Ist es möglich, einen Menschen mit einem starken Magneten zu töten?

Ich weiß nicht viel über das Thema, aber hier sind einige Forschungspunkte, mit denen Sie beginnen können.

Bei starken Magnetfeldern scheint der bemerkenswerteste Effekt visuelle Effekte ( Quelle ) zu sein, die als Phosphene ( Magnetophosphene im speziellen Fall magnetischer Ursachen) bezeichnet werden, die durch Induktivität elektrischer Ströme in der Netzhaut ( Quelle ) verursacht werden.

"Studien" scheinen nahegelegt zu haben, dass 50-T-Felder aus nicht näher bezeichneten Gründen ( schwache Quelle ) Gewebeschäden verursachen . Ich konnte diese Studien nicht finden. Die Implikation ist jedoch, dass selbst bei 50-T-Feldern kein sofortiger Tod / schwere Schäden verursacht werden (als Referenz laufen MRTs im Allgemeinen im Bereich von 1,5 bis 3 T).

Hier gibt es verwandte Fragen:

• Auswirkungen eines sehr großen Magnetfeldes auf den menschlichen Körper
• Wie stark würde ein Magnetfeld eine Person merklich anziehen?

Auf Reddit gibt es eine interessante Diskussion:

• http://www.reddit.com/r/askscience/comments/1asgy5/can_you_die_from_a_magnet_how_strong_does_it_have/

Es gibt auch ein Studiengebiet namens Bioelektromagnetik, das sich den biologischen Wirkungen von Magnetfeldern widmet und als guter Ausgangspunkt für die Forschung dienen kann:

• http://en.wikipedia.org/wiki/Bioelectromagnetics

„ Transkranielle Magnetstimulation “, auf die sowohl auf den Reddit- als auch auf den Wikipedia-Seiten verwiesen wird, verwendet kleine Felder im Bereich von 1–10 mT, um die Polarisierung von Neuronen im Gehirn zu beeinflussen.

Es scheint, dass das Änderungsmuster eines Magnetfelds einen stärkeren Effekt hat als die Stärke des Felds. Statische Felder richten deutlich weniger (oder gar keinen) Schaden an, während bei hohen Frequenzen ein schwaches Magnetfeld durchaus erheblichen Schaden anrichten könnte, z. B. eine Mikrowelle.

Primäre Schadensursachen durch nichtstatische Felder scheinen meist auf Hitze oder auf induzierten elektrischen Strom zurückzuführen zu sein; zum Beispiel über den obigen ReviseMRI-Link :

Eine schwerwiegendere Folge von elektrischen Strömen, die durch den Körper fließen, ist Kammerflimmern (obwohl diese Werte in der MRT strengstens verhindert werden). ... Als allgemeine Richtlinie gilt: Je schneller die Bildgebungs- oder Spektroskopiesequenz, desto größer die Änderungsrate der verwendeten Gradientenfelder und die resultierende im Gewebe induzierte Stromdichte ist höher.

Es würde zweifellos einen extrem starken Magneten brauchen, stärker als alles, was wir produzieren könnten, um das Eisen aus Ihrem Körper zu ziehen (Vermutung, keine Quelle). Beachten Sie auch, dass im menschlichen Körper nur etwa 3-5 Gramm Eisen (etwa 2 cm ^{3 ) vorhanden sind (} Quelle , nicht referenzierte Quelle ), hauptsächlich an Hämoglobin gebunden.

Graf Iblis wies in fraglichen Kommentaren darauf hin, dass es hier eine schöne Diskussion über Magnetare und starke Magnetfelder gibt, die schöne Übersichten und viele interessante Informationen (wenn auch etwas veraltet) bietet:

• http://solomon.as.utexas.edu/magnetar.html

Von dort:

Felder über 10 ⁹ Gauss wären jedoch sofort tödlich. Solche Felder verzerren Atome stark und komprimieren atomare Elektronenwolken zu Zigarrenformen, wobei die Längsachse mit dem Feld ausgerichtet ist, wodurch die Chemie des Lebens unmöglich gemacht wird. Ein Magnetar innerhalb von 1000 Kilometern würde Sie also durch reinen statischen Magnetismus töten – wenn es Sie nicht bereits mit Röntgenstrahlen, Gammastrahlen, hochenergetischen Teilchen, extremer Schwerkraft, Explosionen und Fackeln erwischt hätte …

Was die langfristigen Wirkungen häufiger auftretender Feldstärken betrifft, so gibt es im Allgemeinen wenig Zusammenhang zwischen Magnetfeldern und Krebs ( Quelle , Quelle ).

Ich hoffe das hilft. Tut mir leid, ich weiß keine direkte Antwort. Es hängt aber sicherlich von mehr als nur der Feldstärke ab.

Ja, es ist auf jeden Fall möglich, obwohl die erforderlichen Feldstärken sehr hoch sind.

