حرق الميكروويف

📅 آخر تحديث: ١ أغسطس ٢٠٢٦
✍️ نُشر في: ١ أغسطس ٢٠٢٦
الموسوعة الحرة

حروق الميكروويف هي إصابات حروق ناتجة عن التأثيرات الحرارية لإشعاع الميكروويف الذي يمتصه الكائن الحي .

بالمقارنة مع الحروق الإشعاعية الناتجة عن الإشعاع المؤين ، حيث تكون الآلية السائدة لتلف الأنسجة هي تلف الخلايا الداخلية الناتج عن الجذور الحرة ، فإن نوع الحرق الناتج عن إشعاع الميكروويف يكون بسبب الحرارة - الآثار الصحية المرتبطة بشكل عام بمصطلح "الإشعاع"، مثل التسمم الإشعاعي ، لا يمكن أن تحدث بسبب التعرض للميكروويف أو أشكال أخرى من الإشعاع غير المؤين .

قد تظهر أضرار الميكروويف بعد فترة؛ فقد يظهر الألم أو علامات تلف الجلد بعد فترة من التعرض للميكروويف. [ 1 ]

التردد والعمق

يعتمد عمق الاختراق على تردد الموجات الدقيقة ونوع النسيج. يُعدّ نظام الحرمان النشط ("شعاع الألم") سلاحًا غير فتاك يعتمد على الطاقة الموجهة ، ويستخدم شعاعًا من الموجات الدقيقة بتردد 95  جيجاهرتز؛ حيث تعمل نبضة مدتها ثانيتان من هذا  الشعاع المركز على تسخين الجلد إلى درجة حرارة 54  درجة مئوية (130  درجة فهرنهايت) على عمق 0.4 ملم (1/64 من البوصة  )، ويُزعم أنه يُسبب ألمًا جلديًا دون ضرر دائم. في المقابل، تخترق الترددات المنخفضة الأنسجة بشكل أعمق؛ فعند تردد 5.8  جيجاهرتز  (3.2  ملم)، يتبدد معظم الطاقة في المليمتر الأول من الجلد؛ أما  موجات الميكروويف بتردد 2.45 جيجاهرتز، الشائعة الاستخدام في أفران الميكروويف، فيمكنها إيصال الطاقة إلى أعماق أكبر في الأنسجة؛ والقيمة المقبولة عمومًا هي 17  ملم للأنسجة العضلية. [ 2 ]

بما أن الترددات المنخفضة تخترق الأنسجة بعمق أكبر، وبما أن عدد النهايات العصبية أقل في المناطق العميقة من الجسم، فقد لا تظهر آثار موجات الترددات الراديوية (والضرر الناجم عنها) بشكل فوري. وتشكل الترددات المنخفضة ذات كثافة الطاقة العالية خطراً كبيراً.

يتأثر امتصاص الموجات الميكروية بثابت العزل الكهربائي للأنسجة. عند تردد 2.5  جيجاهرتز، يتراوح هذا الثابت من حوالي 5 للأنسجة الدهنية إلى حوالي 56 لعضلة القلب . وبما أن سرعة الموجات الكهرومغناطيسية تتناسب عكسيًا مع الجذر التربيعي لثابت العزل الكهربائي، فإن الطول الموجي الناتج في الأنسجة قد ينخفض ​​إلى جزء صغير من الطول الموجي في الهواء؛ فعلى سبيل المثال، عند تردد 10  جيجاهرتز، قد ينخفض ​​الطول الموجي من 3  سم إلى حوالي 3.4  مم. [ 3 ]

يمكن تقريب طبقات الجسم بطبقة رقيقة من البشرة ، والأدمة ، والنسيج الدهني ( الدهون تحت الجلد )، والنسيج العضلي . عند ترددات تصل إلى عشرات الجيغاهرتز، يُمتص الإشعاع في الطبقة السطحية من الجلد، أي في بضعة ملليمترات فقط. يُعد النسيج العضلي أكثر كفاءة في امتصاص الإشعاع من الدهون، لذا عند الترددات المنخفضة التي تخترق بعمق كافٍ، تترسب معظم الطاقة فيه. في وسط متجانس ، يكون اعتماد الطاقة على العمق منحنى أُسّيًا ، حيث يعتمد الأس على التردد ونوع النسيج. عند تردد 2.5  غيغاهرتز، يمتص المليمتر الأول من النسيج العضلي 11% من الطاقة الحرارية، بينما يمتص المليمتران الأولان معًا 20%. عند الترددات المنخفضة، تكون عوامل التوهين أقل بكثير، وأعماق التسخين الممكنة أكبر، وتدرج درجة الحرارة داخل النسيج أقل. [ 2 ] [ 4 ]

تلف الأنسجة

يعتمد تلف الأنسجة بشكل أساسي على الطاقة الممتصة وحساسية الأنسجة؛ وهو دالة لكثافة طاقة الموجات الدقيقة (التي تعتمد على المسافة من المصدر وقدرته الخارجة)، والتردد، ومعدل الامتصاص في النسيج المعني، وحساسية النسيج. وتُظهر الأنسجة ذات المحتوى العالي من الماء (أو الإلكتروليتات) امتصاصًا أعلى للموجات الدقيقة.

تعتمد درجة تلف الأنسجة على كل من درجة الحرارة التي تم الوصول إليها ومدة التعرض. ويمكن تحمل درجات حرارة أعلى لفترات قصيرة.

