Удельная скорость поглощения

Удельный коэффициент поглощения ( SAR ) — это мера скорости, с которой на единицу энергия поглощается массы человеческим телом при воздействии радиочастотного (РЧ) электромагнитного поля . Она определяется как мощность, , и измеряется поглощаемая массой ткани в ваттах на килограмм (Вт/кг).

SAR обычно усредняется либо по всему телу, либо по небольшому объему образца (обычно 1 г или 10 г ткани). Приведенное значение представляет собой максимальный уровень, измеренный в исследуемой части тела в пределах указанного объема или массы.

Расчет

SAR для электромагнитной энергии можно рассчитать по электрическому полю внутри ткани как

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

где

$\sigma$ образца – электропроводность ,

$E$ – среднеквадратичное электрическое поле,

$\rho$ образца плотность ,

$V$ – объем выборки.

SAR измеряет воздействие полей в диапазоне от 100 кГц до 10 ГГц (известных как радиоволны). Он обычно используется для измерения мощности, потребляемой мобильными телефонами и во время МРТ- сканирования. Значение сильно зависит от геометрии части тела, подвергающейся воздействию радиочастотной энергии, а также от точного местоположения и геометрии источника радиочастотного излучения. Таким образом, испытания должны проводиться с каждым конкретным источником, например, с моделью мобильного телефона и в предполагаемом месте использования.

Тестирование SAR для мобильных телефонов

См. Также: Излучение беспроводных устройств и здоровье.

При измерении SAR с помощью мобильного телефона телефон помещают напротив изображения человеческой головы («SAR-фантом») в положении разговора. Затем значение SAR измеряется в месте, которое имеет самый высокий уровень поглощения на всей голове, что в случае мобильного телефона часто находится как можно ближе к антенне телефона. Измерения проводятся для разных положений по обе стороны головы и на разных частотах, представляющих диапазоны частот, в которых устройство может передавать данные. В зависимости от размера и возможностей телефона также может потребоваться дополнительное тестирование для проверки использования устройства, когда оно находится близко к телу и/или конечностям пользователя. Различные правительства определили максимальные уровни SAR для радиочастотной энергии, излучаемой мобильными устройствами:

• США : Федеральная комиссия по связи требует, чтобы продаваемые телефоны имели уровень SAR не выше 1,6 Вт на килограмм (Вт/кг) в объеме, содержащем массу ткани в 1 грамм, которая поглощает больше всего сигнала.
• Европейский Союз : CENELEC определяет пределы SAR в ЕС в соответствии со стандартами IEC . Для мобильных телефонов и других подобных портативных устройств предел SAR составляет 2 Вт/кг, усредненный для 10 г ткани, поглощающей больше всего сигнала ( IEC 62209-1 ).
• Индия : в 2012 году перешла с ограничений ЕС на ограничения США для мобильных телефонов. В отличие от США, Индия не будет полагаться исключительно на измерения SAR, предоставляемые производителями; Выборочные тесты на соответствие проводятся лабораторией SAR государственного Инженерного центра электросвязи (TEC) на мобильных телефонах и 10% вышек. Все телефоны должны иметь режим громкой связи.

Значения SAR сильно зависят от размера усредняющего объема. Без информации об используемом усредняющем объеме невозможно провести сравнение между различными измерениями. Таким образом, европейские 10-граммовые рейтинги следует сравнивать между собой, а американские 1-граммовые — только между собой.Чтобы проверить SAR на своем мобильном телефоне, просмотрите документацию, прилагаемую к телефону, наберите *#07# (работает только на некоторых моделях) или посетите веб-сайт производителя.

МРТ-сканер SAR-тестирование

Для магнитно-резонансной томографии ограничения (описанные в IEC 60601-2-33 ) немного сложнее:

	САР всего тела	Частичный SAR	Руководитель САР	Местный SAR (а)
Область тела →	все тело	открытая часть тела	голова	голова	ствол	конечности
Режим работы ↓	(Вт/кг)	(Вт/кг)	(Вт/кг)	(Вт/кг)	(Вт/кг)	(Вт/кг)
Нормальный	2	2–10 (б)	3.2	10 (в)	10	20
1-й уровень под контролем	4	4–10 (б)	3.2	20 (с)	20	40
2-й уровень контроля	>4	>(4–10) (б)	>3,2	>20 (в)	>20	>40
Кратковременный SAR	Предел SAR за любой период в 10 с не должен превышать заявленные значения в два раза.

Примечание : Время усреднения 6 минут.

(а) Локальное SAR определяется по массе 10 г.

(b) Предел динамически масштабируется с соотношением «облученная масса пациента / масса пациента»:

Нормальный режим работы: SAR для части тела = 10 Вт/кг − (8 Вт/кг × экспонируемая масса пациента / масса пациента).

Контролируемый 1-й уровень: SAR для части тела = 10 Вт/кг − (6 Вт/кг × экспонируемая масса пациента / масса пациента).

(c) В тех случаях, когда орбита находится в зоне действия небольшой локальной радиочастотной передающей катушки, следует позаботиться о том, чтобы повышение температуры ограничивалось 1 °C.

