Wenn die Frequenz die Energie bestimmt (Pound-Rebka), welche Energie hat die Gigahertz-Strahlung von 5G ?
Die Aussage ist so pauschal erst einmal nicht richtig. Und die Referenz (Pound-Rebka) ist völlig unangemessen und ohne jede Beziehung zu der Frage. Pound und Rebka haben die gravitative Verschiebung der Spektralverteilung Gamma-Strahlen gemessen. Gammastrahlen sind im Bereich von Exahertz (
10
20
Hz). Das sind mehr als 10 Zehnerpotenzen über Gigahertz. Und schon GSM 1800 war im Gigahertz Bereich. Nur um Missverständnisse auszuräumen. Die Masse von 5G wird in den Frequenzen zwischen 600 MHz und 3,8 GHz erbracht; das sind Frequenzbereiche, die auch bisher gebräuchlich waren. Geplant 5G ist bisher nur zusätzlich der Bereich von 28 GHz. "Warum gleich so hoch?" würde man fragen. Nun, der Zwischenbereich ist belegt! Zum Beispiel von Satelliten-TV. Also sind diese Frequenzen auch allgegenwärtig. Oder?
Wenn wir mal bei Photonen bleiben: die Beziehung zwischen Energie (eines Photons) und der Frequenz (der Strahlung) ist erst einmal von Max Planck aufgestellt worden:
E=hν
. Da kommt das berühmte Plancksche Wirkungsquantum her. Einstein hat 10 Jahre später mit seiner "Nobelpreis-Arbeit" den photoelektrischen Effekt (also die Erzeugung von elektrischer Spannung durch Bestrahlung geeigneter Materialien (Hertz-Hallwachs Versuch) quantitativ und qualitativ mit Hilfe der Planckschen Formel erklärt.
Quantitativ gilt beispielsweise Frequenzabhängig für die Energie eines Photons:
300 MHz ->
10
−6
eV oder
10
−25
J : Terrestrische TV-Signale,
3 GHz ->
10
−5
eV: LTE oder niedrige 5G
30 GHz ->
10
−4
eV: mögliche 5G Frequenzen in Ballungsräumen (nicht flächendeckend)
300 GHz ->
10
−3
eV: Radarsysteme
3 THz ->
10
−2
eV: "Fernes Infrarot" = Wärmestrahlung
600 THz -> 2.4 eV. Sichtbares Licht und Grenze zu ionisierenden Strahlung.
Gefahr von einzelnen Photonen besteht grundsätzlich nur bei Energiewerten, die darüber liegen, weil sie die Bindungsenergie von Elektronen in der Atomhülle übertreffen. Dazu gehören UV, Röntgen und Gammastrahlen.
Unterhalb der ionisierenden Schwelle ist die Wirkung von elektromagnetischer Strahlung ausschliesslich thermisch. Das heisst die Wirkungen sind von einer Art, wie man sie durch Kochen, Backen oder Braten erzielt. Dabei gilt es, die Gesamtmenge der Energie zu kontrollieren bzw. zu beschränken. Physiologische Wirkungen erfordern Energien im Bereich von mehreren Hundert Watt bis zu einigen Kilowatt.
Die Energie der Mobilfunkstrahlung ergäbe sich im Photonenmodell als Summe über die Einzelenergien der Photonen. Das ist natürlich völlig unhandhabbar. Man kann Photonen in dieser Menge nicht zählen. Deshalb kehrt man zum Wellenmodell zurück.
Mobilfunkantennen (die an den Türmen) geben ca. 10 Watt ab. Diese Strahlungsenergie verteilt sich in der Entfernung d auf eine Kugelfläche der Größe
4π
d
2
. In der Realität durch Abschattung, Reflektion etc. sogar noch um sehr viel mehr. Das bedeutet, dass in einer Entfernung von 10 m nur noch Bruchteile eine Milliwatts ankommen. Das Mobiltelefon funktioniert ohnehin nur bei einer Empfangsleistung zwischen -50 dBm und -100 dBm. Das ist ein logarithmisches Maß; -50 dBm bedeuten 1/100.000 von einem Milliwatt, bzw. 1/100.000.000 von einem Watt. Und das ist unabhängig von der Frequenz.
Größere Auswirkungen hat das Mobiltelefon am Ohr (wegen der kurzen Entfernung). Da spielt die Messgröße SAR (specific absorption rate) eine Rolle. SAR werte von zugelassenen Mobiltelefonen müssen weniger 1,5 Watt/kg SAR haben. Viele heutige Modelle liegen sogar bei o,5 Watt/kg. Der Wert von 1 W/kg wäre in der Lage, die Ohrmuschel während eines 10-minütigen Telefonates um 1 Grad zu erwärmen.
Je dichter man am Mobilfunkturm ist, desto niedriger ist die Abstrahlung des eigenen Telefons. Der Sender tauscht sich mit dem Telefon aus, und regelt die Energie entsprechend herunter. Deshalb ist es ironischerweise so, dass man eine um so niedrigere Gesamtbelastung hat, je mehr Mobilfunksender es in der Umgebung gibt.