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電磁波與日常生活 曹培熙 教授撰/ 駁斥致癌謠傳貢獻極大!
2016/01/12 15:13
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電磁波等致癌,網路謠言滿天飛,好友曹教授

是台灣光電專家,基於專業知識,為了闢謠,

蒙撰論文如下,並及時駁斥不實傳言,導正視

,貢獻極大,𧫴此

致謝。 

許業武 

 

電磁波與日常生活   曹培熙 教授撰

 

  台大物理系 台大醫學院光電生物醫學研究中心

 

  電磁波就是電磁輻射,但電磁輻射只是輻射的一部份,輻射還包括阿爾發射線、貝他射線、中子等等粒子射線。那些粒子射線以及加瑪射線,是從放射性物質釋出的。加瑪射線和在醫院作體檢用的愛克斯光(X)都屬於電磁輻射,但是它們和粒子射線一樣,會使受到照射的物體產生一些變化,所以可能導致癌症。我們要擔心的是這一類的輻射,而非全部的電磁輻射。

 

在此先把這些輻射的類別與例子歸納於表一,下文會解釋擔心某些輻射的原因,也會說明不必擔心其他許多種電磁輻射的科學根據。

 

表二列舉日常生活可能遇到的電磁輻射,請注意看第7項和第11項:我們每個人隨時隨地都在發射電磁波,每天曬太陽時也在接收電磁波。這兩個來源的電磁波,都比第1項的家電電磁波頻率高得多、強度也強得多!

 

表一   輻射的分類和例子

 

 

 

 

 

電磁波(

電磁輻射)

日光中的可見光與紅外線,以及變電所、吹風機、電磁爐、微波爐、行動電話、廣播電視、遙控器、有晶片的識別卡(門禁卡、高速公路過路費的eTag)產生或用到的電磁波。

非游離輻射(不會致癌的輻射)

愛克斯光(X),加瑪射線,日光或殺菌燈的短波長紫外線(UVB)

游離輻射(需要注意安全措施的輻射)

粒子

射線

阿爾發射線、貝他射線、中子等肉眼看不到的微小粒子。

(它們與加瑪射線是由放射性物質釋出的。大家比較熟悉的放射性物質有:原子彈與核能電廠燃料中的鈾235,日本福島核電廠事故洩漏的銫137、碘131,治療癌症所用的鈷60。放射性物質是由不穩定原子核構成的物質,它會發出放射線而轉變成穩定物質。)

 

 

 

表二  日常生活中會遇到、用到的電磁波

遇到、用到電磁波的場合

遇到、用到的主要電磁波

說明

(1)有交流電通過的電器(電線、電燈、電熱水瓶、電磁爐、吹風機、電扇、變壓器、電腦)

頻率為60赫的電磁波,也就是波長很長(5,000,000公尺)的電磁波。

關於「頻率」與「波長」這兩個名詞,請看後文。

(2)廣播、電視

無線電波

電台發射無線電波,收音機或電視機接收無線電波。

(3)核磁共振造影室

無線電波

以無線電波掃描受檢查部位

(4)健保卡、門禁卡、悠遊卡、高速公路過路費eTag

無線電波或微波

卡上的晶片接收從感應器來的資訊,然後發出載有相關資料電磁波,再儲存感應器發出的資訊

(5)微波爐、行動電話、衛星導航

微波

微波爐中的微波使食物溫度升高。基地台、手機、衛星導航機都能接收與發射微波。

(6)冷氣機、電視機、鐵捲門的遙控器

紅外線或微波

遙控器發射電磁波,被遙控的器具上裝有電磁波接收器。

(7)日常溫度的物品(包括每個人的身體)

紅外線

各物品發射的電磁波其中,最強的是紅外線。耳溫槍或額溫計根據這紅外線測量體溫。

(8)自動開關的門、自動沖水的廁所

紅外線

人的身體遮住和離開紅外線通路時,啟動相關裝置。

(9)醫院復健科

紅外線

照射紅外線,達到熱敷的效果

(10)新生兒黃疸治療室

可見光

照射可見光,使黃疸逐漸消除

(11)曬太陽

紫外線、可見光、紅外線

太陽發出的電磁波種類很廣,其中最強的是可見光。

(12)看見周圍的物品

(可見光)

