Oberflächlich betrachtet (Allgemein)

dlsasv , Freitag, 14.11.2008, 21:13 (vor 5804 Tagen) @ Kuddel
bearbeitet von dlsasv, Freitag, 14.11.2008, 21:36

Zumindest bei Herrn Prof. Dr. Glaser von der Humboldt Universität sind Mikrothermische Effekte noch nicht ganz vom Tisch

In einer Veröffentlichung von Prof. Glaser und Prof. Foster wird denen allerdings eine Absage erteilt:
These considerations have important implications with respect to the possibility of “microthermal” heating of tissue from exposure to RF energy. This hypothesis was first advanced in the 1930’s as an explanation for biological effects of RF energy. Schäfer and Schwan published a devastating critique of this hypothesis in 1943 on the basis of simple heat flow considerations. ... The temperature fluctuations produced by “selective” heating of small structures are clearly very small unless extreme momentary values of SAR are imposed.

Der Punkt ist, dass die beispielsweise in einer Kugel mit Radius R absorbierte Leistung (bei festgehaltener SAR) proportional zu deren Volumen, also proportional zu R^3 ist. Der Wärmestrom ist proportional zur absorbierten Leistung geteilt durch deren Oberfläche, also zu R. Der Temperatur-Gradient ist wiederum proportional zum Wärmestrom. Die absolute Temperaturdifferenz, das Produkt aus Temperatur-Gradient und der Länge der Strecke, über die dieser abfällt, ist proportional zu R^2. Bei einer Kugel mit Radius 1 mm, einer SAR von 10 W/kg und Hirn-typischen Wärmeleit-Eigenschaften ist die maximale Temperaturerhöhung dann 1 Hundertstel Grad. Bei Radius 0,1 mm ein Zehntausendstel Grad usw.

Der Nachsatz von 2005 taucht nicht mehr auf:

Dem Stand der Rechentechnik zufolge, konnten Schäfer und Schwan (47) damals lediglich stationäre Lösungen der diese Prozesse beschreibenden Differentialgleichungen angeben. Ein Wärme-Flux setzt jedoch einen Temperatur-Gradient voraus. Transiente Temperatur-Gradienten können jedoch stationären Lösungen nicht entnommen werden.

Die Temperatur-Gradienten (und -Differenzen) sind in der stationären Lösung sicher größer als bei zeitlich veränderlicher SAR, wenn die unter der im stationären Fall angenommenen bleibt. Falls man also Effekte (räumlicher) Temperatur-Gradienten bei Maximal-SAR vernachlässigen kann, dann auch bei Amplitudenmodulation. ...

Wie ist es aber mit der tatsächlichen Intensität während des Pulses? Bei einem 8:1 Verhältnis von Pause zu Pulslänge wären dies 12 W/kg, während einer halben Millisekunde, 217 mal pro Sekunde. Gibt es möglicherweise durch diese Einstrahlung periodische Aktivierungen von Thermorezeptoren in den Zellen, die bei 1,5 W/kg eines kontinuierlichen Feldes nicht auftreten?

...Außerdem kann man sagen, dass an jeder Stelle das zeitliche Temperaturmittel gleich der Temperatur bei mittlerer SAR ist. Und die Höhe der zeitlichen Temperaturschwankungen ist sicher kleiner als die Erwärmung während eines Pulses an der Stelle maximaler SAR. => Damit ein GSM-Signal Temperaturschwankungen in Höhe eines Tausendstel Grad bei 2 W/kg erzeugt müsste die maximale lokale SAR die räumlich gemittelte SAR um mindestens das 400-fache übersteigen. Diskutiert werden meines Wissens eher Faktoren in der Größenordnung von 20.

An anderer Stelle nennt er Zahlen zur Empfindlichkeit von Thermorezeptoren: Die Grubenotter kann Infrarotstrahlung einer Intensität von 0,11 W/m² wahrnehmen. Die Erwärmung am Rezeptor wird dabei auf 0,003 - 0,01 Grad geschätzt.

Die Molekularbiologie hat inzwischen eine Reihe von Proteinen in verschiedenen Zellen nachgewiesen, die in engen Temperaturbereichen mit hoher Empfindlichkeit auf Erwärmung oder Abkühlung reagieren.

Zahlen dazu gibt's hier: Ver-50-fachung der Reaktionsgeschwindigkeit pro 10 Grad oder 0,4 Promille pro Hundertstel Grad.

Insgesamt klingt das für mich recht spekulativ. Jedenfalls geht es um sehr kleine Temperaturdifferenzen, wesentlich kleiner als ein Grad.