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Biologie – Gleichfelder und niederfrequente Wechselfelder

Wirkungen von Gleichfeldern

Elektrische Felder

Gleichfelder entstehen bei Gleichspannung und Gleichstrom. Man spricht auch von statischen Feldern statt von Gleichfeldern. Elektrische Gleichfelder sind wenig problematisch. Vergleichsweise starke Felder dieser Art produziert das mit Gleichstrom (Spannung: 600 V) betriebene Tram. Doch selbst diese Felder sind im normalen Abstand gegen 10 Mal schwächer als das natürliche elektrische Feld der Atmosphäre (dieses schwankt um 100-200 V/m). Auch an gewissen Arbeitsplätzen können starke Felder auftreten. Dort sind aber die ebenfalls durch den Gleichstrom entstandenen Magnetfelder problematischer. Unsere Kleidung schirmt nämlich elektrische Gleichfelder gut ab. Die Leitfähigkeit des Körpers bewirkt zudem, dass die Felder kaum ins Körperinnere eindringen und dort auf elektrisch geladene Teilchen einwirken.

Magnetische Felder

Magnetresonanztomograph. Quelle: wikimedia commons

Nur bei wenigen Anwendungen treten grosse magnetische Gleichfelder auf, etwa bei Magnetresonanz-Tomographen (Foto nebenan), Hochleistungs-Gleichstrommotoren, Hubmagneten oder Teilchenbeschleunigern. Ein statisches Magnetfeld lenkt bewegte Ladungen ab. Bewegte Ladungen gibt es im Organismus viele. Dazu gehören die mit dem Blut transportierten und mit dem Herzmuskel bewegten (die Herzklappe bewegt sich mit bis zu 150 km/h) geladene Teilchen (Ionen) oder die Elektronen die während biochemischen Prozessen ausgetauscht werden. Ein magnetisches Gleichfeld im mT-Bereich (Millitesla; 1 mT = 1/1‘000 T) kann die Geschwindigkeit chemischer Prozesse (z. B. Oxidation) beeinflussen. Um den Transport von Ionen durch Zellmembranen oder im Blut zu beeinflussen oder um magnetische Moleküle (Magnetite) auszurichten, sind Feldstärken von 0.5 T nötig. Bei dieser Feldstärke beobachtet man auch eine Beeinflussung des EKG (Elektrokardiogramm). Die Ablenkung äussert sich als Mikrostrom, der dem ursprünglichen Ladungsfluss (z.B. Ionen, die mit dem Blut zirkulieren) überlagert ist. Dieser Mikrostrom ist bei den im Alltag üblichen Magnetfeldstärken sehr klein und gesundheitlich nicht von Bedeutung. Gesundheitsgefährdend werden statische Magnetfelder ab Feldstärken im Tesla-Bereich (10 mal mehr als an exponierten Arbeitsplätzen). Der Grenzwert für die Bevölkerung liegt in der Schweiz bei 40 mT, ein Wert der im Alltag nie erreicht wird. Das Erdmagnetfeld besitzt eine Stärke von 30-50 µT (Mikrotesla, 1 µT = 1/1‘000 mT), ist also tausend Mal weniger stark als der Grenzwert.

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