Von wo wissen wir eigentlich, welche Form des Elektromagnetismus gefährlich und welche unbedenklich ist? Was ist Elektromagnetismus eigentlich?

Elektromagnetische Strahlung

Strahlung ist ein Sammelbegriff für ein frequenzmäßiges Kontinuum von Wellen. Raum ist erfüllt von Strahlung, und Strahlung ist bewegte Energie.

Es gibt natürliche und künstliche Strahlungsquellen; also auch wenn wir alle unsere künstlichen Quellen abdrehen, sind elektromagnetische Wellen immer vorhanden. Auch wenn man versucht, ohne eigene Sender auszukommen, wenn man also im Haushalt kein WLAN betreibt und auch wenn man selbst kein Handy besitzt, ist der Raum permanent mit elektromagnetischen Wellen natürlicher Quellen erfüllt.

Man kann jede elektromagnetische Erscheinung als Welle oder als Teilchen interpretieren. Allerdings gelingt der Nachweis eines Teilchens wegen ihrer geringen Photonenenergie bei den tiefen Frequenzen nicht, und man spricht in diesem Frequenzbereich auch von nichtionisierender Strahlung. Bei Frequenzen oberhalb des sichtbaren Lichts aber, etwa ab 3 eV Photonenenergie können diese Strahlen Veränderungen an Stoffen durch Ionisierung hervorrufen. Man spricht von ionisierender Strahlung. Sie ist gefährlich und erfordert ganz besondere Umsicht beim Umgang und ist Spezialisten vorbehalten.

Es ist kein Zufall, dass gerade der vergleichsweise kleine Frequenzbereich des sichtbaren Lichts von nicht einmal einer Oktave die „guten“ von den „bösen“ Frequenzen unterscheidbar macht. Auch waren es die Frequenzen des Lichts, bei denen man den Teilchencharakter des Elektromagnetismus erstmals nachgewiesen hat.

 

Nichtionisierend

Licht

Ionisierend

Frequenz

Hz, kHz, MHz, GHz, THz

PHz, EHz, ZHz

Anwendung

Radio, Fernsehen, Funk, Mobilfunk, Radar, WLAN, Bluetooth, Diathermie, Amateurfunk, NFC

 

UV-Strahlung, Röntgenstrahlung, Gammastrahlung

Nichtionisierende tieffrequenten Wellen verursachen keine Veränderungen an Organismen, und andere Beeinflussungen als die einer Wärmewirkung – wenn die Energie der Wellen groß genug ist – ist nicht bekannt. Das wissen wir aufgrund einer mehr als 150-jährigen Forschungs- und Anwendungsgeschichte und leider auch durch sehr viele Opfer.

Opfer der ionisierenden Strahlung

Im 19. Jahrhundert waren die Forscher unbekümmert. Sie wussten noch nicht um die Bedeutung der Frequenzgrenze zwischen der ionisierenden und nichtionisierenden Strahlung. Man forsche in allen Bereichen der durch die Maxwell-Gleichungen beschriebenen Wellen. Man arbeitete mit radioaktiven Strahlen, Röntgenstrahlen, Licht, künstlich erzeugten Wellen, einfach mit allem. Es gab viele Irrwege, zum Beispiel meinte man anfangs, dass die kürzeren Wellen als Lang- und Mittelwelle unbrauchbar seien, was sich rasch als ein Irrtum herausstellen sollte. Es gab viele Highlights, etwa die spektakuläre erste transatlantische Funkverbindung durch Marconi. Wie bedeutend die Funktechnik für die Schifffahrt sein kann, erkannte man erst nach dem tragischen Untergang der Titanic, bei dem bei richtig angewendeter Funkverbindungen viele Menschen hätten gerettet werden können. Aber es gab auch viele direkte Opfer durch elektromagnetische Strahlung, und die Ursache dieser Todesfälle und Erkrankungen ließ erkennen, wo die rote Linie zwischen „gut“ und „böse“ verläuft.

Opfer der radioaktiven Strahlung

So wissen wir, dass die Grande Dame der Strahlenforschung, Marie Curie, an den Folgen der ungeschützten Handhabung radioaktiver Materialien gestorben ist.

Marie Curie, 1911. (Foto Wikipedia, Public Domain)

Wer heute die Originalaufzeichnungen oder auch nur das Kochbuch der Nobelpreisträgerin studieren will, darf das nur mit Schutzkleidung. Sie selbst hat bis zu ihrem Tod 1934 nicht an einen Zusammenhang zwischen ihrer Forschung und ihrer Erkrankung geglaubt.

Opfer der Röntgenstrahlen

Eines der ersten Opfer war Friedrich Clausen, der zwischen 1896 und 1900 Experimente mit Röntgenstrahlung in Vorträgen demonstrierte. Ihm folgten Hunderte Opfer, darunter die Österreicher Alois Czepa (Radiologe, 1886–1931), Fritz Dautwitz (Radiologe, 1877–1932), Guido Holzknecht (Radiologe, 1872–1931) und Hilde Maier-Smereker (Physikerin, 1893–1954). Ihnen allen wurde im Ehrenmal der Radiologie im Krankenhaus St. Georg in Hamburg ein Andenken bewahrt.

