Spezifische Absorptionsrate - Specific absorption rate

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 ganzen Körper oder über ein kleines Probenvolumen (typischerweise 1 g oder 10 g Gewebe) gemittelt. Der angegebene Wert ist dann der im untersuchten Körperteil gemessene Höchstwert über das angegebene Volumen bzw. die angegebene Masse.

Berechnung

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

${\displaystyle {\text{SAR}}={\frac {1}{V}}\int _{\textrm {sample}}{\frac {\sigma (\mathbf {r} )|\mathbf {E} (\mathbf{r})|^{2}}{\rho (\mathbf{r})}}d\mathbf{r}}$

wo

${\displaystyle \sigma}$ist die elektrische Leitfähigkeit der Probe

${\displaystyle E}$ist das elektrische Feld RMS

${\displaystyle \rho}$ist die Probendichte

${\displaystyle V}$ ist das Volumen der Probe

SAR misst die Exposition bei Feldern zwischen 100 kHz und 10 GHz (bekannt als Radiowellen). Es wird häufig verwendet, um die von Mobiltelefonen aufgenommene Leistung und während MRT- Scans zu messen . 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 an der vorgesehenen Verwendungsstelle durchgeführt werden.

SAR-Test für Mobiltelefone

Bei der SAR-Messung durch ein Mobiltelefon wird das Telefon in Gesprächsposition gegen eine Darstellung eines menschlichen Kopfes (ein „SAR-Phantom“) gehalten. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Der SAR-Wert wird dann an der Stelle mit der höchsten Absorptionsrate im gesamten Kopf gemessen, bei einem Mobiltelefon oft so nah wie möglich an der Telefonantenne. Die Messungen werden für unterschiedliche Positionen auf beiden Seiten des Kopfes und bei unterschiedlichen Frequenzen durchgeführt, die die Frequenzbänder darstellen, in denen das Gerät senden kann. Abhängig von der Größe und den Fähigkeiten des Telefons können auch zusätzliche Tests erforderlich sein, um die Verwendung des Geräts in der Nähe des Körpers und/oder der Extremitäten des Benutzers darzustellen. Verschiedene Regierungen haben maximale SAR-Werte für die von Mobilgeräten emittierte HF-Energie festgelegt:

• Vereinigte Staaten : Die FCC verlangt, dass verkaufte Telefone einen SAR-Wert von oder unter 1,6  Watt pro Kilogramm (W/kg) aufweisen, bezogen auf das Volumen, das eine Masse von 1 Gramm Gewebe enthält, das das meiste Signal absorbiert.
• Europäische Union : CENELEC legt SAR-Grenzwerte innerhalb der EU gemäß IEC- Normen fest. Für Mobiltelefone und andere tragbare Geräte beträgt der SAR-Grenzwert 2 W/kg, gemittelt über die 10 g Gewebe, die das meiste Signal absorbieren ( IEC 62209-1 ).
• Indien : 2012 von den EU-Grenzwerten auf die US-Grenzwerte für Mobiltelefone umgestellt. Im Gegensatz zu den USA wird sich Indien nicht ausschließlich auf die von den Herstellern bereitgestellten SAR-Messungen verlassen; stichprobenartige Compliance-Tests werden von einem staatlich betriebenen SAR-Labor des Telecommunication Engineering Center (TEC) an Mobiltelefonen und 10 % der Türme durchgeführt. Alle Mobilteile müssen über einen Freisprechmodus verfügen.

SAR-Werte hängen stark von der Größe des Mittelungsvolumens ab. Ohne Angabe des verwendeten Mittelungsvolumens ist kein Vergleich zwischen verschiedenen Messungen möglich. Daher sollten die europäischen 10-Gramm-Bewertungen untereinander und die amerikanischen 1-Gramm-Bewertungen 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 mit MRT-Scanner

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

	Ganzkörper-SAR	Teilkörper-SAR	Kopf-SAR	Lokale SAR (a)
Körperregion →	ganzer Körper	freiliegender Körperteil	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
1. Stufe kontrolliert	4	4–10 (b)	3.2	20 (c)	20	40
2. Ebene kontrolliert	>4	>(4–10) (b)	>3,2	>20 (c)	>20	>40
Kurzfristiger SAR	Der SAR-Grenzwert über einen Zeitraum von 10 s darf das Zweifache der angegebenen Werte nicht überschreiten

Hinweis : Mittelungszeit von 6 Minuten.