有光的環境中,眼睛才能看到各物體。

(13)放置醫療器材處、某些濾水器

紫外線

紫外線可以殺菌、消毒

(14)屏東縣養電、種電的地方

陽光裡的紫外線和可見光

地層嚴重下陷的漁塭和果園佈設太陽能板等裝置,利用太陽能板吸收電磁波來發電。

(15)愛克斯光(X)檢驗室,包括電腦斷層掃描室

X

檢查骨骼、牙齒、內臟等部位的狀況

(16)放射線治療室

X光和加瑪射線等放射線

消滅癌細胞

 

 

 

 

1.微波爐將食物加熱的原理

 

微波爐已經是日常生活中相當普及的一種工具,但是關於它的錯誤傳言太多,以致許多人不敢使用它,所以我們從微波爐談起。根據科學原理,我們可以確信:微波爐的微波不會致癌、用它加熱過的食物不會變成有害的東西。

   

   微波爐裡的微波,是適合水分子吸收的一種電磁波。日常生活中的物體,包括人體和食物,都有數不清的分子,而每一種分子都有適合它吸收的電磁波,例如藍色物質顯著地吸收紅色的光,橘紅色物質喜歡吸收藍色光,就像一家人喜歡的食物口味不一致:「阿公愛煮鹹、阿ㄇㄚˋ愛煮淡」。食物裡的水分子旁邊有澱粉、脂肪、蛋白質等等分子,它們「不喜歡吃」這種微波。

 

    人食用容易吸收而且有營養的食物時,比較能利用食物裡的養分,維持身體健康強壯及成長。一群物質分子遇到它們善於吸收的電磁波時,電磁波的能量轉變成物質分子的能量,它們的溫度就顯著地上升;若是遇到它們不善於吸收的電磁波,物質溫度不會明顯上升。電磁波的能量被吸收掉時,電磁波就消失了;若沒有被物質吸收,電磁波就通過物體繼續行進。

 

    因此,食物裡的水分子吸收微波帶來的能量之後,溫度就上升了;其他分子因為幾乎不吸收微波,所以溫度頂多會微幅上升,因而食物中的水的溫度高於旁邊物質的溫度。於是,就會有熱量從水傳給旁邊的物質。只要食物繼續放在有微波的爐中,這樣的過程就持續進行,經過一段時間後,食物中的各種分子都達到我們預設的溫度,食物整體就完成加熱。

 

    上面這一段,告訴我們:食物用微波爐加熱時,不會變成別種物質。同樣的道理,即使這種微波照射到人體,也只會使照到的部位略微升高,不會將正常細胞變成癌細胞;何況微波爐的安全設計不會讓微波漏到爐外(請看下文第3)

 

2.用微波爐煮東西的原理

 

但是,如果用微波爐將生的食材煮熟,這時候可能是用夠大的「火力」或是加熱時間夠久,因而食物溫度上升到可以將它煮熟的程度,造成蛋白質凝固等等效果,並非由於微波變魔術把生的食材變熟了,更不會產生癌細胞。

不論用微波爐、炭火、瓦斯爐加熱或煮東西,所產生的作用都一樣:提高食物各部分的溫度。一份誤導的傳言說:「護士用微波爐將血袋加熱,結果導致接受輸血的人血管阻塞。」其實,用任何劇烈方式將血袋裡的血加熱,達到相同溫度時,都會形成凝固的小血塊、血栓,不是微波獨有的效果。

 

3.微波爐的微波會外洩嗎?

 

    看了上面的說明,一定有人想到:「既然微波會透過水分子將食物煮熟,人的體重有三分之二以上是水,站在微波爐旁邊不就很危險嗎? 」請不要擔心,因為正常的微波爐都將微波封鎖在爐體內部,它的門只能透過光線,不會讓微波通過。換句話說,門上的裝置只吸收微波這種電磁波,它不喜歡吸收光線這種電磁波。因為門不吃光線,所以爐內小燈的光線才能穿過門,讓我們看見爐內的狀況。

 

