محاسبه نرخ جذب ویژه (SAR) انرژی امواج الکترومغناطیسی در مجاورت فانتوم سر انسان در فواصل مختلف با استفاده از نرم افزار شبیه ساز CST

با رشد علم و گسترش تکنولوژی با وقوع انقلاب صنعتی، استفاده رو به رشد از امواج الکترومغناطیسی و منابع تولید کننده این امواج (تلفن همراه، بی سیم ها، رادارها و...) به شدت افزایش یافته و هر روز به کاربردهای آن در بخش های پزشکی، نظامی، مخابرات و ارتباطات، صنعت و ... اضافه می شود. برهمکنش بین امواج الکترومغناطیسی با بافت های موجودات زنده بیولوژی، منجر به بروز تغییرات اساسی در بافت آن ها و درنتیجه به خطر افتادن حیات می شود. این مسئله نیز باعث ایجاد نگرانی های زیادی در ارتباط با اثرات زیستی امواج الکترومغناطیسی شده است. لذا این موضوع برای سازمان های مسئول حفاظت در برابر تشعشعات و محققان دارای اهمیت می باشد. همچنین انرژی میدان های امواج الکترومغناطیسی جذب شده در ارگانیسم بیولوژی تبدیل به گرمای بدن می شود که منجر به بالا رفتن دما و اثرات گرمایی می شود. یکی از روشهای به صرفه برای بررسی این اثرات استفاده از شبیه سازی با نرم افزار CST با روش FDTD می باشد. در این پژوهش ابتدا یک آنتن دوقطبی را شبیه سازی کرده و سپس از مدل فانتوم سر انسان بالغ برای شبیه سازی استفاده شده است. در ادامه آنتن را درمجاورت سر انسان قرار داده و سپس برای فواصل مختلف ۰ تا ۱ متر (آنتن و سر) شبیه سازی ها انجام شده است. همچنین آنتن در فرکانس های ۹۰۰ ، ۱۸۰۰ و ۲۴۵۰ مگاهرتز تنظیم شده است. نرخ جذب ویژه SAR انرژی امواج الکترومغناطیسی را برای فواصل ۰ تا ۱ متر بین آنتن و سر برای ۱ گرم و ۱۰ گرم بافت محاسبه و بررسی گردید. نتایج نشان دادند که هر چه آنتن از سر انسان دورتر می شود، مقدار SAR کاهش یافته و تقریبا در ۱ متر مقدار آن ناچیز شده است. همچنین مشاهده گردید که تمرکز بیشتر جذب انرژی در نواحی نزدیک تماس با آنتن مانند بافت گوش اتفاق افتاده است و برای فرکانس ۹۰۰ نفوذ عمقی بیشتری نسبت به ۱۸۰۰ دیده شد. همچنین مقادیر SAR برای متوسط ۱۰ گرم مقدار کمتری نسبت به متوسط ۱ گرم مشاهده شد. هر چه مقدار SAR کمتر باشد مضرات امواج الکترومغناطیسی برای بافت کمتر می شود. لذا وقتی با دور کردن آنتن به ۱ متر تقریبا مقدار آن ناچیز می شود، یعنی این آنتن در این فاصله از سر انسان آسیب جدی به بافت های سر وارد نمی کند. برای سالم ماندن موقع استفاده از آنتن ها برای جلوگیری از آسیب های امواج الکترومغناطیسی باید فواصلی را که در آن مقادیر SAR به حداقل مقدار خود می رسد را رعایت کرد.

Keywords:

نرخ جذب ویژه , شبیه سازی , آنتن دوقطبی , مدل فانتوم سر انسان , روش تفاضل محدود حوزه زمان