電磁波による人体影響およびその防護に関する研究

电磁波对人体的影响及其防护研究

• 批准号: 00J07283
• 负责人: 西澤 振一郎
• 金额: $ 2.5万
• 依托单位: Aoyama Gakuin University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2000
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2000 至 2002
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-00J07283/
• 关键词: 低周波; 等価磁界ソースモデル; 電気機器; 誘導電流; 磁界分布; SPFD法; IP法

[1]家電製品等による正確な近傍曝露評価を可能とする等価磁界ソースモデルの有効性を実験的に検討した。等価磁界ソースモデルと実際の電気機器の磁界分布を比較した結果、双方は良好に一致したことから、等価ソースモデルの有効性を実験的に確認できた。しかし磁気ダイポールモーメントの配置密度によっては、ソースモデル近傍において最大10%程度の誤差が生じることが分かり、観測方法の配置密度の調整が重要であることがわかった。[2]低周波の曝露数値解析に適した解析手法であるSPFD (Scalar Potential Finite Difference)法およびIP (Impedance)法を用いた、数値解析シミュレータの作成および有効性の検討を行った。その結果、双方とも理論値と良好に一致し、シミュレータの有効性を確認できた。また、行列方程式を数値演算する際、IP法はSPFD法に比べて未知数が半分であることから、SPFD法は必要なメモリ容量が小さい上、演算速度が非常に速いことを確認した。これよりリアル人体モデルの曝露解析には、SPFD法はIP法に比べて大変有効であることがわかった。[3]均一人体モデル(直方体、楕円球)および44組織から形成される解剖学的リアル人体モデルの前面に各種波源モデル(ループ、等価磁界ソースモデル)を配置し、50Hzの不均一磁界における人体モデル内の誘導電流をSPFD法を用いて解析した。その結果、均一人体モデルではモデル表面近傍に誘導電流の最大値が生じるのに対し、リアル人体モデルではモデル内部に生じる事を確認した。またICNIRPガイドライン(国際防護指針値)では1cm^2当たりの誘導電流を平均することが記されていることから、平均した場合としない場合の差を検討した。その結果、均一人体モデルでは差が数%であるのに対し、リアル人体モデルでは30-60%の差が生じる上、最大値が生じる箇所が大きく異なることから、リアル人体モデルでは誘導電流の平均が大変重要であることを確認した。次に、一般家庭で広く用いられ、さらにICNIRPの参考レベルを超える大きな磁界を発生するハンドミキサーおよびヘアードライヤーによる曝露評価を、等価磁界ソースモデルを用いて行った。等価ソースモデルを胸部に配置した結果、導電率を0.2S/mに設定した均一人体モデルとリアル人体モデルの誘導電流は、導電率が最大数百倍も異なるにもかかわらず、最大50%程度の差であることを確認した。

[1] 我们通过实验研究了等效磁场源模型的有效性，该模型能够准确评估附近家用电器等的暴露情况。将等效磁场源模型与实际电气设备的磁场分布进行比较，结果表明两者具有良好的一致性，实验证实了等效磁场源模型的有效性。然而，根据磁偶极矩的放置密度，在源模型附近发现高达10%的误差，这表明观测方法的放置密度的调整很重要。 [2] 我们创建了一个数值分析模拟器，并使用SPFD（标量有限差分）方法和IP（阻抗）方法检查了其有效性，这些分析方法适合低频暴露数值分析。结果，两个值都与理论值非常吻合，证实了模拟器的有效性。此外，在数值计算矩阵方程时，IP方法需要的未知数是SPFD方法的一半，证实了SPFD方法需要更少的内存并且计算速度极快。这些结果表明，对于真实人体模型的暴露分析，SPFD方法比IP方法有效得多。 [3] 各种波源模型（环路、等效磁场源模型）置于统一的人体模型（长方体、椭球体）和由44个组织组成的解剖学真实人体模型前，人体处于一个50Hz非均匀磁场为模型中的感应电流，采用SPFD方法进行分析。结果，确认了在均匀人体模型中，感应电流的最大值出现在模型表面附近，而在真实人体模型中，感应电流的最大值出现在模型内部。另外，由于ICNIRP指南（国际保护指南值）规定每1cm^2的感应电流应该被平均，因此我们检查了取平均值和不取平均值时的差异。结果，虽然统一人体模型的差异只有百分之几，但真实人体模型的差异却达到30-60%，而且最大值出现的位置差异很大，因此在真实人体模型中人体模型中，平均感应电流的确认非常重要。接下来，我们使用等效磁场源模型来评估手动搅拌器和吹风机的暴露情况，这些产品在家庭中广泛使用，会产生超过 ICNIRP 参考水平的大磁场。由于将等效源模型放置在胸部，即使电导率高达0.2S/m，均匀的人体模型与真实人体模型之间的感应电流最多也只有50%左右。经证实，两者之间存在数百倍的差异。

项目成果

Shinichiro Nishizawa, Wolfgang Spreitzer, F.M.Landstorfer, Osamu Hashimoto: "Validation of an equivalent source model for measured real household appliances"電子情報通信学会全国大会. B4-4-74. 114-114 (2002)

Shinichiro Nishizawa、Wolfgang Spreitzer、F.M.Landstorfer、Osamu Hashimoto：“测量真实家用电器的等效源模型的验证”IEICE 国家会议 B4-4-114 (2002)。

Shinichiro Nishizawa, F.M.Landstorfer, Osamu Hashimoto: "Equivalent source model for ELF dosimetry emitted by the household appliances"Proceeding of the 25th annual meeting of the Bioelectromagnetics Society. P-46-A. 216-216 (2003)

Shinichiro Nishizawa、F.M.Landstorfer、Osamu Hashimoto：“家用电器发射的 ELF 剂量测定的等效源模型”生物电磁学会第 25 届年会论文集。

西澤 振一郎, 橋本 修: "電力分野における等価ソースモデルを用いた測定手法およびドシメトリ評価"電気学会全国大会. Vol-1, 1-S6-8. 23-25 (2003)

西泽真一郎、桥本修：“电力场中使用等效源模型的测量方法和剂量测定评估”日本电气工程师学会全国会议第 1 卷，1-S6-8（2003 年）。 ）