Infrapunasäteily on luonnollinen säteilyn muoto. Jokainen ihminen altistuu sille päivittäin. V altava osa Auringon energiasta tulee planeetallemme infrapunasäteiden muodossa. Nykymaailmassa on kuitenkin monia laitteita, jotka käyttävät infrapunasäteilyä. Se voi vaikuttaa ihmiskehoon eri tavoin. Se riippuu pitkälti näiden laitteiden tyypistä ja käyttötarkoituksesta.
Mikä tämä on
Infrapunasäteily eli IR-säteet on eräänlainen sähkömagneettinen säteily, joka kattaa spektrialueen punaisesta näkyvästä valosta (jolle on tunnusomaista aallonpituus 0,74 mikronia) lyhyta altoiseen radiosäteilyyn (aallonpituus 1). -2 mm). Tämä on melko suuri alue spektristä, joten se on edelleen jaettu kolmeen alueeseen:
- lähellä (0,74 - 2,5 µm);
- keskikokoinen (2,5 - 50 mikronia);
- kaukaan (50-2000 mikronia).
Löytöhistoria
Vuonna 1800 englantilainen tiedemies W. Herschel teki havainnon, että aurinkospektrin näkymättömässä osassa (punaisen valon ulkopuolella) lämpömittarin lämpötila nousee. Myöhemmin todistettiin infrapunasäteilyn alisteisuus optiikan laeille ja tehtiin johtopäätös sen suhteesta näkyvään valoon.
Neuvostoliiton fyysikon A. A. Glagoleva-Arkadjevan työn ansiosta, joka vastaanotti radioa altoja λ=80 μm (IR-alue) vuonna 1923, jatkuva siirtyminen näkyvästä säteilystä IR-säteilyyn ja radioaalloille oli olemassa. kokeellisesti todistettu. Siten pääteltiin niiden yhteisestä sähkömagneettisesta luonteesta.
Lähes kaikki luonnossa pystyy lähettämään infrapunaspektriä vastaavia aallonpituuksia, mikä tarkoittaa, että se on infrapunasäteilyn lähde. Ihmiskeho ei ole poikkeus. Me kaikki tiedämme, että kaikki ympärillämme koostuu atomeista ja ioneista, jopa ihmiset. Ja nämä kiihtyneet hiukkaset pystyvät lähettämään IR-viivaspektrejä. Ne voivat mennä kiihtyneeseen tilaan eri tekijöiden, esimerkiksi sähköpurkausten tai kuumennettaessa, vaikutuksesta. Joten kaasuliesiliekin säteilyspektrissä on kaista, jonka λ=2,7 µm vesimolekyyleistä ja λ=4,2 µm hiilidioksidista.
IR-aallot arjessa, tieteessä ja teollisuudessa
Käyttäessämme tiettyjä laitteita kotona ja töissä kysymme harvoin itseltämme infrapunasäteilyn vaikutuksista ihmiskehoon. Samaan aikaan infrapunalämmittimet ovat melko suosittuja nykyään. Niiden perustavanlaatuinen ero öljylämmittimiin ja konvektoreihin on kyky lämmittää itse ilmaa ei suoraan, vaan kaikkia huoneessa olevia esineitä. Eli huonekalut, lattiat ja seinät lämmitetään ensin ja sitten ne luovuttavat lämpönsä ilmakehään. Samalla infrapunasäteily vaikuttaa myös eliöihin - ihmisiin ja heidän lemmikkiinsä.
IR-säteitä käytetään laaj alti myös tiedonsiirrossa ja kauko-ohjauksessa. Monissa matkapuhelimissa on infrapunaportit tiedostojen vaihtamista varten. Ja kaikki ilmastointilaitteiden, musiikkikeskusten, televisioiden ja joidenkin ohjattavien lasten lelujen kaukosäätimet käyttävät myös sähkömagneettista infrapunasäteilyä.
Infrapunasäteiden käyttö armeijassa ja astronautiikassa
Tärkeimmät infrapunasäteet ovat ilmailu- ja sotilasteollisuudelle. Infrapunasäteilylle herkkien (1,3 mikroniin asti) valokatodien perusteella luodaan yönäkölaitteita (erilaisia kiikareita, tähtäyksiä jne.). Ne mahdollistavat kohdistamisen tai tarkkailun absoluuttisessa pimeydessä, samalla kun ne säteilyttävät esineitä infrapunasäteilyllä.
Luotujen erittäin herkkien infrapunasäteiden vastaanottimien ansiosta suuntausohjusten tuotanto tuli mahdolliseksi. Päässä olevat anturit reagoivat kohteen IR-säteilyyn, joka on yleensä ympäristöä lämpimämpää, ja ohjaavat ohjuksen kohteeseen. Samalla periaatteellalaivojen, lentokoneiden, tankkien kuumenneiden osien havaitseminen lämpösuuntamittarilla.