    當然,如果門上的裝置故障了,它無法阻擋微波,門前的人會受到微波照射。請別害怕,有一個簡單的方法,可以分辨阻擋微波的設施有沒有壞掉。將一杯水放入微波爐裡,關上微波爐門。把一張衛生紙沾濕了,再設法用筷子等物品把濕衛生紙掛在門前1公分處,讓紙跟門保持平行,然後啟動微波爐。經過半分鐘或一分鐘,摸摸看衛生紙有沒有變熱(用溫度計測量更好)。如果衛生紙溫度沒有變化,你就可以放心使用那個微波爐了。請記住:不要把濕衛生紙直接貼在爐門上,因為爐門為了阻擋微波而吸收微波,所以它的溫度是會上升的,貼在門上的濕紙接收的是門傳來的熱。這個檢驗方法是利用水能吸收微波的特性而設計的。

 

根據以上的說明,大家就會明白:微波爐的微波不會改變物質,所以不會將原來不會致癌的食物變成會致癌的東西。另一方面,微波是電磁波,它被水分子吸收之後,已經轉變成水分子的能量,不會繼續產生作用。會致癌的放射性物質不是電磁波,例如被放射性物質污染的鋼筋裡,就一直含有那些物質,因而不斷地釋出放射線,於是可能有害於人體健康。微波爐沒有放射性物質,不會釋出放射線,也就不至於傷害人體。

 

4. 微波不是游離輻射,所以不會致癌

 

    媒體報導大多誤將「輻射」當作跟「放射線」一樣的名詞,例如稱「被放射性物質污染的鋼筋」為「輻射鋼筋」,這樣的錯誤陳述引起一連串的錯誤解讀與不必要的憂慮。

 

如表一所顯示的,輻射包含游離輻射與非游離輻射,放射性物質釋出的是游離輻射;日常生活遇到的交流電(如電磁爐)造成的電磁波、無線電波(如廣播與電視的電磁波)、微波(如微波爐和行動電話所用的電磁波)、紅外線(如某些遙控器的電磁波)、可見光(一般常見的光線)都屬於非游離輻射。游離輻射會使物質裡的一些電子脫離原來的原子,才有機會改變物質的狀態與成份,因而會使DNA之類分子發生變化,才有致癌的可能性。

 

    電磁波的能量是由一個個最小單元攜帶著,隨著波傳給被照射的物體。這種最小單元稱為光子,而頻率愈高的電磁波光子能量也愈高。由表三與表四的數據,可以明確看出會造成游離的電磁波頻率,高於非游離輻射。微波爐中的微波頻率是24.5億赫,因而它的光子能量比游離輻射光子的能量低得多,所以不至於造成游離,也就可以排除致癌的可能性。

 

                表三    非游離輻射的頻率範圍

頻率是每秒內的振動次數,以「赫」為單位。例如警察廣播電臺治安交通網的頻率當中有 FM94.3FM104.9,表示相關電台發射的電磁波頻率為94.3百萬赫與104.9百萬赫,也就是說:它們的電磁波每秒振動94,300,000次和104,900,000次。

 

交流電產生的電磁波

無線電波

微波

紅外線

可見光

波長最長的紫外線(UVA)

 

60

3千赫到30億赫

10億赫到3000億赫

3000億赫到428萬億赫

428萬億赫到750萬億赫

750萬億赫到950萬億赫

 

5000

公里

100公里到0.1公尺

1公尺到0.1公分

0.1公分至

0.00007公分

0.00007公分至

0.00004公分

0.00004公分至

0.000031公分

 

 

          表四  地球上會造成游離的電磁輻射

波段

波長較短的紫外線(UVB)

X

加瑪射線

950萬億赫到

1070萬億赫

3億億赫到

3000億億赫

高於1000億億赫

0.000031公分至0.000028公分

0.000001公分到0.000000001公分

短於0.00000003公分

 

 

 

5.游離輻射也可能有益

 

穿過大氣層來到地球上的太陽光,含有上列非游離輻射,還含有波長較短的紫外線,簡稱為UVB(波長更短的C波段,簡稱為UVC,大多被空氣吸收,所以很少到達地面)UVA造成的游離比較少,所以短時間曝曬沒有害處;UVB就比較容易造成游離,因而曝曬之後可能造成皮膚癌。但是,UVB並非一無是處,吸收它之後可以經由皮膚等一系列人體組織的機能,使人體產生維他命D,幫助我們吸收鈣質,避免軟骨症。因此,適度地曬太陽有益無害。

 