يمكن أن ينتشر الضرر على مساحة واسعة، عندما يكون المصدر عبارة عن مشع طاقة بعيد نسبيًا، أو على مساحة صغيرة جدًا (وإن كانت عميقة على الأرجح)، عندما يتلامس الجسم مباشرة مع المصدر (مثل سلك أو دبوس موصل). [ 5 ]

تتميز البشرة بمقاومة كهربائية عالية عند الترددات المنخفضة؛ أما عند الترددات العالية، فتخترق الطاقة البشرة عبر الاقتران السعوي . ويكون الضرر الذي يلحق بالبشرة محدودًا ما لم تكن رطبة جدًا. ويبلغ العمق المميز لإصابة الموجات الدقيقة منخفضة التردد حوالي 1  سم. ومعدل تسخين الأنسجة الدهنية أقل بكثير من معدل تسخين الأنسجة العضلية. تُمتص الترددات في نطاق الموجات المليمترية  في الطبقة العليا من الجلد، الغنية بالمستشعرات الحرارية. أما عند الترددات المنخفضة، بين 1 و10 جيجاهرتز، فيُمتص معظم الطاقة في الطبقات الأعمق؛ حيث تبلغ عتبة تلف الخلايا 42  درجة مئوية، بينما تبلغ عتبة الألم 45  درجة مئوية، لذا قد لا يكون الإحساس الذاتي مؤشرًا موثوقًا لمستوى التعرض الضار عند هذه الترددات. [ 6 ]

جلد

نادرًا ما يؤدي التعرض للترددات الشائعة في المصادر المنزلية والصناعية إلى تلف جلدي كبير؛ وفي هذه الحالات، يميل التلف إلى أن يقتصر على الأطراف العلوية . قد تحدث إصابات بالغة مصحوبة باحمرار الجلد ، وظهور بثور ، وألم ، وتلف في الأعصاب ، ونخر في الأنسجة حتى مع التعرض لفترات قصيرة لا تتجاوز 2-3 ثوانٍ. ونظرًا لقدرة هذه الترددات على اختراق الجلد بعمق، فقد لا يتأثر الجلد إلا بشكل طفيف ولا تظهر عليه أي علامات تلف، بينما قد تتضرر العضلات والأعصاب والأوعية الدموية بشكل كبير.

الأنسجة العضلية والدهنية

تُظهر حروق الميكروويف بعض أوجه التشابه مع الحروق الكهربائية ، حيث يكون تلف الأنسجة عميقًا وليس سطحيًا. ويُظهر النسيج الدهني درجة أقل من التلف مقارنةً بالعضلات والأنسجة الأخرى الغنية بالماء. (في المقابل، تُلحق الحرارة الإشعاعية وحروق التلامس والحروق الكيميائية ضررًا أكبر بالنسيج الدهني تحت الجلد مقارنةً بالنسيج العضلي الأعمق). تُظهر خزعة كاملة السماكة للمنطقة الواقعة بين الجلد المحروق وغير المحروق طبقات من الأنسجة الأكثر والأقل تضررًا (حماية الأنسجة)، وطبقات من الدهون غير المتضررة بين العضلات المتضررة؛ وهو نمط غير موجود في الحروق الحرارية أو الكيميائية التقليدية. تُظهر الخلايا المعرضة للحروق الكهربائية تدفقًا نوويًا مجهريًا عند الفحص النسيجي ؛ وهذه السمة غير موجودة في حروق الميكروويف. كما تُرسّب موجات الميكروويف طاقة أكبر في المناطق ذات التروية الدموية المنخفضة وعلى أسطح التماس بين الأنسجة . [ 1 ] [ 7 ]

قد تتشكل بؤر ساخنة في النسيج، مما يؤدي إلى امتصاص أكبر لطاقة الميكروويف وارتفاع درجة الحرارة، وبالتالي حدوث نخر موضعي في النسيج المصاب. [ 8 ] في بعض الأحيان، قد يتفحم النسيج المصاب . [ 9 ]

قد يؤدي تلف الأنسجة العضلية إلى بيلة الميوغلوبين ، وقد يتبعها فشل كلوي في الحالات الشديدة؛ وهذا مشابه للحروق الناتجة عن التيار الكهربائي. تُستخدم تحاليل البول واختبارات CPK و BUN والكرياتينين في الدم للكشف عن هذه الحالة. [ 10 ]

عيون

تم الإبلاغ عن حالات التهاب الملتحمة الحاد بعد أن قام الفنيون بفحص الموجهات الضوئية المزودة بالطاقة . [ 4 ]

تم الإبلاغ عن حالات إعتام عدسة العين الناجم عن الموجات الدقيقة . [ 11 ] أظهرت التجارب التي أُجريت على الأرانب والكلاب، في الغالب ضمن نطاق الترددات العالية جدًا (UHF )، أن التأثيرات العينية تقتصر على الجفون والملتحمة (مثل التهاب القرنية الأمامي أو التهاب القزحية ) . [ 12 ] لوحظت حالات إعتام عدسة العين لدى العديد من العمال المعرضين للإشعاع الراديوي، ولكن في بعض الحالات لم يكن السبب مرتبطًا بالتعرض للإشعاع الراديوي، وفي حالات أخرى كانت الأدلة غير مكتملة أو غير حاسمة. [ 8 ] ومع ذلك، تشير بعض المصادر إلى حدوث إصابات في عدسة العين والشبكية مرتبطة بالموجات الدقيقة [ 13 ] ، وإلى إمكانية تسبب التأثيرات الحرارية في إعتام عدسة العين أو حروق موضعية في الأنسجة (بما في ذلك التهاب القرنية ). [ 14 ]

