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5G不會危害人體健康 精選

已有 3774 次閱讀 2019-6-13 11:04 |個人分類:大眾物理學|系統分類:科普集錦


 

6月6日,工信部正式向中國電信、中國移動、中國聯通、中國廣電發放5G商用牌照,標志著中國即將進入5G通信時代。與此同時,有關“5G可能危害人體健康”的傳言甚囂塵上。搜狐CEO張朝陽曾在今年5月于公開場合表達過類似觀點,其認為5G基站密度極高,因為是毫米波,會對水分子和氧的一些震蕩頻率可能會產生共振,由此推測這種微波、高頻率、幾千兆的赫茲對人體傷害非常大。張朝陽先后就讀于清華大學和麻省理工學院,專業的理工科學術背景讓他的觀點擁有了更多擁躉,那真相究竟是什么呢?

嚴格來說,張朝陽的說法并不科學。網上針對于此已有大量文章,筆者簡單歸納為以下幾點:剛投入使用的5G通訊技術采用的是6GHz以下的微波,是厘米波而不是毫米波;正在研制的一些5G技術確實使用了毫米波,但毫米波仍然是非電離輻射,而不是對身體健康影響更大的電離輻射;最重要的是,談電磁輻射的時候,不僅要考慮頻率(或波長),還要考慮功率,只談頻率不談功率的,都是耍流氓。5G基站和手機輻射功率都遠小于我國制定的安全標準(比其他國家和地區的標準更加嚴格)。

為了打消公眾疑慮,筆者從另外一個容易理解的角度來說明5G通訊并不會危及人體健康。

大家都發過燒吧?我們的正常體溫是37度,發燒的時候是38度,體溫只升高了1度,人就覺得很不舒服,體溫再高些,就要去醫院、打針吃藥了。為了維持正常的體溫,我們要吃東西產生熱量,同時也要散熱。對于一個健康的成年人,你坐在那里不動、也不要想事情,你的皮膚散發的熱量是60W/m2(瓦特每平方米),這就是所謂的“基礎代謝率”。當你以每小時5公里的速度散步的時候,皮膚散發的熱量會增大一倍,達到120W/m2,如果跑步或者打球,更是可以達到300-400W/m2。在所有這些情況下,顯然你都還是健康的。夏天中午站在太陽底下,太陽的輻射功率大約是1000W/m2,你堅持不了太長時間,因為這會超出你的身體調節能力。微波爐的輻射功率大約是100000W/m21kW的功率,10厘米的口徑),可以把肉烤熟了,即使這樣,微波爐外面的微波輻射功率也是非常小的:在距離微波爐5厘米遠的地方,小于10W/m2。

好了,現在我們看看5G輻射的典型功率。其實,讓5G網絡速度更快的,不是靠增強通訊基站的信號發射功率,而是靠擴容傳輸帶寬,就像拓寬高速公路一樣。在4G時代,頻率帶寬大大提升,用戶覺得網速更快了,但4G通訊基站的輻射標準并沒有改變,5G也如此,都小于40u w/cm2,遠遠小于太陽光的功率密度。即使大基站的功率也不到100W,你站在離它1米遠,輻射功率只有10W/m2,而大基站建在鐵塔上,你肯定在它10米以外范圍,輻射功率就只有0.1W/m2,遠遠小于人體的調節能力。小基站的功率大約是100mW,在一米距離上的輻射功率0.01W/m2,而10厘米處的輻射功率是1W/m2,同樣都是遠小于人體的調節能力。手機的功率通常是10mW以下,你放在耳朵邊上,整個接收面積就算是你的腦袋大小吧,那么輻射功率大約是0.1W/m2(直徑大約20厘米,接受一半的電磁波:你的腦袋只擋住了手機的一面),仍然遠遠小于人體的調節能力。這些說的是長期效果,你也不可能幾個小時幾個小時地打電話,更不可能一天到晚地蹲在基站下面吧?所以,且不說現在5G采用的還是厘米波,就算將來用了毫米波,仍然不會對人體有任何損害。需要注意的是,上面討論的時候,假設你把朝著你過來的電磁波全盤接收了,而實際情況肯定沒有這么糟糕,如上估計值已經是高估了許多的結果。

毫米波技術在5G通訊方面的技術困難,確實有一部分在于水蒸氣對毫米波的吸收,使得基站不能相隔太遠。但是這個問題要這么看:如果真的是吸收太強、基站距離太近,就意味著5G不能用毫米波,必須考慮其他技術,而不是每隔幾米就修一個大功率的基站。

 

 

PS:

這是應邀為《科普中國》寫的文章,6月10日發表時采用的標題是《物理學家diss張朝陽:5G只談頻率不談功率都是耍流氓》。

 

  作者:中國科學院半導體所研究員 姬揚

  審核專家:中國科學院高能物理研究所學術委員會副主任 張闖




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