張宏琴，齊麗晶，陳殿偉

(吉林化工學(xué)院理學(xué)院，吉林吉林132022)

從手機(jī)誕生以來，手機(jī)輻射與人體健康的引發(fā)的爭論也日益增多.應(yīng)該如何對待手機(jī)輻射也是一些人爭論的焦點(diǎn).手機(jī)輻射對人體的影響有的人認(rèn)為很大，還有人認(rèn)為影響不大可忽略.針對當(dāng)前的情況，本文給出了測量手機(jī)輻射的方法，以及減少手機(jī)輻射的措施.

電磁輻射本質(zhì)是由同相振蕩且互相垂直的電場與磁場，在空間中以波的形式移動，其傳播方向垂直于電場與磁場構(gòu)成的平面，有效的傳遞能量和動量.手機(jī)是通過無線電波發(fā)出一種由電磁輻射形式的射頻(RF)能量組成的信號［1-4］.當(dāng)人們使用手機(jī)時，手機(jī)會向發(fā)射基站傳送無線電波，這時無線電波或多或少地會被人體吸收，手機(jī)輻射之所以對人體產(chǎn)生危害，主要是由于人體吸收電磁輻射能量所產(chǎn)生的有害熱效應(yīng)［5］的緣故.

1 手機(jī)輻射的測定與計算

檢驗(yàn)手機(jī)輻射危害的國際標(biāo)準(zhǔn)是比吸收率(SAR).比吸收率就是測量電磁輻射對人體的影響大小，SAR指的是輻射被頭部軟組織吸收的比率，顯然SAR值越低，輻射被腦部吸收的量就越少.

比吸收率(SAR)的定義:在外部電磁場的作用下，人體內(nèi)將產(chǎn)生感應(yīng)電磁場.由于人體各種器官均為有耗介質(zhì)，體內(nèi)電磁場將會產(chǎn)生電流，吸收和耗散電磁能量.SAR的定義為單位質(zhì)量的人體組織所吸收或消耗的電磁功率［6］，(單位是 W/kg).

SAR可以通過溫度的變化率來計算，如式(2);也可以通過電場測試來計算如(3)

式中:SAR:比吸收率，W/kg;Cl:液體的比熱容，單位 J/kg人體組織溫度的變化率，單位K/s;SAR標(biāo)準(zhǔn)中的限值一般指的是最大空間的平均SAR值，它是對于特定的體積或質(zhì)量，通常是任意1 g或10 g立方體組織，最大局部SAR平均值［7］.

我們采用求解電磁場邊值問題的一種數(shù)值計算方法.利用有限差分法對問題的變量空間離散化，建立合適的網(wǎng)格剖分體系.該網(wǎng)格體系的特點(diǎn)是，電場和磁場各分量在空間的取值點(diǎn)被交叉地放置，使得在每個坐標(biāo)平面上每個電場分量和磁場分量環(huán)繞，這樣的電磁場空間配置符合電磁場的基本規(guī)律.

計算電磁輻射對人體的作用，是把人體作為一個散射體，通過迭代足夠的時間，使人體模型內(nèi)每一網(wǎng)格中的場都達(dá)到穩(wěn)定，計算所獲得的是人體模型內(nèi)每一網(wǎng)格3個電場分量和3個磁場分量的穩(wěn)定值.如表1所示:

表1 人體頭部的最大電場強(qiáng)度Ez(V/m)

實(shí)驗(yàn)時采用 IEEEC95.1-1992安全標(biāo)準(zhǔn)“對公眾照射，在任意連續(xù)30 min.

表2 人頭部SAR計算值(mW/kg)

人體全身的SAR應(yīng)小于80 mW/kg，任意1 g肌體中最大SAR應(yīng)小于1.6 W/kg”.根據(jù)表2，只有在d=1 cm時的局部SAR峰值超過了1.6 W/kg，而1 g組織的SAR峰值接近但沒有超過1.6 W/kg，而整個模型的平均 SAR也低于80 mW/kg.

測試結(jié)果

采用預(yù)先確定的測試方法，分別獲取撥通瞬間、通話、待機(jī)狀態(tài)下的電磁輻射，見表3～9.

1.1 手機(jī)撥通瞬間狀態(tài)下的輻射值

見表3.

表3 手機(jī)撥通瞬間狀態(tài)下的輻射值單位為V/m

1.2 手機(jī)通話狀態(tài)下的輻射值

見表4.

表4 手機(jī)通話狀態(tài)下最大輻射值單位為V/m

表5 手機(jī)通話狀態(tài)下最小輻射值單位為V/m

1.3 手機(jī)待機(jī)狀態(tài)下的輻射值

見表6～9.

表6 手機(jī)待機(jī)狀態(tài)下的最大輻射值單位為V/m

表7 手機(jī)待機(jī)狀態(tài)下的最小輻射值單位為V/m

表9 人頭部SAR計算值 (mW/kg)

從測試數(shù)據(jù)來看，在手機(jī)使用的過程中，信號剛剛發(fā)出將有很強(qiáng)的電磁場能量，也就是會產(chǎn)生一個最大輻射值，隨著振鈴第一聲響過，此輻射逐漸減小.在待機(jī)狀態(tài)下，盡管手機(jī)不時發(fā)射信號與基站保持聯(lián)系，但是電磁輻射很小.

2 結(jié) 論

總之，從SAR峰值和平均值的比較來看，手機(jī)輻射在人體內(nèi)部的電磁場分布差異很大，SAR局部峰值是整個模型平均值的數(shù)十倍.當(dāng)手機(jī)幾乎緊貼人頭時，局部SAR峰值已經(jīng)超出了相關(guān)安全標(biāo)準(zhǔn)的限制值.由于手機(jī)通話時間一般都小于30 min，說明只有當(dāng)手機(jī)緊貼人頭使用時，手機(jī)輻射才有可能對人體構(gòu)成危害.因此使用手機(jī)時保持手機(jī)與頭部之間存在一定距離是減小手機(jī)輻射的最簡便和有效的方法;另外可以使用耳機(jī)減少電磁輻射.

［1］ 金夢筆，何賽靈.手機(jī)輻射測量系統(tǒng)原理及常見產(chǎn)品介紹［J］.移動通信，2005，29(11):103-105.

［2］ 龍崢，陳云，楊軍.基于矩量法的手機(jī)天線輻射的研究［J］.數(shù)字技術(shù)與應(yīng)用，2010(3):120-121.

［3］ 甘曉.手機(jī)輻射致癌 尚無直接證據(jù)［J］.知識就是力量，2012(2):18-19.

［4］ 李一枚.電磁場與電磁波基礎(chǔ)教程［M］.北京:中國鐵道出版社，2010.

［5］ 郭毅菲.如何減少手機(jī)輻射［J］.報刊薈萃，2011(8):82-82.

［6］ 邱豐.淺析手機(jī)輻射影響［J］.科學(xué)與財富，2011(4):3-3.

［7］ 何增軍，李建軍，周奇.手機(jī)輻射的分布及預(yù)防［J］.科技資訊，2011，32:251-256.