بالنسبة لتردد المجال القريب 2.45  جيجاهرتز، وُجد أن الحد الأدنى لكثافة الطاقة اللازمة لإحداث إعتام عدسة العين في الأرانب هو 150  ميلي واط/سم² لمدة 100 دقيقة؛ وكان من الضروري الوصول إلى درجة حرارة خلف العدسة تبلغ 41  درجة مئوية. وعندما تم الحفاظ على درجة حرارة العين منخفضة عن طريق التبريد الخارجي، لم يحدث إعتام عدسة العين عند استخدام شدة مجال أعلى؛ وهذا يدعم فرضية وجود آلية حرارية. [ 15 ]

الأعصاب

تُعد الأعصاب الحسية حساسة بشكل خاص للتلف الناتج عن الموجات الدقيقة. وقد تم الإبلاغ عن حالات التهاب الأعصاب المستمر واعتلال الأعصاب الانضغاطي بعد التعرض المكثف للموجات الدقيقة. [ 12 ]

عندما ترتفع درجة حرارة الدماغ إلى 42  درجة مئوية أو أعلى، تزداد نفاذية الحاجز الدموي الدماغي . [ 15 ]

قد يحدث اعتلال عصبي نتيجة إصابة العصب المحيطي ، دون وجود حروق خارجية ظاهرة، عند تعرض العصب لموجات ميكروية ذات كثافة طاقة كافية. ويُعتقد أن آلية الضرر حرارية. ويمكن استخدام موجات الترددات الراديوية والموجات فوق الصوتية لحجب الأعصاب المحيطية مؤقتًا أثناء العمليات الجراحية العصبية. [ 16 ]

أنسجة أخرى

يمكن أن تؤدي التأثيرات الحرارية للميكروويف إلى ضمور الخصيتين وانخفاض عدد الحيوانات المنوية . [ 14 ]

قد يحدث حرق رئوي عند تعرض الرئتين؛ ويتم استخدام التصوير الشعاعي للصدر للتشخيص. [ 10 ]

قد يؤدي كشف البطن إلى انسداد الأمعاء بسبب تضيق الأمعاء المصابة؛ ويتم استخدام التصوير الشعاعي للبطن في وضعية الاستلقاء والوقوف للتحقق من هذه الحالة. [ 10 ]

قضايا الإصابات

تحتوي أفران الميكروويف المنزلية على غلاف واقٍ داخلي يمنع تسرب الموجات الدقيقة، بالإضافة إلى أجهزة أمان تمنع تشغيل الفرن عند فتح الباب. لذا، من غير المتوقع حدوث حروق نتيجة التعرض المباشر لطاقة الميكروويف (مقارنةً بملامسة الطعام الساخن) في الظروف العادية.

الأطفال الرضع وأفران الميكروويف

توجد عدة حالات إساءة معاملة للأطفال حيث يتم وضع رضيع أو طفل في فرن الميكروويف. السمة المميزة لهذه الإصابات هي وجود حروق واضحة على الجلد الأقرب إلى مصدر الميكروويف، ويُظهر الفحص النسيجي مدى تلف أكبر في الأنسجة ذات المحتوى المائي العالي (مثل العضلات ) مقارنةً بالأنسجة ذات المحتوى المائي المنخفض (مثل الأنسجة الدهنية ). [ 17 ]

إحدى هذه الحالات تتعلق بمربية أطفال مراهقة اعترفت بوضع طفل في فرن الميكروويف لمدة ستين ثانية تقريبًا. أصيب الطفل بحروق من الدرجة الثالثة في ظهره، بلغ قياسها 5 بوصات × 6 بوصات. اصطحبت المربية الطفل لاحقًا إلى قسم الطوارئ، حيث خضع لعدة عمليات ترقيع جلدي في ظهره. لم تظهر أي علامات على آثار عاطفية أو معرفية أو جسدية دائمة. كانت نتائج التصوير المقطعي المحوسب للرأس طبيعية، ولم يُلاحظ وجود إعتام عدسة العين . [ 1 ]

وفي حالة أخرى، أصيبت رضيعة تبلغ من العمر خمسة أسابيع بحروق متعددة من الدرجة الثالثة تغطي 11% من مساحة سطح جسمها. ادعت الأم أن الرضيعة كانت بالقرب من فرن ميكروويف، ولكن ليس داخله. نجت الرضيعة، لكنها احتاجت إلى بتر أجزاء من إحدى ساقيها وإحدى يديها. [ 1 ]

بالإضافة إلى ذلك، سُجلت حالتا وفاة مزعومتان لرضع بسبب أفران الميكروويف . [ 18 ] [ 19 ] [ 20 ] في جميع هذه الحالات، وُضع الرضع داخل أفران الميكروويف وتوفوا نتيجة الإصابات اللاحقة.

