קרינה בלתי מייננת
קרינה בלתי מייננת היא קרינה אלקטרומגנטית שאינה מסוגלת ליינן אטומים או מולקולות. זאת, משום שהיא יכולה למסור להם אנרגיה רק במנות שאינן גדולות מספיק על מנת להוציא מהם אלקטרונים.
שלא כמו קרינה מייננת, קרינה בלתי מייננת לא גורמת לנזקים בריאותיים, אם כי קרינה בלתי מייננת בעוצמה גבוהה יכולה לחמם עצמים ורקמות בהם היא עוברת. כך מחמם תנור מיקרוגל אוכל, באמצעות קרינה בעוצמה גבוהה של גלי מיקרו. למעשה, כך גם מנגל צולה בשר, באמצעות קרינת חום, שהיא אף אנרגטית יותר מקרינת מיקרוגל.
כמו קרינה מייננת, גם קרינה בלתי מייננת מעבירה אנרגיה לחומר שהיא פוגעת בו במנות שגודלן קבוע עבור סוג הקרינה. בעוד שב"קרינה מייננת" המנה שמועברת חזקה די הצורך להביא לשינוי בתכונותיו הכימיות של אטומים ומולקולות בהן היא פוגעת, ב"קרינה בלתי מייננת" אין זה כך. לכן רק מנות רבות של קרינה בלתי מייננת בפרק זמן קצר עשויות לחולל שינוי כימי – באמצעות העברת חום. זאת בניגוד לקרינה מייננת שבה כל מנה בודדה עשויה לחולל תהליך כימי.
ב"קרינה מייננת" אדם אינו יכול להעריך את מידת הסיכון ללא מכשיר מדידה. לעומת זאת ב"קרינה בלתי מייננת" תחושת החום מאפשרת ידיעה מיידית אם קיימת סכנה.
סוגים
עריכה
קרינה אלקטרומגנטית מורכבת מפוטונים, שהם חלקיקי היסוד הנושאים אותה. אינטראקציה בין פוטון לחומר תלויה באנרגיה של פוטון, ולכן קרינה אלקטרומגנטית יכולה למסור אנרגיה לחומר רק במנות בדידות. אם אנרגיה זו גדולה מאנרגיית היינון של אטום או מולקולה, יכול הפוטון להיבלע ולשחרר אלקטרון קשור, שיהפוך לחלקיק חופשי. עקב שינוי זה משתנות התכונות הכימיות של האטום או המולקולה שאיבדו אלקטרון.
האנרגיה של פוטון עומדת ביחס ישר לתדירות הקרינה, או ביחס הפוך לאורך הגל שלה. כתוצאה מכך יכולת היינון של קרינה היא תכונה שתלויה רק בתדירות שלה (או באורך הגל שלה), וזאת בהנחה שהעוצמה מספיק חלשה כדי שניתן יהיה להזניח אפקטים לא ליניארים כמו Multiphoton ionization. לחומרים שונים יש אנרגיית יינון שונה, ולכן אותה קרינה, כלומר קרינה אלקטרומגנטית באותה התדירות, יכולה להיות מייננת עבור חומרים מסוימים ובלתי מייננת עבור חומרים אחרים. אולם, אם קרינה בתדירות כלשהי אינה מסוגלת ליינן חומר מסוים, כל קרינה בתדירות נמוכה יותר תהיה גם היא בלתי מייננת (עבור אותו חומר מסוים).
לרוב החומרים האורגניים, כמו אלה שמהם בנוי גוף האדם, הגבול בין קרינה מייננת לבין קרינה בלתי מייננת הוא בתחום העל-סגול. אור נראה, תת-אדום, גלי מיקרוגל וגלי רדיו נמצאים בתחום תדרי קרינה אלקטרומגנטית נמוכים יותר (ובסדר יורד) והם קרינה בלתי מייננת.
מקורות
עריכהבחיי היום יום אנו חשופים לקרינה בלתי מייננת בכל מקום. הקרינה אליה אנו חשופים בשטף ההספק הגדול ביותר היא בתחום התת-אדום. על פי מודל קרינת גוף שחור, כל חומר בשיווי משקל תרמודינמי בולע ופולט קרינה הנקראת קרינת חום בשטף הספק שניתן לחישוב לפי חוק סטפן-בולצמן. התדירות העיקרית שבה נפלטת הקרינה ניתנת לחישוב לפי חוק וין, ובטמפרטורת החדר היא בתחום התת-אדום. גופים חמים כמו ברזל מלובן ונורת להט פולטים גם קרינה בלתי מייננת בתחום האור הנראה.
