電磁波Q&A

「電界」と「磁界」を合わせて「電磁界」と言います。 「電界」は電圧がかかっているものの周りに発生し、「磁界」は電気が流れているものの周りに発生します。
周波数が高くなると、電界と磁界が絡み合うように波として次々と遠くに伝わる性質が強くなります。この波のことを「電磁波」といいます。
電磁波の電場と磁場の振動方向はお互いに直角であり、また電磁波の進行方向もこれらと直角です。基本的には電磁波は空間中を直進しますが、物質が存在する空間では、吸収・屈折・散乱・回折・干渉・反射などの現象が起こります。  《 出典: 電磁界情報センターWebサイト

図1:電磁波の概要その1
 
図2:電磁波の概要その2
《 出典: 総務省WEBサイト >東海総合通信局 >電波の人体に対する影響

電波とは、日本の電波法上、第2条において300万MHz(=3000GHz=3THz)以下の周波数の電磁波を「電波」としています。 一方、電磁波は、電波法上の周波数帯を含み、それ以上の周波数帯の電磁波もふくまれます。ですので、赤外線、紫外線、X線、γ線なども電磁波の一種です。 《 参考: 電磁界情報センター Webサイト

図3:電磁波の概要その3
《 出典: 総務省WEBサイト >東海総合通信局 >電波の人体に対する影響

■電界… 電気の力が働いている場所。電気にはプラスとマイナスの極性があり、異なる極性のものは引き合い同じ極性のものは反発します。イギリスの物理学者であるHenry Cavendish が発見したと言われており、彼の死後 James Clerk Maxwellが刊行した論文で紹介されました。
■磁界… 磁気の力が働いている場所。磁石にはN極とS極があり、異なる極のものは引き合い、同じ極のものは反発します。デンマークの物理学者であるHans Christian Ørstedにより1820年に論文発表されました。
■電磁波…電界と磁界が互いに影響し合いながら、空間を光と同じ速さで伝わっていく波のこと。

光も電磁波の1種です。電磁波のうち、ヒトの目に色として見える波長を持ったものが可視光、いわゆる光です。電磁波用語で「光」という場合は、それよりもさらに広いヒトの目には見えない光である紫外線や赤外線まで含んで意味することが多いです。(JIS Z 8120の定義01.01.01.) 前者の場合、その波長は、短波長限界がおおよそ360-400 nm、長波長限界はおおよそ760-830 nmです。(JIS Z 8120の定義01.01.04.)

放射線とは、放射性元素が崩壊するときに放出されるエネルギーや粒子を総称したものであり、その中には電磁波に含まれるもの、含まれないものも、どちらもあります。 大部分の放射線は粒子線という質量を持ったものですが、よく知られているエックス線やγ線は、エネルギーだけを持った電磁波の1種です。その波長は、エックス線が10nm以下、γ線が1nm以下と非常に短いものです。また宇宙空間を飛び交っている宇宙線も放射線に属します。 《 参考文献: 高エネルギー加速器研究機構 放射線科学センター「暮らしの中の放射線」(PDF)

日本の電波法では第2条で300万MHz(=3000GHz=3THz)以下の周波数の電磁波を「電波」と定義しています。波長で0.1mmになります。 国際電気通信条約付属1005に"電波とは、当面3,000GHzより低い周波数の電磁波をいう。"と電波の定義が規定されていますが、3,000GHz以上の域帯を無線通信規則に含めか否かを国際電気通信連合 (ITU)が検討しています。

「電磁妨害が存在する環境で、機器、装置またはシステムが性能低下せずに動作することができる能力(JIS C 6101 の161-01-20)」と定義されています。 生物が病原体にさらされても生体機能を損なうことなく生き延びられる能力である免疫になぞらえ、機器、装置またはシステムが持つ、それらに対して有害な電磁波環境への抵抗能力という意味ではよく似ていますね。

外部から到来する電磁波を遮断し、電磁波が建物内の侵入することを防ぐものと、建物内部で発生する電磁波を外部へ漏洩する事を防ぐもの、の二つがあります。 目的はそれぞれ違いますが、利用する原理は同一であり、シールド部分を通過する電磁波が反射・減衰・吸収により弱まることを利用します。

室内にて生じた電磁波が外部に漏洩することを防止する目的のときは、吸収が対策の主な手法になります。内部電磁波を熱に変化させて吸収する方法と、電磁波の位相差を互いに干渉させ打ち消し合う方法があります。 反射を用いる場合は反射した電磁波がどの方向にどの程度向かうのかを検討した上で用いる事が必要です。

電気的な意味で用いられる場合と、熱的な意味で用いられる場合があります。 電気的な絶縁とは、電路を流れる電流が意図しない電路を形成しないようにする手法のことです。具体的には導線の周りをゴムで絶縁したり、導電路以外の部分を高抵抗を持つもので構成したりします。

機器に関する影響

ある程度よりも強い電磁波は、機械(電子機器)に影響を与えます。 電子情報技術産業協会による産業用情報処理・制御機器設置環境基準(JEITA IT-1004:旧JEIDA-63-2000)では、ほとんどの機器で3V/m(=129dBμV/m)以下の電磁波(80MHz~1GHz)までは耐えられるような自主基準を定めていますが、これを超える電磁波は、汎用コンピュータやワークステーション、磁気ディスク装置(HDD等)など、多くの機器に影響を与える恐れがあります。