البالغون وأفران الميكروويف

تم الإبلاغ عن حالة تلف عصبي ناتج عن التعرض للإشعاع من فرن ميكروويف معطل بقدرة 600 واط، تم تشغيله لمدة خمس ثوانٍ مع فتح الباب، مع تعريض كلتا الذراعين واليدين للإشعاع. أثناء التعرض، شعر المريض بإحساس حارق ونابض في جميع أصابعه. وظهر احمرار على ظهر كلتا اليدين والذراعين. بعد أربع سنوات، أظهر فحص تخطيط كهربية العضل (EMG) تلفًا في الأعصاب المتوسطة والزندية والكعبرية في كلتا الذراعين . [ 1 ] [ 21 ]

سُجّلت أول إصابة ناجمة عن استخدام فرن الميكروويف عام ١٩٧٣. قامت سيدتان بتشغيل فرن ميكروويف في كشك لبيع الوجبات الخفيفة بأحد المتاجر الكبرى. بعد عدة سنوات، ظهر عطل في الفرن تجلّى في احتراق الطعام. لاحظت السيدة الأولى إحساسًا بالحرقة في أصابعها، مع ألم طفيف أو حساسية عند الاقتراب من الفرن أثناء تشغيله. ظهرت آفة صغيرة على إصبعها السبابة اليسرى، بالقرب من قاعدة الظفر. خلال الأسابيع الأربعة التالية، تأثرت ثلاثة أصابع من يدها اليمنى أيضًا. ظهرت نتوءات عرضية وتشوهات بالقرب من قاعدة الظفر على أظافرها. بعد خمسة أشهر من ظهور الأعراض الأولية، زارت طبيبًا؛ ولم يجد الفحص أي تشوهات أخرى غير الأظافر. أدى استخدام كريم ستيرويدي موضعي لمدة ستة أسابيع إلى تحسن تدريجي. عانت السيدة الثانية من تشوه في الأظافر في نفس وقت السيدة الأولى، مع نفس الأعراض السريرية. أُعيد الفرن إلى الشركة المصنعة قبل استشارة الطبيب، ولم يكن من الممكن تحديد كمية التسرب. [ ٢١ ]

في 29 يوليو/تموز 1977، كانت (هـ.ف.)، وهي مُعلمة تبلغ من العمر 51 عامًا، تُحاول إخراج طبق خزفي من فرن الميكروويف الجديد ذي الـ 600 واط. أشار الفرن إلى انتهاء دورة التسخين، لكن الضوء ومروحة الطهي كانا لا يزالان يعملان. أثناء إخراج الطبق، أدخلت ثلثي ساعديها العاريين في الفرن، لمدة خمس ثوانٍ تقريبًا. كان الفرن لا يزال يعمل. شعرت (هـ.ف.) بحرقة ونبض ساخن في أصابعها وأظافرها، وشعور بوخز الإبر في المناطق المكشوفة. بعد ذلك بوقت قصير، ظهر ألم حاد وتورم وتغير لون ظهر يديها وساعديها إلى اللون الأحمر البرتقالي. في اليوم التالي، طلبت المساعدة الطبية. ومنذ ذلك الحين، خضعت للعلاج بالكورتيزون عن طريق الفم والموضعي ، وأشعة غرينز ، والموجات فوق الصوتية، ولاحقًا الوخز بالإبر، دون جدوى. استمرت الأعراض، بما في ذلك الحساسية المفرطة للحرارة الإشعاعية (الشمس، مصباح المكتب، إلخ) وعدم تحمل متزايد لضغط الملابس واللمس في اليدين والساعدين. لم تُسفر الفحوصات العصبية التي أُجريت عامي 1980 و1981 عن تشخيص نهائي. كانت فترات الكمون العصبي ضمن المعدل الطبيعي. كشف تخطيط كهربية العضل عن تلف في العصب المتوسط ، والعصب الزندي ، والعصب الكعبري في كلا الذراعين. كما لوحظ انخفاض حاد في عدد الغدد العرقية في أطراف الأصابع، مقارنةً بعينة ضابطة عشوائية. حُدد أن الإصابة ناجمة عن الطاقة الكاملة للمغنطرون؛ وكان الإحساس بالنبض ناتجًا إما عن المحرك (مرآة ميكانيكية توزع شعاع الميكروويف عبر حيز الفرن لمنع تكون بقع ساخنة وباردة)، أو عن نبض الشرايين بالإضافة إلى زيادة حساسية الأعصاب. كان تلف ألياف A بيتا ، وألياف A دلتا ، وألياف المجموعة C العصبية سببًا للإحساس بالحرق. تنتج فرط الحساسية المتزايدة للحرارة الإشعاعية عن تلف مستقبلات الألم من نوع Aβ وAδ ومستقبلات الألم متعددة الأنماط (ألياف المجموعة C)؛ ويحدث هذا التلف نتيجة ارتفاع درجة حرارة الجلد لمرة واحدة إلى 48.5-50  درجة مئوية، وتستمر الحساسية الناتجة لفترة طويلة. كما يتسبب التعرض للحرارة والإشعاع في تنكس الخلايا العصبية الحركية ألفا . ولم تتأثر معظم جذوع الأعصاب الرئيسية. ويُعد تلف ألياف Aβ (الموجودة في الجلد)، والذي تم اكتشافه بواسطة اختبار التمييز بين نقطتين ، تلفًا دائمًا؛ إذ لا تتجدد جسيمات باتشيني وجسيمات مايسنر ونهايات ميركل العصبية ، التي تنكست بعد قطع العصب .كان هناك دور أيضاً؛ فقد نتج انخفاض نشاط الغدد العرقية عن تدمير تعصيبها، كما أن الوذمة والاحمرار الأوليين كانا ناتجين أيضاً عن تلف الأعصاب الودية. [ 22 ]

