Ungewöhnlich hohe Werte für magnetische Flußdichte (Forschung)

Kuddel, Donnerstag, 15.05.2014, 21:17 (vor 3703 Tagen) @ H. Lamarr
bearbeitet von Kuddel, Donnerstag, 15.05.2014, 23:58

Die Höhe der gemessenen magnetischen Flußdichten in den Versuchshütten macht mich stutzig.
Die magnetische Flußdichte wurde in der Studie frequenzselektiv gemessen, daher müssen die Beträge pro Frequenz aufaddiert werden, um die gesamte magnetische Flußdichte, sozusagen die "breitbandig" gemessene Flußdichte zu erhalten.

Die Dokumentation der gemessenen Werten unterhalb 10kHz fällt recht dürftig aus, was extrem schade ist, da es mehr Licht in die Sache bringen könnte.
In der (einzigen) Grafik auf Seite 8 (Extended data figure 2) findet man immerhin bei 50Hz eine gemessene Flußdichte von 100nT.

Schon dieser Wert ist erstaunlich hoch.
Zum Vergleich:
-Er entspricht in etwa der Flußdichte von einem eingeschalteten Bügeleisen in 30cm Abstand.
(Quelle1,PDF Quelle2,PDF)
- Entspricht der Flussdichte in ca 20 Meter Abstand zu einer Eisenbahntrasse
- In Luft entspricht dies einer magnetischen Feldstärke von ca 80mA/m.
- Das ist die Flußdichte, die man in ca 1 Meter Abstand zu einem gestreckten, von 5A Strom durchflossenen Leiter messen würde.
=> Entweder befindet sich ein Trafo in unmittelbarer Nähe, oder es fließt irgendwo ein hoher Wechselstrom....(Lampen?)

Auf Seite 9 ist die aufintegrierte Flußdichte über alle Frequenzen wiedergegeben:

Für den Frequenzbereich 10kHz..5MHz beträgt er in der ungeschirmten Hütte gut 1000nT = 1 Mikrotesla !!!
Dabei liegt das Maximum laut "figure 1" zwischen 100..300kHz (das ist der Bereich, in dem sich üblicherweise Schaltnetzteile "tummeln").
Der empfohlene Grenzwert für die Bevölkerung laut ICNIRP beträgt in diesem Frequenzbereich (wenn man breitbandig messen würde !) um die 5uT

=> Wie kann es sein, daß auf einem Universitätscampus die ICNIRP Grenzwerte bereits zu 1/5 ausgeschöpft werden ?

Ebenfalls interessant:
Die elektrischen Feldstärken passen nicht zu den magnetischen Flußdichten, wie sie bei einer idealen Freifeldausbreitung zu erwarten wären.
In "figure 1" wurde bei einer elektrischen Feldstärke von 0,1V/m eine Flußdichte von 10nT gemessen (laut Dokumentation in 10kHz Bandbreite, was in etwa der Bandbreite eines Langwellen oder Mittelwellensenders entspricht).
Bei einer idealen Freifeldausbreitung würde 0,1V/m einer magnetischen Feldstärke
von H=E/377(Ohm)=0,1/377 = 0,26mA/m entsprechen. Mit B=u0*H und u0= 12,5*10e-7
ergibt sich B=0,33nT. Gemessen wurden aber 10nT, bzw das 30-fache. Das bedeutet, wir sind weit entfernt von einer Freifeld-Bedingung.

Dreht man den Spieß um und berechnet die elektrische Feldstärke, welche im Freifeld einer magnetischen Flußdichte von 1uT entspricht, so ergibt sich rechnerisch eine äquivalente elektrische Feldstärke von 300V/m !!!
Das entspricht in etwa einem Abstand von von 500 Metern zu einem 1 Megawatt Mittelwellensender !

Diese hohen magnetischen Flussdichten sind m.M.n-. nicht durch "(Rund) Funk"-Einstreuung zu erklären, sondern die Quelle dieser Störungen muß sich in unmittelbarer Nähe befinden und ist wahrscheinlich leitungsgebunden.

Ebenso verdächtig ist das unglaublich breitbandige Spektrum der Immission.
Es deutet daruf hin, dass die "Quelle" dieser Immission einen extrem pulsförmigen Charakter aufweist, z.B. durch hohe, getaktete Ströme verursacht.

=> wie z.B. ein pulsweiten-modulierter Dimmer mit hohem Oberschwingungsanteil

Man findet einen Hinweis in der Studie, daß bei wiederholten Messungen unterschiedliche Spektren und Werte gefunden wurden. Das ließe sich z.B. durch die geänderte Taktung eines Dimmers bei unterschiedlicher Helligkeitseinstellung erklären.

Falls die Ursache dieser Störung tatsächlich in der Beleuchtung zu suchen ist, stellt sich die Frage, ob das Versuchspersonal während der "Messungen" der Feldstärken und auch während der Exposition auch immer das Licht auf exakt gleiche Helligkeit eingestellt hatte, oder z.B. während der Feldmessungen das Licht "Hell" und während der Vogelexposition "dunkel" eingestellt hatte.

Eine anderer offener Punkt:
Die Messungen zeigen vermutlich RMS Werte je Frequenz (spektrale Dichte)
Wie hoch waren aber die Peak-Werte, wenn man breitbandig messen würde ?
Das breitbandige Spektrum deutet auf ein kurze Pulse und lange Pausen hin, was bedeutet, der "Peak"-Wert der magnetischen Flußdichte könnte ein Vielfaches von 1uT betragen haben. ICNIRP empfiehlt eine Grenze für den Spitzenwert (oberhalb 150kHz) von maximal 10uT.

Dann wäre da noch die Frage, ob die gemessenen Flußdichten repräsentativ für alle 7..9 Vögel galten, bzw. ob das Feld in der Hütte "homogen" war, oder womöglich einige Vögel stärker exponiert wurden, als andere.
Schließlich ist so ein Vogel ja wesentlich kleiner, als die verwendeten Mess-Sonden, so dass lokale Inhomogenitäten in "Vogelgröße" kaum zu erfassen sind.
Sollte sich herausstellen, daß die Lampenverkabelung die Imissionsquelle war, dann wären Vägel in Nähe eines der stromführenden Leitung stärker exponiert, als Vögel mit größerer Distanz zu einem der Leitungen.
(B ist proportional zu H und H ist proportional zu 1/r)

K

Tags:
Freifeld