静电放电人体电磁暴露安全评估的数值模拟

宋艳霞

摘 要：基于电磁剂量学数值计算方法和国际电工委员会（ IEC） 规定的典型静电放电（ ESD） 電流波形，将经傅里叶变换后频域中能量最强的一次谐波分量和全部谐波分量分别作为电磁辐射源，仿真分析了位于辐射源不同位置处人体生物组织的电磁效应，并将COMSOL Multiphysics 软件数值仿真的结果与国际非电离辐射防护委员会（ ICNIRP） 推荐的公众暴露限值进行对比。结果表明：离辐射源越远感应电场强度（ E） 、磁场强度（ H） 、比吸收率（ SAR） 越小，体内电场线分布越均匀;电场强度进入头部后迅速衰减，脑部对空间电磁场有一定的屏蔽作用;不同位置处人体头部冠状面和矢状面SAR 峰值和分布几乎相同，矢状面和冠状面SAR 峰值为轴状面的15. 7 倍;不同位置处头部SAR 峰值均出现在颅骨处，大脑中的SAR 最小且关于x 轴和y 轴成对称分布;多频率暴露条件下，辐射源位于人体右侧面1 m（ 位置A） 时全身SAR 值超过了ICNIRP 基本限值，而辐射源位于人体右侧面5 m（ 位置B） 及更远位置时人体全身SAR 均未超过ICNIRP 基本限值。总之，离辐射源越远，安全裕度越大，人体需位于辐射源5 m 以外，以降低暴露风险。此研究结果可为人体ESD 电磁暴露防护提供数值参考，为ESD 电磁暴露相关标准制定提供理论依据。

关键词：静电放电;频谱分析;COMSOL Multiphysics;电磁辐射;安全评估;ICNIRP

中图分类号：X124;R144. 1 文献标识码：A