في عام ١٩٨٣، كان رجل يبلغ من العمر ٣٥ عامًا يُسخّن شطيرة في فرن الميكروويف في مكان عمله. بعد فتح الباب، لم ينطفئ المغنطرون، وتعرضت يده اليمنى لإشعاع الميكروويف أثناء إخراجه الشطيرة. بعد التعرض، كانت يده شاحبة وباردة؛ وبعد ٣٠ دقيقة، راجع الرجل طبيبًا، وكان يعاني من تنميل في جميع أصابعه، ولا تزال يده شاحبة وباردة. أظهر اختبار ألين عودة اللون إلى طبيعته بعد ٦٠ ثانية (الطبيعي ٥ ثوانٍ). بعد ٦٠ دقيقة من التعرض، عادت اليد إلى طبيعتها، وغادر المريض المستشفى دون علاج. بعد أسبوع، لم يكن هناك أي تنميل أو ضعف حركي أو فقدان للإحساس. [ ٢١ ]

آخر

استبدل مهندسٌ بوق تغذيةٍ متضررًا من نقار الخشب لهوائي ميكروويف عالي الطاقة، وهو طبقٌ قطره 15 مترًا في محطة أرضية لشبكة تلفزيونية، باستخدام رافعةٍ هيدروليكية . بعد الانتهاء، أرسل فنيًا لتشغيل جهاز الإرسال، وحاول إنزال الرافعة. تعطل المحرك، وعلق المهندس بجوار الهوائي، خارج فصّه الرئيسي ولكن داخل الفص الجانبي الأول . قام الفني، غير مدركٍ أن المهندس لا يزال قريبًا من الهوائي، بتشغيله. تعرض المهندس لمجال ميكروويف مكثف لمدة ثلاث دقائق تقريبًا، حتى أدرك الخطأ. لم تظهر عليه أعراضٌ فورية؛ في صباح اليوم التالي، لاحظ المهندس وجود دم ومواد صلبة في بوله، وزار طبيبًا، الذي وجد دمًا في برازه والتصاقاتٍ معويةٍ شديدة . استمرت مشاكل المهندس الصحية لسنواتٍ عديدة. [ 23 ]

الاستخدامات الطبية

يُستخدم التسخين العازل ( العلاج الحراري ) في الطب؛ وتتراوح الترددات المستخدمة عادةً بين نطاقات الموجات فوق الصوتية والموجات القصيرة والميكروويف. وقد يؤدي التطبيق غير الدقيق، خاصةً عندما يكون لدى المريض موصلات معدنية مزروعة (مثل أسلاك منظم ضربات القلب)، إلى حروق في الجلد والأنسجة العميقة، بل وحتى الوفاة. [ 24 ]

يمكن استغلال تلف الأنسجة الناتج عن الموجات الدقيقة عمدًا كتقنية علاجية، مثل الاستئصال بالترددات الراديوية والتخثير بالترددات الراديوية . ويُجرى التدمير المُتحكم به للأنسجة لعلاج اضطراب النظم القلبي . [ 25 ] كما يمكن استخدام التخثير بالموجات الدقيقة في بعض أنواع العمليات الجراحية، مثل وقف النزيف بعد إصابة كبدية حادة . [ 26 ]

يبدو أن التسخين بالميكروويف يُلحق ضرراً أكبر بالبكتيريا مقارنةً بالتسخين الحراري التقليدي. [ 27 ] ومع ذلك، فإن الطعام المُسخّن في فرن الميكروويف يصل عادةً إلى درجة حرارة أقل من الطعام المُسخّن بالطريقة التقليدية، وبالتالي تزداد احتمالية بقاء مسببات الأمراض.

يُعد تسخين الدم بالميكروويف، على سبيل المثال لنقل الدم ، أمراً ممنوعاً، لأنه قد يسبب انحلال الدم وفرط بوتاسيوم الدم . [ 7 ]

يُعد التسخين بالميكروويف أحد طرق إحداث فرط الحرارة لعلاج فرط الحرارة .

تُستخدم موجات الميكروويف عالية الطاقة في تجارب علم الأعصاب لقتل حيوانات المختبر الصغيرة ( الفئران والجرذان ) بهدف تثبيت نواتج أيض الدماغ دون المساس بالسلامة التشريحية للأنسجة. صُممت الأجهزة المستخدمة لتركيز معظم الطاقة على رأس الحيوان. يحدث فقدان الوعي والموت بشكل فوري تقريبًا، في أقل من ثانية واحدة، وتُعد هذه الطريقة الأكثر فعالية لتثبيت النشاط الكيميائي لأنسجة الدماغ. يُسخّن مصدر بتردد 2.45 جيجاهرتز وقدرة 6.5 كيلوواط دماغ فأر يزن 30 غرامًا إلى 90 درجة مئوية في حوالي 325 مللي ثانية؛ بينما يُسخّن مصدر بتردد 915 ميجاهرتز وقدرة 25 كيلوواط دماغ جرذ يزن 300 غرام إلى نفس درجة الحرارة في ثانية واحدة. يجب استخدام أجهزة خاصة مُصممة أو مُعدّلة لهذا الغرض؛ ويُحظر استخدام أفران الميكروويف المنزلية. [ 28 ]       