IR-paikantimet ja etäisyysmittarit voivat havaita erilaisia kohteita täydessä pimeydessä ja mitata etäisyyden niihin. Erikoislaitteita - optisia kvanttigeneraattoreita, jotka lähettävät infrapuna-alueella, käytetään avaruus- ja pitkän kantaman maanpäälliseen viestintään.
Infrapunasäteily tieteessä
Yksi yleisimmistä on emissio- ja absorptiospektrien tutkimus IR-alueella. Sitä käytetään atomien elektronikuorten ominaisuuksien tutkimuksessa, erilaisten molekyylien rakenteiden määrittämisessä ja lisäksi erilaisten aineiden seosten kvalitatiivisessa ja kvantitatiivisessa analyysissä.
Näkyvien ja IR-säteiden kappaleiden sironta-, läpäisy- ja heijastuskertoimien erojen vuoksi eri olosuhteissa otetut valokuvat ovat hieman erilaisia. Infrapunakuvat näyttävät usein enemmän yksityiskohtia. Tällaisia kuvia käytetään laajasti tähtitieteessä.
Infrapunasäteiden vaikutuksen tutkiminen kehossa
Ensimmäiset tieteelliset tiedot infrapunasäteilyn vaikutuksesta ihmiskehoon ovat peräisin 1960-luvulta. Tutkimuksen tekijä on japanilainen lääkäri Tadashi Ishikawa. Kokeidensa aikana hän pystyi osoittamaan, että infrapunasäteet pyrkivät tunkeutumaan syvälle ihmiskehoon. Samalla tapahtuu lämpösäätelyprosesseja, jotka ovat samanlaisia kuin saunassa olemisen reaktio. Hikoilu alkaa kuitenkin alhaisemmasta ympäristön lämpötilasta (seon noin 50 °C), ja sisäelinten lämpeneminen tapahtuu paljon syvemmällä.
Tämän lämmityksen aikana verenkierto lisääntyy, hengityselinten verisuonet, ihonalainen kudos ja iho laajenevat. Pitkäaikainen altistuminen infrapunasäteilylle voi kuitenkin aiheuttaa lämpöhalvauksen, ja voimakas infrapunasäteily johtaa eriasteisiin palovammoihin.
IR-suojaus
On olemassa pieni luettelo toimista, joilla pyritään vähentämään ihmiskehon infrapunasäteilylle altistumisen riskiä:
- Säteilyn voimakkuuden vähentäminen. Se saavutetaan sopivien teknisten laitteiden valinnalla, vanhentuneiden laitteiden oikea-aikaisella vaihtamisella sekä niiden järkevällä asettelulla.
- Työntekijöiden poistaminen säteilylähteestä. Jos tuotantolinja sallii, tuotantolinjan kauko-ohjaus tulisi suosia.
- Suojaverkkojen asennus lähteeseen tai työpaikalle. Tällaiset aidat voidaan järjestää kahdella tavalla vähentämään infrapunasäteilyn vaikutusta ihmiskehoon. Ensimmäisessä tapauksessa niiden on heijastettava sähkömagneettisia a altoja, ja toisessa tapauksessa niiden on viivästettävä niitä ja muutettava säteilyenergia lämpöenergiaksi, minkä jälkeen se poistetaan. Koska suojanäytöt eivät saisi viedä asiantuntijoilta mahdollisuutta seurata tuotannossa tapahtuvia prosesseja, niistä voidaan tehdä läpinäkyviä tai läpikuultavia. Tätä varten silikaatti taikvartsilasi sekä metalliverkot ja ketjut.
- Lämpöeristys tai kuumien pintojen jäähdytys. Lämmöneristyksen päätarkoitus on vähentää työntekijöiden palovammojen riskiä.
- Henkilökohtaiset suojavarusteet (erilaiset haalarit, suojalasit sisäänrakennetuilla valosuodattimilla, suojat).
- Enn altaehkäisevät toimenpiteet. Jos kehon infrapunasäteilylle altistuminen yllä olevien toimien aikana pysyy riittävän korkeana, tulee valita sopiva työ- ja lepotapa.
Hyödyt ihmiskeholle
Ihmiskehoon vaikuttava infrapunasäteily parantaa verenkiertoa verisuonten laajenemisen vuoksi, parantaa elinten ja kudosten kyllästymistä hapella. Lisäksi kehon lämpötilan nousulla on kipua lievittävä vaikutus johtuen säteiden vaikutuksesta ihon hermopäätteisiin.
