Mange forskere rundt om i verden har advaret om sundheds- og miljøskader fra 5G-teknologier og advaret om, at der ikke er nogen forskning, der har undersøgt virkningerne af disse teknologier, før de tages i brug. Advarslerne er derfor baseret på virkningerne fra nært beslægtede teknologier.

En ny forskningsartikel – ICNIRP’s ‘Guidelines for assessment method for assessment exposure to radiation from 5G millimeter waves’ may cause health damage – er interessant, fordi den dokumenterer, hvordan de retningslinjer, som skulle beskytte os, i stedet burde være mærket som værende farlige.

De ubrugelige procedurer, der bruges til at fastsætte grænseværdierne, skaber en falsk følelse af sikkerhed. Teknologien udrulles i blinde – og forsvares på grund af manglende procedurer til at registrere de skadelige effekter. Derved viser virkningerne sig kun som isolerede individuelle begivenheder: en enkelt elektrooverfølsom her og der, nogle børn der udvikler diffuse helbredsproblemer, kræfttilfælde med uforklarlige årsager osv.

Indhold

Introduktionen er delvist lånt fra Einar Flydals blog. Efter introduktionen kommer en status fra Joel R. Moskowitz, efterfulgt af det oversatte forskningsprojekt. Forsidebilledet er Pieter Breugel d.e.: Lignelsen om de blinde (Gleichniss von den Blinden), 1568. (Fra Matteus 15.: «Tag jer ikke af dem. De er blinde vejvisere. Og når en blind leder en blind, vil begge falde i grøften.»)

Forskerne bag undersøgelsen

Forfatterne af forskningsartiklen, der dokumenterer de skadelige virkninger af ICNIRP’s nye retningslinjer, er Mary Redmayne og Donald R. Maisch.

Mary Redmayne er forsker med stor erfaring på området. Hun er tilknyttet School of Geography, Environment and Earth Sciences, Victoria University of Wellington, New Zealand.

Donald R. Maisch driver sin egen hjemmeside for information om sundhedsfarerne ved de elektromagnetiske felter (EMFacts Consultancy, https://www.emfacts.com/) og er ligeledes tilknyttet forsknings- og databasefonden Oceania Radiofrequency Scientific Advisory Association Inc. (ORSAA) samt The Australasian College of Nutritional and Environmental Medicine (ACNEM), begge i Australien.

I sin ph.d. undersøgte Maisch, hvordan standardiseringen af grænseværdier foregik: Han påviste, hvordan bekymringen for, at den amerikanske forsvars- og erhvervssektor ville sakke agterud i forhold til andre udviklede lande, var en afgørende faktor, da varmepåvirkning blev valgt som et kriterium ved de internationale forhandlinger, der førte til standarder og grænseværdier for EMF-eksponering.

Maisch deltog selv i dele af forhandlingerne, og i sin afhandling (Maisch 2010) viser han i detaljer, hvordan man i processen bevidst valgte at se bort fra den forskning, der viser, at eksponeringsskader også opstår uden varmepåvirkning, samtidig med at de fik opbakning til princippet om, at varmeeksponering bør være det eneste relevante kriterium ved fastsættelsen af grænseværdierne for radiokommunikation. Det er præcis det, der er nedfældet i ICNIRP- og IEEE-retningslinjerne.

Effekter forbundet med millimeterbølger

Forskningsartiklen omhandler de skadelige virkninger, der kan være forbundet med millimeterbølger ved frekvenser over 6 GHz. Disse frekvenser har så vidt vides endnu ikke været i brugt i forhold til bærbart udstyr eller i sendere rettet mod den generelle befolkning, men det er på vej. I ingeniørkredse antages det, at sådanne frekvenser stoppes af huden, og at de derfor er uproblematiske. Men det er simpelthen forkert: Det gælder kun for en del af energien og forhindrer ikke dannelsen af et væld af såkaldte Brillouin-forløbere.

Når ekstremt korte elektromagnetiske impulser kommer ind i kroppen bliver de bevægelige ladninger i sig selv til små antenner, der genstråler det elektromagnetiske felt og sender det dybere ind i kroppen. Enhver neurofysiolog kender dem under navnet stimulusartefakter. Dette forklares fint af cellebiofysiker Susan Pockett (Pockett 2021, s. 115).