Ehrenmal der Radiologie im Krankenhaus St. Georg in Hamburg
Foto Wikipedia (Creative Commons)

Opfer der Radartechnik

Radar dient zur Standortbestimmung von Objekten und wird insbesondere für militärische Zwecke und im Flugbetrieb eingesetzt, heute aber auch in der Biologie, Meteorologie uns Astronomie. Die ausgestrahlte Frequenz liegt im Mikrowellenbereich und diese Frequenz ist eigentlich harmlos. Das Problem war ihre Erzeugung. Die dafür verwendeten Röhren erzeugten als Nebenprodukt Röntgenstrahlen, und den Technikern war deren langzeitlicher Einfluss auf die Gesundheit nicht bewusst. Das Bedienungspersonal der Radarstationen war bis in die 1980er-Jahre dieser Röntgenstrahlung ungeschützt ausgesetzt und eine unbekannte Zahl dieser Personen entwickelte später Gesundheitsschäden durch Radaranlagen, vor allem Krebs.. Durch die technologische Weiterentwicklung senden moderne Radaranlagen keine Röntgenstrahlung mehr aus.

(Eine solche unerwünschte Ausstrahlung von Röntgenstrahlen passierte – wenn auch in kleinerem Ausmaß – auch bei den früheren Fernsehröhren und wurde dort durch Abschirmmaterialien gedämpft.)

Gefahren durch Körperscanner

Wer einen Flug unternimmt, passiert einen Ganzkörperscanner, aber wer weiß schon, wie diese funktionieren? Es gibt zwei Verfahren: solche, die mit nichtionisierender Terahertzstrahlung arbeiten und so genannte Röntgen-Rückstreuscanner (vorwiegend in den USA eingesetzt). Wissenschaftler befürchten, dass durch eine zukünftige Zunahme von Krebserkrankungen durch diese Scanner auf Röntgenbasis mehr Tote zu beklagen sein werden als durch den Terrorismus selbst.

Ganzkörperscanner mit Terahertzstrahlung © Raimond Spekking / CC BY-SA 4.0 (via Wikimedia Commons), NRW-Verkehrsminister Hendrik Wüst – Vorstellung Easy Security-6294CC BY-SA 4.0

Die Liste der Opfer hat also noch immer kein Ende, weil immer noch Röntgenstrahlen für Scanner im Flugverkehr eingesetzt werden. Aber die tragischen Pioniere der Anfangszeit der Strahlenforschung lehrten uns die Unterscheidung zwischen den ionisierenden und den nicht-ionisierenden Strahlen.

Funkpioniere

Wir wissen gleichzeitig, dass viele Generation von Funkern, Hochfrequenztechnikern und Amateuren sich ohne Spätfolgen mit den nichtionisierenden Strahlen beschäftigt haben, oft unter Laborbedingungen und ohne irgendwelche Schutzmaßnahmen, ganz ähnlich wie die ersten Radiologen. Aber anders als diese erkrankten die Funker nicht.

Erfinder

Ernst Lecher (1856-1926)

Ernst Lecher war ein österreichischer Physiker, und er bestimmte 1889 mit Hilfe einer von ihm erfundenen Anordnung Frequenz, Wellenlänge und Geschwindigkeit elektromagnetischer Wellen.

Versuchsanordnung mit Lecher-Leitung.
Bild Wikipedia (unbekannter Autor)

Nach ihm benannt ist die Lecher-Leitung, eine Paralleldrahtleitung, die in symmetrischen Aufbauten zum Transport der Hochfrequenz vom Sender zur Antenne verwendet wird.

Was ist nun das Besondere an einer solchen Leitung? Anders als bei unserer Netzwechselspannung kann man Hochfrequenzverbindungen nicht einfach mit einem handelsüblichen Installationsdraht vornehmen, denn Hochfrequenzverbindungen müssen „angepasst“ werden. Alle verwendeten Bauteile inklusive Senderendstufe und Antenne müssen denselben Wellenwiderstand aufweisen, und dieser Wellenwiderstand ist eine Maßzahl, die sich aus der Geometrie der Bauteile errechnet. Nur, wenn alle Bauteile aufeinander abgestimmt sind, kann die Energie des Senders vollständig zur Antenne strömen. Wenn in dieser Abstimmung Fehler auftreten, fließt ein Teil der Energie, die vom Sender zur Antenne fließt, zum Sender zurück. Grobgesprochen ist der Funkraum von Hochfrequenz erfüllt, und das kann zur Zerstörung des Senders führen. Jedenfalls ist aber der Funker dieser Strahlung sein Arbeitsleben lang ausgesetzt-

Es gibt viele Verfahren zur korrekten Anpassung einer Antenne an eine Senderendstufe, Antennenanpassgeräte, Balun-Trafos… In einem Antennenhandbuch steht der ironische Merksatz „Etwas strahlt immer“. Es ist etwa so wie ein leistungsstarker Motor eines PKW, dessen Reifen durchdrehen und ein Teil der Motorleistung nicht auf den Boden kommt.

