第 8 章 結論 74
C.3 実測結果と数値解析結果の比較
第C章 放射型300GHzばく露装置の開発とばく露評価
して，ステップ幅 4 mmのときに5分，2 mmのときに20分である．
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(b)y軸方向
図C.5. 電界分布 (|S21|) 測定時の再現性．
C.3.2 実験結果と数値解析結果に対する比較
図C.5には，簡易に結果の再現性を確認するため，ステップ幅 4 mmで3回測定した結果 を示す．放物面鏡の取り外しと光軸合わせを測定ごとに繰り返し行った．測定範囲の端部 では，測定回ごとの差異が大きくなった．測定範囲の中心 ±12.5 mmの領域の差異は，x軸 方向で最大2.3 dB，y軸方向で最大1.7 dBと小さくなった．
C.3実測結果と数値解析結果の比較
図C.9には，空間のステップ幅2 mmで1回測定した測定結果とMLFMMでの数値解析結 果を示す．図C.7には，これらの比較を示す．両者とも強度が高い領域が円状に近く，分布 形状は概ね一致した．両者に共通して特に，y軸方向の非対称な分布と，y軸方向のリップ ルが見られた．
数値解析上で，リップルの周期は1.0–1.2 mmである．周波数 300 GHzでの自由空間内で
の波長 (≃1 mm) とほぼ同じかやや長い程度であった．リップルの振幅は，y軸方向の分布
の非対称な分布の差異に比べて小さい．リップルによる一様性の低下は殆ど無視できると 考えた．
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第C章 放射型300GHzばく露装置の開発とばく露評価
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(b)
図 C.6. 培養容器の配置位置での電力密度分布と|S21|. (a) 平面走査での実測結果．空間ステップ 間隔 2 mm．(b) 解析結果．
C.3実測結果と数値解析結果の比較
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(b)y軸方向
図 C.7. 培養容器の配置位置での数値解析と実測の電界分布の比較．(a) x軸沿いの分布 (y = 0 mm)，(b) y軸沿いの分布 (x= 0 mm)．
100
第C章 放射型300GHzばく露装置の開発とばく露評価
C.4 300GHz 放射型ばく露装置のばく露評価
ばく露装置のばく露評価を行った結果を示す．図C.8に，細胞が内在する培地内底面での 電界分布を示した．培地内底面全体でミリ波が吸収されていることが確認された．培地内 底面での電磁界強度，SAR，電力密度の空間分布から算出した基本統計量を表C.2に示した．
図 C.8. 培地内底面での電界分布．空間平均値での規格化．
表 C.2. アンテナ入力電力15 mW時の培地内底面における空間平均値．
電界強度 (V/m) 磁界強度 (A/m) SAR (W/kg) 電力密度(mW/cm2)
最小値 13.4 0.04 20.2 0.04
最大値 101 0.91 1134 2.14
空間平均値 46.9 0.36 257 0.57
標準偏差 9.81 0.08 98.8 0.22
C.4300GHz放射型ばく露装置のばく露評価
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(b)
図 C.9. 地内底面での電界分布．空間平均値での規格化. (a) x 軸上 y = 0,9 mm．(b) y軸上の x= 0,9 mm．
102
第C章 放射型300GHzばく露装置の開発とばく露評価
図C.10に電界分布のヒストグラムを示す．分布の均一度の指標には，Ave. ± 3 dB, Ave.
± 5 dB を用いた [20]．Ave. ± 3 dB, Ave. ± 5 dB は，電界分布の空間平均値±3 dB, ±5 dB に曝される細胞数の割合とした．Ave. ± 3 dB, Ave. ± 5 dB はそれぞれ90%と97%であっ た．殆どの細胞はSARの空間平均値 ± 3 dBに照射された．
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図C.10. 培地内底面での電界分布のヒストグラム．空間平均値での規格化．
培地内に吸収される電力は入力電力の56% となった．反射される電力は，入力電力の 14%であった．殆どの電力は培地内に吸収されることを示した．
表C.3は，最近の細胞用ミリ波ばく露装置 [53] との比較を示す．アンテナへの入力電力 は，いずれも15 mWに規格化した．開発したばく露装置の電力密度は，空間平均値±5 dB とした．比較対象の電力密度は，空間平均値±相対標準偏差の2倍を示す．比較対象では，
空間電力を実測した結果から照射面積を除算して求めている．開発したばく露装置では，広 い照射面積に対して，高いばく露量の効率が得られた．
表 C.3. 最近の細胞用ミリ波ばく露装置との比較．培養容器への照射面積(底面積)，電力密度の空 間平均値と 底面の95%を占める強度の幅．
照射面積(mm2) 空間平均値(mW/cm2) 95%の幅(mW/cm2)
開発した装置 962 0.57 0.27–1.1
Ostmann, et al. [53] (周波数380 GHz) 113 0.35 0.25–0.45