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Was sind elektromagnetische Felder?

Elektrosmog ist ein weit verbreiteter Begriff für alle künstlich erzeugten elektrischen (E-Felder) und magnetischen Felder (H-Felder). Sie entstehen überall, wo Spannung vorhanden ist bzw. Strom fließt. Alle Arten von Rundfunk- und Fernsehsendern strahlen elektromagnetische Felder ab. Aber auch in Industrie, Gewerbe und Haushalt werden Felder erzeugt; sie wirken unbemerkt für unsere Sinnesorgane auf uns ein.

Welche Maßeinheiten gibt es?

Maßeinheit für elektrische Feldstärken: Volt pro Meter (V/m).
Maßeinheit für magnetische Feldstärken: Ampere pro Meter (A/m) bzw. magnetische Flußdichte (B) in Tesla (T) oder Gauss (G).

Welche Eigenschaften haben elektromagnetische Felder?

Elektromagnetische Felder breiten sich wellenförmig mit Lichtgeschwindigkeit (c) aus. Die Länge der Welle hängt von der Frequenz (f) in Hertz (Hz) ab. Ist der Abstand zur Feldquelle kürzer als drei Wellenlängen, befindet man sich in der Regel im Nahfeld (in der Niederfrequenz bis 30 kHz fast immer der Fall). Beträgt der Abstand mehr als drei Wellenlängen, herrschen in der Regel Fernfeldbedingungen.
Die Unterscheidung von Nah- und Fernfeld ist für das Messen wichtig. Im Nahfeld ist das Verhältnis von elektrischer Feldstärke (E [V/m]) und magnetischer (H [A/m]) Feldstärke nicht konstant; beide müssen getrennt gemessen werden. Anders im Fernfeld: Hier genügt das Messen einer Feldstärkengröße, da die zweite aufgrund des konstanten Verhältnisses errechnet werden kann. Das elektrische Feld lässt sich gut abschirmen, z. B. durch eine geerdete dünne Metallfolie. Das magnetische Feld durchdringt hingegen fast alle bekannten Baumaterialien.

Wo kommen sie vor?

Elektromagnetische Felder, die zu Grenzwertüberschreitungen führen können, kommen vor allem in folgenden Bereichen vor:

  • Sendeanlagen für Funk, TV und Telekommunikation; Radaranlagen
  • Industrieanlagen wie Funkenerosion, Induktionserwärmung, Kunststoffschweißen, Mikrowellen-Anwendungen, Aluminiumverarbeitung
  • Medizinische Geräte für Diathermie, Elektrochirurgie, Hyperthermie, Kernspintomographie

Welches sind die Wirkungen auf den Menschen?

In niederfrequenten Feldern werden Ströme in den Körper induziert, die zu Reizwirkungen auf Sinnes-, Nerven- und Muskelzellen führen können.

Je höher die Feldstärke, desto stärker die Auswirkungen. Die Stärke der Felder nimmt jedoch mit zunehmendem Abstand von der Feldquelle ab.

Hochfrequente Felder erwärmen den Körper.

Der Absorptionsgrad der elektromagnetischen Wellen hängt dabei von der Frequenz und der Intensität des Felds und von der Gewebeart ab. Besonders gefährdet sind dabei schlecht durchblutete Körperteile, z. B. die Augen. Herz und Gehirn dagegen können Wärme dank starker Durchblutung gut abtransportieren.

Neben offenkundigen Schäden wie Verbrennungen werden Langzeitfolgen diskutiert, z. B. erhöhtes Krebsrisiko, Einfluss auf den Hormonhaushalt, das Zellwachstum und das Immunsystem.

Welches sind die Grenzwerte für Nieder- und Hochfrequenz?

Zum Schutz der Menschen wurden in internationaler Zusammenarbeit Basisgrenzwerte festgelegt, in der Niederfrequenz die Stromdichte (J) in Milliampere pro Quadratmeter (mA/m2), in der Hochfrequenz die spezifische Absorptionsrate (SAR) in Watt pro Kilogramm (W/kg).

Die Messung der Basisgrenzwerte ist äußerst aufwendig und praktisch kaum durchführbar. Deshalb begnügt man sich mit der Messung der von den Basisgrenzwerten abgeleiteten Größen für die elektrische und magnetische Feldstärke.

Die von der ICNIRP (Internationale Kommission für den Schutz vor nicht-ionisierender Strahlung) empfohlenen Feldstärken sind international anerkannt und dienen vielen Ländern als Grundlage für nationale Normen und Gesetze.

Wie kann man Werte umrechnen?

Im Fernfeld stehen elektrische und magnetische Feldstärke in einem festen Verhältnis. Deshalb kann man sich dort auf die Messung einer Feldkomponente – meist der elektrischen – beschränken und die andere daraus errechnen. Von Fernfeld-Bedingungen kann man in der Regel ausgehen, wenn man sich um mindestens drei Wellenlängen von der Quelle entfernt hat. Das Fernfeld von Langwellensendern beginnt also erst nach etlichen Kilometern. Bei Mobilfunkantennen, die im Gigahertz-Bereich mit Wellenlängen um 30 cm arbeiten, befindet man sich schon nach etwa einem Meter Abstand im Fernfeld.

Im niederfrequenten Bereich, bis ca. 30 kHz, sind das elektrische und das magnetische Feld immer getrennt zu erfassen. Dabei wird das elektrische Feld über die Feldstärke in V/m oder kV/m (Volt pro Meter und Kilovolt pro Meter) gemessen. Das magnetische Feld wird einmal beschrieben durch die magnetische Induktion mit den Einheiten T bzw. mT (Tesla bzw. Millitesla) oder auch G bzw. mG (Gauss bzw. Milligauss), zum anderen durch die magnetische Feldstärke in A/m (Ampere pro Meter). Magnetische Induktion und magnetische Feldstärke lassen sich über eine Konstante, die magnetische Permeabilität, ineinander umrechnen.

Im hochfrequenten Bereich, bei Wechselfeldern im MHz- bzw. GHz-Bereich (1 Mio bzw. 1 Mrd. Schwingungen pro Sekunde), unterteilt man in einen unteren und einen oberen Bereich. Im unteren Bereich bis ca. 30 MHz erfasst man elektrische und magnetische Feldstärke getrennt in V/m und A/m. Im oberen Bereich wird häufig die Leistungsflussdichte in mW/cm2 oder W/m2 angegeben, die sich aus elektrischem und magnetischem Feld ergibt, obwohl nur die elektrische oder die magnetische Feldkomponente gemessen wird.