Was aber der Punkt ist, dass die Personen, die den Sender betreiben, einer permanenten Hochfrequenz-Strahlung ausgesetzt sind; ihr ganzes Leben lang. Ihr Arbeitsplatz ist der Senderaum, anfangs saßen sie geradezu im Sender selbst, erst später, ab 1930 wurden durch kleiner werdende Bauteile Sender und Empfänger in einem eigenen Gehäuse verbaut.

Seefunker

Das folgende Bild ist ein Beispiel dieser „Männer in ihren funkenden Kisten“ und zeigt einen Seefunker in seiner Kabine im Jahr 1922. Anders als in der Zeit des Untergangs der Titanic, in der die Bedeutung des Seefunks noch unterschätzt wurde, war es 1922 bereits verpflichtend, die Notruffrequenz 500 kHz (Mittelwelle) rund um die Uhr abzuhören. Zwar haben später die Kurzwelle und die Ultrakurzwelle die Mittelwelle verdrängt, die Mittelwelle befindet sich aber immer noch mit den Frequenzen 455,5 und 458,5 kHz im Repertoire der abzuhörenden Kanäle eines Schiffsfunkers. Die Frequenz 500 kHz wird übrigens als „Museumsfrequenz“ in Ehren gehalten.

Seefunker 1922.
Bild aus Wikipedia (Public Domain)

Worauf aber an Hand dieses Bildes hingewiesen werden soll, ist die Lockerheit, mit der die Funker sich in einem gewissermaßen offenen Sender befindet, dessen Gehäuse die Kabinenwand ist. Die Einzelteile sind wegen der damals noch sehr großen Bauweise, dass man sie gar nicht in einem eigenen Gehäuse versammelt, vielmehr ist die Funkerkabine auch gleichzeitig das Gehäuse des Senders. Links im Bild sind offene Spulen (zur Antennenanpassung) zu sehen, deren Feld sich im Innenraum der Kabine frei entfalten kann.

In diesem Bild sind die Geräte (Empfänger, Sender, Endstufen, Messgeräte) wegen der kleiner gewordenen Bauteile bereits in einzelnen Gehäusen untergebracht. Aber die Verbindungen zur Antenne, die man auf der Wand rechts sieht, sind in offener Drahtverbindung ausgeführt. Je nach Sendeleistung und Stehwellenverhältnis (Unangepasstheit der Verbindung) auf diesen Leitungen ist auch dieser Funker einem mehr oder weniger großen HF-Feld ausgesetzt.

Funkamateure

Funkamateure gibt es, seit die Hochfrequenz künstlich hergestellt wird. Funktechnik ist mit dem Betrieb von Amateurfunkstationen seit den Anfängen eng verbunden. Funkamateure sind nicht nur Betreiber von Funkstationen, sie sind in vielen Fällen auch beruflich mit Funktechnik befasst und beschäftigen sich im historischen Verlauf experimentell mit immer höheren Frequenzen.

Allen diesen historischen Szenarien gemeinsam ist die große Zahl von Einsätzen, und es ist nicht bekannt, dass die Seefunker und Funkamateure in einer besonderen Weise erkrankungsanfällig gewesen wären.

Wenn wir also ionisierende und nichtionisierende Strahlen unterscheiden, dann tun wir das vor dem Hintergrund jahrzehntelanger, teilweise sehr tragischer Erfahrung. Wir können daher sicher sein, dass Strahlung im Frequenzbereich unterhalb des sichtbaren Lichts keine genetischen Veränderungen hervorrufen kann, auch wenn das von Angstmachern behauptet wird.


Angstmacher

Ganz unabhängig von wirklichen Gefahren gab es aber immer schon die selbsternannten Besserwisser wie jene Autoren in der US-Zeitschrift The Atlanta Constitution, die im Jahr 1911 über die mögliche Gefahr der Wellen von Funktelegrafen berichteten, die neben „Zahnausfall“ im Laufe der Zeit auch zu Haarausfall führen und Personen „verrückt“ machen soll. Zur Prävention wurde eine Ganzkörper-Schutzkleidung empfohlen.

Schutzkleidung aus dem Jahr 1911, die gegen die Wellen von Funktelegrafen schützen sollte.
Weitere Hinweise in „Geschichte des Strahlenschutzes“.
Foto Wikipedia (Public Domain)

Egal, ob es diese Schutzkleidung ist oder aktuelle Versprechungen von Anbietern gegen das Corona-Virus oder Rosenquarz gegen Strahlung. Der Hintergrund ist meist Geschäftemacherei durch Schüren von Ängsten.

Franz Fiala

Präsident Clubcomputer / Herausgeber PCNEWS bei ClubComputer.at
Franz ist pensionierter HTL Lehrer (TGM), Präsident von ClubComputer, Herausgeber der Clubzeitung PCNEWS und betreut unser Clubtelefon und Internet Support. Er ist leidenschaftlicher Rapid Wien Fan.

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