Nieuws

De IEEE-website plaatst cookies op uw apparaat om u de beste gebruikerservaring te bieden. Door onze website te gebruiken, gaat u akkoord met het plaatsen van deze cookies. Lees ons privacybeleid voor meer informatie.

Toonaangevende experts op het gebied van RF-dosimetrie ontleden de pijn van 5G en het verschil tussen blootstelling en dosis.

Kenneth R. Foster heeft decennialange ervaring met het bestuderen van radiofrequente (RF) straling en de effecten daarvan op biologische systemen. Nu heeft hij samen met twee andere onderzoekers, Marvin Ziskin en Quirino Balzano, een nieuw overzichtsartikel over dit onderwerp geschreven. Gezamenlijk hebben de drie (allen vaste IEEE-fellows) meer dan een eeuw ervaring op dit gebied.
Het onderzoek, dat in februari werd gepubliceerd in het International Journal of Environmental Research and Public Health, bekeek de afgelopen 75 jaar onderzoek naar de beoordeling van RF-blootstelling en dosimetrie. De co-auteurs beschrijven daarin hoe ver het vakgebied is gevorderd en waarom zij het als een wetenschappelijk succesverhaal beschouwen.
IEEE Spectrum sprak via e-mail met emeritus hoogleraar Foster van de Universiteit van Pennsylvania. We wilden meer weten over waarom studies naar de blootstelling aan RF-straling zo succesvol zijn, wat RF-dosimetrie zo moeilijk maakt en waarom de publieke bezorgdheid over gezondheid en draadloze straling nooit lijkt te verdwijnen.
Voor degenen die het verschil niet kennen: wat is het verschil tussen blootstelling en dosis?

Kenneth Foster: In de context van RF-veiligheid verwijst blootstelling naar het veld buiten het lichaam, en dosis naar de energie die in het lichaamsweefsel wordt geabsorbeerd. Beide zijn belangrijk voor veel toepassingen, bijvoorbeeld in medisch onderzoek, onderzoek naar de veiligheid van arbeidsgezondheid en consumentenelektronica.
"Voor een goed overzicht van onderzoek naar de biologische effecten van 5G, zie het artikel van [Ken] Karipidis, waarin werd geconcludeerd dat er 'geen doorslaggevend bewijs is dat laagfrequente RF-velden boven de 6 GHz, zoals die gebruikt worden door 5G-netwerken, schadelijk zijn voor de menselijke gezondheid'." -- Kenneth R. Foster, Universiteit van Pennsylvania
Foster: Het meten van RF-velden in de vrije ruimte is geen probleem. Het echte probleem dat zich in sommige gevallen voordoet, is de grote variabiliteit van de RF-blootstelling. Veel wetenschappers onderzoeken bijvoorbeeld de RF-veldniveaus in de omgeving om problemen met de volksgezondheid aan te pakken. Gezien het grote aantal RF-bronnen in de omgeving en de snelle afname van het RF-veld van elke bron, is dit geen gemakkelijke taak. Het nauwkeurig in kaart brengen van de individuele blootstelling aan RF-velden is een echte uitdaging, althans voor de weinige wetenschappers die zich daaraan wagen.

