Strahlung

Was ist eigentlich Strahlung?

Aus der Physik

Jedes zeitlich veränderliche elektrische Feld wird von einem Magnetfeld begleitet und umgekehrt… Das wissen Sie noch aus Ihrem Physikunterricht? Wenn nicht, laden wir Sie zu einer kleinen Nachhilfestunde ein.

Natürliche Strahlung

Elektrische und magnetische Felder kommen seit jeher in der Natur vor. Sie entstehen zum Beispiel bei jedem Gewitter. Die Erde hat ein natürliches Magnetfeld, ohne das kein Kompass funktionieren würde. Vögel nutzen es, um sich zu orientieren. Jedes zeitlich veränderliche elektrische Feld wird von einem Magnetfeld begleitet und umgekehrt. Schnell veränderliche elektrische und magnetische Felder erzeugen elektromagnetische Wellen, die sich in der Luft mit Lichtgeschwindigkeit ausbreiten. Diese Wellen bezeichnen wir umgangssprachlich als Strahlung.

Von Menschen erzeugte Strahlung

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Erst im 19. und 20. Jahrhundert kamen zu den natürlichen die künstlich durch den Menschen erzeugten elektromagnetischen Felder dazu. Um jeden elektrischen Leiter entsteht ein Magnetfeld. Außerdem nutzen wir elektromagnetische Wellen für allerlei Technik: Radio und Fernsehen, W-Lan, also drahtloses Internet, und Handys, die Diebstahlsicherung im Kaufhaus, die Mikrowelle. Alle arbeiten mit elektromagnetischen Feldern. In Mitteleuropa überlagern sie die natürliche Strahlung inzwischen deutlich.

Verschiedene Frequenzbereiche

Es wird zwischen niederfrequenten und hochfrequenten Feldern unterschieden. Als niederfrequente Felder werden solche mit Frequenzen bis zu etwa 100 Kilohertz bezeichnet. Das bedeutet, dass das Feld seine Richtung 100.000 Mal pro Sekunde ändert. Die Wellenlänge bei 100 Kilohertz beträgt etwa drei Kilometer. Liegt die Frequenz über 100 Kilohertz spricht man von hochfrequenten Feldern oder Wellen.

Niederfrequente Felder entstehen beispielsweise in der Umgebung von Strommasten, Bahnoberleitungen oder elektrischen Geräten. Hochfrequente Strahlung macht sich zum Beispiel der Rundfunk zunutze. Die elektromagnetische Welle (für Ultrakurzwelle mit Frequenzen von 87,5 bis 108 Megahertz) transportiert Signale, die wir mit Radios in Töne umwandeln können.

Handys und Mikrowellen

Mit noch höheren Frequenzen arbeitet der Mobilfunk. Dessen Frequenz liegt zwischen 900 Megahertz und 2,2 Gigahertz, das entspricht Wellenlängen von 15 bis 30 Zentimetern und 900 Millionen bis 2,2 Milliarden Richtungsänderungen pro Sekunde. Mit ähnlicher Frequenz arbeiten auch Mikrowellenherde. Handystrahlen sind also, technisch gesehen, nichts anderes als Mikrowellen. Der Unterschied besteht vor allem darin, dass die Mikrowellengeräte vielfach intensivere Strahlung produzieren.

Der größte Unterschied zwischen Radio- und Handystrahlung besteht in der Pulsung. Die Handystrahlen sind gepulst. Das heißt, der Pegel der Handystrahlung ändert sich laufend, während die Radiowellen konstant bleiben. Diese Wirkung wird gerne verglichen mit der einer normalen Glühbirne zu einer Stroboskoplampe wie sie in Diskotheken verwendet wird.

Schematische Darstellung eines Handynetzes (Quelle: EMF-Portals)

Ionisierende Strahlung

Alle diese Strahlen haben jedoch gemeinsam, dass sie nicht ionisierend sind. Zu ionisierender Strahlung gehören UV-Strahlen, Röntgenstrahlen, die beim radioaktiven Zerfall entstehende Gammastrahlung, aber auch die kosmische Höhenstrahlung. Diese Strahlen haben eine hohe Energie und können Atome oder Moleküle elektrisch aufladen, sie ionisieren. Dies kann beim Menschen Krebs verursachen. Mobilfunkstrahlung wirkt nicht ionisierend. Sie kann aber bei hohen Intensitäten zu einer gesundheitsschädlichen Erwärmung von Körpergewebe führen. Ob es im Körper noch andere Wirkungsmechanismen gibt, ist wissenschaftlich umstritten.