科技日報記者宗詩涵王小龍
根據國家統計局發佈的數據,2024年我國太陽能電池產量為6.8億千瓦,同比增長15.7%。如今,越來越多的太陽能發電裝置走進人們的日常生活。然而,最近網絡上卻出現了這樣的流言——“樓頂裝了太陽能板,整棟樓癌症高發”“光伏輻射致畸,孕婦千萬要遠離”。
事實上,不只是太陽能板,諸如“手機輻射致癌”“電腦輻射致癌”“微波爐輻射致癌”等傳言也長期“活躍”。那麼,這些說法是真是假?科技日報記者日前聯合相關專家開展了針對性實驗。
太陽能板輻射微乎其微
如果想探究太陽能板是否會產生輻射,首先要弄清楚太陽能板是什麼。
“太陽能板是一個通俗化的說法,它的專業名稱是太陽能光伏組件,一般由光伏電池片、玻璃蓋板、背板、接線盒組成。多塊光伏組件組成光伏陣列,發出的直流電連接逆變器後給負荷供電或併入電網發電,構成光伏發電系統。”中國科學院電工研究所研究員、可再生能源綜合系統研究部主任許洪華介紹,太陽能光伏組件是通過光電效應,將太陽光轉化為電能的設備。
當由光子組成的太陽光照射到光伏電池片上時,光子會穿透電池片表層、激發電子,產生電流。這種電流經過逆變器轉換成交流電後,便可以為家庭或工業用電設備供電。“需要注意的是,太陽能光伏組件並非一般意義上的電池,它本身並不具備儲電功能。”許洪華強調。
既然太陽能光伏組件僅負責發電而不儲電,那麼輻射又從何而來?
許洪華解釋道,由太陽能轉化而來的電流會在太陽能光伏組件中流動,帶電粒子的流動必然會產生電磁波,也就是輻射,不過其輻射强度極低。除此之外,逆變器在將直流電轉換為交流電的過程中,電流及開關器件的高頻通斷可能會產生電磁波,但通過遮罩設計和濾波電路等措施,其輻射强度可以被控制在安全範圍內。
根據國家環境品質標準《電磁環境控制限值》(GB8702-2014),磁場輻射安全標準限值為100微特斯拉。太陽能光伏組件的輻射强度究竟有多少?
許洪華和記者手持檢測設備,來到實驗室樓頂,實地檢測此處太陽能光伏組件的輻射值。
“將檢測設備緊貼太陽能光伏組件時,可以看到設備上顯示輻射值僅約為0.02微特斯拉,與環境本底電磁輻射值相當。這說明太陽能光伏組件產生的輻射是微乎其微的。”許洪華說。
說到太陽能,我們在日常生活中接觸最多的就是太陽能熱水器。許洪華介紹,太陽能熱水器的工作原理與太陽能光伏組件發電截然不同,太陽能熱水器是將陽光直接轉化為熱能,在此過程中並不產生電磁波,囙此完全無需擔心輻射問題。
非電離輻射不致癌
人們日常使用的家用電器是否會產生輻射呢?
中國科學院電工研究所高級工程師劉海濤介紹,家用電器產生輻射的覈心原理是電流變化。當電器通電工作時,其內部電路中的電流會隨時間發生改變。例如,開關的閉合與斷開、電機的運轉、高頻振盪等,都會產生交變電磁場。這種電磁場會以電磁波的形式向外傳播,進而形成電磁輻射。“像洗衣機、冰柜、微波爐、路由器、手機等電器都會產生一定程度的輻射,但在絕大多數情况下,它們的輻射强度都遠遠低於國際安全標準限值,對人體健康並無顯著危害。”劉海濤說。
專家和記者也分別對電腦、冰柜、空調室外機、電燒水壺、手機等進行了輻射檢測。
“將檢測儀器分別貼近相關設備,可以看到,工作中的辦公電腦輻射值約為0.026微特斯拉、家用冰柜輻射值約為0.08微特斯拉、空調室外機輻射值約為1.4微特斯拉、電燒水壺輻射值約為8.5微特斯拉,待機中的手機輻射值約為1.27微特斯拉,它們都遠低於國家安全標準限值。雖然測試並非純淨背景實驗室環境,可能存在其他電磁輻射的干擾,但測試結果足以說明問題。”許洪華介紹,人們使用符合國家安全標準的家用電器,無需擔憂輻射安全問題。
許洪華特別強調,太陽能板、手機、家用電器產生的都是電磁輻射,而非電離輻射。那這兩者有什麼區別?
