帯電した成人男性と小児からの過渡的接触電流のFDTD解析

摘要

接触電流は，電磁界ばく露で電位ポテンシャルを持つ金属構造物に人体が接触したときに体内外へ流出入し，その際の体内誘導電流密度／電界が筋肉や末梢神経を刺激する恐れがある．このため，接触電流で誘導される体内電流密度／電界に関する数値検討が行われている．一方で，防護ガイドラインで示されているようにミリメートルの分解能で特定の組織における誘導量をより詳細に定量化することが求められている．また，接触電流により生体反応を引き起こす際に人体に流出入する電荷を指標として，成人に対する測定が行われている．筆者らの研究グループでは，日本人成人や小児の解剖学的数値人体モデルを用いて，帯電人体からの過渡的な接触電流による体内誘導量のFDTD解析を行ってきた．本稿では，成人男性モデルと3歳小児モデルを対象とし，非接地の人体モデルの静電容量を計算し，同一の電圧に帯電した人体からの過渡的な接触電流を解析した．解析の結果，過渡的な接触電流に対する人体の静電容量による影響は，接触電流波形の減衰に見られ，人体容量の小さい3歳小児モデルが成人男性モデルに比べて減衰定数が大きいことがわかった．この要因として，3歳小児モデルの静電容量は成人男性モデルの静電容量のおよそ半分の値となることがわかった．