On huomattu, että infrapunasäteilyn vaikutuksen alaisena tehdyllä leikkauksella on useita etuja:
- leikkauksen jälkeinen kipu on hieman helpompi sietää;
- nopeampi solujen uusiutuminen;
- Infrapunasäteilyn vaikutus ihmiseen estää sisäelinten jäähtymisen avoimien onteloiden leikkauksen yhteydessä, mikä vähentää sokin riskiä.
Potilailla, joilla on palovammoja, infrapunasäteily mahdollistaa nekroosin poistamisen sekä autoplastian suorittamisen aikaisemmassa vaiheessa. Lisäksi kuumeen kesto lyhenee, anemia ja hypoproteinemia ovat vähemmän ilmeisiä ja komplikaatioiden esiintymistiheys vähenee.
On todistettu, että infrapunasäteily voi heikentää joidenkin torjunta-aineiden vaikutusta lisäämällä epäspesifistä immuniteettia. Monet meistä tietävät nuhan ja joidenkin muiden flunssan oireiden hoidosta sinisillä infrapunalampuilla.
Haitata ihmisille
On syytä huomata, että infrapunasäteilyn haitat ihmiskeholle voivat olla myös erittäin merkittäviä. Ilmeisimpiä ja yleisimpiä tapauksia ovat ihon palovammat ja dermatiitti. Ne voivat ilmetä joko liian pitkään altistuessa infrapunaspektrin heikoille aalloille tai voimakkaan säteilytyksen aikana. Mitä tulee lääketieteellisiin toimenpiteisiin, se on harvinaista, mutta silti lämpöhalvauksia, voimattomuutta ja kivun pahenemista esiintyy väärällä hoidolla.
Yksi nykyajan ongelmista on silmien palovammat. Heille vaarallisimpia ovat IR-säteet, joiden aallonpituudet ovat välillä 0,76-1,5 mikronia. Niiden vaikutuksen alaisena linssi ja nestemäinen neste kuumenevat, mikä voi johtaa erilaisiin häiriöihin. Yksi yleisimmistä sivuvaikutuksista on valonarkuus. Laserosoittimilla leikkivien lasten ja hitsaajien, jotka laiminlyövät henkilökohtaisia suojavarusteita, tulee muistaa tämä.
IR-säteet lääketieteessä
Infrapunasäteilyhoito on paikallista ja yleistä. Ensimmäisessä tapauksessa paikallinen toimenpide suoritetaan tietylle kehon osalle, ja toisessa koko keho altistetaan säteiden vaikutukselle. Hoidon kulku riippuu taudista ja voi vaihdella 5-20 15-30 minuutin pituisen istunnon välillä. Toimenpiteiden suorittamisen edellytyksenä onsuojavarusteiden käyttöä. Silmien terveyden ylläpitämiseksi käytetään erityisiä pahvityynyjä tai laseja.
Ensimmäisen toimenpiteen jälkeen ihon pinnalle ilmaantuu punoitusta epäselvin reunuksin, joka menee ohi noin tunnin kuluttua.
IR-säteilijöiden toiminta
Monien lääkinnällisten laitteiden saatavuuden ansiosta ihmiset ostavat niitä henkilökohtaiseen käyttöön. On kuitenkin muistettava, että tällaisten laitteiden on täytettävä erityisvaatimukset ja niitä on käytettävä turvallisuusmääräyksiä noudattaen. Mutta mikä tärkeintä, on tärkeää ymmärtää, että kuten mitä tahansa lääketieteellistä laitetta, infrapunaa altosäteilijöitä ei voida käyttää useisiin sairauksiin.
| Aallonpituus, µm | Hyödyllistä toimintaa |
| 9,5 µm | Immunokorjaava vaikutus nälänhädän, hiilitetrakloridimyrkytyksen, immunosuppressanttien käytön aiheuttamissa immuunikatotiloissa. Se johtaa immuniteetin solulinkin normaalien indikaattorien palautumiseen. |
| 16,25 mikronia | Antioksidanttivaikutus. Se tapahtuu vapaiden radikaalien muodostumisen vuoksi superoksideista ja hydroperoksideista ja niiden rekombinaatiosta. |
| 8, 2 ja 6,4 µm | Antibakteerinen vaikutus ja suoliston mikroflooran normalisointi prostaglandiinihormonien synteesin vaikutuksesta, mikä johtaa immunomoduloivaan vaikutukseen. |
| 22,5 µm | Tulokset monien käännöksissäliukenemattomat yhdisteet, kuten verihyytymät ja ateroskleroottiset plakit, liukoiseen tilaan, jolloin ne voidaan poistaa kehosta. |
Siksi pätevän asiantuntijan, kokeneen lääkärin tulee valita hoitojakso. Säteilevien infrapuna-a altojen pituudesta riippuen laitteita voidaan käyttää eri tarkoituksiin.
