被誤解的輻射-無線電波段

有的人會說手機、微波爐、家電用品有「輻射」,甚至還會說辦公室、機房設備很多輻射「劑量」會超標,這些東西都會產生「輻射」沒錯,但顯然會這樣說的人搞混了很多事情。

廣義來說,電磁波輻射指的是由磁場與電場交織而成、不需要介質的能量形式。因為波長不同而有不同的特性,在真空中行進速度都是光速 c ,所以波長愈長的,頻率愈低(行進速度相等,一個波動的長度愈長,單位時間波動的數量就愈少),頗長愈短的,頻率愈高(行進速度相等,一個波動的長度愈短,單位時間的波動數量就愈多)

如果將波長由長到短(頻率由低至高)排列,會是:

無線電波(長波 – 中波 – 短波 – 微波) – 紅外線 – 可見光(紅 — 紫) – 紫外線 – 游離輻射(X射線 – γ射線)

游離輻射才有劑量問題,非游離輻射沒有
因為從事無線通訊相關工作的關係,我的工作場所有非常多的資通訊設備,就真的看過有人在公司的內部討論區問⋯是不是有些辦公區域的「輻射劑量」會超標。在電磁波輻射中,和藥品一樣的「劑量」概念僅用於游離輻射波段,這種波長極短的波段,可能會把原子外圍的電子給擠出軌道,所以叫作游離輻射;而游離輻射的這個特性,可能影響到人的染色體/DNA中的原子,它的「效果」和服用藥物一樣,會殘留一段時間,而且一段時間內受影響的染色體/DNA達到一定量,就會引發後續的問題,所以適用「劑量」的概念。
而非游離輻射的效果是當下的,並不會殘留⋯⋯無線電天線會與設定的波長/頻率共振,傳送端的訊號停止了,接收端也不會繼續感測到原本傳送端的訊號;相機底片或感光元件因為可見光的能量影響,而產生細微的化學變化或電子訊號,當快門關閉後,就不會繼續感光。照射到某些波段的紅外線會感覺到熱、眼睛直視強光可能會造成傷害⋯⋯這些效果都是當下發生的,因此非游離輻射不適用「劑量」的概念。
(實務上有一些非游離輻射的應用可能也會提到「劑量」一詞,但其代表的意義僅為能量、功率造成的效果,而非原子被游離後的後續影響)

非游離輻射(左)與游離輻射(右)的警示標誌,游離輻射的相關主管機關為原能會,非游離輻射的相關主管機關為NCC與環保署。

這些輻射會致癌嗎?
根據WHO IARC(世界衛生組織 國際癌症研究機構)的致癌因子分級,游離輻射為第1級致癌因子(波長較短的紫外線、部分加工肉品等也是),有確切的科學證據,並且了解其相對的量化關係。而其它非游離輻射是第2B級致癌因子,也就是似乎有一些關聯的跡象,但是一直找不到充分證據,算是一個勿枉勿縱的歸類(咖啡因原本也是2B級,後來降為3級)。
(1級:確定致癌因子,2A級:極有可能為致癌因子,2B級:可能為致癌因子,3級:無法歸類為致癌因子,4級:極有可能為非致癌因子)
從科學角度來說,沒有足夠的證據說明非游離輻射是致癌因子,充其量只有在發生共振時會產生熱(例如微波爐)、部分波段對於極少數過於敏感的族群可能造成不適等,因此法規上還是有針對相關產品、居住環境、工作環境的非游離輻射限制。

那些偽裝基地台
早在GSM行動電話系統開始普及時,就有許多傳言說行動電話的電磁波會致癌,甚至主打低功率的PHS系統也製造了很多話題。二、三十年過去了,行動電話/網路通訊技術經過世代演進、幾乎每個人的生活都離不開行動通訊,並沒有異常的發現,非游離輻射也還是被歸類為找不到充分證據的2B級致癌因子。同樣的,也還是很多人害怕基地台產生的電磁波輻射,也因此不難見到各種基地台偽裝,各種水塔、空調主機、照牌、通風管⋯⋯。