Критика

Ограничения SAR, установленные законом, не учитывают, что человеческое тело особенно чувствительно к пикам мощности или частотам, ответственным за микроволновый слуховой эффект . Фрей сообщает, что микроволновый слуховой эффект возникает при средней плотности мощности воздействия 400 мкВт/см. ² , что значительно ниже пределов SAR (установленных правительственными постановлениями).

Примечания:

По сравнению с краткосрочным, относительно интенсивным воздействием, описанным выше, для длительного воздействия окружающей среды на население в целом существует предел в 0,08 Вт/кг в среднем по всему телу. Среднее значение SAR для всего тела, равное 0,4 Вт/кг, было выбрано в качестве ограничения, обеспечивающего адекватную защиту от профессионального облучения. Для облучения населения вводится дополнительный коэффициент безопасности 5, что дает средний предел SAR для всего тела 0,08 Вт/кг.

Рекомендации Федеральной комиссии по связи (FCC)

Руководство FCC «Удельный коэффициент поглощения (SAR) для сотовых телефонов: что это значит для вас» после подробного описания ограничений значений SAR предлагает следующую редакционную статью «итога»:

ВСЕ сотовые телефоны должны соответствовать стандарту FCC по радиочастотному излучению, который установлен на уровне, значительно ниже того, при котором лабораторные испытания показывают, и медицинские и биологические эксперты в целом согласны с тем, что могут возникнуть неблагоприятные последствия для здоровья. Для пользователей, которые обеспокоены адекватностью этого стандарта или иным образом желают еще больше снизить воздействие, наиболее эффективным способом снижения воздействия является держать сотовый телефон подальше от головы или тела и использовать громкую связь или аксессуар громкой связи. . Эти меры, как правило, окажут гораздо большее влияние на поглощение радиочастотной энергии, чем небольшая разница в SAR между отдельными мобильными телефонами, что в любом случае является ненадежным сравнением воздействия радиочастотного излучения на потребителей, учитывая переменные индивидуального использования.

MSBE (минимальный SAR с биологическим эффектом)

Для выяснения возможных преимуществ и механизмов взаимодействия электромагнитных полей (ЭМП) минимальная SAR (или интенсивность), которая может иметь биологический эффект (MSBE), будет гораздо более ценной по сравнению с изучением полей высокой интенсивности. Такие исследования, возможно, могут пролить свет на пороги воздействия неионизирующего излучения и возможности клеток (например, окислительный ответ ). Кроме того, более вероятно снизить сложность целей взаимодействия ЭМП в клеточных культурах за счет снижения мощности воздействия, что, по крайней мере, снижает общий рост температуры. Этот параметр может отличаться в зависимости от исследуемого случая и зависит от физических и биологических условий подвергаемой воздействию мишени.

Правила Федеральной комиссии по связи (FCC)

Правила FCC для SAR содержатся в 47 CFR 1.1307(b), 1.1310, 2.1091, 2.1093 , а также обсуждаются в бюллетене OET № 56 « Вопросы и ответы о биологических эффектах и ​​потенциальных опасностях радиочастотных электромагнитных полей » .

Европейские правила

Удельный коэффициент поглощения энергии (SAR), усредненный по всему телу или частям тела, определяется как скорость, с которой энергия поглощается на единицу массы ткани тела, и выражается в ваттах на килограмм (Вт/кг).

SAR всего тела является общепринятым показателем связи неблагоприятных тепловых эффектов с радиочастотным воздействием.

Законодательные акты Европейского Союза включают директиву 2013/35/EU Европейского парламента и Совета от 26 июня 2013 г. о минимальных требованиях по охране труда и технике безопасности в отношении воздействия на работников рисков, возникающих от физических агентов (электромагнитных полей) (20-я отдельной Директивы по смыслу Статьи 16(1) Директивы 89/391/EEC) и отменяющей Директиву 2004/40/EC) в приложении III «ТЕПЛОВЫЕ ЭФФЕКТЫ» для «ПРЕДЕЛЬНЫХ ЗНАЧЕНИЙ ВОЗДЕЙСТВИЯ И УРОВНЕЙ ДЕЙСТВИЯ В ДИАПАЗОНЕ ЧАСТОТ ОТ 100 кГц ДО 300 ГГц».

См. также

• Диэлектрический нагрев
• Электромагнитное излучение и здоровье

Внешние ссылки

• Удельный коэффициент поглощения (SAR) для сотовых телефонов США Федеральной комиссии по связи (FCC)
  • «Оценка соответствия рекомендациям FCC по воздействию на человека радиочастотного электромагнитного поля» (Дополнение C к Бюллетеню 65 OET), июнь 2001 г.; подробный технический документ по измерению SAR
• Электромагнитные поля и общественное здравоохранение во Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ)
• «Обновление стандартов SAR и основных требований для оценки SAR» на веб-сайте ETS-Lindgren (ссылка на Archive.org), апрель 2005 г.
• Пример подробного отчета SAR с веб-сайта FCC (для Apple iPod Touch 4-го поколения ); размещен на стороннем веб-сайте
• Официальные сайты SAR производителей
  • Яблоко
  • Samsung
  • Сони
  • Хуавей
• Правила Федеральной комиссии по связи (FCC)
• Бюллетень OET № 56, « Вопросы и ответы о биологических эффектах и ​​потенциальных опасностях радиочастотных электромагнитных полей » .