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Usina Nuclear Isar, Alemanha

Piscina de combustível nuclear usado

Turbina de uma usina nuclear

Radiação eletromagnética

Radiação eletromagnética

Na física, radiação eletromagnética (ou radiação gama γ) é a radiação de energia no campo eletromagnético. É um fenômeno onda e corpuscular:

O fenômeno das ondas é dado por uma onda no campo elétrico e no campo magnético e é descrito matematicamente como uma solução da equação de onda, obtida por sua vez das equações de Maxwell, de acordo com a teoria da eletrodinâmica clássica.

natureza corpuscular, ou quantificada, pode ser descrita como um fluxo de fótons que, no vácuo, viajam na velocidade da luz. Esse fato foi divulgado pelos estudos modernos da física, no início do século XX, que reconheciam no fóton o mediador associado à interação eletromagnética, segundo o Modelo Padrão.

A radiação eletromagnética pode se espalhar no vácuo, como espaço interplanetário, em ambientes menos densos, como a atmosfera, ou em estruturas guia, como guias de ondas. As aplicações tecnológicas que exploram a radiação eletromagnética são variadas. Em geral, duas macrofamílias de aplicações podem ser distinguidas: na primeira, as ondas eletromagnéticas usadas para transportar informações (radiocomunicação, como rádio, televisão, telefones celulares, satélites artificiais, radares, radiografias); na segunda, para transportar energia. , como o microondas.

Características da radiação eletromagnética

As principais características da radiação eletromagnética são consideradas frequência, comprimento de onda e polarização.

O comprimento de onda está diretamente relacionado à frequência através da velocidade de propagação (grupo) da radiação. A velocidade de propagação em grupo da radiação eletromagnética no vácuo é igual à velocidade da luz, em outros ambientes essa velocidade é menor. A velocidade da fase da radiação eletromagnética no vácuo também é igual à velocidade da luz; em várias mídias, pode ser menor ou maior que a velocidade da luz.

A descrição das propriedades e parâmetros da radiação eletromagnética é geralmente tratada pela eletrodinâmica, embora certas seções mais especializadas da física estejam envolvidas nas propriedades de radiação de regiões individuais do espectro (em parte, isso ocorreu historicamente, em parte devido a detalhes significativos, especialmente em relação à interação da radiação de diferentes faixas com a matéria e, em parte, também os detalhes dos problemas aplicados) Essas seções mais especializadas incluem óptica (e suas seções) e radiofísica.

A física de alta energia lida com a radiação eletromagnética dura da extremidade de ondas curtas do espectro; de acordo com conceitos modernos, em altas energias, a eletrodinâmica deixa de ser independente, combinando uma teoria com interações fracas e, em seguida, com energias ainda mais altas, como esperado, com todos os outros campos de medição.

Existem teorias que diferem em detalhes e graus de generalidade, o que permite modelar e estudar as propriedades e manifestações da radiação eletromagnética. A mais fundamental das teorias completas e verificadas desse tipo é a eletrodinâmica quântica, a partir da qual, através de várias simplificações, é possível, em princípio, obter todas as teorias listadas abaixo, amplamente utilizadas em seus campos. Para descrever a radiação eletromagnética de frequência relativamente baixa na região macroscópica, como regra geral, a eletrodinâmica clássica baseada nas equações de Maxwell é usada e há simplificações nas aplicações aplicadas. Para a radiação ótica (até a faixa de raios X) (em particular, ótica de onda, quando as dimensões de algumas partes do sistema óptico estão próximas dos comprimentos de onda; óptica quântica, quando os processos de absorção, emissão e dispersão de fótons são significativos; A óptica geométrica é o caso limitante da óptica de onda, quando o comprimento de onda da radiação pode ser negligenciado.)

A radiação gama é frequentemente objeto da física nuclear; de outras posições, médica e biológica, estudamos o efeito da radiação eletromagnética na radiologia. Há também várias áreas, fundamentais e aplicadas, como astrofísica, fotoquímica, biologia da fotossíntese e percepção visual, uma série de áreas de análise espectral para as quais a radiação eletromagnética (na maioria das vezes de um certo intervalo) ) e sua interação com a matéria desempenham um papel fundamental. Todas essas áreas limitam e até se cruzam com as seções de física descritas acima.

Algumas características das ondas eletromagnéticas do ponto de vista da teoria da oscilação e dos conceitos eletrodinâmicos:

  • a presença de três vetores mutuamente perpendiculares (vazios): vetor de onda, vetor de campo elétrico E e vetor de campo magnético de intensidade H.
  • Ondas eletromagnéticas são ondas transversais nas quais os vetores de força do campo elétrico e magnético oscilam perpendicularmente à direção da propagação das ondas, mas diferem significativamente das ondas de água e do som no qual elas podem ser transmitidas de uma fonte para um receptor. , mesmo através do vácuo.

