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5G輻射大嗎?關於基站和手機輻射,這篇文章徹底講明白了

導讀:今天我們來聊聊基站和手機的輻射。

 

哈哈,大家有沒有虎軀一震?如今這個年頭,新聞里三天兩頭會說這裡有輻射,那裡有放射性,還有不斷增高的癌症發病率,號稱都是輻射導致,引起大家人心惶惶。

尤其是我們通信行業,整天和電磁場電磁波打交道,和基站打交道。別人都會說,我們離輻射那麼近,一定生女孩比較多,頭髮也掉得快,balabala的。

還有一些用戶,因為擔心輻射,所以阻撓通信施工,甚至破壞小區里的通信設施,讓代維工程師們苦不堪言。

因此,筆者決定寫下這篇文章,幫助大家徹底搞懂輻射背後的科學原理,消除對基站輻射的誤解。

 

作者:小棗君

來源:鮮棗課堂(ID:xzclasscom)

01 什麼是輻射?

人們害怕輻射,首先我們要搞明白,到底什麼是“輻射”。

輻射的官方定義比較繞——

由場源發出的電磁能量中一部分脫離場源向遠處傳播,而後不再傳回場源的現象,叫做輻射。

簡單來說,輻射就是一個東西向外傳送能量。例如光輻射、熱輻射,都屬於輻射。

所以說,輻射是一個中性詞,而非貶義詞。

在我們的生活中,輻射是時刻存在的,並不是全部有害。一部分輻射是大自然本身就有的,也有一部分輻射,是人類製造出來的。

大自然輻射,最典型的,就是太陽發光發熱。太陽就是一個場源。

而人類製造的輻射,大部分和電有關。

電是我們生活中不可缺少的一部分,學過基本的物理知識就會知道,只要有電在傳輸,就會產生相應的電場和磁場,產生電磁波。

電磁波就是一種輻射,包括電燈的燈光,Wi-Fi路由器的信號,無線廣播等等,全部是輻射。我們也會把它們叫作光波和電波。

光波和電波,都是電磁波,之所以看上去差別很大,是因為各自的頻率不同。

通過下麵這張圖,我們可以看到,光波的頻率比電波更大。光波裡面,頻率由小到大,分別是紅外線、可見光、紫外線、X射線、γ射線。(註意,α射線和β射線不是電磁波。)

 

電磁波的頻率越高,它的能量就越大。換言之,它的輻射就越大。

由電磁波產生的輻射,就是電磁輻射。

但是,根據電磁波頻率的不同,電磁輻射又分為電離輻射非電離輻射

 

通常,我們把波長小於100nm(納米)的電磁輻射,也就是頻率在3×1015Hz以上的電磁輻射,稱為電離輻射

紫外線,就是電離輻射和非電離輻射的分界線。比紫外線頻率更高的,例如宇宙射線、X射線、γ射線,都屬於電離輻射。而熱輻射、紫外線、電波(微波、短波、中波、長波),都屬於非電離輻射

真正會對人體造成傷害的,是電離輻射。

 

02 電離輻射為什麼有害?

之所以要叫作電離輻射,是因為這種高頻輻射可以把物質原子或分子中的電子“偷走”,從而使這些原子或分子發生“電離現象”。

簡單來說,人或動植物,都是細胞組成的,細胞是分子原子組成的,如果分子和原子都被破壞了,當然細胞也就被破壞了,對人體就造成傷害了。

另外機體內的水分子,發生電離效應後,會產生一系列氧自由基。氧自由基作用於生物大分子,也會導致細胞損傷。

持續的電離輻射,通過以上兩種方式導致細胞損傷累積細胞功能異常,最終死亡或癌變。

電離輻射的來源,主要包括:

 

  • 核輻射(核彈爆炸、核泄漏事故)

  • 醫用儀器(CT、X射線)

  • 工業儀器(損傷檢測行業)

  • 自然放射源(大自然中存在很多天然放射性元素,它們廣泛存在於石頭、土壤和空氣中)

▲醫院CT室,通常會有電離輻射警告

電離輻射並不是只有壞處,主要看它的劑量。如果劑量大,就會造成傷害。如果劑量小,就可以被合理利用。

例如我們在醫院體檢時使用的CT、X光、胸片,輻射劑量都被嚴格限定在安全劑量之內,是非常安全的,不可能致癌,也不會有副作用。

03 非電離輻射有沒有危害?

說了半天可怕的電離輻射,我們再回過頭來看非電離輻射

非電離輻射的頻率,比電離輻射小得多。它的能量,也比電離輻射小得多。

我們無線通信,就是使用頻率小於1012Hz的電磁波進行通信的一種方式。

點開可看大圖

 

移動通信屬於無線通信的其中一種。目前使用的電磁波頻率主要在600M-4000MHz之間。這個頻率,離電離輻射還差十萬八千里。

我們再來具體看看基站的輻射到底有多大

基站,就是為手機提供無線通信信號的設備。準確來說,收發信號的,是基站的組成部分之一——天線

基站的組成結構

板狀天線

基站分為宏基站和微基站。室外看到的那種大型的、帶有板狀天線的基站,是宏基站。

宏基站

 

正常情況下,一個宏基站的功率是40W。基站向外輻射信號,不是點對點,而是點對面的,看上去像一個球體。

 

如果按照球面來算,距離10米,能形成的球面面積是4πR2,等於1256平方米。

由此可以粗略計算得出,距離基站10米,輻射是3.18 微瓦/平方釐米

 

