Приложение 2. Оценка общей поглощенной энергии ЭМП микроволнового диапазона в биологических объектах

Приложение 2
к МУ 4.3.3939-23

Оценка общей поглощенной энергии ЭМП микроволнового диапазона в биологических объектах

ГАРАНТ:

Нумерация пунктов приводится в соответствии с источником

1.1. Оценка общей поглощенной электромагнитной энергии в биологических объектах осуществляется посредством дозиметрии ЭМП, где используются два дополняющих метода - теоретический и экспериментальный.

1.2. При теоретической дозиметрии используются вычислительные методы, которые позволяют определить величину энергии ЭМП, поглощенную объектом, и структуру ее распределения с учетом формы самого объекта, расстояния от источника, расположения относительно Е-, Н- и k-векторов электромагнитной волны, диэлектрических свойств.

При экспериментальной дозиметрии используются инструментальные методы оценки поглощения энергии ЭМП биологическими объектами и их моделями.

1.3. Единицей измерения поглощенной энергии является величина удельной поглощенной мощности (далее - УПМ), которая характеризует количество энергии ЭМП, поглощенной единицей объема или массы тела (ткани) в единицу времени, выражается в Вт/кг и определяется по формуле (1):

, где

(1)

- удельная электрическая проводимость ткани, См/м;

- плотность ткани, кг/м ³;

с - теплоемкость ткани, Дж/кг·K;

Е - среднеквадратичное значение вектора электрической составляющей ЭМП, В/м;

dT/dt - времення производная температуры, K/с.

1.4. Для оценки величины УПМ _общ для тела массой m и объемом V используется формула (2):

(2)

1.5. Область применения величины УПМ как количественного показателя воздействия ЭМП РЧ ограничена диапазоном частот 300 МГц - 6 ГГц.

1.6. Значение УПМ может использоваться для тепловых уровней экспозиции (оценка величины УПМ происходит по изменению температуры объекта за определенное время) и для уровней излучения ниже тепловых (УПМ определяется на основании величины среднеквадратичного значения вектора электрической составляющей ЭМП).

2. Теоретическая дозиметрия биологических объектов.

2.1. При теоретической дозиметрии используются уравнения электромагнетизма Максвелла - закон Фарадея и закон Ампера и различные методы расчета, ориентированные на конкретные условия и объекты облучения.

2.2. Рекомендуемые методы теоретической дозиметрии: аналитические методы с использованием длинноволновых приближений, расширенный метод граничных условий, повторяющийся расширенный метод граничных условий, метод моментов для решения системы линейных уравнений в частных производных, обобщенный многополюсный метод, метод конечных разностей скалярного потенциала, трехкоординатный метод импеданса, метод конечных элементов и метод конечных разностей во временной области.

2.3. Максимальная погрешность численных методов расчета УПМ - не более 30 %.

3. Экспериментальная дозиметрия биологических объектов.

3.1. При экспериментальной дозиметрии оцениваются величины энергии ЭМП объекта экспозиции, при этом величина УПМ определяется параметрами электромагнитной волны, расстоянием от источника излучений и диэлектрическими свойствами объекта облучения.

3.2. Рекомендуемые методы экспериментальной дозиметрии: измерение с помощью термисторных зондов; измерение с помощью температурных зондов, основанное на оптических эффектах в виде изменения флюоресценции, лучепреломления или отражающих свойств жидких кристаллов под действием энергии ЭМП; термография; радиотермометрия; методы закрытых систем облучения, включающие линии передачи и резонаторы с исследуемым объектом; методы измерения Е- или Н-составляющих ЭМП с использованием миниатюрных изотропных имплантируемых зондов.

3.3. Максимальная погрешность экспериментальных методов оценки УПМ - не более 60 %.

3.4. При оценке удельной поглощенной мощности гомогенного или гетерогенного объекта рекомендуется для каждой биологической ткани, учитывая частоту/центральную частоту воздействующего электромагнитного излучения, использовать международную базу данных диэлектрических свойств биологических тканей.