عتبات الإدراك

توجد حدود أمان للتعرض للميكروويف. تحدد إدارة السلامة والصحة المهنية الأمريكية حد كثافة الطاقة لفترات التعرض التي تبلغ 0.1 ساعة أو أكثر بـ 10  ميلي واط/سم² ؛ أما للفترات الأقصر، فيبلغ الحد 1  ميلي واط ساعة/سم² مع تجاوزات محدودة تتجاوز 10  ميلي واط/سم² . ويحدد معيار إدارة الغذاء والدواء الأمريكية (FDA) لتسرب أفران الميكروويف حدًا أقصى قدره 5 ميلي واط/سم² على بُعد بوصتين من سطح الفرن. [ 24 ] 

بالنسبة لتردد 5.8  جيجاهرتز، فإن التعرض لـ 30  ميلي واط/سم² يؤدي إلى زيادة درجة حرارة جلد الوجه بمقدار 0.48  درجة مئوية، وتسخين سطح القرنية بمقدار 0.7  درجة مئوية، ويُقدر أن درجة حرارة الشبكية تزداد بمقدار 0.08-0.03  درجة مئوية. [ 8 ]

يمكن إدراك تعرض الجلد للموجات الدقيقة كإحساس بالحرارة أو الألم. ونظرًا لانخفاض قدرة الترددات العالية على الاختراق، يكون عتبة الإدراك أقل عند الترددات العالية، حيث تتبدد طاقة أكبر بالقرب من سطح الجسم. عند تعريض الوجه بالكامل  لموجات دقيقة بتردد 10 جيجاهرتز، يُستثار الشعور بالحرارة عند كثافة طاقة تتراوح بين 4 و6  ملي واط/سم² لمدة 5 ثوانٍ أو أكثر، أو حوالي 10  ملي واط/سم² لمدة نصف ثانية.  أظهرت تجارب أُجريت على ستة متطوعين تعرضوا لموجات دقيقة بتردد 2.45 جيجاهرتز أن عتبات الإدراك على جلد الساعد تتراوح في المتوسط ​​بين 25 و29  ملي واط/سم² ، وتتراوح بين 15.40 و44.25  ملي واط/سم² . كان الإحساس مماثلاً للحرارة الناتجة عن الأشعة تحت الحمراء، على الرغم من أن الأشعة تحت الحمراء تتطلب كثافة طاقة أقل بخمس مرات تقريبًا. وقد تبين أن عتبة الألم عند تردد 3  جيجاهرتز تتراوح بين 0.83 و 3.1  واط/سم² لمساحة تعرض تبلغ 9.5  سم² ، وذلك تبعاً لمدة التعرض؛ ويشير مصدر آخر إلى أن هذا الاعتماد لا يرتبط مباشرة بكثافة الطاقة ومدة التعرض، بل يرتبط بشكل أساسي بدرجة حرارة الجلد الحرجة. [ 8 ]

يمكن تركيز طاقة الموجات الميكروية بواسطة الأجسام المعدنية القريبة من الجسم أو عند زرعها . هذا التركيز وما ينتج عنه من زيادة في التسخين قد يُقلل بشكل ملحوظ من عتبات الإحساس بالألم والضرر. تُؤثر النظارات ذات الإطارات المعدنية على مجالات الموجات الميكروية بين 2 و12  جيجاهرتز؛ وقد وُجد أن المكونات الفردية لها رنانة بين 1.4 و3.75  جيجاهرتز. [ 8 ]

تعرض حارس أمن لديه صفيحة معدنية في ساقه لارتفاع درجة حرارة الصفيحة أثناء قيامه بدورية بالقرب من هوائيات إرسال التشتت التروبوسفيري ؛ واضطر إلى إبعاده عن محيطها.

في  نطاق التردد 30-300 جيجاهرتز، قد تعمل الملابس الجافة كمحول مقاومة ، مما يسهل اقتران الطاقة بشكل أكثر كفاءة بالجلد الموجود أسفلها. [ 4 ]

قد يشعر بعض العاملين بظاهرة تُعرف باسم " السمع الميكروويفي " نتيجة التعرض للإشعاع الميكروويفي النبضي؛ حيث يسمعون نقرات أو أزيزًا. ويُعتقد أن السبب هو التمدد الحراري المرن لأجزاء من الجهاز السمعي. [ 14 ] ويحدث استجابة الجهاز السمعي على الأقل من 200  ميجاهرتز إلى 3  جيجاهرتز. في الاختبارات،  استُخدم معدل تكرار 50 هرتز، مع عرض نبضة يتراوح بين 10 و70 ميكروثانية. ووجد أن شدة الصوت المُدركة مرتبطة بكثافة الطاقة القصوى وليس بمتوسط ​​كثافة الطاقة. عند 1.245  جيجاهرتز، كانت كثافة الطاقة القصوى اللازمة للإدراك أقل من 80  ميلي واط/سم² . والآلية المقبولة عمومًا هي التسخين السريع (وإن كان ضئيلاً، في حدود 10⁻⁵ درجة مئوية) للدماغ بواسطة كل نبضة، وموجة الضغط الناتجة التي تنتقل عبر الجمجمة إلى القوقعة . [ 4 ]

