Współczynnik absorpcji właściwej - Specific absorption rate

Współczynnik absorpcji swoistej ( SAR ) jest miarą szybkości, z jaką energia jest pochłaniana na jednostkę masy przez ciało ludzkie poddane działaniu pola elektromagnetycznego o częstotliwości radiowej (RF) . Może również odnosić się do absorpcji innych form energii przez tkankę, w tym ultradźwięków . Jest określana jako moc pochłaniana na masę od tkanki i ma jednostki watach na kg (W / kg).

SAR jest zwykle uśredniany dla całego ciała lub dla małej objętości próbki (zazwyczaj 1 g lub 10 g tkanki). Podana wartość jest zatem maksymalnym poziomem zmierzonym w badanej części ciała w stosunku do podanej objętości lub masy.

Obliczenie

SAR dla energii elektromagnetycznej można obliczyć z pola elektrycznego w tkance jako:

gdzie

jest przewodność elektryczna próbki
jest pole elektryczne RMS
jest gęstość próbki
jest objętość próbki

SAR mierzy ekspozycję na pola o częstotliwości od 100 kHz do 10 GHz (znane jako fale radiowe). Jest powszechnie używany do pomiaru mocy pochłanianej przez telefony komórkowe oraz podczas skanów MRI . Wartość będzie w dużym stopniu zależeć od geometrii części ciała wystawionej na działanie energii RF oraz od dokładnej lokalizacji i geometrii źródła RF. Dlatego testy muszą być wykonane z każdym konkretnym źródłem, takim jak model telefonu komórkowego, i w zamierzonym miejscu użytkowania.

Testowanie SAR telefonu komórkowego

Zobacz też: Promieniowanie telefonu komórkowego a zdrowie

Podczas pomiaru SAR za pomocą telefonu komórkowego telefon jest umieszczany na tle ludzkiej głowy ("Phantom SAR") w pozycji rozmowy. Wartość SAR jest wtedy mierzona w miejscu o największym współczynniku absorpcji w całej głowie, który w przypadku telefonu komórkowego często znajduje się jak najbliżej anteny telefonu. Pomiary są wykonywane dla różnych pozycji po obu stronach głowy i przy różnych częstotliwościach reprezentujących pasma częstotliwości, w których urządzenie może transmitować. W zależności od rozmiaru i możliwości telefonu, mogą być wymagane dodatkowe testy, aby wykazać, że urządzenie jest umieszczone blisko ciała i/lub kończyn użytkownika. Różne rządy określiły maksymalne poziomy SAR dla energii RF emitowanej przez urządzenia mobilne:

  • Stany Zjednoczone : FCC wymaga, aby sprzedawane telefony miały poziom SAR równy lub niższy niż 1,6  wata na kilogram (W/kg) przejęty z objętości zawierającej 1 gram tkanki pochłaniającej najwięcej sygnału.
  • Unia Europejska : CENELEC określa limity SAR w UE, zgodnie z normami IEC . W przypadku telefonów komórkowych i innych podobnych urządzeń przenośnych limit SAR wynosi 2 W/kg uśrednione dla 10 g tkanki pochłaniającej najwięcej sygnału ( IEC 62209-1 ).
  • Indie : w 2012 r. zrezygnowano z limitów UE na limity USA dla telefonów komórkowych. W przeciwieństwie do Stanów Zjednoczonych Indie nie będą polegać wyłącznie na pomiarach SAR dostarczanych przez producentów; losowe testy zgodności są przeprowadzane przez rządowe laboratorium SAR Centrum Inżynierii Telekomunikacji (TEC) na telefonach i 10% wież. Wszystkie słuchawki muszą mieć tryb głośnomówiący.

Wartości SAR są silnie uzależnione od wielkości uśrednionego wolumenu. Bez informacji o zastosowanej średniej objętości nie można dokonać porównań między różnymi pomiarami. Dlatego europejskie oceny 10-gramowe powinny być porównywane między sobą, a amerykańskie oceny 1-gramowe powinny być porównywane tylko między sobą. Aby sprawdzić SAR na telefonie komórkowym, zapoznaj się z dokumentacją dostarczoną z telefonem, wybierz *#07# (działa tylko w niektórych modelach) lub odwiedź stronę producenta.

Badanie SAR skanerem MRI

W przypadku obrazowania metodą rezonansu magnetycznego limity (opisane w normie IEC 60601-2-33 ) są nieco bardziej skomplikowane:

Całe ciało SAR Częściowe SAR Szef SAR Lokalny SAR (a)
Obszar ciała → Całe ciało odsłonięta część ciała głowa głowa bagażnik samochodowy kończyny
Tryb pracy ↓ (W/kg) (W/kg) (W/kg) (W/kg) (W/kg) (W/kg)
Normalna 2 2-10 (b) 3.2 10 lit. 10 20
Kontrola 1. poziomu 4 4-10 (b) 3.2 20 (c) 20 40
Kontrola drugiego poziomu 2 >4 >(4–10) (b) >3,2 >20 (c) >20 >40
Krótkotrwały SAR Limit SAR w dowolnym okresie 10 s nie może przekraczać dwukrotności podanych wartości
Uwaga : średni czas 6 minut.

