Infraroodstraling is een natuurlijke vorm van straling. Ieder mens wordt er dagelijks aan blootgesteld. Een groot deel van de energie van de zon komt naar onze planeet in de vorm van infrarode stralen. In de moderne wereld zijn er echter veel apparaten die infraroodstraling gebruiken. Het kan het menselijk lichaam op verschillende manieren beïnvloeden. Het hangt grotendeels af van het type en het doel van het gebruik van deze apparaten.
Wat is dit
Infraroodstraling, of IR-stralen, is een soort elektromagnetische straling die het spectrale gebied van rood zichtbaar licht (dat wordt gekenmerkt door een golflengte van 0,74 micron) tot kortegolfradiostraling (met een golflengte van 1 -2mm). Dit is een vrij groot gebied van het spectrum, dus het is verder onderverdeeld in drie gebieden:
- bijna (0,74 - 2,5 µm);
- medium (2,5 - 50 micron);
- ver (50-2000 micron).
Ontdekkingsgeschiedenis
In 1800 deed een wetenschapper uit Engeland, W. Herschel, de waarneming dat in het onzichtbare deel van het zonnespectrum (buiten het rode licht), de temperatuur van de thermometer stijgt. Vervolgens werd de ondergeschiktheid van infraroodstraling aan de wetten van de optica bewezen en werd een conclusie getrokken over de relatie met zichtbaar licht.
Dankzij het werk van de Sovjet-fysicus A. A. Glagoleva-Arkadyeva, die in 1923 radiogolven met λ=80 μm (IR-bereik) ontving, werd het bestaan van een continue overgang van zichtbare straling naar IR-straling en radiogolven experimenteel bewezen. Zo werd de conclusie getrokken over hun gemeenschappelijke elektromagnetische aard.
Bijna alles in de natuur is in staat golflengten uit te zenden die overeenkomen met het infraroodspectrum, wat betekent dat het een bron van infraroodstraling is. Het menselijk lichaam is daarop geen uitzondering. We weten allemaal dat alles om ons heen bestaat uit atomen en ionen, zelfs mensen. En deze geëxciteerde deeltjes zijn in staat om IR-lijnspectra uit te zenden. Ze kunnen in een aangeslagen toestand komen onder invloed van verschillende factoren, bijvoorbeeld elektrische ontladingen of bij verhitting. Dus in het stralingsspectrum van een vlam van een gasfornuis is er een band met λ=2,7 µm van watermoleculen en met λ=4,2 µm van koolstofdioxide.
IR-golven in het dagelijks leven, wetenschap en industrie
Bij het gebruik van bepaalde apparaten thuis en op het werk vragen we ons zelden af wat het effect is van infraroodstraling op het menselijk lichaam. Ondertussen zijn infraroodstralers tegenwoordig behoorlijk populair. Hun fundamentele verschil met olieradiatoren en convectoren is het vermogen om niet de lucht zelf rechtstreeks te verwarmen, maar alle objecten in de kamer. Dat wil zeggen, meubels, vloeren en wanden worden eerst verwarmd en vervolgens geven ze hun warmte af aan de atmosfeer. Tegelijkertijd beïnvloedt infraroodstraling ook organismen - mensen en hun huisdieren.
IR-stralen worden ook veel gebruikt bij gegevensoverdracht en afstandsbediening. Veel mobiele telefoons hebben infraroodpoorten om onderling bestanden uit te wisselen. En alle afstandsbedieningen voor airconditioners, muziekcentra, tv's en sommige gecontroleerde kinderspeelgoed gebruiken ook elektromagnetische straling in het infraroodbereik.
Het gebruik van infraroodstralen in het leger en de ruimtevaart
De belangrijkste infraroodstralen zijn voor de lucht- en ruimtevaart en de militaire industrie. Op basis van fotokathoden die gevoelig zijn voor infraroodstraling (tot 1,3 micron) worden nachtkijkers (diverse verrekijkers, vizieren, etc.) gemaakt. Ze laten toe, terwijl ze tegelijkertijd objecten bestralen met infraroodstraling, om te richten of te observeren in absolute duisternis.
Dankzij de gecreëerde zeer gevoelige ontvangers van infraroodstralen werd de productie van doelraketten mogelijk. Sensoren in hun hoofd reageren op de IR-straling van het doelwit, dat meestal warmer is dan de omgeving, en leiden de raket naar het doelwit. Gebaseerd op hetzelfde principedetectie van verwarmde delen van schepen, vliegtuigen, tanks met behulp van warmterichtingzoekers.