مخاوف أخرى

تميل بعض أنابيب التفريغ الموجودة في أجهزة الميكروويف إلى توليد أشعة سينية كبحية . وتُعد أنابيب الماغنيترون ، وخاصة أنابيب ثيراترون الهيدروجين، من أسوأ هذه الأنابيب. [ 29 ]

التعرض لمستويات منخفضة

بما أن طاقة موجات الترددات الراديوية والميكروويف غير كافية لتعطيل الروابط الكيميائية الفردية في الجزيئات الصغيرة أو المستقرة بشكل مباشر، فإن تأثيراتها تُعتبر محدودة حراريًا. ولا يُثبت أن كثافات الطاقة غير الكافية لتسخين الأنسجة بشكل مفرط تُسبب ضررًا دائمًا. وللتوضيح، فإن المصباح الأحمر الداكن في غرفة تحميض الصور الفوتوغرافية بالأبيض والأسود يُنتج إشعاعًا ذا طاقة أعلى من طاقة الميكروويف. ومثل الميكروويف، يمكن لهذا المصباح أن يُسبب حروقًا، خاصةً عند لمسه، ولكن الحرق لا يحدث إلا بسبب الحرارة الزائدة. ولم ترصد دراسة أُجريت على 20,000 فني رادار في البحرية الأمريكية ، ممن تعرضوا بشكل مزمن لمستويات عالية من إشعاع الميكروويف، أي زيادة في معدل الإصابة بالسرطان. [ 30 ] كما أدت الأدلة الوبائية الحديثة إلى إجماع على أن التعرض للمجالات الكهرومغناطيسية، على سبيل المثال على طول خطوط نقل الطاقة، لا يزيد من معدل الإصابة بسرطان الدم أو أنواع السرطان الأخرى. [ 31 ]

الخرافات

من الخرافات الشائعة بين العاملين في مجال الرادار والاتصالات بالميكروويف أن تعريض المنطقة التناسلية للميكروويف يُسبب العقم للرجل لمدة يوم تقريبًا. إلا أن كثافة الطاقة اللازمة لهذا التأثير كافية لإحداث ضرر دائم أيضًا. [ 23 ]