Der grundlegende Mechanismus besteht darin, dass ein starkes Magnetfeld den Hamilton-Operator verändert, der atomare und molekulare Elektronenorbitale definiert. Einfach ausgedrückt: Ein starkes klassisches Magnetfeld macht die Hamiltonsche Anisotropie, so dass sie von der räumlichen Richtung abhängt ( dh relativ zum umgebenden starken klassischen Feld) und dies radikal die chemischen Bindungsenergien verändert. Es sollte nicht allzu schwer einzusehen sein, dass diese Anistropie verheerende Auswirkungen auf die Reaktionsdynamik der lebenswichtigen chemischen Prozesse haben würde.

Es wird geschätzt, dass das Magnetfeld eines Magnetars bei Entfernungen von bis zu tödlich für Menschenleben wäre$1000\ \mathrm{km}$vom Stern. Aber die Statistiken dieser tödlichen Felder sind verblüffend: zum Beispiel die Energiedichte$\frac{1}{2} \mu_0\,H^2$(das$T_{0\,0}$Term im Spannungsenergietensor) wäre das Zehntausendfache der Gesamtenergiedichte von Blei! Das heißt, es entspräche etwa hunderttausend Tonnen Materie pro Kubikmeter! Aus dem Wikipedia-Artikel:

Magnetare zeichnen sich durch ihre extrem starken Magnetfelder aus$10^8$zu$10^{11}$Tesla. Diese Magnetfelder sind hunderte Millionen Mal stärker als jeder künstliche Magnet und Billiarden Mal stärker als das Feld, das die Erde umgibt. Die Erde hat ein geomagnetisches Feld von 30–60 Mikrotesla, und ein auf Neodym basierender Seltenerdmagnet hat ein Feld von etwa 1,25 Tesla mit einer magnetischen Energiedichte von$4.0\times10^5\ \mathrm{J/m^3}$. Ein Magnetar$10^{10}$Das Tesla-Feld hingegen hat eine Energiedichte von$4.0\times10^{25}\ \mathrm{J/m^3}$, mit einem$E/c^2$Massendichte${>}10^4$mal so viel wie Blei. Das Magnetfeld eines Magnetars wäre sogar in einer Entfernung von tödlich$1000\ \mathrm{km}$aufgrund des starken Magnetfelds, das die Elektronenwolken der konstituierenden Atome des Subjekts verzerrt und die Chemie des Lebens unmöglich macht ....

Auf einer eher irdischen Ebene: Hohe Magnetfelder von Hunderten von Millitesla ( dh einige Zehntel Tesla) können für Menschen mit bestimmten Arten von Prothesen tödlich sein. Heutzutage werden Prothesen, wo immer möglich, aus nicht ferromagnetischem Material hergestellt, aber in der Vergangenheit gab es Todesfälle von Menschen , z . B. durch NMR-Geräte mit frühen, ferromagnetischen Schrittmachern oder mit ferromagnetischen Clips im Gehirn, um dort vaskuläre Aneurysmen zu stützen.

Ich werde mehr in einer klinischen Perspektive antworten. Ich kenne keine extremen Situationen, in denen die Spins der Atome Ihres Organismus auf tödliche Weise neu angeordnet werden, aber was MRT-Magnete betrifft, ist die erste Sorge bei der Verwendung von MRT-Geräten die mögliche Induktion elektrischer Ströme im menschlichen Körper.

Diese Bedenken gelten eher für MRT-Untersuchungsmagnete, die stärker sind als die, die normalerweise in einem Krankenhaus verwendet werden (sie gehen bis zu 3 Tesla, während die in der akademischen Forschung verwendeten bis zu 9 Tesla erreichen können. Rekordverdächtige Magnete erreichen 11 Tesla).

Der menschliche Körper beginnt unter Strominduktion zu leiden, wenn das äußere Magnetfeld etwa 7 bis 8 Tesla erreicht. Zu den Symptomen gehören ein Anstieg der Körpertemperatur, abnehmende Gehirnfunktionen und sogar Halluzinationen (ich habe das noch nie erlebt, aber ich habe gehört, dass es möglich ist. Nehmen Sie dieses letzte Symptom dennoch mit einem Körnchen Salz). All dies, wenn man bedenkt, dass Patienten offensichtlich keine metallischen Implantate haben oder die Exposition tödlich sein kann. Das „Spezifische Absorptionsverhältnis“ wird üblicherweise verwendet, um zu versuchen, diese Veränderungen im menschlichen Körper zu messen (ausgedrückt in Watt/Kilogramm).

Fazit: Bevor der menschliche Körper an „Eisenverlust“ stirbt, können die Wirkungen der Induktion für schwächere Magnetfelder tödlich sein. MF's um 8T können eine spürbare Wirkung im menschlichen Körper haben.

Quellen: Mein Wissen stammt aus meiner Arbeit und meinem Studium, und ich kann es hier nicht preisgeben (sorry). Ich habe diesen Artikel jedoch für eines meiner Projekte zitiert, und ich glaube, er fasst meinen Standpunkt gut zusammen:

http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC2705217/