靜電放電人體電磁暴露安全評估的數值模擬

宋艷霞

摘 要：基于電磁劑量學數值計算方法和國際電工委員會（ IEC） 規定的典型靜電放電（ ESD） 電流波形，將經傅里葉變換后頻域中能量最強的一次諧波分量和全部諧波分量分別作為電磁輻射源，仿真分析了位于輻射源不同位置處人體生物組織的電磁效應，并將COMSOL Multiphysics 軟件數值仿真的結果與國際非電離輻射防護委員會（ ICNIRP） 推薦的公眾暴露限值進行對比。結果表明：離輻射源越遠感應電場強度（ E） 、磁場強度（ H） 、比吸收率（ SAR） 越小，體內電場線分布越均勻;電場強度進入頭部后迅速衰減，腦部對空間電磁場有一定的屏蔽作用;不同位置處人體頭部冠狀面和矢狀面SAR 峰值和分布幾乎相同，矢狀面和冠狀面SAR 峰值為軸狀面的15. 7 倍;不同位置處頭部SAR 峰值均出現在顱骨處，大腦中的SAR 最小且關于x 軸和y 軸成對稱分布;多頻率暴露條件下，輻射源位于人體右側面1 m（ 位置A） 時全身SAR 值超過了ICNIRP 基本限值，而輻射源位于人體右側面5 m（ 位置B） 及更遠位置時人體全身SAR 均未超過ICNIRP 基本限值。總之，離輻射源越遠，安全裕度越大，人體需位于輻射源5 m 以外，以降低暴露風險。此研究結果可為人體ESD 電磁暴露防護提供數值參考，為ESD 電磁暴露相關標準制定提供理論依據。

關鍵詞：靜電放電;頻譜分析;COMSOL Multiphysics;電磁輻射;安全評估;ICNIRP

中圖分類號：X124;R144. 1 文獻標識碼：A