Уже пару статей я посвятил электромагнитному (ЭМ) излучению, в общем, и тому, что связанно с мобильными устройствами, в частности. А одна статья уделила особое внимание низкочастотным ЭМ полям. Пришло время задуматься о защите (если нам вдруг надо) от различных видов ЭМИ, особенно связанных с бытовыми источниками, такими как мобильные телефоны, Wi-Fi и микроволновые печи.
Давайте по-быстрому напомню: электромагнитное излучение — это форма энергии, которая распространяется в виде волн или частиц (фотонов). Оно охватывает огромный диапазон частот (длин волн), от сверхдлинных радиоволн до сверхкоротких гамма-лучей: низкочастотное излучение (линии электропередач, бытовые приборы); радиоволны (мобильные телефоны, Wi-Fi, Bluetooth); микроволны (микроволновые печи, радары); инфракрасное, видимое и ультрафиолетовое излучение (солнечный свет, лампы); рентгеновское и гамма-излучение (медицинские аппараты, ядерные реакции).
Если с рентгеновским излучением мы иногда сталкиваемся, например, когда делаем снимки в поликлинике, то уж точно не с гамма-излучением - это вообще запредельный случай - очень высокие энергии. Для защиты нужны материалы с высокой плотностью и большим атомным номером: свинец (наиболее распространенный материал для защиты от рентгеновского и гамма-излучения); бетон (используется в строительстве для защиты от радиации, например, в медучреждениях); вольфрам (альтернатива свинцу, особенно в случаях, когда важны компактность и вес). А еще нужна обычная вода и полиэтилен (важно наличие водорода в составе): используются для защиты от нейтронного излучения (поток субатомных частиц - нейтронов), которое часто сопровождает гамма-излучение.
Но в целом - это экзотика. Другое дело - диапазон радиочастот и микроволн, в котором работают мобильные телефоны, Wi-Fi-роутеры и микроволновые печи. При нормальных условиях эксплуатации их излучение считается безопасным, но многим все равно хочется его минимизировать. Что ж, методы для защиты следующие:
- Уменьшение времени: самое простое - меньше разговоров по мобильному телефону, а если уж приходится - использовать гарнитуру или громкую связь (об это следующий пункт).
- Дистанция: излучение быстро уменьшается с расстоянием до устройства, поэтому, когда есть возможность, держите телефон подальше от тела, не кладите под подушку, не спите рядом с Wi-Fi-роутером и т.д.
- Экранирование: это самое интересно, поэтому остановимся поподробнее.
Во-первых, можно экранировать само устройство (телефон). Сейчас в продаже приличное количество всевозможных мешочков, которые действительно могут блокировать излучение. Правда, при этом телефон переходит в состояние "недоступен", ведь излучение - это основа связи. Но может кому-то именно это и нужно. Тут важно помнить: такие сумки-мешки-чехлы также хорошо экранируют излучение в инфракрасном диапазоне. Поэтому, если вы начнете заряжать телефон в таком экранированном состоянии (т.е. внутри мешка), он может перегреться - очень плохо для батареи.
Второй вариант: полная изоляция помещения. На самом деле и тот, и другой вариант предполагают использование устройства под названием Клетка Фарадея. Она, клетка, была изобретена Майклом Фарадеем в 1836 году и работает на основе принципа электростатического экранирования.
Суть очень простая (для тех, кто помнит немножко школьной физики). Клетка Фарадея делается из проводящего материала (медь, алюминий) - важно наличие свободных электронов. Если речь о мешочках, их должны изготавливать из металлизированой ткани. Когда внешнее электромагнитное поле воздействует на клетку, свободные электроны в материале перераспределяются, создавая противоположное поле, которое нейтрализует внешнее воздействие. В результате внутри клетки электромагнитное поле отсутствует или значительно ослаблено.
Простейшую клетку Фарадея можно изготовить дома из алюминиевой фольги, а заодно провести эксперимент. Для этого понадобится: а) тестовый мобильный телефон, б) фольга, в) проверочный телефон (с которого можно позвонить).
Выполняем следующие шаги:
1. Делаем звонок на тестовый телефон - нужно убедиться, что он принимает вызовы.
2. Заворачиваем тестовый телефона в несколько слоёв алюминиевой фольги. Слои должны плотно прилегать друг к другу. Следим, что бы не оставалось зазоров или щелей.
3. Делаем проверочный звонок на тестовый телефон. Ожидаемый результат: телефон окажется вне зоны доступа.
4. Пробуем вариации: один слой фольги, несколько слоёв, заворачиваем с зазорами, оставляем один конец открытым.
5. Дополнительно: включить на тестовом телефоне Wi-Fi или Bluetooth, завернуть в фольгу, как в пункте 2, попробовать подключиться к телефону с другого устройства.
Ожидаемый результат: если фольга образует хорошую клетку Фарадея, телефон не должен принимать звонки, а Wi-Fi или Bluetooth сигналы должны пропасть. Чем плотнее и герметичнее упаковка в фольгу, тем сильнее блокировка электромагнитных волн. Если сигнал все таки проходит - остались щели или недостаточно слоёв.
Можно попробовать и рассказать, что получилось! А заодно сделать вывод об эффективности шапочки из фольги для защиты мозга от ЭМИ. Подсказка: как ни старайся, а шея останется открытой.
Ну и наконец, низкочастотное и сверх низкочастотное излучение (линии электропередач, трансформаторы, электродвигатели). Помним, что способ воздействия на организм такого излучения отличается от радиочастотного. Методы защиты, в принципе, те же (но требуют дополнительных усилий): держаться подальше (если есть возможность) и экранировать.
Только для экранирования нужны сплошные металлические экраны (сеточки не помогут). Если мы говори о помещении - все поверхности (стены, пол, потолок) должны быть покрыты материалом без разрывов. Магнитные поля могут проникать в любые незакрытые участки, даже небольшие щели могут существенно снизить эффективность экранирования. Более того, для эффективной защиты от магнитных полей металл должен обладать ферромагнитными свойствами, т.е. иметь, как говорят физики, высокую магнитную проницаемость, примером чего является железо или сталь, а еще лучше мю-металл!
Мю-металл — это специальный сплав на основе никеля (примерно 70%) и железа, обладающий очень-очень высокой магнитной проницаемостью, в тысячи раз выше, чем у обычной стали. К тому же у него очень низкая коэрцитивная сила - это значит, что он очень легко намагничивается и перемагничивается. Если из мю-металла сделать клетку Фарадея, то за счет своих уникальных свойств он будет "втягивать" в себя фактически все внешнее магнитное поле, не пропуская ничего внутрь клетки.
Мю-металл достаточно хрупкий, требует осторожного обращения, и может стоить в 100 раз больше обычной стали. Однако, это наилучший выбор, когда речь идет об экранировании чувствительного электронного оборудования, например, просвечивающего электронного микроскопа. Если мы хотим видеть атомы, приходится учитывать и изолировать даже малейшие факторы влияния. Обычный лифт рядом с лабораторией, где находится микроскоп, способен исказить картинку с атомами - без мю-металла не обойтись.
В завершении: защита от электромагнитного излучения зависит от его типа или частоты. Для бытовых источников, таких как мобильные телефоны и Wi-Fi, достаточно простых мер: уменьшение времени использования и экранирование. Для более опасных видов излучения, таких как рентгеновские и гамма-лучи, требуются специальные материалы: свинец или бетон. Клетка Фарадея является универсальным решением для защиты от высокочастотного ЭМИ, а для низких частот необходимы более дорогие материалы.
Папа физик – проще о сложном.