Vad händer över gränsvärdena?

Bakgrunden till de experiment som redovisas här är att det kom rapporter om bland annat ögonskador, inre blödningar, tillfällig och permanent sterilitet hos personal som blivit utsatt för radarstrålning vid tillverkning eller användning av radar. Radarstrålning är radiovågor med hög intensitet. USA:s försvarsmakt, som var den stora användaren av radar, behövde ett gränsvärde och 1957 startade därför USA:s tre försvarsgrenar Tri-Service Program on Biological Effects of Microwave Radiation. Utgångspunkten var ett gränsvärde som den ledande biofysikern i USA på 1950-talet, Herman Schwan, hade räknat fram – att radiovågor med en intensitet på högst 100 watt per kvadratmeter skulle skydda mot skadlig uppvärmning. En fråga var naturligtvis om det fanns andra effekter än uppvärmning av mikrovågorna, som radiovågor med kortare våglängd än en meter kallas?

Mikrovågor och röntgen jämfört med infraröd strålning

Körtlar och könshormoner

Ett mycket tydligt experiment med råttor av hankön visade att systemet med körtlar och könshormoner gav samma resultat vid bestrålning med mikrovågor som med röntgen. Inlagring av zink i prostatan minskade. Effekten uppstod inte om infraröd värmestrålning användes för uppvärmning. Forskarna skriver att försöket visar att "felet" ligger i hypofysen.

Hypofysen i hjärnan utsöndrar hormonet gonadotropin som testiklarna använder för att göra det mer kända hormonet testosteron. Testosteronet används sedan i prostatan för inlagring av zink. Om hypofysen inte utsöndrar gonadotropin startar inte händelsekedjan med hormoner och körtlar som slutar med inlagring av zink i prostatan. Om testiklar och prostata är felfria kan inlagringen fungera om rätt hormoner injiceras. När råttorna gavs gonadotropin till testiklarna eller testosteron till prostatan fungerade inlagringen som vanligt. Hypofysen hade alltså inte utsöndrat gonadotropin som startar kedjan. Hypofysens funktion är mycket viktig eftersom den styr andra körtlar precis som experimentet visar.

Bestrålningen i experimentet var brutal och de råttor som bestrålades med mikrovågor under 10 och 15 minuter fick tydliga skador av uppvärmning på testiklarna, medan de som bestrålades 5 minuter bara fick vätskeansamlingar. I 5-minutersgruppen hade temperaturen i testiklarna aldrig överstigit 41 °C och ändå hade mikrovågorna påverkat hormonproduktionen. Forskarna beslöt då att testa uppvärmning till 41 °C med infraröd strålning.

Infraröd värmestrålning påverkade inte inlagringen av zink i prostatan och därmed visade experimentet att mikrovågor har andra effekter än uppvärmning.¹

Skador på testiklar

Råttor av hankön användes även denna gång då testiklarna i en grupp råttor värmdes upp med mikrovågor och i en annan grupp med infraröd värmestrålning. I den ena testikeln mättes temperaturen under bestrålningen som avbröts när temperaturen inne i den testikeln nått 30, 35, 37 eller 38 °C. Den andra testikeln undersöktes efteråt. Råttorna offrades (avlivades) efter en timme. Hos alla råttor som fått sina testiklar uppvärmda med mikrovågor till 35 °C eller högre visade sig skador. Störst var skadorna i gruppen vars testiklar värmts till 38 grader. I testiklar som värmts med infraröd strålning syntes inga skador.

I en andra försöksomgång offrades råttorna efter två dygn. Då hade även testiklar som värmts med infraröd strålning fått skador men inte alls i den omfattning som uppstått i dem som värmts med mikrovågor.²

Upprepad bestrålning

Passivitet

I en förstudie utsattes råttor för strålning med en intensitet på 1090 watt per kvadratmeter (oredovisad frekvens) 15 eller 30 minuter per dag under tre dagar. Direkt efter varje bestrålning placerades råttorna i en bur där de skulle trycka ner en spak för att få mat. För varje bestrålning förlängdes tiden innan råttorna tryckte ner spaken. Efter tredje dagen förblev vissa råttor helt passiva. Den fjärde dagen började en period på en månad utan bestrålning och med fri tillgång till mat. Efter den månaden hade råttorna återgått till normal aktivitet.³

Överlevarna dog

Åtta hundar utsattes två och två för samma mikrovågsstrålning med en intensitet av 1650 watt per kvadratmeter. När temperaturen i någon av hundarnas bakdel, mätt genom analöppningen, nådde 41,7°C (107 °F) avbröts bestrålningen. Efter 20 minuter sattes den på igen under 20 minuter för att sedan stängas av igen. Sekvensen med på-av upprepades fyra gånger.

Den ena hunden hade aldrig använts i något experiment medan den andra hade överlevt ett tidigare. Överlevarna hade svårare att hålla kroppstemperaturen och två av dem dog kort efter att bestrålningen upphört. Ingen av de fyra tidigare oanvända hundarna dog.⁴

Hjärnan testas

I redovisningen från den tredje TRI-Service Conference finns en sammanfattning av många försök med apor vid frekvenser kring 390 megahertz. Apornas huvuden var fixerade i olika lägen eftersom experimenten gick ut på att se vad som händer om strålningen koncentreras till olika delar av hjärnan. Strålningens intensitet beräknades till 128 watt per kvadratmeter vid apans skalle.

Aporna växlade mellan upphetsning  och orörlighet. Ett mönster som vanligen uppstod inom 60 sekunder från att strålningen sattes på. Sedan kunde följa stirrande blick, snabba huvudrörelser sida till sida. Till sist blev aporna stilla och reagerade inte på beröring, smärta, ljus och ofta inte ljud.

