Με τον όρο «ακτινοβολία» εννοούμε τον τρόπο μεταφοράς ποσοτήτων ενέργειας στον χώρο και στην ύλη. Η μεταφορά της ενέργειας πραγματοποιείται με δύο τρόπους. Μέσω μετακίνησης σωματιδίων, οπότε και αναφερόμαστε σε ακτινοβολία σωματιδιακής φύσης, όπως για παράδειγμα με τη μετακίνηση ηλεκτρονίων (e-) και μέσω της δημιουργίας ταλαντώσεων, όπως για παράδειγμα εξαιτίας της διάδοσης των ραδιοκυμάτων (RF), οπότε μιλάμε για ακτινοβολία ηλεκτρομαγνητικής φύσης.
Η έκθεση του ανθρώπου σε ακτινοβολία, είναι ένα συνεχές φαινόμενο καθόλη τη διάρκεια της ζωής του. Στην καθημερινότητά μας, στο περιβάλλον που ζούμε, πάντα υπήρχε και πάντα θα υπάρχει η φυσική ύπαρξη ακτινοβολίας. Οι βασικές πηγές της ακτινοβολίας είναι το Διάστημα (Κοσμική ακτινοβολία), το περιβάλλον που ζούμε (υλικά και χημικά στοιχεία που υπάρχουν στο υπέδαφος, το έδαφος, το νερό, και στον αέρα και εκλύουν ραδιενέργεια), ο ήλιος, ακόμη και το ίδιο μας το σώμα, μέσω των διαφόρων διεργασιών που συντελούνται από τις διάφορες οργανικές λειτουργίες.
Στην έκθεση του ανθρώπινου οργανισμού στις προαναφερόμενες ακτινοβολίες από φυσικές πηγές, έρχεται να προστεθεί και η έκθεση από την ακτινοβολία, η οποία προέρχεται από ανθρώπινες τεχνικές, εξοπλισμό, μηχανήματα και διαδικασίες. Οι βασικότερες από τις τεχνητές πηγές παραγωγής ακτινοβολίας είναι η βιομηχανία παραγωγής ενέργειας, οι ιατρικές εφαρμογές, εργασιακές τεχνικές εξόρυξης και επεξεργασίας ασταθών- ραδιενεργών υλικών, οι τηλεπικοινωνίες κ.ά.
Το συντριπτικά μεγαλύτερο ποσοστό έκθεσης ενός μέσου ανθρώπου προέρχεται από την έκθεσή του σε φυσικές πηγές (80% - 85%) με κυριότερη την έκθεση σε ραδόνιο (Rn). Το υπόλοιπο 15% - 20% προέρχεται από ακτινοβολίες προερχόμενες από τεχνητές πηγές με την κυριότερη τις ιατρικές εφαρμογές.
Για να απαντηθεί η ερώτηση, θα πρέπει να συνυπολογιστούν πολλοί παράγοντες, οι οποίοι σχετίζονται τόσο με τις φυσικές ιδιότητες της ακτινοβολίας (σωματιδιακή ή Η/Μ ακτινοβολία, μέγεθος σωματιδίων, συχνότητα, μήκος κύματος, μεταφερόμενη ενέργεια κ.ά.) όσο και με τον χρόνο έκθεσης, το εκτιθέμενο τμήμα και τη βιολογία των ιστών του οργανισμού, την ποσότητα της ενέργειας που θα εναποθετηθεί σε συγκεκριμένους ιστούς και πολλά ακόμα.
Η εφαρμογή των όσων προβλέπονται στα νομοθετικά διατάγματα, στις κανονιστικές διατάξεις και τις κατευθυντήριες οδηγίες, με ταυτόχρονη εφαρμογή του τρίπτυχου Χρόνος έκθεσης – Θωράκιση – Απόσταση, όπου και όταν γνωρίζουμε την ύπαρξη πηγών ακτινοβολίας και είναι εφικτή η εφαρμογή του, μπορούν να περιορίσουν στο ελάχιστο την έκθεση και την εμφάνιση πιθανών αρνητικών επιπτώσεων για την υγεία.
Ένα βασικό στοιχείο διαχωρισμού των ακτινοβολιών είναι η ικανότητα ή μη, να προκαλούν ιοντισμό της ύλης. Τη διάσπαση δηλαδή των ατόμων που αποτελούν τα δομικά της στοιχεία. Για τον λόγο αυτόν διαχωρίζονται σε ιοντίζουσες και μη ιοντίζουσες ακτινοβολίες. Στην πρώτη κατηγορία ανήκουν οι ακτινοβολίες πρωτονίων, νετρονίων σωματιδίων α και β οι ακτίνες Χ και γ και ένα μέρος των ακτινοβολιών UV. Στη δεύτερη κατηγορία ανήκουν οι Η/Μ ακτινοβολίες χαμηλότερων συχνοτήτων (στατικά πεδία, ELF, RF, MW, IR, το ορατό φως και ένα μέρος των ακτινοβολιών UV). Οι επιπτώσεις στην υγεία λόγω της έκθεσης σε ιοντίζουσα ακτινοβολία είναι σαφώς μεγαλύτερες από τις αντίστοιχες της μη ιοντίζουσας, μιας και μπορούν να προκαλέσουν σοβαρές επιπλοκές όπως αλλοιώσεις των κυττάρων και αλλαγές στον γενετικό κώδικα των γονιδίων. Από την άλλη μεριά, οι μη ιοντίζουσες ακτινοβολίες μπορεί να προκαλέσουν θερμικά αποτελέσματα στις επιφάνειες που θα εκτεθούν, με τις βιολογικές επιπτώσεις αυτών να είναι στο στάδιο συνεχούς μελέτης.
