Er radiobølger skadelige?

Hver dag bombarderes vi konstant med radiobølger fra både mobiltelefoner, trådløse netværk og selvfølgelig radiosignaler. I forbindelse med det nye 5G-netværk er det endnu engang blevet diskuteret, om denne form for stråling kan være skadelig.

En tidligere artikel på Videnskab.dk viser, at der ikke er noget, der tyder på, at strålingen fra 5G-netværket kan være skadelig.

Til gengæld er en anden kilde til radiobølger på vej frem, og her er vi ikke lige så sikre på, om strålingen kan påvirke os; det drejer sig om trådløse opladere.

Vores moderne smartphones er på ét punkt ikke nær så smarte som de ældre mobiltelefoner: de løber nemlig meget hurtigere tør for strøm.

Det er måske slut i fremtiden, da der allerede er opfundet trådløse opladere, som kan oplade alle mulige elektroniske apparater, så længe du bare befinder dig i samme rum som opladeren – opladningen sker simpelthen ved, at opladeren sender radiobølger til apparaterne, som dermed optager og lagrer energien fra radiobølgerne.

Det lyder jo rigtig smart, men en af udviklerne af denne nye teknologi, Ron Hui, opfinder og professor ved universitetet i Hong Kong, opsøgte os for at se, om vi sammen kunne finde ud af, om den nye teknologi kan være skadelig.

Er den så det? Det korte svar er: Vi ved det ikke endnu, og vi er først lige begyndt at undersøge det. Hvorfor der dog er grund til, at vi bør undersøge det nøje, skriver vi om i det følgende.

Trækfugle påvirkes af radiobølger

Vi arbejder til dagligt med simuleringer af molekyler ved hjælp af supercomputere indenfor det forskningsfelt, der ofte bliver kaldt kvantebiologi.

Det handler om, at noget biologi ikke kan forklares uden at ty til kvantemekanikken, altså den gren af fysikken som bruges til at beskrive atomer og molekyler, og alt hvad der er endnu mindre.

Kvantemekanikkens særheder spiller normalt ingen rolle, når man taler biologi, for eksempel i forbindelse med hvordan kroppens celler fungerer, og der findes derfor kun meget få eksempler på kvantebiologi.

Et eksempel på kvantebiologi er trækfuglenes kompassans, som vi tidligere har skrevet om i Aktuel Naturvidenskab.

Det interessante ved trækfuglenes kompassans i forhold til de trådløse opladere er, at eksperimenter tidligere har vist, at kompassansen forstyrres af radiobølger – og det ser faktisk ud til at være samme type radiobølger, som de trådløse opladere bruger.

Radiobølgerne i eksperimenterne svarede til den meget svage stråling, som vi hele tiden bliver udsat for, når vi befinder os i nærheden af større byer (det er også kendt som elektrosmog). Men fuglenes kompassans blev ikke permanent skadet, for så snart de ikke længere blev udsat for radiobølgerne, virkede den igen.

Radiobølgerne virkede altså mest af alt som ”jamming” af deres kompassans – men eksperimentet viser alligevel, at selv meget små mængder radiobølger faktisk kan påvirke biologiske organismer, og det er jo et virkelig interessant resultat.

LÆS OGSÅ: Frygten for 5G spreder sig på et uvidenskabeligt grundlag

Radiobølger er ikke bare radiobølger

Inden vi ser på de mekanismer i vores celler, som ser ud til at kunne påvirkes af radiobølger, er vi nødt til at vide lidt om, hvad radiobølger egentlig er for en størrelse.

Radiobølger er såkaldt elektromagnetiske bølger, ligesom for eksempel lys, røntgenstråling og mikrobølger. De består af både et elektrisk felt og et magnetfelt, som ændrer sig over tid – disse felter står og svinger med en bestemt frekvens, og det er frekvensen, der bestemmer hvilken type stråling, der er tale om.

For eksempel vil stråling med en frekvens på omkring 500 THz (500.000 milliarder svingninger per sekund) være synligt lys, mens radiobølger har en meget lavere frekvens.

