Die folgenden physikalischen Größen werden zur Beschreibung der Exposition gegenüber elektromagnetischen Feldern verwendet:

Der Kontaktstrom (I_C) zwischen einer Person und einem Gegenstand wird in Ampere (A) ausgedrückt. Ein leitfähiger Gegenstand in einem elektrischen Feld kann durch das Feld aufgeladen werden.

Die Stromdichte (J) ist der durch einen Einheitsquerschnitt senkrecht zu seiner Richtung in einem Volumenleiter wie dem menschlichen Körper oder einem Teil davon hindurchfließende Strom; sie wird ausgedrückt in Ampere pro Quadratmeter (A/m²).

Die elektrische Feldstärke ist eine Vektorgröße (E), die der Kraft entspricht, die auf ein geladenes Teilchen ungeachtet seiner Bewegung im Raum ausgeübt wird. Sie wird ausgedrückt in Volt pro Meter (V/m).

Die magnetische Feldstärke ist eine Vektorgröße (H), die neben der magnetischen Flussdichte zur Beschreibung des magnetischen Feldes in jedem Raumpunkt dient. Sie wird ausgedrückt in Ampere pro Meter (A/m).

Die magnetische Flussdichte ist eine Vektorgröße (B), aus der sich eine Kraft auf bewegte Ladungen ergibt; sie wird ausgedrückt in Tesla (T). Im leeren Raum und in biologischem Material können magnetische Flussdichte und magnetische Feldstärke anhand der Äquivalenz 1 A/m = 4π 10^-7 T umgerechnet werden.

Die Leistungsdichte (S) wird für sehr hohe Frequenzen benutzt, bei denen die Eindringtiefe in den Körper niedrig ist. Die Leistungsdichte ist der senkrecht zu einer Oberfläche auftreffende Energiefluss, geteilt durch die Fläche; sie wird ausgedrückt in Watt pro Quadratmeter (W/m²).

Die spezifische Energieabsorption (SA) ist die je Masseneinheit biologischen Gewebes absorbierte Energie; sie wird ausgedrückt in Joule pro Kilogramm (J/kg). In dieser Richtlinie wird sie zur Begrenzung der nichtthermischen Wirkungen gepulster Mikrowellenstrahlung benutzt.

Die spezifische Energieabsorptionsrate (SAR), gemittelt über den ganzen Körper oder Teile davon, ist die Rate, mit der Energie je Masseneinheit des Körpergewebes absorbiert wird; sie wird ausgedrückt in Watt pro Kilogramm (W/kg). Die Ganzkörper-SAR ist ein weithin akzeptiertes Maß, um schädliche Wärmewirkungen zu einer Radiofrequenz-(RF)-Exposition in Beziehung zu setzen. Neben der mittleren Ganzkörper-SAR sind lokale SAR-Werte notwendig, um übermäßige Energiekonzentrationen in kleineren Körperbereichen infolge besonderer Expositionsbedingungen zu bewerten und zu begrenzen. Beispiele hierfür: durch RF im niedrigen MHz-Bereich exponierte geerdete und im Nahfeld einer Antenne exponierte Personen.

Von diesen Größen lassen sich magnetische Flussdichte, Kontaktstrom, elektrische und magnetische Feldstärke und Leistungsdichte direkt messen.

A.

EXPOSITIONSGRENZWERTE

Je nach Frequenz werden folgende physikalische Größen zur Angabe der Expositionsgrenzwerte für elektromagnetische Felder herangezogen:

—

Expositionsgrenzwerte bestehen für die Stromdichte für zeitlich veränderliche Felder bis 1 Hz, um den Auswirkungen auf das kardiovaskuläre und das Zentralnervensystem vorzubeugen.

—

Zwischen 1 Hz und 10 MHz bestehen Expositionsgrenzwerte für die Stromdichte, um den Auswirkungen auf die Funktionen des Zentralnervensystems vorzubeugen.

—

Zwischen 100 kHz und 10 GHz bestehen Expositionsgrenzwerte für SAR-Werte, um die Wärmebelastung des ganzen Körpers und eine übermäßige lokale Gewebeerwärmung zu vermeiden. Im Bereich von 100 kHz bis 10 MHz bestehen Expositionsgrenzwerte sowohl für die Stromdichte als auch für den SAR-Wert.