Ενώ πριν από μερικά χρόνια η ύπαρξη μη θερμικών επιδράσεων ήταν υπό αμφισβήτηση, σήμερα είναι εξακριβωμένο, ότι η υψίσυχνη μη ιοντίζουσα ακτινοβολία, μπορεί να έχει και άλλες επιδράσεις εκτός των θερμικών που προαναφέρθηκαν. Παρατηρήθηκαν για παράδειγμα, φυσιολογικές μεταβολές σε κυτταρικές καλλιέργειες και σε ζώα, καθώς και επηρεασμός της ηλεκτρικής δραστηριότητας στον ανθρώπινο εγκέφαλο. Η εξήγηση του μηχανισμού που μπορεί να οδηγήσει σε πιθανές μη θερμικές βλάβες βρίσκεται σε στάδιο συνεχούς διερεύνησης και δεν είναι ακόμη γνωστός. Τα αποτελέσματα των, ως σήμερα, μελετών είναι αντιφατικά και δεν είναι ικανά να παράσχουν σαφή και οριστική αξιολόγηση της επικινδυνότητας. Σε κάθε περίπτωση η ποσότητα της μεταφερόμενης ενέργειας, ο χρόνος έκθεσης, η ηλικία και αρκετοί άλλοι παράγοντες παίζουν καθοριστικό ρόλο στην εμφάνιση ή μη δυσμενών για την υγεία αποτελεσμάτων.
Μια από τις φυσικές ιδιότητες των ακτινοβολιών, είτε σωματιδιακής είτε Η/Μ μορφής, είναι αυτή της διεισδυτικής ικανότητας που διαθέτουν.
Το πόσο διεισδυτική χαρακτηρίζεται μία ακτινοβολία, στο πόσο δηλαδή βαθειά στο σώμα μας μπορεί να εισχωρήσει, δεν σημαίνει απαραίτητα ότι είναι και περισσότερο επικίνδυνη για την υγεία. Για τις ιοντίζουσες ακτινοβολίες η δυνατότητα διείσδυσης, εξαρτάται από τη μάζα και το ηλεκτρικό φορτίο αυτής. Το μέγεθος της βλάβης που μπορεί να προξενήσει η προσπίπτουσα σε έναν οργανισμό ακτινοβολία, εξαρτάται και από την ποσότητα της ενέργειας που θα εναποθετηθεί σε μια συγκεκριμένη περιοχή, καθώς και από το είδος της περιοχής εναπόθεσης. Ως εκ τούτου, ακτινοβολίες με μικρή διεισδυτικότητα, μπορεί να προκαλέσουν σοβαρότερες βιολογικές βλάβες, μιας και εναποθέτουν το μεγαλύτερο ποσοστό της μεταφερόμενης ενέργειάς τους, σε περιορισμένα τμήματα των ιστών που προσπίπτουν, εξαιτίας του μικρού μήκους διαδρομής μέσα σε αυτούς.
Αντιθέτως, οι ακτινοβολίες μεγάλης διεισδυτικής ικανότητας, οι οποίες λόγω αυτής τους της ιδιότητας, επιμερίζουν την εναπόθεση της ενέργειας που μεταφέρουν σε μεγαλύτερο μήκος διαδρομής, έχουν λιγότερες πιθανότητες να προξενήσουν σοβαρή βιολογική βλάβη, μιας και, ναι μεν, οι περιοχές του προσβαλλόμενου οργανισμού είναι περισσότερες, τα ποσοστά εναπόθεσης όμως της μεταφερόμενης ενέργειας σε συγκεκριμένες περιοχές του οργανισμού, είναι πολύ μικρότερα.
Στο αν μια ακτινοβολία ηλεκτρομαγνητικής φύσεως απορροφηθεί από τον ανθρώπινο οργανισμό, καθώς και στην ποσότητα που θα απορροφηθεί από συγκεκριμένους ιστούς, υπεισέρχονται πολλοί παράγοντες, όπως η συχνότητα της ακτινοβολίας, το μήκος κύματος, η βιολογία του ιστού που εκτίθεται, η απόσταση από την πηγή, η έντασή της και πολλά ακόμα. Τα μικροκύματα (MW), για παράδειγμα, δεν μπορούν να εισχωρήσουν κάτω από τον ιστό του δέρματος και αποδίδουν όλη τους την ενέργεια επιφανειακά. Σε αντίθετη περίπτωση η ακτινοβολία των ραδιοκυμάτων (RF) έχει την ικανότητα να μπορεί να απορροφηθεί από όλο το σώμα. Σε αρκετά υψηλές εντάσεις και οι δύο ακτινοβολίες βλάπτουν τους ιστούς εξαιτίας της θέρμανσής τους.