Toen u en uw mede-auteurs uw artikel in IJERPH schreven, was het uw doel om de successen en dosimetrische uitdagingen van blootstellingsonderzoeken aan te tonen? Foster: Ons doel is om te wijzen op de opmerkelijke vooruitgang die het blootstellingsonderzoek in de loop der jaren heeft geboekt. Dit heeft veel duidelijkheid gebracht in de studie van de biologische effecten van radiofrequente velden en heeft geleid tot belangrijke vooruitgang in de medische technologie.
Hoeveel is de instrumentatie op deze gebieden verbeterd? Kunt u mij vertellen welke instrumenten u bijvoorbeeld aan het begin van uw carrière ter beschikking stonden, vergeleken met wat er nu beschikbaar is? Hoe dragen verbeterde instrumenten bij aan het succes van blootstellingsbeoordelingen?
Foster: Instrumenten die worden gebruikt om RF-velden te meten in gezondheids- en veiligheidsonderzoek worden steeds kleiner en krachtiger. Wie had een paar decennia geleden gedacht dat commerciële veldmeetinstrumenten robuust genoeg zouden worden om mee te nemen naar de werkplek, in staat om RF-velden te meten die sterk genoeg zijn om een ​​beroepsrisico te vormen, maar tegelijkertijd gevoelig genoeg om zwakke velden van verre antennes te meten? En dat ze tegelijkertijd het precieze spectrum van een signaal zouden kunnen bepalen om de bron ervan te identificeren?
Wat gebeurt er wanneer draadloze technologie overstapt op nieuwe frequentiebanden, zoals millimeter- en terahertzgolven voor mobiele telefonie, of 6 GHz voor wifi?
Foster: Nogmaals, het probleem heeft te maken met de complexiteit van de blootstellingssituatie, niet met de meetinstrumenten. Zo zenden 5G-zendmasten met hoge frequenties bijvoorbeeld meerdere stralen uit die zich door de ruimte bewegen. Dit maakt het moeilijk om de blootstelling van mensen in de buurt van zendmasten te kwantificeren en te controleren of de blootstelling veilig is (wat vrijwel altijd het geval is).
"Persoonlijk maak ik me meer zorgen over de mogelijke gevolgen van te veel schermtijd voor de ontwikkeling van kinderen en over privacykwesties." – Kenneth R. Foster, Universiteit van Pennsylvania

Als blootstellingsbeoordeling een opgelost probleem is, waarom is de overstap naar nauwkeurige dosimetrie dan zo moeilijk? Wat maakt het eerste zoveel eenvoudiger dan het laatste?
Foster: Dosimetrie is complexer dan blootstellingsanalyse. Je kunt over het algemeen geen RF-sonde in iemands lichaam inbrengen. Er zijn veel redenen waarom je deze informatie nodig zou kunnen hebben, bijvoorbeeld bij hyperthermiebehandelingen voor kanker, waarbij weefsel tot nauwkeurig bepaalde niveaus moet worden verwarmd. Te weinig verwarming levert geen therapeutisch effect op, te veel verwarming leidt tot brandwonden bij de patiënt.
Kunt u me meer vertellen over hoe dosimetrie tegenwoordig wordt uitgevoerd? Als het niet mogelijk is om een ​​sonde in iemands lichaam in te brengen, wat is dan het beste alternatief?
Foster: Het is prima om ouderwetse RF-meters te gebruiken om velden in de lucht te meten voor diverse doeleinden. Dit is natuurlijk het geval bij werkzaamheden op het gebied van arbeidsveiligheid, waarbij je de radiofrequente velden moet meten die op de lichamen van werknemers voorkomen. Voor klinische hyperthermie moet je patiënten mogelijk nog steeds met thermische sondes behandelen, maar computationele dosimetrie heeft de nauwkeurigheid van het meten van thermische doses aanzienlijk verbeterd en heeft geleid tot belangrijke technologische vooruitgang. Voor studies naar de biologische effecten van RF (bijvoorbeeld met behulp van antennes op dieren) is het cruciaal om te weten hoeveel RF-energie door het lichaam wordt geabsorbeerd en waar die naartoe gaat. Je kunt niet zomaar je telefoon voor een dier houden als blootstellingsbron (hoewel sommige onderzoekers dat wel doen). Voor sommige grote studies, zoals de recente studie van het National Toxicology Program naar levenslange blootstelling aan RF-energie bij ratten, is er geen echt alternatief voor computationele dosimetrie.
Waarom denk je dat er zoveel aanhoudende zorgen zijn over draadloze straling dat mensen de stralingsniveaus thuis meten?

Foster: Risicoperceptie is een complexe aangelegenheid. De eigenschappen van radiostraling geven vaak aanleiding tot bezorgdheid. Je kunt het niet zien, er is geen direct verband tussen blootstelling en de verschillende effecten waar sommige mensen zich zorgen over maken. Mensen verwarren radiofrequente energie (niet-ioniserend, wat betekent dat de fotonen te zwak zijn om chemische bindingen te verbreken) vaak met ioniserende röntgenstraling, enzovoort. Straling (echt gevaarlijk). Sommigen denken dat ze "overgevoelig" zijn voor draadloze straling, hoewel wetenschappers deze gevoeligheid niet hebben kunnen aantonen in goed geblindeerde en gecontroleerde studies. Sommige mensen voelen zich bedreigd door het alomtegenwoordige aantal antennes dat wordt gebruikt voor draadloze communicatie. De wetenschappelijke literatuur bevat veel gezondheidsgerelateerde rapporten van wisselende kwaliteit, waarin men een angstaanjagend verhaal kan vinden. Sommige wetenschappers geloven dat er inderdaad een gezondheidsprobleem zou kunnen zijn (hoewel de gezondheidsinstantie weinig bezorgdheid uitte, maar zei dat er "meer onderzoek" nodig was). De lijst gaat maar door.

