CC BY
19
Перов С.Ю.1, Богачева Е.В.2, Белая О.В.2 ©
'К.б.н., в.н.с.; 2аспирант, м.н.с. Научно-исследовательский институт медицины труда
Российской академии медицинских наук
ВОЗМОЖНОСТИ ОЦЕНКИ ПОГЛОЩЕНИЯ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОЙ ЭНЕРГИИ БИОЛОГИЧЕСКИМИ ОБЪЕКТАМИ В УСЛОВИЯХ БЛИЖНЕЙ ЗОНЫ
ИСТОЧНИКА ИЗЛУЧЕНИЯ
В статье рассматривается возможность совершенствования методов контроля уровней ЭМИ при оценке персональных систем связи.
Ключевые слова: дозиметрия ЭМИ РЧ, УПМ, ближняя зона. Keywords: RF dosimetry, SAR, near-field.
Сегодня в экспериментальной и теоретической биофизике достигнут значительный прогресс [1-4]. Активно развивающиеся системы беспроводной связи широко используют электромагнитные волны радиочастотного диапазона для передачи и обработки данных. Большинство современных технических устройств радиосвязи являются мобильными приемопередатчиками - источниками радиочастотных электромагнитных полей (ЭМП РЧ) от 900 МГц до 3 ГГц. Подобные носимые персональные устройства связи при работе находятся в непосредственной близости от тела пользователя. При работе современных устройств связи пользователь, как правило, оказывается в ближней зоне источника излучения. Эта область пространства характеризуется крайней неоднородностью излучения. В связи с этим практически невозможно определить плотность потока энергии - основную энергетическую характеристику излучения. Дозиметрическим параметром, который используется для оценки ЭМИ РЧ в ближней зоне источника, является величина удельной поглощенной мощности (УПМ), обозначаемая в английской аббревиатуре как SAR (Specific Absorbed Rate) и выражаемая в Вт/кг [5]. На практике величина УПМ оценивается по классической схеме путем измерения электрической составляющей ЭМП РЧ в тканеэквивалентном фантоме и расчета по известным физическим параметрам [6]. Кроме того, нет возможности связать падающую энергию ЭМП РЧ и величину УПМ. Таким образом, существует проблема адекватной оценки поглощения ЭМП РЧ в ближней зоне источника [7]. В ходе исследований была предложена гипотеза о возможной связи поглощения энергии по электрической составляющей ЭМП в эквивалентном фантоме с УПМ по магнитной составляющей для свободного пространства [8]:
Использование магнитной составляющей электромагнитного излучения для дозиметрической оценки в ближней зоне представляется более оптимальной за счет независимости ее от диэлектрических свойств биологических объектов. Для исследования возможностей предложенной гипотезы в работе использовалась система автоматизированной дозиметрии DASY 52 NEO («SPEAG AG», Швейцария), которая позволила провести измерения электрической и магнитной составляющих ЭМП РЧ в ближней зоне источника излучения на трех широко используемых в системах связи частотах: 900, 1800 и 2450 МГц. Измерения проводились как в фантомах, так и свободном пространстве при неизменном положении и мощности источника излучения. Измерения проводись с использованием двух миниатюрных изотропных зондов: Н3DV6 - для измерения среднеквадратичного значения магнитной составляющей в свободном пространстве и ES3DV6 - для дозиметрической
© Перов С.Ю., Богачева Е.В., Белая О.В., 2013 г.
Аннотация
оценки УМП по среднеквадратичному значению электрической составляющей в фантоме. Для каждой из трех рассматриваемых частот использовался свой тип тканеэквивалентной жидкости: для 900 МГц - жидкость HSL900V2 c плотностью. 1280 кг/м3, удельной проводимостью 0,96 См/м и относительной диэлектрической проницаемостью 41,0; для 1800 МГц - жидкость HSL1800 c плотностью. 988 кг/м3, удельной проводимостью 1,36 См/м и относительной диэлектрической проницаемостью 40,7; для частоты 2450 МГц - жидкость HSL 2450V2 c плотностью. 988 кг/м3, удельной проводимостью 1,88 См/м и относительной диэлектрической проницаемостью 38,2. С генератора на вход источника излучения, в качестве которого использовались полуволновые диполи для 900, 1800 и 2450 МГц подавалась мощность 250 мВт.
На основе результатов исследований о связи падающей электромагнитной энергии и величины УПМ возможно дальнейшее совершенствование методов контроля уровней ЭМИ при оценке персональных носимых устройств систем связи. Предложенный подход позволит гармонизировать российские и международные подходы к оценке условий экспозиции, а также найти научно обоснованную взаимосвязь для международных базовых ограничений и российских ПДУ.
Литература
1. Подлубная З.А., Бобылёв А.Г. О функциональных амилоидах мышечных белков семейства тайтина // Биофизика, 2012, Т.57, вып.5, С.751-755.
2. Белослудцев К.Н., Миронова Г.Д. - Митохондриальная липидная пальмитат/Са 2+-индуцированная пора и её возможная роль в деградации нервных клеток // Патолог. физиол. эксперимент. терапия. - 2012. - № 3. - С. 20-32.
3. Gudkov S.V., Bruskov V.I., Chernikov A.V., Astashev M.E., Yaguzhinsky L.S., Zakharov S.D. -Oxygen-dependent auto-oscillations of water luminescence triggered by the 1264 nm radiation // Journal of Physical Chemistry B. - 2011. - Т.115. - №23. - С. 7693-7698.
4. Гудкова О.Ю., Гудков СВ., Гапеев А.Б., Брусков В.И., Рубаник А.В., Чемерис Н.К. -Исследование механизмов образования активных форм кислорода в водных растворах под действием импульсного электромагнитного излучения крайне высоких частот с большой пиковой мощностью // Биофизика. - 2005. - Т.50. - №5. - С.773-779.
5. ICNIRP Guidelines / Guidelines for limiting exposure to time-varying electric, magnetic and electromagnetic fields (up to 300 GHz)// Health physics - 1998. - V.74, N.4. - P. 494-522.
6. 1528-2003 - IEEE Recommended Practice for Determining the Peak Spatial-Average Specific Absorption Rate (SAR) in the Human Head from Wireless Communications Devices: Measurement Techniques -
7. Perov S., Balzano Q., Kuster N. A Scientific Approach to RF Safety Harmonization // Joint Meeting of The Bioelectromagnetics Society and the European BioElectromagnetics Association, Davos, Switzerland, June 14 19, 2009, p. 18 5
8. Kuster N., Balzano Q. Energy absorption mechanism by biological bodies in the near field of dipole antennas above 300 MHz // IEEE Transactions on Vehicular Technology. 1992. V. 41. N. 1. P. 17-23.
