5G真的會危害人類健康！看看科學如何解釋

從幾乎沒有任何傷害到會影響你的大腦和控制人口，有關5G和健康風險的討論五花八門。起初，我以為研究此類風險只是一篇簡單直接的文章，然而事實并非如此。

在這個系列文章中，我對這個主題沒有默認主觀想法。作為一名工程師，我更愿意研究事實并得出自己的結論。查閱報告會有副作用；對于一些偏激或含糊不清的地方，我不下定論。本文以及后續文章中將會介紹一些關鍵問題，以及可從研究中收集到的任何結論。文中還會嘗試為制造商、營運商和用戶提供一些緩解建議，以便最大限度地降低任何健康風險。

最近我收到一位朋友發來的一則新聞報導《Clallam County urged to prohibit 5G》，內容是關于在華盛頓西北鄉村地區舉行的一次富有爭議的有關5G健康風險的公開會議。里面有一些引述，例如“我想清楚明確地指出，我沒同意你們在我孩子身上試驗5G技術。”盡管我們可以簡單地認為說這話的人有著老套俗見，但身為工程師和科學家的我們至少應該看看科學如何解釋。

首先，我們先設定討論的邊界條件。這里將探討的是毫米波(mmWave)輻射對人類造成的健康風險。毫米波頻率范圍是30GHz~300GHz，而大多數5G系統工作在28GHz~80GHz之間，即所謂的FR2頻率范圍，而不是6GHz以下的FR1頻段。從相關文獻中我們可知有 三個關注點：熱效應、電離效應(圖1)和電磁(EM)效應。本文中介紹前兩項，如果有讀者提出其他風險，我們也會在后續的文章中增加相關討論。

圖1:當能量(這里指光子)足以移除電子時，會發生電離過程，而毫米波的光子遠低于電離閾值。

我查閱的第一項研究報告《mmWave Health Effects(毫米波健康影響)》來自紐約大學無線研究中心。這項研究解釋了熱效應和電離效應這兩個問題。電離效應更容易解釋，只要搞清楚毫米波光子是否會導致電子從其軌道上移開。電離是癌癥的成因之一，我們都知道陽光下的紫外線輻射容易致癌。從基礎物理課程中可知，光子的能量可以透過E = hf計算得出，其中h是普朗克常數，4.136×10-15eV(電子伏特)。以300GHz作為最高毫米波頻率，可以計算出毫米波光子的能量為1.2meV；隨著頻率降低，能量隨之減小。

然而，碳的電離能為11.3eV(請注意：是碳基生命形式)。這比最高毫米波光子能量高出近10,000倍。事實上，紐約大學的這個研究已得出結論：“與頻率更高的紫外線、X光和伽馬輻射不同，毫米波輻射是非電離的。”英飛凌(Infineon)文章《Health effects of mmWave radiation(毫米波輻射對健康的影響)》也總結道：“毫米波光子的最高光子能量為1.2meV，而電子掙脫其原子束縛所需的光子能量約為12eV，也就是說，毫米波光子能量比電離所需能量小近10,000倍。”由此我得出的第一個結論是，電離不會產生任何危害。

圖2:手機輻射會導致皮膚局部發熱。美國聯邦通信委員會(FCC)認為低于1mW/cm2的輻射是安全的。但電磁效應呢？

但是還有發熱問題。“因此，主要的安全擔憂在于人體吸收毫米波能量會引起眼睛和皮膚發熱。”該紐約大學的研究指出。EMR Safety(加州大學柏克萊分校健康學院的一部分)的一項研究(對研究結果的研究)為許多熱效應提供了背景信息。這項研究特別關注5G毫米波對健康的影響。它指出，毫米波主要會在皮膚2mm以內和眼角膜表面部位被吸收，尤其要注意眼睛，因為眼睛中的血液很少，難以產生冷卻效果。該文指出，當功率密度高于5mW/cm2時會產生加熱效應。除了長時間暴露在輻射下，發熱感會轉變成疼痛外，該文還指出，溫度升高“會影響細胞的生長、形態和新陳代謝，引發自由基的產生，并損害DNA。”

那么上述功率密度可能產生嗎？假設暴露時間為30分鐘，對于1.5GHz和100GHz之間的頻率，FCC所允許的最大暴露量為1.0mW/cm2。據英飛凌稱，24GHz系統在最大輻射功率下工作，距離皮膚5cm時，其功率密度為0.3mW/cm2，是FCC限值的三分之一，低于顯著加熱值15倍。

因此，本文的結論有些微妙。我不清楚如果將手機直接放在耳朵上，其功率密度是否會低于這些閾值。這種情況下，皮膚與發射器的距離可能只有2mm而不是5cm，因此皮膚上的功率密度會很高。本文建議使用有線耳機或免持設備，而將手機保持在安全距離。即使對3G和4G手機來說，這可能也是一個好建議，盡管我還沒有研究過這些低頻設備的等價效果。

圖3：我們生活在一個有持續低水平電磁輻射的環境中。5G出現后，還將多出毫米波頻率輻射。

那么，透過采取一些預防措施，我們就安全嗎？對于電離效應和熱效應，我相信如此。但是，EMR Safety論文在得出同樣的結論后，又提到：“因此，5G輻射對健康的影響會限于長時間暴露在毫米波輻射，以及低中頻調頻輻射下所產生的非熱效應。”

而這又帶來了一個新的問題，科學顯示這其中很大可能會有一些負面影響。我們將在本系列的下一篇文章中介紹該主題，與此同時，我以后打手機會用揚聲器模式。

(參考原文： Does 5G pose health risks? (part 1)，by Larry Desjardin)
 

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