    也許有人會質疑:我們值得為了製造維他命D而曬太陽,卻同時得到皮膚癌嗎? 這就牽涉到一些要澄清的觀念了。我們先用菇和菌作比喻,大家都知道有些菇和菌是有益於人體健康的,也有些是有害甚至會致命的。但是,就算用手碰到身邊一些有毒的菇,只要吃東西之前好好洗手,不把毒菇的任何部分吃進肚子,就不會發生危害。不論菇或菌,它們的益處與害處決定於:人體接觸或攝取的途徑、濃度、總量。同樣的道理,即使是照射到游離輻射,但若輻射的劑量不高、照射時間不長,也不會致癌的。

 

6.離輻射源愈遠,電磁波愈弱

    照射劑量的高低與發出輻射源頭(稱為「輻射源」)的強度有關,但是還跟輻射源到被照射處的距離有關:距離愈遠處,劑量愈低。請看下面四幅圖片(略)

 

    圖一(略),圈圈的水波,是大家都熟悉的現象。圖1中央略低一點的地方,可能是被一顆小石頭打到了,所以從那裡產生水波,那裡叫做波源。這一系列照片依序記錄了水波在先後4個時刻向四周傳開的情形。

 

    小石頭掉落時帶著能量,因而會引起水波。形成水波時,有些能量轉移給水波。水波具有的能量,使它能將水堆起來,形成突出水平面的地方;突出最多的圓圈稱為「波峰」。波峰附近的水被挪開而使水面下降,凹下最多的圓圈叫做「波谷」。相鄰波峰之間的距離是這水波的「波長」,波峰到最近的波谷間的距離為波長的一半。波峰的位置可以當作波到達的位置。

 

波峰的高度顯示在那裡將水堆高的本領,所以我們稱波峰越高處的波「越強」。水波的能量分布在圓周的每一小段上。從圖中可以看出:離開波源越遠的波峰高度會越低,這是因為波峰的圓周逐漸增大,每一小段具有的能量減少,可以將水堆高的本領遞減,也就是說:離波源越遠,波的強度越低。

 

    水波只是朝四周發射能量,空氣中的聲波與一般的輻射是向四面八方傳送能量的,所以能量分散得更快,強度的遞減更迅速,所以波到達處的劑量很快就遞減。現代的電子儀器(如手機等)靈敏度比從前提高許多,因而可以偵測到相當微弱的訊號,電磁波的波源(如電台、行動電話基地台、過路費標籤eTag的感應裝置)不需要發射很強的電磁波。

   

   國家通訊委員會、電信總局或環保署等機構,根據國際上具有公信力的機構之建議,針對各種電磁波公佈不會影響人體安全的強度限制。這些數據是指人體受照射處的強度,而且是估算長時間暴露於電磁波的人員所可能吸收的劑量,並且再加上相當寬的安全係數而定的。以人體不會顯著吸收的電磁波為例,因為它只會在受照射部位產生極微量的熱,我們要考慮正常人體經由血流與皮膚等機制散熱的效率,計算人體生理不會產生明顯變化的電磁波強度,取該數值的1/10(常常取更低值)為安全標準。只要是合格廠商的產品,就會符合這些要求,因而使用相關器具的安全性很有保障。

 

    權責單位必須經常進行各種測量,以確保大眾的安全。就這一點而言,我們要注意兩件事情:首先,不同波段的電磁波要用不一樣的儀器測量,因為每個波段的電磁波產生的效應不相同,例如人眼看得到可見光,無法接收其他電磁波。其次,不同的輻射強度要採用不同的單位,例如無線電波與交流電產生的電磁波強度表示法不一樣,又如游離輻射與非游離輻射的強度也不可能相同。因此,當我們看到有人以單一儀器測量不同波段或種類的輻射,或者採用不恰當的單位時,就不必採信那人的說辭。

   

   此外,因為離開輻射源愈遠處的輻射強度愈低,所以在輻射源處測得的強度,不能作為評估危險性的依據。

 

7.行動電話與電磁爐的電磁波不會致癌

   

   現在,我們可以談談行動電話了。行動電話也是利用微波,但是它的頻率低於微波爐的微波頻率,所以不是水分子喜歡吃的菜,也不是人體其他物質喜歡吃的。其次,基地台與手機的靈敏度都很高,它們所使用的電磁波強度不會太高,何況國家通訊委員會(NCC)與環保單位會監測把關。基地台與手機發出的電磁波隨距離遞減又很快,所以我們不必擔心被行動通訊的電磁波煮熟了,更不用擔心致癌。

