoa. Često su locirane blizu škola i kuća, prema tome, moramo ih
razmotriti kao izvore električnih i magnetnih polja. U suštini one su sklop opreme kao što su
prekidači, rastavljači, uzemljivači, uz naravno transformatore namijenjene regulisanju i
mijenjanju napona. Transformatori su izvori jakih magnetnih polja jer im se princip rada
zasniva na vremenski promjenljivim magnetnim poljima. Problem magnetnog polja, kod
trafansformatorskih stanica, je složeniji pošto struje koje ulaze ili izlaze iz stanice nisu, u
opštem slučaju, simetrične. Polja koja proizvodi oprema stanice slabe sa udaljenošću i ne šire
se van fizičkih granica stanice. Međutim, magnetna polja u blizini stanica su jača nego u
ostalim dijelovima zbog fizičkog spuštanja energetskih linija koje ulaze ili izlaze iz stanice.
Aproksimativne vrijednosti koje možemo naći na udaljenosti ograde tansformatorske stanice
zavise od nivoa napona: 10 µT za 275-400 kV stanice i 1.6 µT za stanice 11 kV.

Slika 4. Transformatorska stanica

Električne instalacije

Prosječna vrijednost magnetnih polja u kućama koje su udaljene od energetskih vodova i
transformatorskih stanica je mala. Srednja vrijednost za kuće u većim gradovima je oko 0.1
µT. Vrijednosti u manjim gradovima i selima je pola te vrijednosti. U metropolama, oko 10%
kuća ima bar jednu sobu gdje vrijednost polja prelazi 0.2 µT. U susjedstvu energetskih
vodova i transformatorskih stanica jačine magnetnih polja su još veće. Utvrđeno je da 0.5%
kuća ima vrijednosti magnetnih polja koje prelaze 0.2 µT. Za komercijalne zgrade,
transformatori i razvodni ormani su smješteni u posebnim prostorijama u tim zgradama; sa
druge strane, u objektima na periferijama grada transformatori su u posebnim objektima.
Vrijednosti polja u područjima oko takvih prostorija, odnosno objekata idu od 1 µT do 10 mT.

Prevozna sredstva

Električni tramvaji i vozovi su takođe izvori statičkih i ELF polja. Za električnu vuču se
negdje koristi jednosmjerna, a negdje naizmjenična struja. Blizu podova unutar putničkih
vagona statička polja mogu dostići 0.2 mT, dok magnetna naizmjenična polja mogu dostići
nekoliko stotina µT. Na nivou sjedišta putnika, električna polja mogu doseći i 300 V/m, dok
magnetna   polja   dostižu   vrijednosti   od   nekoliko   desetina   µT.   Vrijednosti   nivoa   zavisi   od
dizajna električne opreme i lokacije te opreme unutar vozne kompozicije. Vučni motori i
oprema   su   često   smješteni   ispod   podova   u   putničkim   vagonima.   Oni   stvaraju   veoma
intenzivna   polja   u   području   poda   ispod   koga   se   nalaze.   Još   dodatno,   putnici   su   izloženi
magnetnim poljima od izvora koji se nalaze uz tračnice.

Slika 5. Električni tamvaj

Električni uređaji

Svi električni uređaji, tokom rada, proizvode magnetna polja. Takva polja, u opštem slučaju,
opadaju obrnuto srazmjerno trećem stepenu udaljenosti, i prema tome značajna su samo na
malim udaljenostima od uređaja.

Tabela 1. Zračenje električnih uređaja