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

(b) Der Grenzwert skaliert dynamisch mit dem Verhältnis „exponierte Patientenmasse / Patientenmasse“:

NORMALER BETRIEBSMODUS: Teilkörper-SAR = 10 W/kg – (8 W/kg * exponierte Patientenmasse / Patientenmasse)
ERST-GESTEUERTER 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 Mikrowellen-Höreffekt verantwortlich sind . Frey berichtet, dass der Mikrowellen-Höreffekt bei einer durchschnittlichen Leistungsdichte-Exposition von 400 μW/cm ² auftritt , deutlich unterhalb der SAR-Grenzwerte (wie von Regierungsvorschriften festgelegt).

Anmerkungen:

Im Vergleich zu den oben beschriebenen kurzfristigen, relativ intensiven Expositionen gilt für die langfristige Umweltexposition der Bevölkerung ein Grenzwert von 0,08 W/kg gemittelt über den ganzen Körper. Als Grenzwert, der einen ausreichenden Schutz bei beruflicher Exposition bietet, wurde ein durchschnittlicher Ganzkörper-SAR von 0,4 W/kg gewählt. Für die Exposition der Öffentlichkeit wird ein zusätzlicher Sicherheitsfaktor von 5 eingeführt, was einen durchschnittlichen Ganzkörper-SAR-Grenzwert von 0,08 W/kg ergibt.

FCC-Hinweis

Der FCC-Leitfaden "Specific Absorption Rate (SAR) For Cell Phones: What It Means For You" bietet nach einer detaillierten Beschreibung der Einschränkungen der SAR-Werte den folgenden Leitartikel:

„ALLE Mobiltelefone müssen den RF-Expositionsstandard der FCC erfüllen, der weit unter dem liegt, was Labortests ergeben, und medizinische und biologische Experten sind sich im Allgemeinen einig, dass nachteilige Auswirkungen auf die Gesundheit auftreten können. Für Benutzer, die sich um die Angemessenheit von dieser Norm entsprechen oder anderweitig ihre Exposition weiter reduzieren möchten, besteht die wirksamste Maßnahme zur Reduzierung der Exposition darin, das Mobiltelefon vom Kopf oder Körper fernzuhalten und eine Freisprecheinrichtung oder Freisprecheinrichtung zu verwenden auf die HF-Energieabsorption als der kleine Unterschied in den SAR-Werten zwischen einzelnen Mobiltelefonen, was auf jeden Fall ein unzuverlässiger Vergleich der HF-Exposition von Verbrauchern ist, wenn man die Variablen der individuellen Nutzung berücksichtigt."

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) viel wertvoller als die Untersuchung hochintensiver Felder. Solche Studien können möglicherweise Aufschluss über Schwellenwerte nichtionisierender Strahlungswirkungen und Zellfähigkeiten (z. B. oxidative Reaktion) geben. Darüber hinaus ist es wahrscheinlicher, dass die Komplexität der EMF-Interaktionsziele in Zellkulturen durch eine Verringerung der Expositionsstärke reduziert wird, was zumindest den Gesamttemperaturanstieg verringert. Dieser Parameter kann je nach Untersuchungsfall unterschiedlich sein und hängt von den physikalischen und biologischen Bedingungen des exponierten Zielobjekts 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 potentiellen Gefahren von hochfrequenten elektromagnetischen Feldern “ erörtert .

Siehe auch

• Dielektrische Heizung
• Elektromagnetische Strahlung und Gesundheit

Verweise

Externe Links

• Spezifische Absorptionsrate (SAR) für Mobiltelefone bei der US Federal Communications Commission (FCC)
  • „Bewertung der Einhaltung der FCC-Richtlinien für die Exposition des Menschen bei hochfrequenten elektromagnetischen Feldern “ (Beilage C zu OET Bulletin 65), Juni 2001; ein detailliertes technisches Dokument zur Messung von SAR
• Elektromagnetische Felder und öffentliche Gesundheit bei der Weltgesundheitsorganisation (WHO)
• "An Update on SAR Standards and the Basic Requirements for SAR Assessment" auf der ETS-Lindgren- Website (Archive.org-Link), April 2005
• Beispiel für einen detaillierten SAR-Bericht von der FCC-Website (für einen Apple iPod Touch der 4. Generation ); gehostet auf der Website eines Drittanbieters
• Offizielle SAR-Websites der Hersteller
  • Apfel
  • Samsung
  • Sony
  • [1]
• FCC-Bestimmungen
• OET Bulletin Nr. 56, " Fragen und Antworten zu den biologischen Auswirkungen und potentiellen Gefahren von hochfrequenten elektromagnetischen Feldern. "