IR-zoekers en afstandsmeters kunnen verschillende objecten in volledige duisternis detecteren en de afstand tot hen meten. Speciale apparaten - optische kwantumgeneratoren die uitzenden in het infraroodgebied, worden gebruikt voor ruimte- en langeafstandscommunicatie op aarde.
Infraroodstraling in de wetenschap
Een van de meest voorkomende is de studie van emissie- en absorptiespectra in het IR-gebied. Het wordt gebruikt bij de studie van de kenmerken van de elektronenschillen van atomen, om de structuren van verschillende moleculen te bepalen en bovendien bij de kwalitatieve en kwantitatieve analyse van mengsels van verschillende stoffen.
Vanwege verschillen in de coëfficiënten van verstrooiing, transmissie en reflectie van lichamen in de zichtbare en IR-stralen, zijn foto's die onder verschillende omstandigheden zijn gemaakt enigszins verschillend. Infraroodbeelden laten vaak meer detail zien. Dergelijke afbeeldingen worden veel gebruikt in de astronomie.
Het effect van infraroodstralen op het lichaam bestuderen
De eerste wetenschappelijke gegevens over het effect van infraroodstraling op het menselijk lichaam dateren uit de jaren zestig. De auteur van het onderzoek is de Japanse arts Tadashi Ishikawa. Tijdens zijn experimenten kon hij vaststellen dat infrarode stralen de neiging hebben om diep in het menselijk lichaam door te dringen. Tegelijkertijd vinden thermoregulatieprocessen plaats, vergelijkbaar met de reactie op het zijn in een sauna. Zweten begint echter bij een lagere omgevingstemperatuur (het isis ongeveer 50 ° C), en de verwarming van de interne organen vindt veel dieper plaats.
Tijdens deze verwarming wordt de bloedcirculatie verhoogd, de bloedvaten van de luchtwegen, het onderhuidse weefsel en de huid zetten uit. Langdurige blootstelling aan infraroodstraling van een persoon kan echter een hitteberoerte veroorzaken, en sterke infraroodstraling leidt tot brandwonden in verschillende mate.
IR-bescherming
Er is een kleine lijst van activiteiten die gericht zijn op het verminderen van het risico van blootstelling aan infraroodstraling op het menselijk lichaam:
- De intensiteit van straling verminderen. Dit wordt bereikt door de selectie van geschikte technologische apparatuur, de tijdige vervanging van verouderde apparatuur en de rationele lay-out ervan.
- Verwijderen van werknemers van de stralingsbron. Als de productielijn het toelaat, verdient afstandsbediening van de productielijn de voorkeur.
- Installatie van beschermende schermen op de bron of werkplek. Dergelijke hekken kunnen op twee manieren worden geplaatst om het effect van infraroodstraling op het menselijk lichaam te verminderen. In het eerste geval moeten ze elektromagnetische golven reflecteren en in het tweede geval moeten ze deze vertragen en de stralingsenergie omzetten in thermische energie, gevolgd door de verwijdering ervan. Omdat beschermende schermen specialisten niet de mogelijkheid mogen ontnemen om de processen die plaatsvinden in de productie te volgen, kunnen ze transparant of doorschijnend worden gemaakt. Hiervoor silicaat ofkwartsglas, evenals metalen mazen en kettingen.
- Thermische isolatie of koeling van hete oppervlakken. Het belangrijkste doel van thermische isolatie is om het risico op brandwonden voor werknemers te verminderen.
- Persoonlijke beschermingsmiddelen (diverse overalls, bril met ingebouwde lichtfilters, schilden).
- Preventieve maatregelen. Als tijdens de bovenstaande acties het niveau van blootstelling aan infraroodstraling op het lichaam hoog genoeg blijft, moet een geschikte werk- en rustmodus worden gekozen.
Voordelen voor het menselijk lichaam
Infraroodstraling die het menselijk lichaam aantast, leidt tot verbeterde bloedcirculatie door vaatverwijding, betere verzadiging van organen en weefsels met zuurstof. Bovendien heeft een verhoging van de lichaamstemperatuur een pijnstillend effect door het effect van stralen op de zenuwuiteinden in de huid.