   

   電磁爐也是曾經有人擔心的物品,其實它更不需要擔心。首先,它使用一般的交流電,它的頻率是60赫,它產生的電磁波頻率也是60赫。游離輻射中,頻率最低的是UVB,大約為一千萬億(10,000,000)赫,比電磁爐的電磁波頻率高許多,所以電磁爐的電磁波絕對不會造成癌症。同理,採用日常交流電的家用電器與變電所,它們產生的電磁波頻率也是60赫,所以也不會致癌。

 

其次,使用電磁爐的時候,鍋子應採用不鏽鋼或其他含鐵材質製品(至少鍋底應如此),這個用法會將電磁波局限在鍋底,經由一些能量轉變的效應,讓鍋底有效率地產生熱。於是,電磁爐產生的電磁波轉變成鍋底的熱,我們更不用擔心有強大電磁波侵入鍋旁人體。

 

8.非游離輻射可能具有的危險性

 

    了解非游離輻射不會致癌的原因之後,有必要提醒大家:這些輻射可能引起其他的危險,例如可能引起火災。

大家可能聽過或看過這樣的現象:用凸透鏡將太陽光會聚起來,照在一張黑紙上,很快就讓紙燃燒起來。照在白紙或其他顏色的紙,要照比較久才能將紙點燃;照在火柴上面,很快就會點火。這個現象讓我們想起前面曾提到的原則:不同的物質吸收電磁波的快慢有所差別。既然非游離輻射常常引起溫度上升,就要嚴防因而引起的火災或燙傷,尤其是有凸透鏡之類聚光物品時。

 

9.提防受到雷射光束照射

 

雷射是1960年發明的新光源,它將很多的能量集中在很細的光束裡,所以光束很強。雷射的用途非常廣,例如紫外線雷射可用於近視的矯正;紅外線雷射,可用於焊接、切割、鑽孔;藍綠色光雷射常見於演藝場所。

  

雷射光比用凸透鏡會聚的陽光還強,所以也可能引起火災。更嚴重的是它還可能傷害皮膚與眼睛。例如從眼角膜到視網膜之間的物質都是透明無色的,所以幾乎都不吸收可見光,於是光的能量可以直達視網膜,而視網膜卻是可見光的靈敏接收器,所以它能很有效率地吸收光的能量。因此,可見光與紅外線雷射光可能嚴重傷害視網膜,進而導致失明。國際間已有多起這樣的傷害。防範這種傷害的基本方法是:(1)操作雷射的人,不可以讓雷射光束照到任何人,除非那光束用於醫療。(2)觀看有雷射光的表演時,提防自己被光束照到。如果操作者任意將光束掃射觀眾,請避開那場所。

 

10.結論

 

    現代科技帶給我們許多方便的工具,在產品問市前,都已經考慮過相關輻射等安全問題,並做好安全措施。國際上有許多人員與機構從事歷時數十年的實驗觀測,辨識其安全程度,並以極高的倍數制定安全係數,所以只要做到(1)使用有良好聲譽廠商的製品;(2)不要隨便改裝;(3)依照技術資料及安全手冊使用,就可以安心享受這些工具的好處。

  

 曹教授來函:

專家集體闢謠最常見的34條「癌症謠言」!

別再相信了!

業武兄您好 :
 
這份資料算是相當中肯可靠的,  謝謝您寄給大家
 
一起闢謠 !
 
關於手機的那一段, 資料所言還嫌保守了,  因為手
 
機通訊的頻率已經確保不會致癌了.  此外,  建議少
 
用手機或採用耳機的原因與癌症扯不上關係.資料
 
末尾強調"劑量"是很有意義的. 即使是會致癌的東
 
西, 如果劑量微小,  也不會造成癌症.  致癌因素充滿
 
周遭環境,每個人都無法完全避免碰到它們,  但是罹
 
患癌症的人只是全人類中的一小部分, 沒有罹患癌症
 
者除了個人體質因素( 如免疫力夠強 )之外, 接收到的
 
致癌因素未逾安全範圍是另一個重要原因.大家注意適
 
當的營養與運動, 加上足夠的休息, 就不用自己嚇自己了.
 
小弟  培熙  敬上
 
 专家集体辟谣,大家别再相信網路謠傳了! (CK Lee 提供)
http://blog.udn.com/paulhsu333/111281387
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