Blootstellingsmetingen spelen hierin een rol. Consumenten kunnen goedkope maar zeer gevoelige RF-detectoren kopen en RF-signalen in hun omgeving onderzoeken, en die zijn er in overvloed. Sommige van deze apparaten "klikken" wanneer ze radiofrequentiepulsen meten van apparaten zoals wifi-toegangspunten, en klinken als een geigerteller in een kernreactor. Dat is best eng. Sommige RF-meters worden ook verkocht voor het opsporen van geesten, maar dat is een andere toepassing.
Vorig jaar publiceerde het British Medical Journal een oproep om de uitrol van 5G te stoppen totdat de veiligheid van de technologie was vastgesteld. Wat vindt u van deze oproepen? Denkt u dat ze het deel van het publiek dat zich zorgen maakt over de gezondheidseffecten van RF-blootstelling zullen informeren, of juist voor meer verwarring zullen zorgen? Foster: U verwijst naar een opiniestuk van [epidemioloog John] Frank, en ik ben het grotendeels oneens met dat stuk. De meeste gezondheidsinstanties die de wetenschappelijke bevindingen hebben beoordeeld, hebben simpelweg opgeroepen tot meer onderzoek, maar minstens één – de Nederlandse Gezondheidsraad – heeft opgeroepen tot een moratorium op de uitrol van 5G met hoge frequenties totdat er meer veiligheidsonderzoek is gedaan. Deze aanbevelingen zullen zeker de aandacht van het publiek trekken (hoewel HCN het ook onwaarschijnlijk acht dat er gezondheidsrisico's zijn).
In zijn artikel schrijft Frank: "De opkomende sterke punten van laboratoriumonderzoek suggereren dat radiofrequente elektromagnetische velden (RF-EMF) schadelijke biologische effecten hebben."

Dat is het probleem: er zijn duizenden studies naar de biologische effecten van RF in de literatuur. De eindpunten, relevantie voor de gezondheid, kwaliteit van de studies en blootstellingsniveaus varieerden sterk. De meeste studies rapporteerden een of ander effect, bij alle frequenties en alle blootstellingsniveaus. De meeste studies liepen echter een aanzienlijk risico op vertekening (onvoldoende dosimetrie, gebrek aan blindering, kleine steekproefomvang, enz.) en veel studies waren inconsistent met andere. "Opkomende onderzoekssterkten" zijn niet erg zinvol voor deze obscure literatuur. Frank zou moeten vertrouwen op een nauwkeuriger onderzoek door gezondheidsinstanties. Deze instanties hebben consequent geen duidelijk bewijs gevonden voor nadelige effecten van omgevings-RF-velden.
Frank klaagde over de inconsistentie in de publieke discussie over "5G", maar hij maakte dezelfde fout door geen frequentiebanden te noemen wanneer hij het over 5G had. Laag- en middenband 5G werkt namelijk op frequenties die dicht bij de huidige mobiele frequentiebanden liggen en lijkt geen nieuwe blootstellingsproblemen te veroorzaken. Hoogband 5G werkt op frequenties die iets lager liggen dan het millimetergolfbereik, beginnend bij 30 GHz. Er zijn weinig studies gedaan naar biologische effecten in dit frequentiebereik, maar de energie dringt nauwelijks door de huid en gezondheidsinstanties hebben geen zorgen geuit over de veiligheid ervan bij gangbare blootstellingsniveaus.
Frank heeft niet gespecificeerd welk onderzoek hij wilde doen voordat hij "5G" zou uitrollen, wat hij daar ook mee bedoelde. De [FCC] vereist dat licentiehouders zich houden aan de blootstellingslimieten, die vergelijkbaar zijn met die in de meeste andere landen. Er is geen precedent voor een nieuwe RF-technologie die direct wordt beoordeeld op gezondheidseffecten van RF vóór goedkeuring, wat een eindeloze reeks studies zou kunnen vereisen. Als de FCC-beperkingen niet veilig zijn, moeten ze worden aangepast.