Snabb död eller ingen effekt

Under ett av dessa försök dog en apa efter 2 minuter och 55 sekunder. Det längsta försöket varade tre timmar med bestrålning från sidan utan någon märkbar effekt.⁵

Hur hundar dukar under

Experiment med uppvärmning gjordes med råttor, kaniner, hundar och apor. Särskild uppmärksamhet ägnades åt att kartlägga förloppet hos hundar från att strålningen slogs på till deras död då kroppstemperaturen nått direkt skadliga nivåer.

Uppvärmning med radiofrekvent strålning gav inte alltid samma resultat som värmen i ett 49 grader varmt rum. En för hög temperatur i omgivningen gav alltid en jämnt ökande kroppstemperatur medan strålningen kunde öka den i steg. Den kunde också orsaka passivitet, upphetsning, oregelbunden andning och puls tillsammans med varierande blodtryck.

Värmeslag

Höjning av kroppstemperaturen hos råttor, kaniner och hundar undersöktes vid frekvenserna 200 och 2800 megahertz (MHz) och en intensitet på den radiofrekventa strålningen på 1650 watt per kvadratmeter. Vid experimenten med bestrålning hade djuren fri rörlighet i en bur av plexiglas och strålningen fördelades jämnt över kroppen.⁶ Resultaten jämfördes med vistelse i rum med en kontrollerad temperatur på 48,9 °C och 50 procent luftfuktighet.

Under bestrålning ökar inte värmen alltid jämnt med tiden, utan beroende på djurart uppstår ibland ett jämviktsläge med relativt konstant kroppstemperatur. I varma rummet uppstod inga jämviktslägen hos någon djurart. Att kroppstemperaturen stiger snabbare vid 2800 megahertz än vid 200 beror på att omvandlingen av strålningens energi till värme sker effektivare vid högre frekvens och kortare våglängd.

Råttor

2800 MHz: Kritisk temperatur uppnådd efter 20 minuter. Ingen period med jämvikt.
200 MHz: Kritisk temperatur var inte uppnådd efter en timme. Period med viss jämvikt.

Kaniner

2800 MHz: Kritisk temperatur uppnådd efter 10 minuter. Ingen period med jämvikt.
200 MHz: Kritisk temperatur uppnådd efter 30 minuter. Period med viss jämvikt.⁷

Hundar

Jämviktsläget då kroppstemperaturen är mer eller mindre konstant är särskilt tydligt hos hundar där temperaturökningen kan delas in i tre steg.
2800 MHz pulserande strålning:

1. Relativt snabb höjning med 2-3 °C under 1/2 till 1 timme.
2. Jämviktsläge med en kroppstemperatur som varierar mellan 40,5 och 41 °C under 1 timme.
3. Temperaturregleringen bryter samman så kroppstemperaturen snabbt når kritiska nivåer.⁸

200 MHz: Steg 1 tar något längre tid. Steg 2 pågick i genomsnitt 5 timmar innan steg 3 tog vid. Liten hund på 4 kg reagerar som större hund.⁷

Strålningen riktad mot huvudet

I en serie experiment hade strålkällan placerats fem 5 centimeter från hundarnas skalle och gav en intensitet på 8000 watt per kvadratmeter beräknad vid hundarnas skalp. Frekvensen var 2450 megahertz kontinuerlig strålning utan pulser. 10 hundar hade avlidit efter 2½-6½ timmar med den bestrålningen och nu skulle hjärtfrekvens, blodtryck och andning studeras hos två hundar. De två hundarna var sövda och avled inte under detta experiment. Lugnande, avslappnande eller narkosmedel påverkar effekten av bestrålning med radiovågor. Hos sövda hundar uppstår inte något jämviktsläge för kroppstemperaturen som istället stiger relativt jämnt upp till kritisk nivå.

Forskarnas kommenterade den avslutande blodtryckssänkningen.
— Minskningen av blodtrycket utan en samtidig minskning av hjärtfrekvensen tyder på en minskning av hjärtats pumpförmåga, en kärlutvidgning, en minskad blodvolym eller delar av alla tre faktorerna. Denna chockliknande utveckling inträffade utan några synliga tecken på konvulsioner.⁹

Frågan som uppstår efter dessa experiment med hundar är varför deras temperaturreglering inte håller kroppstemperaturen under 39 °C när den kan hålla den under 41 °C, åtminstone för en tid?

Temperaturregleringens sammanbrott förklarades med att hjärnans termostatfunktion i hypotalamus försämras av den ökade kroppstemperaturen.¹⁰ Men ingen testade på allvar om sammanbrottet kan ske utan att temperaturen når upp till 41 °C. Ett diagram antyder att så kan vara fallet.¹¹

Obesvarade frågor

Gränsvärdet på 100 watt per kvadratmeter testades aldrig utan alla experiment som redovisades under den fjärde Tri-Service konferensen gjordes vid förhöjd kroppstemperatur eller med radiofrekvent strålningen med en intensitet som ger uppvärmning. Detta bekymrade flygvapnets avdelning för skydd av den egna personalen, vars representant ställde en rad frågor under slutanförandet.

• Varför behandlas dos inte på samma sätt som inom kemi och joniserande strålning, med en tidsfaktor?
• Vilken är tiden för återhämtning efter bestrålning?
• Det har presenterats rapporter som visar på andra effekter än uppvärmning. Kan nervsystemet påverkas rent elektriskt?
• Vilka av kroppens funktioner kan påverkas eller förändras, vilka löper störst risk?¹²

Nu finns svaren på en del av dessa frågor men de har ännu inte använts vid utformningen av gränsvärden eller tillämpning av försiktighetsprincipen.