БИОЛОГИЧЕСКОЕ ДЕЙСТВИЕ СВЕРХВЫСОКОЧАСТОТНОГО ЭЛЕКТРОМАГНИТНОГО ПОЛЯ

С учетом потенциальной опасности для человека важно оценить биологическую эффективность воздействия СВЧ-диапазона, которая определяется характеристиками ЭМП: отражением, поглощением и рас­пределением (преобразование) электромагнитной энергии в теле человека и животных.

Установлено, что энергия, проходящая внутрь организма, равна энер­гии падающей волны за вычетом энергии отраженной волны. От однород­ной среды отражается около 60 % энергии падающей волны, и только около 40 % проходит внутрь объекта. Около 70 % энергии проходящей волны пог­лощается в пределах области, ограниченной глубиной проникновения. Глу­бина проникновения определяется расстоянием, на котором интенсивность волны убывает в 2,7 раза (единицы измерения — метр, сантиметр и т. д).

Для количественной оценки поглощенной энергии введено понятие удельной поглощенной мощности (SAR — specific adsorption rate), обозна­чающее количество поглощаемой мощности, приходящейся на единицу массы тела. Удельная поглощенная мощность — это усредненная величина, характеризующая скорость поступления СВЧ-излучения в поглощающее тело. Установлено, что предельной для терморегуляции человека является величина удельной поглощенной мощности до 4 Вт/кг, а ПДУ — 0,4 Вт/кг.

Важной энергетической характеристикой ЭМИ является плотность потока энергии (ППЭ), которая выражается количеством энергии, прохо­дящей в 1 с через 1 см² поверхности перпендикулярно направлению рас­пространения волны.

При относительно высоком уровне облучающего ЭМП (ППЭ более 10 мВт/см²) проявляется тепловой, а при относительно низком уровне

ЭМП (1111Э менее 10 мВт/см²) — нетепловой (информационный) харак­тер воздействия микроволн на организм.

Тепловой (неспецифический) эффект ЭМИ приводит к развитию острых поражений различной степени тяжести, т. к. поглощенная средой энергия ЭМИ СВЧ-диапазона переходит в тепло. Температурное распре­деление, которое устанавливается в живом организме под действием микроволн, зависит не только от длины волны, интенсивности излучае­мой энергии (ППЭ) и продолжительности воздействия, но и от ряда дру­гих факторов, важнейшими из которых являются теплообмен на поверх­ности нагреваемого объекта, интенсивность кровоснабжения в нагревае­мой области. В связи с этим наиболее чувствительны к тепловому дей­ствию СВЧ-поля плохо васкуляризируемые ткани и органы (хрусталик глаза, гонады, поджелудочная железа), а также полые органы, содержа­щие жидкость (кишечник, мочевой пузырь и др.), что может вызвать тя­желые патологические реакции со структурными нарушениями этих ор­ганов и систем (ожоги кожи и слизистых, язвы желудка и кишечника, вы­раженные острые расстройства ЦНС, вестибулярные нарушения).

Нетепловое (специфическое, олиготермическое) действие СВЧ ЭМИ. Предполагают существование первичных специфических меха­низмов взаимодействия на основании ряда теорий: теории «точечного» нагревания и «жемчужных цепей», признающих роль нетермической де­натурации белка, резонансного поглощения энергии белками, изменения возбудимости рецепторов, содержания биологически активных веществ, гормонов и витаминов, изменения процессов синаптической передачи импульсов. Из возможных механизмов воздействия микроволн малых мощностей на биологические объекты наиболее значимы следующие: механо-химическое воздействие с нарушением кинетики биохимических реакций; воздействие на белковые структуры молекул; влияние на ионы клеточных электролитов путем изменения траектории их движения; вза­имодействие с электрическими и магнитными полями организма и др.

Таким образом, особенностью влияния СВЧ-диапазона ЭМП является его повреждающее воздействие (функциональное, морфологическое) как на компроментированные органы, так и в целом на важнейшие системы орга­низма. Биологический эффект СВЧ-диапазона ЭМИ в условиях длительно­го многолетнего воздействия накапливается, что является одной из причин развития отдаленных тяжелых последствий (катаракта, дегенеративные процессы ЦНС, лейкозы, опухоли мозга, эндокринные заболевания).

Более длинные волны легко проходят сквозь тело, но не представ­ляют большой опасности, поскольку отличаются малой энергоемкостью. Источниками таких малоопасных волн в быту могут быть электроосвети­тельная сеть и электроприборы, работающие на частоте 50 Гц.

Установлено также, что наиболее вредны для человека волны, ле­жащие в дециметровом и сантиметровом диапазонах. Поля с длиной вол­ны менее 1 см, несмотря на способность нести высокую энергию, намного хуже проходят сквозь тело и быстро теряют свою силу. Наиболее чувстви­тельны к влиянию ЭМП молодые клетки, которые под воздействием высо­кочастотных излучений могут мутировать и стать точкой роста злокаче­ственной опухоли. Кроме того, по мнению многих исследователей, радио­частотные излучения способны воздействовать на психику человека, нарушать восприятие, вызывать слуховые галлюцинации, что позволяет использовать новейшее радиочастотное оружие для проведения психоло­гических диверсий и дезорганизации управления войсками противника.