Voor een gedetailleerd overzicht van onderzoek naar de biologische effecten van 5G, zie het artikel van [Ken] Karipidis, waarin werd geconcludeerd dat "er geen doorslaggevend bewijs is dat laagfrequente RF-velden boven de 6 GHz, zoals die gebruikt worden door 5G-netwerken, schadelijk zijn voor de menselijke gezondheid." Het overzicht riep ook op tot meer onderzoek.
De wetenschappelijke literatuur is verdeeld, maar tot nu toe hebben gezondheidsinstanties geen duidelijk bewijs gevonden voor gezondheidsrisico's van omgevings-RF-velden. De wetenschappelijke literatuur over de biologische effecten van millimetergolven is echter relatief beperkt, met ongeveer 100 studies van wisselende kwaliteit.
De overheid verdient veel geld met de verkoop van frequentiespectrum voor 5G-communicatie en zou een deel daarvan moeten investeren in hoogwaardig gezondheidsonderzoek, met name naar 5G in de hogere frequentiebanden. Persoonlijk maak ik me meer zorgen over de mogelijke impact van te veel schermtijd op de ontwikkeling van kinderen en over privacykwesties.
Zijn er verbeterde methoden voor dosimetrie? Zo ja, wat zijn de meest interessante of veelbelovende voorbeelden?

Foster: De belangrijkste vooruitgang is waarschijnlijk te vinden in de computationele dosimetrie met de introductie van eindige-differentie-tijddomeinmethoden (FDTD) en numerieke modellen van het lichaam gebaseerd op medische beelden met hoge resolutie. Dit maakt een zeer nauwkeurige berekening mogelijk van de absorptie van RF-energie door het lichaam vanuit elke bron. Computationele dosimetrie heeft gevestigde medische therapieën, zoals hyperthermie bij de behandeling van kanker, nieuw leven ingeblazen en heeft geleid tot de ontwikkeling van verbeterde MRI-systemen en vele andere medische technologieën.
Michael Koziol is redacteur bij IEEE Spectrum en behandelt alle aspecten van telecommunicatie. Hij behaalde een bachelordiploma in Engels en natuurkunde aan de Seattle University en een masterdiploma in wetenschapsjournalistiek aan de New York University.
In 1992 nam Asad M. Madni de leiding over BEI Sensors and Controls, waar hij toezicht hield op een productlijn die een verscheidenheid aan sensoren en traagheidsnavigatieapparatuur omvatte, maar een kleinere klantenkring had – voornamelijk de lucht- en ruimtevaart- en defensie-elektronica-industrie.

De Koude Oorlog eindigde en de Amerikaanse defensie-industrie stortte in. En het bedrijfsleven zal zich niet snel herstellen. BEI moest snel nieuwe klanten vinden en aantrekken.
Om deze klanten te werven, moet het bedrijf zijn mechanische traagheidssensorsystemen vervangen door onbewezen nieuwe kwartstechnologie, kwartssensoren miniaturiseren en een fabrikant die tienduizenden dure sensoren per jaar produceert, omvormen tot een fabrikant die miljoenen meer goedkopere sensoren produceert.
Madni heeft zich enorm ingezet om het te realiseren en behaalde meer succes dan wie dan ook had kunnen verwachten voor de GyroChip. Deze goedkope traagheidssensor is de eerste in zijn soort die in een auto is geïntegreerd, waardoor elektronische stabiliteitscontrole (ESC) systemen slip kunnen detecteren en de remmen kunnen bedienen om kantelen te voorkomen. Doordat ESC's in de periode van 2011 tot 2015 in alle nieuwe auto's werden geïnstalleerd, hebben deze systemen alleen al in de Verenigde Staten 7.000 levens gered, aldus de National Highway Traffic Safety Administration.
De apparatuur vormt nog steeds de kern van talloze commerciële en privé-vliegtuigen, evenals van stabiliteitscontrolesystemen voor Amerikaanse raketgeleidingssystemen. Het is zelfs meegereisd naar Mars als onderdeel van de Pathfinder Sojourner-rover.
Huidige functie: Hoogleraar met bijzondere verdiensten aan UCLA; voormalig president, CEO en CTO van BEI Technologies