電磁波の影響を受けやすい機器とは異なり、磁界特有の影響を受けやすい機器があります。例えばブラウン管テレビやCRTモニター、電子顕微鏡、磁気共鳴画像診断装置(MRI)などです。

東京タワーが位置する都心部では超高層建築物が林立し、その影となる部分に電波が届きにくくなる問題を低減するほかにワンセグやマルチメディア放送といった携帯機器向けの放送を快適に視聴できるようにするためとされています。

地上497mより上のゲイン塔と呼ばれる部分にある放送通信用アンテナ(地上540m)から電波がでています

空中線電力で、マルチメディア放送が25kW、地上デジタルテレビジョン放送波が10kW、FMラジオ放送が7kWです。《出典:ウィキペディア》

光ファイバー通信は、これまで使われてきた電線(銅線)に代わり光ファイバーを使う通信です。光ファイバーは、光に対して透過率が非常に高い石英ガラスまたはプラスチックから出来ており、この中を光信号が伝わっていく構造となっています。このため、電磁波(空間の電場と磁場の変化によって形成される波(波動))の影響は受けることなく通信出来ることが、光ファイバー通信の特徴の一つになっています。《 出典:ウィキペディア 》

IT機器の内部では、様々な信号が扱われており、ここから微弱な電磁波が放出されています。この電磁波は、機器だけではなく、接続しているケーブルからも放出されています。このため、他人がこの電磁波を何らかの方法で受信し解析することが出来れば、デスプレイへの情報、キーボードでの入力情報が漏洩することになります。放出された電磁波は、空間・ケーブル・建物の金属配管、鉄筋などを伝わることで、外部において受信される危険性があります。この問題はテンペストと呼ばれていますが、過去にアメリカの軍事目的で研究されていた時の総称が、TEMPEST(Transient Electromagnetic Pulse Surveillance Technology)であったからです。 《 出典1:ウィキペディア 》《出典2:電磁波セキュリティガイドライン(H16.10.8、新情報セキュリティ技術研究会)》

室内で使用している無線LANの電波は、外部の漏らしたくない、また外部の無線LANによる電波の干渉を受けたくない、という要求がある一方、携帯電話やスマートフォンを室内で使えるように当該電波は室内に取り込みたい。という要求も多くなっています。ITビルシステム研究会ではこれらの要求を同時に満たす技術を保有しています。ホームページ内の問い合わせフォームを利用してお問い合わせ下さい。

アンテナは電波を送信あるいは受信するための機器です。送信を考えた時、電波(電磁波)の基となる高周波を効率よく送り出すために、アンテナは適切な形式・長さがあります。アンテナは電波を効率良く送り出すことが役割であり、アンテナがあると電磁波自体が強くなるわけではありません。《 出典:ウィキペディア 》

人体への影響

電波には、X線やγ線などのように、細胞の遺伝子を傷つける作用(電離作用)はなく、人体が非常に強い電波に曝露されると「刺激作用」や「熱作用」が起こることが分かっています。「刺激作用」とは、人体に電流が生じることにより、神経や筋の活動に影響を与える作用のことで、「熱作用」とは、人体に電波のエネルギーが吸収されることにより、体温が上昇する作用のことです。人体に電流が生じることにより、神経や筋の活動に影響を与える作用のことです。これらの作用は、約100kHzを境として、それ以下の周波数においては刺激作用が、それ以上の周波数においては熱作用がそれぞれ支配的となります。これまで50年以上にわたる研究の蓄積により、このような生体への作用を及ぼす電波の強さが分かっており、それに基づいて電波の安全基準である「電波防護指針」が策定されております。
また、刺激作用と熱作用の他、非熱作用と呼ばれる作用があるという意見もあります。
具体的には弱い電波によって遺伝子が損傷したり、脳腫瘍や白血病などのガンが発症したり、頭痛がしたり、睡眠や学習に影響したりするのではないかとの不安を抱く人達が います。しかし、電波はX線やγ線等の電離放射線と違って電離作用を引き起こすことができません。これまでの研究では、電波防護指針値を超えない程度の強さの電波が、遺伝子や細胞を傷付けてガンの原因となるなどの、どの現象についても、電波がそのような非熱作用を引き起こすという確固たる証拠は示されていません。《 出典1:総務省 Webサイト 》《 出典2:一般社団法人電波産業会 Webサイト 》

無線通信による健康への影響は熱作用に関するものといわれています。携帯電話は、総務省が出している電波防護指針の基準(局所吸収指針)を守っていることを確認して 販売されています。

WHOの情報シートによれば、メーカーの取り扱い説明書とおりに使用している限りは安全であります。ただし、電子レンジに傷、汚れ、改造があるとマイクロ波漏えいがおこることがあります。

ITBS研究会について

IT(情報技術)社会ではコンピュータなどの電子機器や電気機器が安定かつ安全に使用できることが最も重要です。そのためには電気的、電磁的に安定した環境が必要です。ITビルシステム(ITBS)研究会は、IT社会に適した電磁環境システムを提供いたします。

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