Spezifische Absorptionsrate - Specific absorption rate

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Spezifische Absorptionsrate ( SAR ) ist ein Maß für die Rate , mit der Energie wird absorbiert pro Masseneinheit von einem menschlichen Körper , wenn sie einer freiliegenden Funkfrequenz (RF) elektromagnetisches Feld . Es kann sich auch auf die Absorption anderer Energieformen durch Gewebe beziehen, einschließlich Ultraschall . Sie ist definiert als die Kraft pro absorbiertem Masse von Geweben und weist Einheiten von Watt pro Kilogramm (W / kg).

Die SAR wird normalerweise entweder über den gesamten Körper oder über ein kleines Probenvolumen (typischerweise 1 g oder 10 g Gewebe) gemittelt. Der angegebene Wert ist dann der maximale Wert, der in dem untersuchten Körperteil über das angegebene Volumen oder die angegebene Masse gemessen wird.

Berechnung

Die SAR für elektromagnetische Energie kann aus dem elektrischen Feld im Gewebe wie folgt berechnet werden :

wo

ist die elektrische Leitfähigkeit der Probe
ist das elektrische RMS- Feld
ist die Probendichte
ist das Volumen der Probe

SAR misst die Exposition gegenüber Feldern zwischen 100 kHz und 10 GHz (sogenannte Radiowellen). Es wird üblicherweise zur Messung der von Mobiltelefonen und bei MRT- Scans aufgenommenen Leistung verwendet. Der Wert hängt stark von der Geometrie des Körperteils ab, der der HF-Energie ausgesetzt ist, sowie von der genauen Position und Geometrie der HF-Quelle. Daher müssen Tests mit jeder spezifischen Quelle, z. B. einem Mobiltelefonmodell, und am vorgesehenen Verwendungsort durchgeführt werden.

SAR-Test für Mobiltelefone

Bei der Messung der SAR aufgrund eines Mobiltelefons wird das Telefon gegen eine Darstellung eines menschlichen Kopfes (ein "SAR-Phantom") in einer Gesprächsposition gestellt. Der SAR-Wert wird dann an dem Ort gemessen, der die höchste Absorptionsrate im gesamten Kopf aufweist, was bei einem Mobiltelefon häufig so nahe wie möglich an der Antenne des Telefons liegt. Messungen werden für verschiedene Positionen auf beiden Seiten des Kopfes und bei verschiedenen Frequenzen durchgeführt, die die Frequenzbänder darstellen, mit denen das Gerät senden kann. Abhängig von der Größe und den Funktionen des Telefons können zusätzliche Tests erforderlich sein, um die Nutzung des Geräts in der Nähe des Körpers und / oder der Extremitäten des Benutzers darzustellen. Verschiedene Regierungen haben maximale SAR-Werte für HF-Energie definiert, die von Mobilgeräten abgegeben wird:

  • USA : Die FCC verlangt, dass verkaufte Telefone einen SAR-Wert von 1,6  Watt pro Kilogramm (W / kg) oder weniger aufweisen, der über das Volumen mit einer Masse von 1 Gramm Gewebe übertragen wird, das das meiste Signal absorbiert.
  • Europäische Union : CENELEC legt SAR-Grenzwerte innerhalb der EU gemäß den IEC- Standards fest. Für Mobiltelefone und andere solche Handgeräte liegt die SAR-Grenze bei 2 W / kg, gemittelt über 10 g Gewebe, das das meiste Signal absorbiert ( IEC 62209-1 ).
  • Indien : 2012 von den EU-Grenzwerten auf die US-Grenzwerte für Mobiltelefone umgestellt. Im Gegensatz zu den USA wird Indien nicht nur auf SAR-Messungen von Herstellern zurückgreifen. Zufällige Konformitätstests werden von einem staatlich geführten SAR-Labor des Telecommunication Engineering Center (TEC) an Mobilteilen und 10% der Türme durchgeführt. Alle Mobilteile müssen über einen Freisprechmodus verfügen.

SAR-Werte hängen stark von der Größe des Mittelungsvolumens ab. Ohne Informationen über das verwendete Mittelungsvolumen können keine Vergleiche zwischen verschiedenen Messungen durchgeführt werden. Daher sollten die europäischen 10-Gramm-Bewertungen untereinander verglichen werden, und die amerikanischen 1-Gramm-Bewertungen sollten nur untereinander verglichen werden. Um die SAR auf Ihrem Mobiltelefon zu überprüfen, lesen Sie die mit dem Telefon gelieferte Dokumentation, wählen Sie * # 07 # (funktioniert nur bei einigen Modellen) oder besuchen Sie die Website des Herstellers.

SAR-Test des MRT-Scanners

Für die Magnetresonanztomographie sind die Grenzwerte (beschrieben in IEC 60601-2-33 ) etwas komplizierter:

Ganzkörper-SAR Teilkörper SAR Leiter SAR Lokale SAR (a)
Körperregion → ganzer Körper freiliegende Körperteile Kopf Kopf Kofferraum Extremitäten
Betriebsart ↓ (W / kg) (W / kg) (W / kg) (W / kg) (W / kg) (W / kg)
Normal 2 2–10 (b) 3.2 10 (c) 10 20
1st Level Controlled 4 4–10 (b) 3.2 20 (c) 20 40
2. Ebene gesteuert > 4 > (4–10) (b) > 3.2 > 20 (c) > 20 > 40
Kurze Dauer SAR Die SAR-Grenze über einen Zeitraum von 10 s darf das Zweifache der angegebenen Werte nicht überschreiten
Hinweis : Durchschnittliche Zeit von 6 Minuten.

