人体对毫米波的吸收及其生物学的含义

摘要

由于近代毫米波技术的进展,包含这个波段的大功率信号源的实用化,使了解毫米波能量对人体的生物学含义已成为不可避免的事。本文叙述了穿衣服的人体和没有穿衣服的人体对毫米波的吸收效率。由于有空气隙和没有空气隙的衣服起着一种阻抗变换器的作用,所以入射能量的百分之九十到九十五可能被穿着干衣服的人的皮肤所吸收。因为皮肤的透入深度是亚毫米量级的,在入射功率密度相当于 ANSI(美国国家标准协会)5mW/cm^2安全指标的情况下,计算出来的表面比吸收率高达65—357W/kg。因为大部分毫米波能量是在皮肤的热觉细胞区域中(0.1—1.0mm)吸收的,所以吸收能量的感觉可能和红外辐射的感觉是一样的。对于后者,热觉的阈值大约足0.67mW/cm^2,在功率密度8.7mW/cm^2时有可能引起“很热到灼热”的感觉,反应时间约1.0±0.6秒。本文对毫米波脉冲的听阈进行了数值计算。在30—300GHz 频率范围中获得143—579μJ/cm^2的脉冲能量密度。这些数值比3GHz 以下微波频率的阈值大8—23倍。由于眼睛角膜的比吸收率大,所以本文也提出了对毫米波照射的视觉效应进行测定的必要性。