Opleiding: 1968, RCA College; Bachelor of Science, 1969 en 1972, Master of Science, UCLA, beide in Elektrotechniek; Doctoraat, California Coast University, 1987
Helden: Over het algemeen leerde mijn vader me hoe te leren, hoe een mens te zijn en wat liefde, mededogen en empathie betekenen; in de kunst, Michelangelo; in de wetenschap, Albert Einstein; in de techniek, Claude Shannon.
Favoriete muziek: Westerse muziek: The Beatles, Rolling Stones, Elvis; Oosterse muziek: Ghazals.
Organisatieleden: IEEE Life Fellow; US National Academy of Engineering; UK Royal Academy of Engineering; Canadian Academy of Engineering
Meest waardevolle onderscheiding: IEEE Medal of Honor: "Pionierende bijdragen aan de ontwikkeling en commercialisering van innovatieve sensor- en systeemtechnologieën, en uitmuntend leiderschap in onderzoek"; UCLA Alumni van het Jaar 2004
Madni ontving in 2022 de IEEE Medal of Honor voor zijn baanbrekende werk aan GyroChip, naast andere bijdragen aan technologieontwikkeling en leiderschap in onderzoek.
Techniek was niet Madni's eerste carrièrekeuze. Hij wilde een goede kunstenaar-schilder worden. Maar de financiële situatie van zijn familie in Mumbai, India (toen nog Mumbai) in de jaren 50 en 60 bracht hem ertoe zich te richten op techniek, met name elektronica, dankzij zijn interesse in de nieuwste innovaties in draagbare transistorradio's. In 1966 verhuisde hij naar de Verenigde Staten om elektronica te studeren aan het RCA College in New York City, dat begin 1900 was opgericht om radioamateurs en technici op te leiden.
"Ik wil een ingenieur zijn die dingen kan uitvinden," zei Madeney, "en dingen kan doen die uiteindelijk een impact hebben op de mensheid. Want als ik geen impact op de mensheid kan hebben, voelt mijn carrière niet vervuld."

Madni begon in 1969 aan zijn studie aan UCLA met een bachelordiploma in elektrotechniek, na twee jaar de opleiding Elektronicatechnologie aan het RCA College te hebben gevolgd. Hij vervolgde zijn studie met een master en een doctoraat, waarbij hij digitale signaalverwerking en frequentiedomeinreflectometrie gebruikte om telecommunicatiesystemen te analyseren voor zijn proefschrift. Tijdens zijn studie werkte hij ook als docent aan de Pacific State University, in het voorraadbeheer bij de winkelketen David Orgell in Beverly Hills en als ingenieur die computerapparatuur ontwierp bij Pertec.
In 1975, kort na zijn verloving en op aandringen van een oud-klasgenoot, solliciteerde hij naar een baan bij de microgolfafdeling van Systron Donner.
Madni begon bij Systron Donner met het ontwerpen van 's werelds eerste spectrumanalysator met digitale opslag. Hij had nog nooit eerder een spectrumanalysator gebruikt – ze waren destijds erg duur – maar hij kende de theorie goed genoeg om zichzelf ervan te overtuigen de baan aan te nemen. Vervolgens besteedde hij zes maanden aan testen en het opdoen van praktijkervaring met het instrument, voordat hij probeerde het opnieuw te ontwerpen.
Het project duurde twee jaar en resulteerde volgens Madni in drie belangrijke patenten, waarmee zijn "opmars naar grotere en betere dingen" begon. Het leerde hem ook het verschil waarderen tussen "wat het betekent om theoretische kennis te hebben en technologie te commercialiseren die anderen kan helpen", zei hij.

We kunnen de passieve RF-componenten ook aanpassen aan uw wensen. Ga naar de aanpassingspagina om de gewenste specificaties op te geven.
https://www.keenlion.com/customization/

E-mail:
sales@keenlion.com
tom@keenlion.com