Юный техник, 2008 № 02 - [18]
За последние десятилетия мощность радиостанций достигла сотен и тысяч киловатт. Напряженность их электромагнитных полей стала в тысячи раз превосходить естественный радиоволновый фон, создаваемый грозами, солнцем и излучением, приходящим из космоса.
Вопрос о вреде радиоволн до конца не ясен. Но очевидно: находиться непосредственно вблизи передающей антенны опасно для здоровья. По мере удаления от нее напряженность поля — она измеряется в вольтах на метр (В/м), — снижается. Принято считать, что напряженность меньше 5 В/м безопасна для человека. Исходя из этого, и выбираются размеры охранных зон вблизи радиостанций. Строительство жилья, офисов или производственных помещений в пределах такой зоны, а также нахождение в них посторонних людей не допускается.
Надо сказать, что в большинстве случаев за пределами таких зон никаких вредных воздействий на человека не наблюдается. Все это было действительно так до тех пор, пока люди не начали строить высокие сооружения с металлическими каркасами — здания, башни, заводские трубы…
Любой проводник, находящийся в поле радиоволн, является приемной антенной. Если его длина равна целому числу полуволн приходящего излучения (для предметов, стоящих на земле, — четвертей волн), то возникает резонанс и проводник сам начинает излучать радиоволны. При этом вблизи проводника напряженность излучаемых им электромагнитных волн может оказаться во много раз выше напряженности волн, приходящих от радиостанции.
В г. Электросталь под действием излучения расположенной неподалеку мощной радиостанции на 50-метровой башне подъемного крана, стреле и тросе возникла стоячая волна. Пучность напряжения (зона с максимально высокой амплитудой) оказалась именно на крюке.
Поскольку энергия радиоволн накапливалась на протяжении многих периодов колебаний, амплитуда электрического поля возросла до нескольких тысяч вольт на метр на крюке, как на самой острой детали. В результате начался электрический разряд, и возможно было даже свечение. Почему крюк начал звучать?
Воздух вокруг крюка электрически заряжался, ионизировался. Ионы под действием электрического поля пришли в движение. А радиостанция, не будем забывать, передавала сигнал, модулированный по амплитуде. Колебания воздуха у крюка в точности повторяли амплитуду передаваемых сигналов. Так появился звук. Надо сказать, что на этом принципе работает ионофон — громкоговоритель, очень чисто воспроизводящий звук.
Подобные явления наблюдали и в США, и в Японии. Сообщений о звуке, правда, не было, но рабочие получали ощутимые электрические удары, прикасаясь к крюку подъемного крана, расположенного невдалеке от радиостанции. Из этой истории проистекают, к сожалению, грустные выводы. Если для приходящих радиоволн предельно допущенные уровни напряженности поля соблюдены, то вторичное излучение различных предметов никто не контролирует. Может случиться так, что первичное поле будет усилено и даже превзойдет предельный уровень. Особенно велико усиление, если проводник попадает в резонанс с колебаниями приходящих волн.
Вопрос этот был подробно рассмотрен на примерах, с использованием элементарных сведений из теории антенн, в статье к.т.н., профессора В.Т.Полякова «Дома-антенны. Неожиданная радиоволновая опасность, связанная со вторичным излучением радиоволн зданиями и другими конструкциями». Она была опубликована в журнале «Строительные материалы, оборудование, технологии XXI века», № 11 (82), 2005, с. 62…65. Не будем утомлять читателя математическими выкладками, а расскажем лишь о некоторых полученных результатах.
Для примера рассмотрим кирпичную трубу высотой 70 м. Пусть эта труба удалена на несколько километров от передатчика, где напряженность равна 1 В/м и, казалось бы, не представляет никакой опасности. Но на вершине трубы имеется металлическое кольцо с молниеотводами и от него к заземлению вдоль стенки трубы проложена металлическая шина. Все это превращает ее в весьма эффективную антенну, настроенную на волну длиной около 300 м, соответствующую частоте 1 МГц средневолнового диапазона. В зоне радиусом 70… 100 м вокруг трубы будет действовать ее собственное ближнее поле, которое легко достигнет 20 В/м, то есть станет в 20 раз сильнее внешнего и, главное, в 4 раза больше предельно допустимого.
Очень часто между домами подвешены линии электропроводов. Они действуют как антенны СВ- и ДВ-диапазонов. При случайном совпадении резонансной частоты воздушной линии с частотой местной радиостанции, электрическое поле под средней частью провода возрастет в десятки раз. А если там расположена детская площадка?..
Многие из нас живут в зданиях со стальными каркасами. В некотором смысле это «клетка Фарадея», которая не пропускает радиоволны длиной более 30–50 см. Но в этой клетке есть окна, и они по конструктивным соображениям бывают окружены кольцом арматуры. Такое кольцо — прекрасная антенна для волн первого канала телевидения. Вблизи окна концентрация энергии радиоволн может возрасти в 20–25 раз.
КОНЦЕНТРАЦИЯ ЭНЕРГИИ РАДИОВОЛН ВБЛИЗИ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ ПРЕДМЕТОВ
Точно так же в деревянном или кирпичном здании действуют металлические рамы. Даже обычный металлический карниз для штор в прозрачном для радиоволн деревянном или кирпичном доме может повысить напряженность поля УКВ-радиостанции во много раз, если его длина равна половине длины волны.