(a) Die lokale SAR wird über die Masse von 10 g bestimmt.

(b) Die Grenze skaliert dynamisch mit dem Verhältnis "exponierte Patientenmasse / Patientenmasse":

NORMALER BETRIEBSMODUS: Teilkörper-SAR = 10 W / kg - (8 W / kg * exponierte Patientenmasse / Patientenmasse)
ERSTE STUFE KONTROLLIERTER BETRIEBSMODUS: Teilkörper-SAR = 10 W / kg - (6 W / kg * exponierte Patientenmasse / Patientenmasse)

(c) In Fällen, in denen sich die Umlaufbahn im Bereich einer kleinen lokalen HF-Sendespule befindet, sollte darauf geachtet werden, dass der Temperaturanstieg auf 1 ° C begrenzt ist.

Kritik

Die gesetzlich festgelegten SAR-Grenzwerte berücksichtigen nicht, dass der menschliche Körper besonders empfindlich auf Leistungsspitzen oder Frequenzen reagiert, die für den Mikrowellenhöreffekt verantwortlich sind . Frey berichtet, dass der Mikrowellen-Höreffekt bei Expositionen mit einer durchschnittlichen Leistungsdichte von 400 μW / cm 2 auftritt , die weit unter den SAR-Grenzwerten liegen (wie in den staatlichen Vorschriften festgelegt).

Anmerkungen:

Im Vergleich zu den oben beschriebenen kurzfristigen, relativ intensiven Expositionen gibt es für eine langfristige Umweltexposition der Öffentlichkeit eine über den gesamten Körper gemittelte Grenze von 0,08 W / kg. Als Einschränkung, die einen angemessenen Schutz für die berufliche Exposition bietet, wurde eine durchschnittliche Ganzkörper-SAR von 0,4 W / kg gewählt. Für die Exposition der Öffentlichkeit wird ein zusätzlicher Sicherheitsfaktor von 5 eingeführt, der eine durchschnittliche Ganzkörper-SAR-Grenze von 0,08 W / kg ergibt.

FCC-Beratung

Der FCC-Leitfaden "Spezifische Absorptionsrate (SAR) für Mobiltelefone: Was dies für Sie bedeutet" bietet nach detaillierter Beschreibung der Einschränkungen der SAR-Werte das folgende Leitartikel "Bottom Line":

"ALLE Mobiltelefone müssen den HF-Expositionsstandard der FCC erfüllen, der weit unter dem Wert liegt, auf den Labortests hinweisen, und medizinische und biologische Experten sind sich im Allgemeinen einig, dass nachteilige Auswirkungen auf die Gesundheit auftreten können. Für Benutzer, die sich mit der Angemessenheit von befassen Nach diesem Standard oder wenn Sie die Exposition auf andere Weise weiter reduzieren möchten, besteht das effektivste Mittel zur Reduzierung der Exposition darin, das Mobiltelefon vom Kopf oder Körper fernzuhalten und eine Freisprecheinrichtung oder ein Freisprechzubehör zu verwenden. Diese Maßnahmen haben im Allgemeinen eine viel größere Wirkung über die Absorption von HF-Energie als den kleinen Unterschied in der SAR zwischen einzelnen Mobiltelefonen, der angesichts der Variablen der individuellen Nutzung auf jeden Fall ein unzuverlässiger Vergleich der HF-Exposition gegenüber Verbrauchern darstellt. "

MSBE (minimale SAR mit biologischer Wirkung)

Um mögliche Vorteile und die Wechselwirkungsmechanismen elektromagnetischer Felder (EMF) herauszufinden, wäre die minimale SAR (oder Intensität), die eine biologische Wirkung haben könnte (MSBE), im Vergleich zur Untersuchung von Feldern hoher Intensität viel wertvoller. Solche Studien können möglicherweise Aufschluss über Schwellenwerte für nichtionisierende Strahlungseffekte und Zellfähigkeiten (z. B. oxidative Reaktion) geben. Darüber hinaus ist es wahrscheinlicher, die Komplexität der EMF-Interaktionsziele in Zellkulturen zu verringern, indem die Expositionsleistung verringert wird, wodurch zumindest der Gesamttemperaturanstieg verringert wird. Dieser Parameter kann in Bezug auf den untersuchten Fall unterschiedlich sein und hängt von den physikalischen und biologischen Bedingungen des exponierten Ziels ab.

FCC-Bestimmungen

Die FCC- Bestimmungen für SAR sind in 47 CFR 1.1307 (b), 1.1310, 2.1091, 2.1093 enthalten und werden auch im OET Bulletin Nr. 56, " Fragen und Antworten zu den biologischen Auswirkungen und potenziellen Gefahren hochfrequenter elektromagnetischer Felder ", erörtert .

Siehe auch

Verweise

Externe Links