為了加強電磁環境管理,保障公眾健康,中國於2014年對《電磁輻射防護規定》(GB 8702-88)和《環境電磁波衛生標準》(GB 9175-88)進行整合修訂,出台了《電磁環境控制限值》(GB8702—2014),並於2015年1月1日起正式實行。根據該標準,通信頻段功率密度應小於40微瓦/平方釐米。(實際情況中,因為考慮到信號疊加,運營商通常會控制在8 微瓦/平方釐米。)

我國這一標準,遠遠低於其它國家或地區,是最嚴格的:

40微瓦/平方釐米到底有多大呢,為了給大家一個感性的認識,我們就拿太陽光來對比一下。

根據太陽的輻射總功率以及地球到太陽的距離,再考慮地球的半徑,物理學家已經算出,地球上太陽光的輻射功率面密度大約是1000瓦特每平方米,也就是10萬微瓦/平方釐米

也就是說,我國標準中基站輻射的強度,是太陽光照射強度的2500分之一。

 

這下明白了吧?基站輻射對人體的影響是微乎其微的,幾乎可以忽略不計。

04 手機會造成輻射危害嗎?    

說完基站,我們再看看手機。

其實,相比基站來說,手機對人體的輻射其實要稍微大一些。原因很簡單,雖然手機的天線輻射功率(幾毫瓦)明顯小於基站,但是離人體的距離更近。

 

手機電磁輻射還有一個特點,那就是信號越弱,輻射反而越大。

因為手機本身設計的原因,但基站改寫信號較弱時,為保證通信正常,手機會加大自身天線的功率,輻射也隨之增加,當然,耗電量也隨之增加。這就是為什麼我們坐高鐵時,或室內信號差時,手機電量掉得很快。

基站信號越弱,手機信號隨之越強

根據網友的測試,蘋果手機待機時,輻射是17.1微瓦/平方釐米,通話時,是93.1微瓦/平方釐米。可以看出來,確實手機輻射是比基站更大的。

但是,這個值仍然是安全範圍以內,不會對人體造成傷害。

手機的輻射,遠遠小於家裡的各類電器,例如微波爐、吹風機,甚至電視機。

家用電器的輻射值參考(μT是另一種輻射值單位,微特斯拉),手機待機時大約0.1μT,呼叫時瞬間可達3μT,距離稍遠時,會大幅下降

但是,建議大家睡覺時,把手機放遠一些,不要放在枕頭邊上。此外,建議撥打和接聽電話時,接通後,再靠近耳朵。

05 5G基站輻射會很大嗎?

那麼,現在我們即將迎來5G時代,5G的網速那麼快,會不會輻射大很多?會不會對人體造成更大影響呢?

答案依然是不會。

5G分為Sub-6頻段和毫米波頻段。

▲5G的兩個工作頻段範圍

 

Sub-6頻段,就是頻率小於6GHz的頻段,和我們目前的4G差不多,也和家裡用的工作頻率2.4GHz/5.8GHz的Wi-Fi也差不多。

毫米波頻段,頻率大於24GHz,但也就是一個數量級的差距,依然離電離輻射十萬八千里。

頻率是無害的,我們再來看看天線發射功率。

5G基站也分為宏基站和微基站,更多的是微基站。

宏基站因為5G採用了天線陣列、波束賦形等技術,所以功率會比4G基站稍微高一些,但仍然在國家標準要求的範圍內。(據瞭解,應該是200W左右。)

▲5G天線最大輸出功率

微基站方面,雖然微基站離人體更近,但微基站的天線功率,都在10W以內,更多是100mW(毫瓦)級別。

所以,微基站也不會對人體造成危害。

▲微基站,和無線路由器差不多大

 

況且,我們國家對公眾移動通信基站設備實施嚴格的入網許可制度,關鍵設備入網前必須進行檢測、核准。通信基站投入使用前,需進行電磁環境測試和設備抽檢。設置基站時,必須向主管部門提交申請和報送技術資料。

也就是說,對於每一座通信基站,運營單位都會嚴格按照規定進行環評檢測,確保符合環境標準後才會正式投入運營。不僅如此,在通信基站運營後,還會有人不定期地對其檢測,確保不出現電磁輻射超標的現象。

所以,不管是2/3/4G,還是5G,都不用擔心基站輻射的問題。

 

06 警告!破壞基站是違法行為!

雖然事實非常明確,但仍然有一小部分居民用戶,對基站心存疑慮,甚至恐慌。擔心基站會對自己或家人的身體健康造成不良影響,進而對基站設備存有敵意,甚至惡意破壞通信設備。

破壞基站、抵制基站的新聞,時常還會見諸報端。

在我們國家,刑法第一百二十四條明確指出:破壞公共電信設施,屬於違法行為。所以,不管你是否能夠接受事實,都不能擅自破壞通信設施,否則是要被追究法律責任的。

有些小區,少部分不明真相的業主不斷阻撓基站建設,結果,三大運營商和中國鐵塔一紙通告,聯合斷網,反而激起了其他更多業主的強烈不滿,引起了更激烈的衝突,更是得不償失。

▲部分業主要求基站拆除,被其他業主罵是“神經病”

恐慌是源於對真相的不瞭解,謠言往往止於智者。我相信,隨著越來越多的人搞清楚輻射背後的真相,不理智的行為就會越來越少,我們通信工程師就能少受委屈,能更好地為廣大用戶服務!

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