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Bestimmung der Exposition bei Verwendung kabelloser Übermittlungsverfahren im Haushalt und Büro

Thema

Bestimmung der Exposition bei Verwendung kabelloser Übermittlungsverfahren im Haushalt und Büro

Beginn

11.11.2003

Ende

30.11.2004

Projektleitung

ARC Seibersdorf research GmbH, Österreich

Zielsetzung

Ziel des Forschungsvorhabens war die Erarbeitung einer detaillierten Übersicht über gegenwärtig bereits verwendete und in naher Zukunft am Markt zu erwartende drahtlose Kommunikationseinrichtungen für Heim- und Büroanwendungen aus strahlenschutztechnischer Sicht. Neben einer Beschreibung und Gegenüberstellung hinsichtlich für den Strahlenschutz relevanter Parameter der verschiedenen Technologien (emittierte Frequenzen, Leistung, Signalform im Zeitbereich, usw.) sollten auch die damit verknüpften messtechnischen Anforderungen für eine adäquate und zuverlässige Expositionserfassung erarbeitet und dokumentiert werden. Mittels geeigneter, im Zuge des Forschungsvorhabens zu erarbeitender Mess- bzw. Berechnungsverfahren sollten schließlich für typische, ausgewählte Szenarien die resultierenden Expositionen durch die betrachteten Technologien (DECT, Bluetooth, WLAN, usw.) erfasst werden.

Ergebnisse

Der Forschungsnehmer hat die technischen Spezifikationen und expositionsbestimmenden Parameter relevanter Produktgruppen ausführlich dargestellt. Neben Schnurlostelefonen (u.a. DECT) und lokalen Funknetzwerken (WLAN / WPAN) wurden auch nicht-standardisierte Geräte wie z.B. Babyphones berücksichtigt. Darüber hinaus wurden Ausblicke auf kommende Gerätestandards erarbeitet. Unter Berücksichtung der Betriebsfrequenzen, der Modulationsschemata, der Kanalzugriffs- und Duplexverfahren sowie der vom aktuellen Datenverkehrsaufkommen abhängigen Betriebszuständen wurden Anforderungen an die einzusetzenden Messverfahren und an die Interpretation der Messergebnisse definiert. Es wurden umfangreiche rechentechnische Computersimulationen sowohl für körpernah betriebene Geräte (SAR Berechnungen in homogenen und anatomischen FDTD-Körpermodellen) als auch für großräumige und komplexe Expositionsszenarien (z.B. mit parallelen DECT- und WLAN-Installationen in Büroumgebungen) sowie für kombinierte Szenarien (Exposition durch körpernah betriebene Geräte und gleichzeitige Exposition durch entferntere Quellen) durchgeführt. Einzelne Geräte und typische Büroumgebungen wurden messtechnisch untersucht. Bei Geräten, bei denen ein Betrieb mit Kontakt zum Körper anzunehmen bzw. nicht ausgeschlossen ist, wurden Messungen der SAR vorgenommen.

Die im Rahmen des Projekts durchgeführten Messungen und Berechnungen haben ergeben, dass die von DECT-, WLAN- und Bluetooth-Geräten in typischen Anwendungsszenarien verursachten Immissionen unter 0,1% der Referenzwerte der EU-Ratsempfehlung 1999/519/EG liegen. Hinsichtlich der Basisgrenzwerte haben Messungen der über 10 g gemittelten SAR Werten in einem homogen mit gewebesimulierender Flüssigkeit gefüllten, flachen Phantom bei extremer Nahfeldexposition durch WLAN- oder Bluetooth-Geräte zu maximalen Werten von unter 0,1 W/kg geführt. Numerische Simulationen unter Verwendung eines anatomischen Körpermodells ergaben ebenfalls maximale Werte von etwa 0,1 W/kg bei Kontakt zwischen Gerät und Körper. Zu berücksichtigen ist bei der exemplarisch untersuchten WLAN-PCMCIA Karte allerdings, dass diese die maximal erlaubte Sendeleistung von 100 mW EIRP nur etwa zur Hälfte ausnutzte. Der maximale SAR für ein in typischer Position am Kopf betriebenes generisches Modell eines DECT-Mobiltelefons wurde in einem anatomischen Kopfmodell berechnete (Mittelung über 10 g); ihr Wert lag unter 0,05 W/kg. Die insgesamt höchsten Immissionen wurden in der Umgebung des leistungsstärksten der untersuchten Geräte (Babyphone, Sendeleistung 500 mW) gefunden. Messungen der SAR in zwei unterschiedlichen Positionierungen (jeweils mit Kontakt des Geräts zum Phantom) ergaben mit 0,07 W/kg bzw. 0,13 W/kg. Auch in diesem speziellen Fall wurde keine Überschreitung des Grenzwertes von 2 W/kg beobachtet.

Als geeignetes Messverfahren zur Bestimmung von Immissionen körperferner Quellen hat sich insbesondere bei Technologien mit nicht-konstantem Duty-Cycle oder mit Frequenzsprungverfahren die frequenzselektive Channel- bzw. Band-Power-Messungen mit hochwertigen Spektrumanalysatoren unter Verwendung des RMS Detektors herausgestellt.

Die detaillierten Ergebnisse des Projekts können den zum Download bereitstehenden Abschluss- und Zwischenberichten entnommen werden.

Download der Berichte im PDF-Format:
Erster Zwischenbericht (2.483 kB)
Zweiter Zwischenbericht (1.489 kB)
Abschlussbericht (6.388 kB)

Fazit

Auch eine gleichzeitige Exposition durch mehrere körperfern betriebene Geräte zur kabellosen Informationsübermittelung in Haushalt und Büro führt offensichtlich zu Gesamtexpositionen deutlich unterhalb der geltenden Grenzwerte.

Eine Überschreitung der Grenzwerte durch die untersuchten Geräte ist selbst bei Betrieb mit Kontakt zum Körper und unter ungünstigsten Bedingungen - z.B. hinsichtlich des vom Datenverkehr abhängigen Duty-Cyles - sehr unwahrscheinlich. Unter üblichen Nutzungsbedingungen liegen typische maximale Expositionen deutlich unterhalb der bestehenden Grenzwerte. Expositionen körperfern betriebener Geräte werden durch zusätzlich köpernah betriebene Geräte in der Regel dominiert.

Hinsichtlich der untersuchten Babyphones muss festgestellt werden, dass Geräte mit sehr unterschiedlichen maximalen Sendeleistungen und Reichweiten am Markt sind. Bei der Auswahl geeigneter Geräte sollte dies beachtet werden.

Publikationen

  • G. Schmid, D. Lager, P. Preiner, R. Überbacher and S. Cecil: Exposure caused by wireless technologies used for short-range indoor communication in homes and offices, Radiation Protection Dosimetry, Vol. 124, No. 1, 2007, pp. 58-62, doi:10.1093/rpd/ncm245
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