(a) Lokalny SAR określa się dla masy 10 g.

(b) Limit skaluje się dynamicznie ze stosunkiem „masa eksponowanego pacjenta/masa pacjenta”:

NORMALNY TRYB PRACY: Częściowe SAR ciała = 10 W/kg – (8 W/kg * masa eksponowanego pacjenta / masa pacjenta)
TRYB PRACY Z KONTROLĄ NA PIERWSZYM POZIOMIE: Częściowe SAR ciała = 10 W/kg – (6 W/kg * masa eksponowanego pacjenta / masa pacjenta)

(c) W przypadkach, gdy orbita znajduje się w polu małej lokalnej cewki nadawczej RF, należy zadbać o to, aby wzrost temperatury był ograniczony do 1 °C.

Krytyka

Limity SAR określone przez prawo nie uwzględniają tego, że organizm ludzki jest szczególnie wrażliwy na szczyty mocy lub częstotliwości odpowiedzialne za efekt słyszenia mikrofal . Raporty Frey, że kuchenka mikrofalowa efekt słuchu występuje ze średnią ekspozycji gęstość mocy 400 uW / cm 2 , czyli znacznie poniżej limitów SAR (zgodnie przepisami rządowymi).

Uwagi:

W porównaniu z krótkotrwałymi, stosunkowo intensywnymi narażeniami opisanymi powyżej, dla długotrwałego narażenia środowiskowego ogółu społeczeństwa obowiązuje granica 0,08 W/kg uśredniona dla całego ciała. Jako ograniczenie zapewniające odpowiednią ochronę w przypadku narażenia zawodowego wybrano średni współczynnik SAR wynoszący 0,4 W/kg dla całego ciała. Wprowadzono dodatkowy współczynnik bezpieczeństwa wynoszący 5 w przypadku narażenia ludności, co daje średni limit SAR dla całego ciała wynoszący 0,08 W/kg.

Porady FCC

Przewodnik FCC, „Współczynnik absorpcji swoistej (SAR) dla telefonów komórkowych: co to oznacza dla Ciebie”, po wyszczególnieniu ograniczeń wartości SAR, zawiera następujący wstępny artykuł wstępny:

„WSZYSTKIE telefony komórkowe muszą spełniać normę FCC dotyczącą ekspozycji na fale radiowe, która jest ustalona na poziomie znacznie niższym od tego, na którym wskazują badania laboratoryjne, a eksperci medyczni i biologiczni generalnie zgadzają się, że mogą wystąpić niekorzystne skutki dla zdrowia. tej normy lub w inny sposób chcą jeszcze bardziej zmniejszyć narażenie, najskuteczniejszym sposobem zmniejszenia narażenia jest trzymanie telefonu komórkowego z dala od głowy lub ciała oraz korzystanie z zestawu głośnomówiącego lub zestawu głośnomówiącego. na absorpcję energii RF niż niewielka różnica w SAR między poszczególnymi telefonami komórkowymi, co w każdym razie jest niewiarygodnym porównaniem narażenia konsumentów na promieniowanie RF, biorąc pod uwagę zmienne indywidualnego użytkowania”.

MSBE (minimalny SAR z efektem biologicznym)

W celu poznania możliwych zalet i mechanizmów interakcji pól elektromagnetycznych (EMF), minimalny SAR (lub intensywność), który może mieć efekt biologiczny (MSBE), byłby znacznie bardziej wartościowy w porównaniu z badaniem pól o wysokiej intensywności. Takie badania mogą prawdopodobnie rzucić światło na progi wpływu promieniowania niejonizującego i zdolności komórek (np. odpowiedź oksydacyjna). Ponadto, bardziej prawdopodobne jest zmniejszenie złożoności celów oddziaływań EMF w hodowlach komórkowych poprzez obniżenie mocy ekspozycji, co przynajmniej zmniejsza ogólny wzrost temperatury. Ten parametr może się różnić w zależności od badanego przypadku i zależy od fizycznych i biologicznych warunków narażonego celu.

Przepisy FCC

Przepisy FCC dotyczące SAR są zawarte w 47 CFR 1.1307 (b), 1.1310, 2.1091, 2.1093, a także omówione w Biuletynie OET nr 56, „ Pytania i odpowiedzi dotyczące skutków biologicznych i potencjalnych zagrożeń pól elektromagnetycznych o częstotliwości radiowej ”.

Zobacz też

Bibliografia

Linki zewnętrzne