Men der er et stort spænd i det, vi kalder radiobølger: lige fra få svingninger per sekund (få Hz) og op til flere milliarder svingninger per sekund (GHz).

Strålingen fra de trådløse opladerede ligger på få MHz, mens for eksempel stråling fra 5G-netværket ligger i GHz-området. Både det elektriske felt og magnetfeltet i strålingen svinger altså 1.000 gange hurtigere i 5G-stråling end i strålingen fra de trådløse opladere.

Frekvensen har altså stor betydning for, hvilke systemer strålingen kan påvirke, idet de elektromagnetiske svingninger skal ”svinge i takt” med et system, for at påvirke det – når stråling svinger i takt med et system, siger man, at det er i resonans med systemet. Et fysisk system har altså en eller flere resonansfrekvenser, som er de frekvenser, der kan på virke systemet.

LÆS OGSÅ: Urgamle radiobølger afslører universets første stjerner

Vores celler kan påvirkes via radikaler

Men hvordan kan det så være, at trækfuglenes kompassans kan påvirkes af radiobølger? Vi kender stadig ikke hele historien omkring, hvordan kompassansen fungerer, men en del tyder på, at såkaldte radikaler er involveret.

Molekyler er opbygget af atomer, og et atom består af en atomkerne og en masse elektroner, der flyver rundt om kernen. Normalt har et molekyle et lige antal elektroner, og i de fleste molekyler er elektronerne parrede to og to; er dette ikke opfyldt, så man har en ”uparret” elektron, har man et radikal.

Den uparrede elektron giver radikaler nogle særlige egenskaber. Den vigtigste egenskab her er, at de er magnetiske. Elektroner har en egenskab, der hedder spin, og elektronens spin betyder i praksis, at elektroner fungerer som små stangmagneter – de har et magnetfelt med en nord- og en sydpol.

Når elektroner er parrede to og to, ophæver de ofte hinandens magnetfelter, men der er intet til at ophæve magnetfeltet fra den uparrede elektron i et radikal.

Da radikaler er magnetiske, kan de påvirkes af magnetfelter – og derfor også af det svingende magnetfelt i radiobølger.

I princippet kan det elektriske felt fra radiobølger også påvirke radikalerne, men denne effekt er for lille til at have nogen særlig betydning her.

Det er derimod den magnetiske påvirkning af den uparrede elektrons spin, som i sidste ende kan påvirke de kemiske reaktioner, som radikalet kan indgå i.

Radikalerne er (kvantemekanisk) sammenfiltrede

Trækfuglene har et særligt protein i deres øjne, kaldet cryptochrome, som kan danne et radikalpar – altså to radikaler, som sidder tæt på hinanden.

Selvom radikalerne hver især består af uparrede elektroner, bliver de i cryptochrome-proteinet dannet i det, der kaldes en sammenfiltret tilstand, som er et specielt kvantemekanisk fænomen, hvor de to elektroner ikke kan beskrives hver for sig.

Det er et fænomen, der er skrevet meget om, blandt andet i forbindelse med Einstein-Podolsky-Rosen-paradokset eller Schrödingers kat (læs mere om katten i Forskerzonen-artiklen ’Kan store ting også opføre sig kvantefysisk’).

De to elektroner kan befinde sig i to typer af sammenfiltrede tilstande, kaldet singlet og triplet. Tilstandene svarer til, om elektronernes nordpoler vender samme vej (triplet), så deres magnetfelter forstærker hinanden, eller vender modsat og svækker hinanden (singlet).

Typisk bliver et radikalpar dannet i én af de to tilstande, men kan skifte fra singlet til triplet (eller omvendt) over tid.

LÆS OGSÅ: Ved vi nok om, hvordan mobilnetværk påvirker vores helbred og naturen?

Sammenfiltrede radikaler kan påvirkes af radiobølger

Man kan forestille sig, at hver af de to uparrede elektroner svarer til en stangmagnet, der drejer rundt, og de to stangmagneter drejer rundt med forskellige hastigheder. Derfor vil stangmagneterne indimellem pege i samme retning, og andre gange i modsat retning af hinanden.