Efeitos biológicos da radiação eletromagnética

Os efeitos da radiação eletromagnética nos seres vivos dependem principalmente de dois fatores principais: a frequência da radiação e o tipo de exposição à radiação (intensidade da radiação, duração da exposição, parte do corpo exposta, etc.) isso determinará a dose absorvida. A quantidade de radiação absorvida é medida em cinza, um cinza corresponderia à absorção de um joule de energia irradiada por um quilograma de matéria.

Em relação à frequência da radiação, geralmente diferencia entre radiação ionizante e não ionizante.

Radiação ionizante

As radiações ionizantes são aquelas que possuem uma frequência grande o suficiente para ionizar os átomos ou moléculas das substâncias expostas. Este tipo de radiação é capaz de modificar a estrutura química das substâncias sobre as quais elas afetam e pode produzir efeitos biológicos a longo prazo nos seres vivos, um exemplo seria a modificação do DNA das células, essas mutações no DNA podem levar ao câncer . Raios-X e radiação gama seriam dois exemplos de radiação eletromagnética altamente ionizante.

Radiação não ionizante

Radiações não ionizantes são aquelas que não têm frequência suficiente para causar ionização dos materiais expostos. Como exemplo de radiação não ionizante, ondas de microondas ou rádio podem ser mencionadas. Esse tipo de radiação não possui energia suficiente para causar diretamente mutações no DNA e, portanto, provavelmente não pode iniciar a carcinogênese, mas pode ser um promotor. Hoje falamos sobre poluição eletromagnética para nos referir à exposição de seres ou dispositivos vivos a um campo eletromagnético e os efeitos dessa exposição na saúde ou fertilidade são discutidos.

Do ponto de vista de seus efeitos na saúde, a radiação não ionizante pode ser classificada em três grandes grupos:

  • Campos eletromagnéticos de baixa frequência (ELF): variam de 3 a 30.000 Hz).
  • Campos de radiofrequência e microondas: faixa de 30 kHz a 300 GHz.
  • Radiação óptica: da luz infravermelha à luz ultravioleta.

Somente os efeitos biológicos dos dois primeiros grupos serão discutidos aqui, uma vez que os efeitos biológicos do último grupo são desenvolvidos nos artigos correspondentes (efeitos biológicos da luz infravermelha e efeitos biológicos da luz ultravioleta).

Nos efeitos à saúde da exposição a campos eletromagnéticos de baixa frequência, é necessário fazer uma distinção entre os campos elétrico e magnético. Não foram descritos efeitos à saúde como expostos a campos elétricos dessa frequência e, além disso, a penetrabilidade é baixa e, por exemplo, eles não podem passar através das paredes. Quanto aos efeitos de campos magnéticos não estáticos, seus efeitos na saúde são controversos. Por um lado, existe um consenso entre os epidemiologistas de que crianças expostas a campos magnéticos não estáticos têm maior risco de desenvolver leucemia, mas, por outro lado, não existe um mecanismo amplamente aceito que explique como esses campos podem induzir ou promover o câncer. A fonte mais importante de exposição é a geração, transporte, distribuição,

Em 2002, o Centro Internacional de Pesquisa do Câncer publicou a avaliação de campos eletromagnéticos de baixa frequência como possíveis agentes cancerígenos. Suas conclusões foram:

  • Campos magnéticos de frequência extremamente baixa são possíveis agentes cancerígenos em humanos (Grupo 2B).
  • Os campos elétricos de frequência extremamente baixa não podem ser considerados cancerígenos em humanos (Grupo 3).
  • Os campos estáticos magnéticos e elétricos também não podem ser considerados cancerígenos em humanos (Grupo 3).
  • Os primeiros foram classificados como possíveis agentes cancerígenos devido a suspeitas bem fundamentadas, associadas a um possível aumento no risco de leucemia infantil.

No que diz respeito aos campos eletromagnéticos de radiofreqüência e microondas (30 kHz - 300 GHz), a fonte de exposição mais frequente para a população em geral são os telefones celulares e suas torres de distribuição. Seus efeitos na saúde podem ser de dois tipos:

  • Térmica: elevação da temperatura corporal central.
  • Atérmico: fundamentalmente, câncer. É um efeito controverso.

Assim como os campos magnéticos de frequência extremamente baixa, existem evidências de estudos epidemiológicos que apontam para um aumento moderado no risco de câncer em indivíduos que usam telefone celular por mais de 10 anos (mas fracamente apoiados por experimentos com animais a longo prazo e pesquisa in vitro), mas as evidências ainda não são suficientemente fortes para convencer a comunidade científica e as autoridades de que medidas imediatas devem ser tomadas.

Em 2011, o Centro Internacional de Pesquisa do Câncer reuniu os principais especialistas do mundo para avaliar o possível efeito carcinogênico da radiofreqüência e da radiação de microondas (30 kHz - 300 GHz). De acordo com as conclusões do grupo de especialistas, o Centro classificou esse tipo de radiação também no Grupo 2B (possíveis agentes cancerígenos em humanos). Não se afirma que a exposição é cancerígena, mas não está descartado que seja.

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Última revisão: 29 de agosto de 2019