NY1高功率微波辐射源功率密度的简易测量.pdfVIP

第28卷第1期 辐射防护 V01．28No．1 2008年1月 RadiationProtection Jan．2008 NY．1高功率微波辐射源功率密度的简易测量+ 韩黎军州’2 张 杰1 齐红星1 谢涛嵘1 陈树德”q 乔登江1 (1．华东师范大学精密光谱科学与技术国家重点实验室，上海，200062) (2．新疆石河子大学师范学院物理系，新疆石河子，832000) 摘要微波的生物热效应能使蛋白质变性。蛋白质变性所需要的辐照时间取决于入射的功率密度， 所以高功率微波功率密度的测量是研究微波生物效应的基础。利用纸水混合介质的介电常数，计算出 微波波阻抗，利用介质和空气界面上的反射系数和介质中衰减系数以及蒸发的水的质量，从而求出入射 的微波功率密度。 关键词 功率密度复介电常数衰减常数波阻抗反射系数 1 引言 源功率密度，可以为工作人员安全防护提供参 微波对生物具有热效应和非热效应。例如 考依据。 温度超过45℃以上，生物体内蛋白质变性，影 响其溶解度、粘度、膨胀性、稳定性等，从而失去 2实验材料与仪器 活性；微波的振荡作用能改变生物体内高分子 2．1 NY一1强微波辐射源 化合物排列聚合状态及运动规律。王立斌等报 NY．1强微波辐射源主要由振荡器、调制 W／cm2的毫米波辐照体器、放大器组成，发射10．125GHz连续波，输出 道【1]，以功率密度3．5 重为10 cm2，达 功率4kw，工作电压12kV，高压电流1．3A， g的小鼠腰背部，辐照面积为2 到20s后会导致小鼠死亡。 功率耦合度～49．78dB；微波经矩形波导由长 0．85 微波具有加热各种电磁损耗介质的能力。 m喇叭天线输出。 水对微波吸收性特别强，而一般的生物体都富 喇叭天线的发射区分为三个区：近场区、过 含水分，当生物体吸收微波能量使体内温度迅 渡区和辐射场区。近场区：R，=O．1～ 速上升到48℃以上时，就会受到一定的损伤。 0．25D2／A；D为喇叭口直径，取O．20m；A为波 例如在微波杀灭害虫技术中，当温度达到40～ 长。过渡区：R2=0．6∥／A。辐射场区：RR2。 45℃时，一般害虫的活动受到抑制；45—48℃测量区域为辐射场区。根据仪器参数选择辐射 时，大多数害虫处于昏迷状态；48℃以上时， 场区在R0．8m处。 大多数的害虫会死亡【2j。 2．2纸水混合介质的电性参数 一般认为微波生物学作用与辐射功率密度 由于不同材料在同一频率下的复介电常数 关系大而与辐射剂量关系较小∞j。微波的生 是不同的，考虑到纸有良好的吸水性能，并且已 物作用主要取决于生物体所处环境的电磁场的 知纸在频率为10GHz时的复介电常数占。= 功率密度HJ。所以测量NY一1高功率微波辐射2．62一．J：0．11。经计算，实验室现有直径D= ·上海市科研攻关项目(项目号：05dzl2031)。 ++第一作者简介：韩黎军，男，1973年出生，1996年毕业于陕西汉中师范学院物理系物理学专业，现为华东师范大学物理系硕 士研究生。 ·+·通讯作者。 ·42· 辐射防护 第28卷第1期 (20．036±0．076)cm、厚度d=(0．504±面上的反射以及介质中的衰减紧密相关，它极 0．006)cm、干重m。=87．87g的圆型纸板，在浸 大地影响介质对微波的吸收”1。所以不同介 GHz的微波在 水后总质量为130