På nogenlunde samme måde skifter radikalparret hele tiden tilstand mellem singlet og triplet.

Radiobølgernes effekt på radikalparret svarer til, at det ændrer, hvordan stangmagneterne drejer rundt – altså hvordan elektronerne hele tiden skifter mellem singlet og triplet.

I praksis betyder det, at et radikalpar for eksempel kommer til at tilbringe mere tid som singlet, end det ellers ville have gjort. Og det har betydning, hvis forskellige kemiske reaktioner kan ske fra singlet- og triplet-tilstandene.

I tilfældet med kompassansen regner man med, at den ene type kemiske reaktion – for eksempel fra singlet – danner et signal-molekyle.

Radiobølgerne kan derfor påvirke mængden af signal-molekyler, der bliver dannet, og på den måde påvirke det signal der fortæller fuglen om retningen på Jordens magnetfelt.

Kan radiobølger påvirke vores celler?

Nu har vi mennesker desværre ikke en indbygget kompassans, men der er stadig processer i vores celler, som involverer radikalpar.

For eksempel er der eksperimenter, som har vist, at mængden af superoxid (små radikaler, der i større mængder er giftige for vores celler) stiger i nogle slags celler, når de udsættes for radiobølger på få MHz.

Superoxid dannes naturligt i små mængder, men visse molekyler i vores celler sørger hele tiden for at omdanne superoxiden til mindre farlige molekyler. Men hvis mængden af superoxid bliver for stor, kan det føre til celledød. Det er desuden foreslået, at der kan være en sammenhæng mellem aldring og dannelsen af superoxid i vores celler.

Det er blevet foreslået, at stigningen i mængden af superoxid netop skyldes, at radiobølger kan påvirke radikalpar, men det er indtil videre kun en hypotese. Forskningen har altså fundet sammenfald mellem radiobølger og stigning i mængden af superoxid, men om det er radiobølgerne, der skaber stigningen, har vi endnu ikke bevist.

Næsten som at lede efter en nål i en høstak

I øjeblikket er vi ved at undersøge nogle bestemte molekyler ved hjælp af computersimuleringer for at se, om de radikalpar som de kan danne kan påvirkes af samme slags radiobølger som i eksperimenterne.

Det grundlæggende problem ved at undersøge om radiobølger kan påvirke vores celler består i, at vi ikke rigtig ved, hvor vi skal lede.

Der findes så utroligt mange forskellige molekyler og kemiske reaktioner i vores celler, at det kan virke nærmest umuligt lige at finde de rigtige molekyler. Det hjælper dog lidt på det, at vi kun leder efter radikaler, men det er stadig ikke nemt – og vi er kun lige begyndt.

Til slut skal det også lige siges, at ikke alle slags radiobølger kan påvirke radikaler. Uden at gå alt for meget ind i de tekniske detaljer vil vi dog vurdere, at det er usandsynligt, at radiobølger med en frekvens over 100 MHz kan have nogen effekt.

Det hænger helt grundlæggende sammen med den effekt, som atomkernernes magnetfelter har på de uparrede elektroner i radikalerne. Det er en effekt, som altså skal være mange gange større, end hvad vi typisk ser i organiske radikaler, hvis stråling på mere end 100 MHz skal have en effekt.

Effekten af atomkernernes magnetfelter vil typisk betyde, at den største effekt af radiobølger på radikalpar ligger indenfor kortbølgebåndet (op til 30 MHz).

Og det er netop ved få MHz, at de trådløse opladere opererer.

LÆS OGSÅ: Hvorfor blandes signaler fra radio, telefon, internet og GPS ikke sammen i luften?

LÆS OGSÅ: Forsker: Mobilstråling kan hverken koge æg eller testikler

LÆS OGSÅ: Christiansborg-konference spreder ny bekymring: Kollapser økosystemer, når 5G udrulles?