—

Zwischen 10 GHz und 300 GHz besteht ein Expositionsgrenzwert für die Leistungsdichte, um eine übermäßige Gewebeerwärmung an oder nahe der Körperoberfläche zu vermeiden.

Tabelle 1

Expositionsgrenzwerte (Artikel 3 Absatz 1). Alle Bedingungen müssen erfüllt sein.

Frequenzbereich	Stromdichte für Kopf und Rumpf J (mA/m2) (Effektivwert)	Mittlere Ganzkörper SAR (W/kg)	Lokale SAR (Kopf und Rumpf) (W/kg)	Lokale SAR (Gliedmaßen) (W/kg)	Leistungsdichte S (W/m2)
Bis 1 Hz	40	—	—	—	—
1 — 4 Hz	40/f	—	—	—	—
4 — 1000 Hz	10	—	—	—	—
1000 Hz — 100 kHz	f/100	—	—	—	—
100 kHz — 10 MHz	f/100	0,4	10	20	—
10 MHz — 10 GHz	—	0,4	10	20	—
10 — 300 GHz	—	—	—	—	50

Anmerkungen:

1.

f ist die Frequenz in Hertz.

2.

Die Expositionsgrenzwerte für die Stromdichte sollen vor akuten Expositionswirkungen auf Gewebe des Zentralnervensystems in Kopf und Rumpf schützen. Die Expositionsgrenzwerte für den Frequenzbereich 1 Hz bis 10 MHz beruhen auf nachgewiesenen schädlichen Wirkungen auf das Zentralnervensystem. Solche akuten Wirkungen sind im Wesentlichen momentan, und es besteht keine wissenschaftliche Begründung für eine Änderung der Expositionsgrenzwerte für eine kurzzeitige Exposition. Da die Expositionsgrenzwerte jedoch für schädliche Wirkungen auf das Zentralnervensystem gelten, können in anderen Körpergeweben als dem Zentralnervensystem unter den gleichen Expositionsbedingungen höhere Stromdichten zulässig sein.

3.

Aufgrund der elektrischen Inhomogenität des menschlichen Körpers sollten die Stromdichten über einen Querschnitt von 1 cm² senkrecht zur Stromrichtung gemittelt werden.

5.

Für Frequenzen bis 100 kHz und für gepulste Magnetfelder können die mit den Pulsen verbundenen maximalen Stromdichten aus den Anstieg- und Abfallzeiten sowie der maximalen Änderungsrate der magnetischen Flussdichte berechnet werden. Die induzierte Stromdichte lässt sich dann mit dem entsprechenden Expositionsgrenzwert vergleichen. Für Pulse der Dauer t_p sollte die auf die Expositionsgrenzwerte anzuwendende entsprechende Frequenz über f = 1/(2t_p) ermittelt werden.

6.

Sämtliche SAR-Werte sind über 6-Minuten-Intervalle zu mitteln.

7.

Die bei der Mittelung der lokalen SAR-Werte zu berücksichtigende Gewebemasse beträgt 10 g eines zusammenhängenden Körpergewebes; die so ermittelten SAR-Maximalwerte sollten für die Expositionsermittlung verwendet werden. Diese 10 g Gewebe sollen eine Masse von zusammenhängendem Gewebe mit nahezu gleichen elektrischen Eigenschaften sein. Hinsichtlich der Bestimmung einer Masse von zusammenhängendem Gewebe wird anerkannt, dass dieses Konzept bei der Computerdosimetrie angewandt werden kann, bei direkten physikalischen Messungen jedoch zu Schwierigkeiten führen kann. Es kann eine einfache geometrische Form, beispielsweise eine kubische Gewebemasse, verwendet werden, sofern die berechneten dosimetrischen Größen konservative Werte in Bezug auf die Expositionsleitlinien aufweisen.

8.

Bei gepulsten Expositionen wird für den Frequenzbereich von 0,3 bis 10 GHz und für die lokale Exposition des Kopfes ein zusätzlicher Expositionsgrenzwert empfohlen, um durch thermoelastische Expansion bedingte Höreffekte einzuschränken oder zu vermeiden. Danach sollte die SA 10 mJ/kg nicht überschreiten, gemittelt über je 10 g Gewebe.