Ενώ τα MW και RF προκαλούν τη θέρμανση των κυττάρων και των ιστών, τα χαμηλόσυχνα ηλεκτρικά και μαγνητικά πεδία επάγουν πεδία και ρεύματα στο ανθρώπινο σώμα. Η αύξηση της θεοκρασίας, συντελείται εξαιτίας της τριβής που αναπτύσσεται, λόγω της κίνησης που προκαλεί η μεταφερόμενη ενέργεια της ακτινοβολίας στα μόρια του σώματός μας. Μελέτες δείχνουν ότι η ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία δρα στο κύτταρο, κυρίως, στην κυτταρική μεμβράνη, διαταράσσοντας την ηλεκτροχημική ισορροπία του με αποτέλεσμα να επηρεάζεται η λειτουργία του. Υπάρχουν ανθρώπινα όργανα όπως τα ανδρικά γενετικά όργανα και τα μάτια, τα οποία από κατασκευής τους, δεν διαθέτουν συστήματα απαγωγής αυξημένων ποσών θερμότητας. Ως εκ τούτου διατρέχουν μεγαλύτερο κίνδυνο. Οι μη θερμικές επιπτώσεις της μη ιοντίζουσας ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας δεν έχουν πλήρως διευκρινιστεί και βρίσκονται σε στάδιο συνεχούς μελέτης.
Όπως έχει ήδη τονιστεί, η ποσότητα της ενέργειας που θα απορροφηθεί από συγκεκριμένους ιστούς του σώματος, είναι η βασική αιτία που θα καθορίσει το μέγεθος της βλάβης στον οργανισμό. Από τη στιγμή που, μη ιοντίζουσα Η/Μ ακτινοβολία προσπέσει στον ανθρώπινο οργανισμό και αναλόγως των φυσικών της ιδιοτήτων, μπορεί να μεταφέρει την ενέργειά της σε αυτόν μέσω τριών βασικών μηχανισμών. Και στις τρεις περιπτώσεις τα άμεσα αποτελέσματα εμφανίζονται ως μετρήσιμη αύξηση της θερμοκρασίας στην περιοχή των προσβαλλόμενων ιστών:
Οι τρεις μηχανισμοί μεταφοράς της ενέργειας στον ανθρώπινο οργανισμό, είναι:
• η διέγερση των ηλεκτρονίων των ατόμων
• η πόλωση των ατόμων και των μορίων των ιστών από το ηλεκτρικό πεδίο του Η/Μ κύματος
• η ευθυγράμμιση των ήδη υπαρχόντων ηλεκτρικών δίπολων των ατόμων ή των μορίων με το ηλεκτρικό πεδίο του Η/Μ κύματος.
Για να προκληθούν βλάβες στον ανθρώπινο οργανισμό, θα πρέπει, εκτός της αύξησης της θερμοκρασίας, να συνυπάρξει και η αδυναμία των βιολογικών μηχανισμών του οργανισμού να την επαναφέρουν σε φυσιολογικά επίπεδα. Αυτό μπορεί να συμβεί, είτε γιατί ο ρυθμός αύξησης της θερμοκρασίας είναι μεγαλύτερος από τις δυνατότητες του βιολογικού μηχανισμού ρύθμισης είτε γιατί ορισμένα όργανα του ανθρώπινου οργανισμού, εκ κατασκευής, δεν έχουν αναπτυγμένους τέτοιους μηχανισμούς τοπικής απαγωγής της αυξανόμενης θερμοκρασίας.
Το μέγεθος της απορρόφησης της ενέργειας των RF εξαρτάται άμεσα από τις συχνότητές τους. Η MW απορροφάται κοντά στο δέρμα (δεν μπορεί να το διαπεράσει), ενώ η ακτινοβολία RF μπορεί να απορροφηθεί από τα όργανα βαθιά στο σώμα.
Περίπου το 70% του ανθρώπινου σώματος, αποτελείται από νερό. Λόγω του ότι το μόριο του νερού συμπεριφέρεται ως ηλεκτρικό δίπολο (πολική ομοιοπολική ένωση), όταν το σώμα μας βρεθεί μέσα σε ένα ηλεκτρομαγνητικό πεδίο, τα μόρια του νερού θα αρχίσουν να περιστρέφονται ή να πάλλονται στον ρυθμό συχνότητας του κύματος. Όσο πιο μεγάλη είναι η ταχύτητα παλμού και όσο η διάρκεια του φαινομένου είναι μεγαλύτερη, τόσο μεγαλύτερα ποσά θερμότητας θα παραχθούν.