一些基地台偽裝,露餡的冷卻水塔、仔細看是假的冷卻水塔、假的空調主機(模仿氣冷式冰水機外型)、詭異的通風管、裝得異常高的塑膠水塔⋯⋯,工作上聽過廠商簡報最扯的案例是地面上的人孔蓋(用於廣場)。

這其實不是個好現象,因為這些偽裝也會造成訊號被屏蔽,甚至是為了配合偽裝,造成天線沒辦法安裝在最理想的位置、角度。這些都將造成基地台、行動裝置(手機)消耗更多電能、以更大的功率傳輸,對於擔心電磁波的人,這樣電磁波功率當然也就更強。
理想的方式是基地台就大方地安裝在高處,比較複雜的建築結構或使用者特別密集處搭配小型基地台輔助,這樣手機或其他行動裝置在訊號品質良好的情況下,自然就會調整至剛好夠用的功率,減少電磁波影響,也減少能源消耗、增加電池使用時間。

在離島可以見到一些架設方式較為合理的基地台。

Wi-Fi不要這樣玩
提到訊號品質,相信有一些人會看過社群媒體上一些分享的圖片/影片,把飲料鋁罐剪開,放在Wi-Fi天線後面,「訊號格數」就變多了。這其實也是一個迷思,因為訊號格數通常只是表示接收訊號強度(RSSI),但實際上解調變的錯誤率、是否適合使用高資料量的調變模式,是取決於訊號雜訊比(SNR);就好比我聽到某個人講話講很大聲(訊號滿格),但是周圍干擾太多了,我一樣可能聽不清楚他講話的內容,也有可能他講得很小聲或距離較遠(訊號格數較少),但是沒有什麼干擾,所以我聽得很清楚。使用剪開的鋁罐放在一般全向性天線(就是直直一根的那種)旁邊,很容易讓RSSI變大,但缺乏適當的計算分析,對SNR可能沒什麼幫助,甚至會讓訊號反射產生的雜訊變得更多,就會使得傳輸需要耗費的能量變多、產生的電磁波功率也變大,但對於傳輸品質的提升沒有太大幫助;正確的方式還是視應用情境選擇高增益的天線或是指向天線。

微波爐也是一樣
微波爐是另一個很多人(特別是婆婆媽媽)擔心電磁波輻射的產品,微波爐使用頻率約2.45GHz的微波(屬於無線電波的範圍,與部分Wi-Fi、Bluetooth會使用的波段重疊),剛好和水分子的共振頻率相同,利用使水分子共振產生熱達到加熱的效果。因此使用微波爐烹調是否健康,還是取決於食材的選擇、調味方式與烹調時間/溫度是否合適,和「輻射」根本沒有關係。
有的人會覺得微波爐前方的電磁波輻射特別強,所以刻意避開微波爐前方、將微波爐放置成難以操作的方向。實際上,微波爐的爐門可視區域使用的是比其波長還要短一些的網目,並且與內壁導通,在爐門關上時就會形成一個法拉第籠,讓大部分烹調食物的微波只會在內部反射。當然,家裡也有人有這樣的疑慮,秉持著破除謠言的精神買了一個波段有涵蓋到的三軸場強儀,實際測測看運作時的電磁波強度;結果是緊挨著微波爐的話,前方、(可能是)磁控管影響的位置接受到的能量確實會比較強,而距離一步的話則是幾乎一樣強,所以使用微波爐在適當的位置、保持適當的距離即可。
另一方面,和行動通訊一樣,現在的家電強調能源效率,微波爐也是一樣——耗費能源產生的微波當然要盡量用在烹調食物上,而不是將能源浪費在製造周邊的影響。

正確使用就對了
不論是行動通訊/無線網路設備、微波爐、還是其他會發出電磁波的產品,能合法上市的都有相關的規範在,按照產品說明正確使用,就不用過度擔心。至於行動通訊基地台,不如就大方地架設好,不要搞奇怪的偽裝、不要因為要偽裝而放棄正確的天線規格/角度;這樣不僅能確保通訊品質,也能減少電磁波影響。只要有正確的科學概念,就不用有這些不必要的糾結,想了解更多,推薦去讀台灣鯛民(廖彥朋)的《怕輻射,不如先補腦》(ISBN:9789571365732)。

發佈留言

發佈留言必須填寫的電子郵件地址不會公開。 必填欄位標示為 *