مراجع

  1. ١ ٢ ٣ ٤ ٥ الصفحات ٨٧-٨٩ في : الأطفال والإصابات. المؤلف: جو إل. فروست. رقم الكتاب المعياري الدولي 0-913875-96-1، ISBN 978-0-913875-96-4
  2. 1 2 غوليو، م. (2003). تطبيقات منتجات الميكروويف والترددات الراديوية . مطبعة سي آر سي. رقم ISBN 9780203503744تم الاطلاع عليه بتاريخ 14-12-2014 .
  3. ↑ نورثروب، آر بي (2014). الأجهزة والقياسات غير الجراحية في التشخيص الطبي . مطبعة سي آر سي. ص 484. ISBN  9781420041200تم الاطلاع عليه بتاريخ 14-12-2014 .
  4. 1 2 3 4 كيتشن ، ر. (2001). دليل السلامة من إشعاع الترددات الراديوية والميكروويف . نيونس. ص 60. ISBN  9780750643559تم الاطلاع عليه بتاريخ 14-12-2014 .
  5. ↑ غولد، فلوريدا (1995). الرادار للفنيين: التركيب والصيانة والإصلاح . منشورات تاب. ص 221. ISBN  9780070240629تم الاطلاع عليه بتاريخ 14-12-2014 .
  6. ↑ بارنز، إف إس؛ غرينباوم، بي. (2006). الجوانب البيولوجية والطبية للمجالات الكهرومغناطيسية . مطبعة سي آر سي. ص 342. ISBN  9781420009460تم الاطلاع عليه بتاريخ 14-12-2014 .
  7. 1 2 نابورز، ر. إي.؛ فيش ، ر. م.؛ هيل، ب. ف. (2004). الإصابات الكهربائية: الجوانب الهندسية والطبية والقانونية . شركة نشر المحامين والقضاة. ص 134. ISBN  9781930056718تم الاطلاع عليه بتاريخ 14-12-2014 .
  8. 1 2 3 4 5 هيتشكوك، آر تي؛ باترسون، آر إم (1995). طاقات الترددات الراديوية والطاقات الكهرومغناطيسية منخفضة التردد للغاية: دليل للمهنيين الصحيين . وايلي. ص 208. ISBN  9780471284543تم الاطلاع عليه بتاريخ 14-12-2014 .
  9. ↑ بريتين، سي. (2006). فهم التشخيص الطبي لإساءة معاملة الأطفال: دليل للمهنيين غير الطبيين . مطبعة جامعة أكسفورد، الولايات المتحدة الأمريكية. ص 47. ISBN  9780195172171تم الاطلاع عليه بتاريخ 14-12-2014 .
  10. 1 2 3 فيش، آر إم؛ جيديس، إل إيه؛ بابس، سي إف (2003). الجوانب الطبية والهندسية الحيوية للإصابات الكهربائية . شركة نشر المحامين والقضاة. ص 370. ISBN  9781930056084تم الاطلاع عليه بتاريخ 14-12-2014 .
  11. ↑ "أفران الميكروويف والصحة" إدارة الغذاء والدواء الأمريكية
  12. 1 2 سوليفان، جيه بي؛ كريجر، جي آر (2001). الصحة البيئية السريرية والتعرضات السامة . ليبينكوت ويليامز وويلكنز. ص 205. ISBN  9780683080278تم الاطلاع عليه بتاريخ 14-12-2014 .
  13. ↑ بالمر، كيث ت.؛ كوكس، روبن أ. ف.؛ براون، إيان (22 فبراير 2007). اللياقة للعمل: الجوانب الطبية - كتب جوجل . مطبعة جامعة أكسفورد. ISBN 978-0-19-921565-2أُرشف من المصدر الأصلي بتاريخ 4 يوليو 2022. تم الاطلاع عليه بتاريخ 4 يوليو 2022 .
  14. 1 2 3 ليفي، باري س. (2005). الوقاية من الأمراض والإصابات المهنية - كتب جوجل . الجمعية الأمريكية للصحة العامة. ISBN 9780875530437أُرشف من المصدر الأصلي بتاريخ 4 يوليو 2022. تم الاطلاع عليه بتاريخ 4 يوليو 2022 .
  15. 1 2 لين، جيه سي (1997). التطورات في المجالات الكهرومغناطيسية في الأنظمة الحية . المجلد 2. سبرينغر. ص 155. ISBN   9780306455087تم الاطلاع عليه بتاريخ 14-12-2014 .
  16. ^ فينكن، بي جيه. بروين، غيغاواط. ماثيوز، البنك الدولي. كلاوانز، إتش إل (1987). الاعتلالات العصبية . إلسفير ساينس ناشرون. ص. 140. ردمك  9780444904782تم الاطلاع عليه بتاريخ 14-12-2014 .
  17. ↑ بيارد، ر. و. (2004). الموت المفاجئ في الرضاعة والطفولة والمراهقة . مطبعة جامعة كامبريدج. ص 112. ISBN  9780521825825تم الاطلاع عليه بتاريخ 14-12-2014 .
  18. ↑ ""اتهام أمّ بطفل وُلد في الميكروويف" . بي بي سي نيوز . 8 ديسمبر 2006. تاريخ الاطلاع: 23 مايو 2007 .
  19. ↑ "مقتل طفل أمريكي في الميكروويف"" . بي بي سي نيوز . 28-11-2006 . تم الاطلاع عليه بتاريخ 23-05-2007 .
  20. ↑ "Wasted and Basted" . سنوبس . 13 ديسمبر 2000. تم الاطلاع عليه بتاريخ 23 مايو 2007 .
  21. 1 2 3 جيديس، إل إيه؛ رويدر، آر إيه (2006). دليل المخاطر والحوادث الكهربائية . شركة نشر المحامين والقضاة. ص 370. ISBN  9780913875445تم الاطلاع عليه بتاريخ 14-12-2014 .
  22. ↑ فليك هـ (أبريل 1983). "حرق فرن الميكروويف" . نشرة أكاديمية نيويورك الطبية . 59 (3): 313-317 . PMC 1911632. PMID 6573221 .  
  23. 1 2 كار، جيه جيه (1997). تكنولوجيا الاتصالات اللاسلكية والميكروويف . نيونس. ص 9. ISBN  9780750697071تم الاطلاع عليه بتاريخ 14-12-2014 .
  24. 1 2 براور، آر إل (2006). السلامة والصحة للمهندسين . وايلي. ص 385. ISBN  9780471750925تم الاطلاع عليه بتاريخ 14-12-2014 .
  25. ↑ وانغ، ب.؛ ناكاريللي، جي في؛ روزن، إم آر؛ إستس، إن إيه إم؛ هايز، دي إل؛ هاينز، دي إي (2005). تقنيات جديدة لعلاج اضطراب النظم القلبي . وايلي. ص 238. ISBN  9781405132930تم الاطلاع عليه بتاريخ 14-12-2014 .
  26. ↑ "العلاج الجراحي لإصابات الكبد باستخدام التخثير النسيجي بالميكروويف: دراسة تجريبية" . tripdatabase.com . تاريخ الاسترجاع: 14 ديسمبر 2014 .
  27. ↑ داتا، أ.ك. (2001). دليل تكنولوجيا الميكروويف لتطبيقات الأغذية . تايلور وفرانسيس. ص 195. ISBN  9780824704902تم الاطلاع عليه بتاريخ 14-12-2014 .
  28. ↑ رولين، بي إي (1990). حيوان التجارب في البحوث الطبية الحيوية: دراسة استقصائية للقضايا العلمية والأخلاقية للباحثين . المجلد 1. تايلور وفرانسيس. ص 429. ISBN   9780849349812تم الاطلاع عليه بتاريخ 14-12-2014 .
  29. ↑ http://www.colloquium.fr/06IRPA/CDROM/docs/P-364.pdfw
  30. ↑ "التعرض للرادار لا يؤثر بشكل كبير على معدل وفيات قدامى المحاربين في الحرب الكورية" . مؤرشف من الأصل بتاريخ 2015-02-09.
  31. ↑ روبين، ر.؛ ستراير، د.س.؛ روبين، إ.؛ ماكدونالد، ج.م. (2008). علم أمراض روبين: الأسس السريرية المرضية للطب . ليبينكوت ويليامز وويلكنز. ص 277. ISBN  9780781795166تم الاطلاع عليه بتاريخ 14-12-2014 .