קרינת השמש החודרת את האטמוספירה היא ברובה קרינה בלתי מייננת, אך היא מכילה גם אור על-סגול בתחום הקרינה המייננת, והוא שגורם לכוויות שמש בחשיפה ממושכת ולסרטן עור כנזק מצטבר. זאת, כתוצאה מנזק לתאים שנגרם על ידי יינון ה-DNA, מה שלא יכולה לעשות קרינה בלתי מייננת כמו אור נראה מנורת להט גם בעוצמה גבוהה מאוד. גם קרינה קוסמית החודרת לכדור הארץ מהחלל החיצון מורכבת הן מקרינה מייננת, כמו קרינת גמא, והן מקרינה בלתי מייננת כמו גלי רדיו.
קרינה אלקטרומגנטית בלתי מייננת גם מיוצרת על ידי האדם: בתחום גלי הרדיו לצורכי תקשורת אלחוטית, מכ"מים וכתופעת לוואי של מכשירי חשמל שונים בתחום התת-אדום לחימום ובתחום האור הנראה לתאורה.
אינטראקציה עם חומר
עריכהכאשר קרינה בלתי מייננת פוגעת בחומר מבודד, חלק ממנה מוחזר, חלק ממנה מועבר וחלק ממנה נבלע. כמות הקרינה הנבלעת ואופי הבליעה תלויים בעוצמת הקרינה, בתדירות הקרינה ובתכונות החומר. הקרינה הנבלעת גורמת לרוטציה ולוויברציה של מולקולות ולהיווצרות פונונים, המתבטאים כחום שגורם לעליה בטמפרטורה של החומר. קרינה בתחום האור הנראה וסביבתו יכולה גם לגרום לעירור של אלקטרונים באטומים. בחומרים מוליכים, יכולה הקרינה לגרום להיווצרות זרם חשמלי דרך השראה אלקטרומגנטית.
פיקוח
עריכה
בעקבות השימוש הרב בקרינה בלתי מייננת לתקשורת אלחוטית התעורר חשש מפני השפעות בריאותיות שליליות שלה על גוף האדם. בפרט בולט החשש מפני השפעות בריאותיות של קרינת טלפון סלולרי ושל קרינה בתדירות נמוכה מאוד, בה פועלים רשת החשמל ומכשירי חשמל ביתיים. קיים חשש מפני אור תת-אדום המשמש לתקשורת אלחוטית ולחימום.
עקב החשש מנזק בריאותי שעלולה לגרום קרינה בלתי מייננת, נחקק בישראל חוק הקרינה הבלתי מייננת, התשס"ו–2006, שנכנס לתוקף ב-1 בינואר 2007. אף שלידתו של החוק קשורה בקרינה מהאנטנות הסלולריות, החוק חל על כל מקורות הקרינה הבלתי מייננת – רשת החשמל, אנטנות של שידורי רדיו וטלוויזיה, מתקני תקשורת מסוגים שונים וכיוצא בזה. מטרות החוק נקבעו בסעיף 1 שלו: "חוק זה מטרתו להגן על הציבור ועל הסביבה מפני השפעות של חשיפה לקרינה בלתי מייננת, ולהסדיר את העיסוק במקורות קרינה, הקמתם והפעלתם ובמתן שירות למדידת קרינה, בין השאר על ידי קביעת איסורים וחובות בהתאם לעקרון הזהירות המונעת".
הפיקוח הוא רק על חשיפה לקרינה בלתי מייננת המיוצרת על ידי האדם, ולא על קרינה דומה ממקורות טבעיים, באותם תחומי תדרים, שעוצמתה גדולה יותר מהמגבלות שנקבעו בחוק. כך, למשל, על מנת להפעיל מתקן הפולט קרינה בתחום התת-אדום בעוצמה של מעל 10 מיליואט לסמ"ר במרחק 5 ס"מ מהמקור, יש צורך ברישיון ובתשלום של אגרה, על אף שנורת להט רגילה ואף גוף האדם פולטים קרינת חום כזו באופן טבעי.
קישורים חיצוניים
עריכה
- חוק הקרינה הבלתי מייננת, התשס"ו–2006, אתר המשרד להגנת הסביבה
- סיכום דיון הוועדה לאיכות הסביבה מישיבתה ביום 28.7.04
- יעל דראל, מהו סף הקרינה המותר? תלוי את מי שואלים, באתר ynet, 24 באוקטובר 2010
- תנודע – מרכז ידע לאומי להשפעת הקרינה הבלתי-מייננת על הבריאות
- רמות חשיפה לקרינה בלתי מייננת המותרות בהתאם לתדר באתר המשרד להגנת הסביבה
- ניצן צבי כהן, המוסד לבטיחות ולגיהות: מדריך להפחתת הקרינה הבלתי מייננת בעבודה, באתר דבר העובדים בארץ ישראל, 28 באוקטובר 2018