“電磁輻射和電離輻射是兩種本質不同的物理現象,它們在能量、作用機制、來源及對人體的影響上存在顯著差异。”許洪華介紹。
電磁輻射的能量較低,屬於非電離輻射。像太陽光、運行中的家用電器等,都是電磁輻射的常見來源。它們通過電磁波,如無線電波、微波、可見光、紅外線等傳遞能量,但是不會使物質中的原子或分子電離。“電磁輻射對人體的傷害,就好比用羽毛輕輕打你,傷害程度微乎其微。”許洪華比喻道。
不過,電離輻射的能量極高。宇宙射線中的高能部分,鈾、鐳、氡等放射性元素的衰變,X光機、CT掃描儀、放療設備等醫療設備以及核能電廠等都會產生電離輻射。它們攜帶的能量足以使物質中的原子或分子電離,直接破壞其化學鍵或分子結構。“電離輻射對人體的傷害,就如同用棍子擊打你,傷害較大。”許洪華解釋。
Wi-Fi、手機、高壓線、微波爐等都會產生輻射,生活中輻射似乎無處不在,看不見摸不著,但卻常常引起大家恐慌,因為擔心輻射致癌。這種說法有道理嗎?
“電離輻射作用於生命體的細胞,可以造成細胞內DNA損壞和基因突變,而導致癌症出現的重要原因之一就是基因突變。囙此,能造成DNA損壞和基因突變的電離輻射才會致癌。”許洪華解釋,Wi-Fi、手機、高壓線及微波爐等日常設備產生的輻射,均屬於電磁輻射。這類輻射的能量水准極低,不會造成DNA損壞和基因突變,囙此不致癌。
日常使用無需過度緊張
2017年,世界衛生組織國際癌症研究機構將特定類型的電離輻射(如X射線、γ射線、中子、α粒子、β粒子等具有明確致癌性的電離輻射類型)列為一類致癌物,將手機等無線通訊設備所產生的射頻電磁場歸類為2B類致癌物。
“一類致癌物是指有充分證據表明其對人類具有致癌性的物質。而2B類致癌物指的是該物質對人類致癌性存在可疑,但尚無充分的人體或動物實驗數據來證實。”許洪華介紹,國際癌症研究機構將電磁輻射列為2B類致癌物,這更多是給使用者一個安全方面的提醒,並非認定其一定會致癌,囙此大家完全不必過度緊張。
在日常生活中,常見電器所產生的電磁輻射基本上對人體無害,但仍不宜長期處於高强度暴露的環境中。“我們可以採取一些簡單的防護措施。比如,避免長時間近距離靠近運行中的微波爐、電磁爐,睡覺時不要將手機放在枕邊等。除此之外,購買電器時應選擇符合國家安全標準的,如具備3C認證,避免使用劣質設備。”許洪華強調。
對於會產生電離輻射的X光機、CT儀等設備,許洪華說:“只要嚴格遵循臨床規範、不隨意濫用,其產生的總體輻射劑量通常處於較低水準。當因患疾病需要進行此類檢查以明確診斷,或需通過放射治療控制病情時,不必因擔憂輻射風險而拒絕。從健康獲益與潛在風險的綜合評估來看,及時接受必要的醫療干預所帶來的病情診斷價值或治療效果,遠大於輻射本身的微小風險。”