Er is vastgesteld dat een operatie die wordt uitgevoerd onder invloed van infraroodstraling een aantal voordelen heeft:
- pijn na een operatie is iets draaglijker;
- snellere celregeneratie;
- Het effect van infraroodstraling op een persoon vermijdt de afkoeling van inwendige organen in het geval van een operatie aan open holtes, wat het risico op shock vermindert.
Bij patiënten met brandwonden creëert infraroodstraling de mogelijkheid om necrose te verwijderen en om autoplastiek in een eerder stadium uit te voeren. Bovendien wordt de duur van koorts verminderd, zijn bloedarmoede en hypoproteïnemie minder uitgesproken en wordt de frequentie van complicaties verminderd.
Het is bewezen dat infraroodstraling het effect van sommige pesticiden kan verzwakken door de niet-specifieke immuniteit te verhogen. Velen van ons weten over de behandeling van rhinitis en enkele andere manifestaties van verkoudheid met blauwe IR-lampen.
Schade aan mensen
Het is vermeldenswaard dat de schade van infraroodstraling voor het menselijk lichaam ook erg groot kan zijn. De meest voor de hand liggende en meest voorkomende gevallen zijn huidverbrandingen en dermatitis. Ze kunnen optreden bij een te lange blootstelling aan zwakke golven van het infraroodspectrum of bij intense bestraling. Als het gaat om medische procedures, is het zeldzaam, maar toch komen hitteberoertes, asthenie en verergering van pijn voor bij onjuiste behandeling.
Een van de moderne problemen is oogverbranding. De gevaarlijkste voor hen zijn IR-stralen met golflengten in het bereik van 0,76-1,5 micron. Onder hun invloed worden de lens en het kamerwater verhit, wat tot verschillende aandoeningen kan leiden. Een van de meest voorkomende bijwerkingen is fotofobie. Dit moet onthouden worden door kinderen die met laserpointers spelen en lassers die persoonlijke beschermingsmiddelen verwaarlozen.
IR-stralen in de geneeskunde
Behandeling met infraroodstraling is plaatselijk en algemeen. In het eerste geval wordt een lokale actie uitgevoerd op een bepaald deel van het lichaam en in het tweede geval wordt het hele lichaam blootgesteld aan de actie van de stralen. Het verloop van de behandeling is afhankelijk van de ziekte en kan variëren van 5 tot 20 sessies van 15-30 minuten. Bij het uitvoeren van procedures is een voorwaarde:gebruik van beschermingsmiddelen. Om de gezondheid van de ogen te behouden, worden speciale kartonnen pads of glazen gebruikt.
Na de eerste procedure verschijnt roodheid met onduidelijke randen op het huidoppervlak, die na ongeveer een uur overgaat.
De actie van IR-zenders
Met de beschikbaarheid van veel medische apparaten, kopen mensen ze voor persoonlijk gebruik. Houd er echter rekening mee dat dergelijke apparaten aan speciale vereisten moeten voldoen en moeten worden gebruikt in overeenstemming met de veiligheidsvoorschriften. Maar het belangrijkste is dat het belangrijk is om te begrijpen dat, zoals elk ander medisch apparaat, infraroodgolfzenders niet kunnen worden gebruikt voor een aantal ziekten.
| Golflengte, µm | Nuttige actie |
| 9.5 µm | Immunocorrigerende actie bij immuundeficiëntie veroorzaakt door uithongering, tetrachloorkoolstofvergiftiging, gebruik van immunosuppressiva. Het leidt tot het herstel van normale indicatoren van de cellulaire link van immuniteit. |
| 16,25 micron | Antioxidant actie. Het wordt uitgevoerd vanwege de vorming van vrije radicalen uit superoxiden en hydroperoxiden en hun recombinatie. |
| 8, 2 en 6,4 µm | Antibacteriële werking en normalisatie van de darmmicroflora door de invloed op de synthese van prostaglandinehormonen, wat leidt tot een immunomodulerend effect. |
| 22.5 µm | Resulteert in de vertaling van velenonoplosbare verbindingen, zoals bloedstolsels en atherosclerotische plaques, in een oplosbare toestand brengen, waardoor ze uit het lichaam kunnen worden verwijderd. |
Daarom moet een gekwalificeerde specialist, een ervaren arts een therapiekuur kiezen. Afhankelijk van de lengte van de uitgezonden infraroodgolven, kunnen de apparaten voor verschillende doeleinden worden gebruikt.
