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Grenzwerte

Das Bundesamt für Strahlenschutz informiert auf seiner Seite über die biologische Wirkungen von hochfrequenten Felder auf menschliche Körper.

  • Hochfrequente elektromagnetische Felder werden vom Körper aufgenommen.
  • Die Stärke der Energieabsorption hängt von der Stärke und der Frequenz der elektromagnetischen Felder ab.
  • Eindeutig nachgewiesen sind Kraftwirkungen und eine Wärmewirkung der hochfrequenten Felder.
  • Die Wärmewirkung ist ausschlaggebend für mögliche gesundheitliche Wirkungen beim Menschen.

Wichtig für die Beantwortung der Frage ist hier Punkt 2, die Energieabsortion des menschlichen Körpers ist frequenzabhängig.

EK101: Die Feldstärkegrenzwerte für den Schutz von Personen in elektromagnetischen Feldern sind von der Frequenz abhängig, weil ...

In der Verordnung über elektromagnetische Felder (26. BImSchV) werden im Anhang 1 (Tabellen 1a und 1b) sowie im Anhang 3 die Grenzwerte beschrieben. Dabei wird zwischen drei Fällen unterschieden:

  • Momentaner Spitzenwert (in $\unit{\kilo\volt\per\meter}$ über $\unit{\hertz}$, vgl. Abbildung NE-20.9.1)
  • 6-Minuten-Intervalle (in $\unit{\volt\per\meter}$ über $\unit{\mega\hertz}$, vgl. Abbildung NE-20.9.2)
  • Gepulste Felder (Wird aus den ersten beiden und frequenzabhängigen Faktoren berechnet, vgl. Abbildung NE-20.9.3)

