文档名：核电磁脉冲中非电离辐射作用于人体的电磁场和温度场仿真
摘要：采用国际电工委员会制定的双指数脉冲波形模拟核电磁脉冲,分析脉冲波形主要谐波分量的幅值、频谱及相位.在多物理场仿真软件COMSOLMultiphysics建立偶极子天线模型及人体三维模型,通过电磁场与热场耦合模块,求解人体组织中感应电场强度、磁场强度、比吸收率(Specificabsorptionratio,SAR)和温度场分布.将结果与国际非电离辐射防护委员会(Internationalcommissiononnon-ionizingradiationprotection,ICNIRP)制定的《限制电磁场暴露导则》进行比较.结果表明:人体距离暴露源1km时,感应电场强度、磁场强度、局部最大SAR值和平均SAR值分别为88.8V/m、0.58A/m、0.66W/kg、0.011W/kg.感应电场强度和磁场强度超过了ICNIRP规定限制59.8V/m和0.22A/m.但在10km处,电场、磁场、局部最大SAR值和平均SAR值都满足安全限制.人体组织中温度升高主要集中在大脑处,暴露时间为6min时,温升为0.2171℃,符合ICNIRP规定的局部温升2℃和核心温升1℃限值的要求.本研究结果为核电磁脉冲环境中人体遭受电磁暴露的健康风险安全评估提供了一定的科学依据.
Abstract：ThedoubleexponentialpulsewaveformdevelopedbytheInternationalElectrotechnicalCommissionisusedtosimulatethenuclearelectromagneticpulse,andtheamplitude,spectrum,andphaseofthemainharmoniccomponentsofthewaveformareanalyzed.Adipoleantennamodelandathree-dimensionalhumanbodymodelareestablishedinthesimulationsoftwareCOMSOLMultiphysics.Throughthecouplingmodulesofelectromagneticandthermalfields,theinducedelectricfieldintensity,magneticfieldintensity,specificabsorptionrate(SAR),andtemperaturedistributioninhumantissueswereobtained.Theresultsarecomparedwiththe"GuidelinesforLimitingExposuretoElectromagneticFields"establishedbytheInternationalCommissiononNon-IonizingRadiationProtection(ICNIRP).Theresultsshowedthatwhenthehumanbodyis1kmawayfromtheexposuresource,theinducedelectricfieldintensity,magneticfieldintensity,localmaximumSARvalue,andaverageSARvalueare88.8V/m,0.58A/m,0.66W/kg,and0.011W/kg,respectively.TheelectricandmagneticfieldsexceedtheICNIRPlimitsof59.8V/mand0.22A/m,respectively.However,atadistanceof10km,theelectricfield,magneticfield,localmaximumSARvalue,andaverageSARvalueallmeetthesafetylimits.Thetemperatureriseinhumantissuesismainlyconcentratedinthebrain,andafteranexposuretimeof6minutes,thetemperatureriseis0.2171℃,whichmeetstheICNIRP'slocaltemperatureriselimitof2℃andcoretemperatureriselimitof1℃.Thisstudyprovidesascientificbasisforthehealthriskassessmentofelectromagneticexposureinthehumanbodyinanuclearelectromagneticpulseenvironment.
作者：王世鑫 逯迈Author：WANGShixin LUMai
作者单位：兰州交通大学光电技术与智能控制教育部重点实验室兰州730070
刊名：辐射研究与辐射工艺学报 ISTIC
Journal：JournalofRadiationResearchandRadiationProcessing
年，卷(期)：2024, 42(3)
分类号：TL72
关键词：核电磁脉冲 偶极子天线 电磁场 温度场 比吸收率
Keywords：Nuclearelectromagneticpulse Dipoleantenna Electromagneticfield Temperaturefield Specificabsorptionratio
机标分类号：STL71U469.72
在线出版日期：2024年7月2日
基金项目：核电磁脉冲中非电离辐射作用于人体的电磁场和温度场仿真[
期刊论文] 辐射研究与辐射工艺学报--2024, 42(3)王世鑫 逯迈采用国际电工委员会制定的双指数脉冲波形模拟核电磁脉冲,分析脉冲波形主要谐波分量的幅值、频谱及相位.在多物理场仿真软件COMSOLMultiphysics建立偶极子天线模型及人体三维模型,通过电磁场与热场耦合模块,求解人体组...参考文献和引证文献
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