9.

Die Leistungsdichte ist über jedes Flächenelement von 20 cm² und jedes Zeitintervall von jeweils 68/f^1,05-Minuten (f in GHz) zu mitteln, um die bei steigender Frequenz zunehmend kürzere Eindringtiefe auszugleichen. Die maximale örtliche Leistungsdichte, gemittelt über 1 cm², sollte das 20fache des Wertes von 50 W/m² nicht überschreiten.

10.

Bei gepulsten oder transienten elektromagnetischen Feldern oder generell bei gleichzeitiger Exposition gegenüber Feldern mit mehreren Frequenzen müssen geeignete Bewertungs-, Mess- und/oder Berechnungsmethoden angewendet werden, mit denen sich die Charakteristiken der Wellenformen und die Art der biologischen Wechselwirkungen analysieren lassen; den von Cenelec entwickelten harmonisierten Europäischen Normen ist dabei Rechnung zu tragen.

B.

AUSLÖSEWERTE

Die in Tabelle 2 aufgeführten Auslösewerte ergeben sich aus den Expositionsgrenzwerten bei Anwendung der Grundlagen, auf die sich die Internationale Kommission zum Schutz vor nichtionisierender Strahlung (ICNIRP) in ihren Richtlinien für die Begrenzung der Exposition gegenüber nichtionisierender Strahlung (ICNIRP 7/99) gestützt hat.

Tabelle 2:

Auslösewerte (Artikel 3 Absatz 2) (ungestörte Effektivwerte)

Frequenzbereich	Elektrische Feldstärke (E) (V/m)	Magnetische Feldstärke (H) (A/m)	Magnetische Flussdichte (B) (μT)	Äquivalente Leistungsdichte bei ebenen Wellen	Kontaktstrom (IC) (mA)	Strom durch die Gliedmaßen (IL) (mA)
0 — 1 Hz	—	1,63 x 105	2 x 105	—	1,0	—
1 — 8 Hz	20000	1,63 x 105/f	2 x 105/f5	—	1,0	—
8 — 25 Hz	20000	2 x 104/f	2,5 x 104/f	—	1,0	—
0,025 — 0,82 kHz	500/f	20/f	25/f	—	1,0	—
0,82 — 2,5 kHz	610	24,4	30,7	—	1,0	—
2,5 — 65 kHz	610	24,4	30,7	—	0,4 f	—
65 — 100 kHz	610	1600/f	2000/f	—	0,4 f	—
0,1 — 1 MHz	610	1,6/f	2/f	—	40	—
1 — 10 MHz	610/f	1,6/f	2/f	—	40	—
10 — 110 MHz	61	0,16	0,2	10	40	100
110 — 400 MHz	61	0,16	0,2	10	—	—
2 — 300 GHz	137	0,36	0,45	50	—	—

Anmerkungen:

1.

f ist die Frequenz der in der Frequenzbereichsspalte genannten Einheiten.

2.

Für Frequenzen zwischen 100 kHz und 10 GHz sind S_eq, E, H, B und I_L über beliebige 6-Minuten-Intervalle zu mitteln.

3.

Für Frequenzen über 10 GHz sind S_eq, E, H und B über beliebige 68/f^1,05-Minuten-Intervalle zu mitteln (f in GHz).

5.

Bei gepulsten oder transienten elektromagnetischen Feldern oder generell bei gleichzeitiger Exposition gegenüber Feldern mit mehreren Frequenzen müssen geeignete Bewertungs-, Mess- und/oder Berechnungsmethoden angewendet werden, mit denen sich die Charakteristiken der Wellenformen und die Art der biologischen Wechselwirkungen analysieren lassen; den von Cenelec entwickelten harmonisierten Europäischen Normen ist dabei Rechnung zu tragen.

6.

Für Spitzenwerte von gepulsten modulierten elektromagnetischen Feldern wird außerdem empfohlen, dass bei Trägerfrequenzen über 10 MHz das über die Impulsbreite gemittelte S_eq das Tausendfache der S_eq-Auslösewerte nicht überschreiten sollte oder dass die Feldstärke das 32fache der Feldstärke-Auslösewerte für die Trägerfrequenz nicht überschreiten sollte.