Dieser Alt-Text wurde noch nicht überprüft. 1) Kurzbeschreibung: Liniengrafik mit der Beschriftung „Feldstärke in V/m“ gegenüber „Frequenz in MHz“; eine orangefarbene Linie ist bei niedrigen Frequenzen hoch, fällt bis in den Bereich um 10 MHz stark auf etwa 28 V/m ab, bleibt dort längere Zeit flach und steigt bis etwa 1 000 MHz auf rund 60 V/m, danach verläuft sie wieder waagrecht. 2) Detaillierte Beschreibung: Rechts unten steht die x‑Achsenbeschriftung „Frequenz in MHz“, mit logarithmischer Skala und Tick‑Beschriftungen „0.1“, „1“, „10“, „100“, „1 000“, „10 000“, „100 000“. Links steht die y‑Achsenbeschriftung „Feldstärke in V/m“ mit Skala von „0“ bis „100“ in Schritten von „20“. Feine und stärkere graue vertikale Gitterlinien markieren die Logarithmus‑Teilungen. Die orange Linie beginnt links oben bei etwa 85–90 V/m (nahe „0.1“), bleibt bis ungefähr „1“ nahezu konstant, fällt zwischen „1“ und „10“ stark ab, und liegt von etwa „10“ bis einige hundert MHz als waagrechte Plateau‑Linie bei rund 28–30 V/m. Ab einigen hundert MHz steigt die Linie an und erreicht nahe „1 000“ ungefähr 60 V/m; von „1 000“ bis „100 000“ verläuft sie erneut waagrecht auf etwa 60 V/m.
Abbildung NE-20.9.1: Visualisierung der Grenzwerte der 26. BImSchV, Tabelle 1a, Momentaner Spitzenwert
Dieser Alt-Text wurde noch nicht überprüft. 1) Kurze Zusammenfassung: Ein Liniendiagramm mit logarithmischer Frequenzachse zeigt eine orange Kurve, die bei niedrigen Frequenzen fast konstant hoch ist, ab etwa 100 Hz stark abfällt und sich bei hohen Frequenzen einem sehr kleinen Wert annähert. 2) Detaillierte Beschreibung: Zweiachsiges Diagramm ohne Titel. Die x‑Achse ist mit „Frequenz in Hz“ beschriftet und logarithmisch skaliert; markierte Werte: 1, 10, 100, 1 000, 10 000, 100 000. Die y‑Achse ist mit „Feldstärke in kV/m“ beschriftet; Skalenwerte von 0 bis 6, mit markierten Hauptwerten bei 0, 2, 4 und 6. Eine durchgehende orange Linie verläuft links im Bereich niedriger Frequenzen nahezu waagrecht auf einem hohen Niveau (um ca. 5 kV/m), knickt kurz vor der Marke 100 Hz nach unten ab, fällt zwischen etwa 100 Hz und einigen kHz stark und gekrümmt ab, erreicht bei rund 1 000–10 000 Hz einen sehr kleinen Wert nahe 0 kV/m und bleibt danach bis 100 000 Hz nahezu auf dieser niedrigen Höhe. Es sind feine Hilfsstriche an beiden Achsen zu sehen; es gibt keine Legende und keine zusätzlichen Beschriftungen im Plot.
Abbildung NE-20.9.2: Visualisierung der Grenzwerte der 26. BImSchV, Tabelle 1b, 6-Minuten-Intervalle
Dieser Alt-Text wurde noch nicht überprüft. Kurzfassung: Ein zweidimensionales Liniendiagramm zeigt eine orangefarbene Kurve der Feldstärke über der Frequenz, die in mehreren Stufen von sehr niedrigen Werten bei 0,01 MHz bis auf etwa 2 000 V/m ab rund 1 000 MHz ansteigt und dann konstant bleibt. Detaillierte Beschreibung: - Achsenbeschriftungen: y-Achse (vertikal) „Feldstärke in V m“ (das „m“ steht unter dem „V“), Skala 0, 500, 1 000, 1 500, 2 000, 2 500; x-Achse (horizontal) „Frequenz in MHz“, Skala 0.01, 0.1, 1, 10, 100, 1 000, 10 000, 100 000. - Die x-Achse ist logarithmisch mit vielen feinen grauen vertikalen Hilfslinien (einige etwas dunkler), die y-Achse wirkt linear. - Die orange Linie verläuft von links unten bei 0.01 MHz knapp über 0 V/m nahezu waagerecht bis etwa 0.1 MHz, steigt dann allmählich an, erreicht um 1 MHz ungefähr 600 V/m und steigt weiter leicht bis auf etwa 850–900 V/m bei rund 10 MHz. - Von etwa 10 MHz bis knapp unter 1 000 MHz bleibt die Kurve nahezu horizontal auf diesem Niveau. - Bei ungefähr 1 000 MHz zeigt sie einen steilen Anstieg auf etwa 2 000 V/m und verläuft anschließend bis 100 000 MHz wieder horizontal auf diesem höheren Niveau. - Es gibt keine Legende, keine Markierungen für Messpunkte und keine weiteren Textelemente.
Abbildung NE-20.9.3: Visualisierung der Grenzwerte der 26. BImSchV, Anhang 3, Gepulste Felder

Da nicht ständig gesendet wird, verwenden wir in der Regel den quadratischen Mittelwert der Feldstärke ($\unit{\volt\per\meter}$), gemittelt über einen Zeitraum von 6 Minuten. Ein wichtiger Wert hierbei ist $\qty{28}{\volt\per\meter}$, der für den Bereich von $\qtyrange{10}{400}{\mega\hertz}$, also eine Vielzahl von Amateurfunkbändern gültig ist und in einigen folgenden Prüfungsfragen zum Personenschutz vorkommt.

Die Grenzwerte müssen für die Prüfung nicht auswendig gelernt werden und werden in der Prüfung immer in der Frage genannt.

EK102: Mit welchem zeitlichen Bezug ist die Feldstärke für die Einhaltung der Grenzwerte der 26. Verordnung zur Durchführung des Bundes-Immissionsschutzgesetzes (Verordnung über elektromagnetische Felder - 26. BImSchV) zu betrachten?

Eine Ausnahme sind hierbei aktive Körperhilfen (z. B. Herzschrittmacher, Insulinpumpen, Cochlea-Implantate), da hier in bestimmten Fällen die maximalen Momentanwerte angenommen werden müssen.

EK103: Zum Schutz von Personen in elektromagnetischen Feldern sind in bestimmten Fällen auch Grenzwerte für aktive Körperhilfen einzuhalten. Mit welchem zeitlichen Bezug ist die Feldstärke hierbei zu betrachten?

Weiter zum nächsten Abschnitt: Näherungsformel I