Technische Magnetfelder und Grenzwerte

Aus Sekels Magnetic Shielding
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Unsere Umwelt ist einer Vielzahl von elektromagnetischen Feldern ausgesetzt, die außer der gewollten Wirkung weder Geräte, Umwelt noch Menschen stören oder gefährden sollen.

Vorschriften und Empfehlungen

Für Betriebsmittel ist dies im Gesetz über die elektromagnetische Verträglichkeit geregelt, sowie in einer Vielzahl von anwendungs- oder gerätespezifischen Normen. Der Schutz von Menschen vor gesundheitsgefährdender Strahlung ist im Bundesimmissionsschutzgesetz für den Betrieb von Hochfrequenz-, Niederfrequenz- und Gleichstromanlagen (Verordnung über elektromagnetische Felder – 26. BlmSchV) geregelt. Darüber hinaus gilt in Betrieben die Unfallverhütungsvorschrift BGV B11 Elektromagnetische Felder zur Verhütung von Gefahren für Leben und Gesundheit bei der Arbeit.

In beiden Regelwerken sind frequenzabhängige Grenzwerte festgeschrieben, denen Menschen permanent oder zeitweise ausgesetzt sein dürfen, ohne dass es zu einer Beeinträchtigung der Gesundheit kommen sollte. Die Festlegung dieser Grenzwerte folgt z. B. den Empfehlungen von nationalen (in Deutschland die deutsche Strahlenschutzkommission (SSK)) und internationalen Einrichtungen (Internationale Kommission zum Schutz von nichtionisierenden Strahlen (ICNIRP) und den wissenschaftlichen Gremien der Weltgesundheitsorganisation (WHO), hier insbesondere die International Agency for Research on Cancer (IARC)).

Gleichfelder

Ferromagnetische Gegenstände werden in Richtung größerer Magnetfeldstärken beschleunigt. Die Kraft beträgt:

Fehler beim Parsen (MathML mit SVG- oder PNG-Rückgriff (empfohlen für moderne Browser und Barrierefreiheitswerkzeuge): Ungültige Antwort („Math extension cannot connect to Restbase.“) von Server „https://wikimedia.org/api/rest_v1/“:): {\displaystyle \vec F = \frac {(\mu_r - 1)}{\mu_0} \cdot V \cdot \vec B \cdot J_B}

V ist das Volumen des Köpers, Fehler beim Parsen (MathML mit SVG- oder PNG-Rückgriff (empfohlen für moderne Browser und Barrierefreiheitswerkzeuge): Ungültige Antwort („Math extension cannot connect to Restbase.“) von Server „https://wikimedia.org/api/rest_v1/“:): {\displaystyle \vec B} ist das Magnetfeld, JB ist die Jakobi-Matrix des Magnetfeldes.

Magnetische Gleichfelder werden im Allgemeinen als verhältnismäßig unkritisch angesehen. Unbestritten ist der „wohltuende“ Einfluss des (statischen) Erdmagnetfeldes, welches uns wirksam vor schädigenden „Partikeln“ aus dem Weltraum schützt. Die Stärke des Erdmagnetfeldes in Mitteleuropa beträgt ca. 50 μT (Betrag), bzw. ca. 40 A/m.

Die ICNIRP Guidelines (2009) lassen für Kopf und Rumpf von „Beschäftigten“ eine maximalen Flussdichte von 2 T zu, unter kontrollierten Bedingungen bis zu 8 T. Zum Vergleich: die Flussdichte in Kernspin-Tomographen liegt bei ca. 1 – 2 T (bis zu 10 T bei wissenschaftlichen Geräten). Direkt auf der Polfläche eines starken Industrie-Dauermagneten werden ca. 0,7 T erreicht (stark abnehmend mit dem Abstand). Für implantierte medizinische Geräte gilt eine Empfehlung von 0,5 mT (also dem ca. 10-fachen des Erdmagnetfeldes). Der gleiche Grenzwert wird in den ICNIRP Guidelines zum Schutz vor „fliegenden“ metallischen Gegenständen empfohlen. Ansonsten geht die ICNIRP davon aus, dass statische Magnetfelder bis zu 400 mT für die Allgemeinbevölkerung unkritisch sind.

Die 26. BlmSchV legt für Gleichfelder 0,5 mT fest und richtet sich somit generell nach der Empfehlung für Implantat-Träger, bzw. Sicherheit vor fliegenden Gegenständen.

Die BGV B11 lässt je nach Expositionsbereich und Aufenthaltsdauer zwischen 21,22 mT und 127,3 mT zu, vorausgesetzt die Mitarbeiter sind vor fliegenden Gegenständen geschützt.

Magnetfeld um einen stromdurchflossenen Leiter:

Fehler beim Parsen (MathML mit SVG- oder PNG-Rückgriff (empfohlen für moderne Browser und Barrierefreiheitswerkzeuge): Ungültige Antwort („Math extension cannot connect to Restbase.“) von Server „https://wikimedia.org/api/rest_v1/“:): {\displaystyle B = \mu_0 \frac {I}{2 \pi r}}