Alle målinger af elektromagnetiske felter foretages i det såkaldte fjernfelt. Det anses for at begynde i en afstand af to gange bølgelængden, dvs. for millimeterbølger (som er fra 10 mm og derunder), fra 20 mm og længere. Fra under en gange bølgelængden har vi med nærfeltfeltet at gøre, og her er en række særlige elektromagnetiske egenskaber, der gør, at strålingen er langt stærkere, og måleudstyret giver ikke her korrekte svar. Forskellen er glidende. Området mellem en og to gange bølgelængden betragtes derfor som en slags overgangsområde, hvor målingerne er meget usikre. (En frekvens- og bølgelængdeberegner kan findes her: https://www.omnicalculator.com/physics/frequency-to-wavelength.)

Udstyr, som du har tæt ved kroppen (mobiltelefonen i lommen, øretelefoner osv.), udsender stråling i nærfeltet og udsender dermed langt kraftigere stråling, end vi kan måle. Det er en pointe i artiklen, at brugen af sådant udstyr vil stige dramatisk med 5G og efterfølgende G’er. Så også her handler man i totalt blinde.

Biologiske og sundhedsmæssige virkninger af 5G

Joel M. Moskowitz opsummerer på hans blog, at der kun har været lidt forskning om de biologiske eller sundhedsmæssige virkninger af 5G. Ifølge EMF-Portalen, et arkiv, der indeholder mere end 38.000 publikationer om elektromagnetiske felter, har der ud af de 519 studier om 5G kun været 14 medicinske/biologiske studier (pr. 27. marts 2023).

Et nærmere kig afslører imidlertid, at selvom disse 14 undersøgelser anvendte bærefrekvenser, der blev brugt i 5G, har kun tre undersøgelser brugt modulerede eller pulserede signaler som kræves af 5G eller brugte andre funktioner i 5G (f.eks. beamformning, massiv MIMO og fasede arrays), der sandsynligvis vil påvirke arten og omfanget af de biologiske eller sundhedsmæssige effekter ved udsættelse for den type stråling.

De tre undersøgelser er: Hardell og Nilsson, 2023; Chu et al., 2023; Perov et al., 2022.

Forskningsrapporten:

ICNIRP-retningslinjernes metode for eksponerings vurdering af 5G-millimeterbølgestråling kan udløse uønskede virkninger

Redmayne M, Maisch DR. ICNIRP Guidelines’ Exposure Assessment Method for 5G Millimetre Wave Radiation May Trigger Adverse Effects. Int. J. Environ. Res. Public Health 2023, 20, 5267. doi: 10.3390/ijerph20075267. https://www.mdpi.com/1660-4601/20/7/5267#

Abstrakt

Den nuværende globale udrulning af 5G-infrastruktur er udformet med henblik på at udnytte millimeterbølgefrekvenser (30-300 GHz-området) ved datatransmissionshastigheder i størrelsesordenen gigabit pr. sekund (Gbps). Frekvensbåndet vil blive transmitteret ved hjælp af beamforming, en ny introduktion i nærfeltseksponeringer. The International Commission on Non-Ionising Radiation Protection (ICNIRP) har for nylig opdateret sine retningslinjer. Vi undersøger kort, om ICNIRP’s nye tilgang er tilfredsstillende til at forhindre varmeskader og andre negative bioeffekter, når 5G millimeterbølge er inkluderet, og vi udfordrer brugen af kun overfladeeksponering til vurdering af lokale eksponeringer større end 6 GHz, delvist på grund af mulig Brillouin-precursor-pulsdannelse. Det er imidlertid relevant, uanset om Brillouin-prækursorer opstår ved absorption af enten 5G- eller fremtidige G-transmissioner. Mange væsentlige kilder konkluderer, at der ikke er tilstrækkelig forskning til at sikre sikkerheden selv fra varmeperspektivet. Til dato er der ikke offentliggjort in vivo, in vitro eller epidemiologisk forskning ved hjælp af eksponering for 5G nye radiostråleformede signaler.

1. Introduktion

Den nuværende globale udrulning af 5G-infrastruktur er udformet med henblik på at indføre og udnytte millimeterbølgefrekvenser (30-300 GHz-området) ved datatransmissionshastigheder i størrelsesordenen gigabit pr. sekund (Gbps). Dette frekvensbånd transmitteres ved hjælp af beamforming [1]. Dette papir undersøger strigensen og relevansen af International Commission for Non-Ionising Radiation Protection’s (ICNIRP) opdaterede retningslinjer for eksponering vedrørende mulige sundhedseffekter fra eksponering for 5G-stråleformede emissioner [2]. ICNIRP-retningslinjerne søger at forhindre varme- og chokskader fra eksponering ved akut radiofrekvent stråling.

Det faktum, at penetration af millimeterbølger normalt er begrænset til huden med minimal energiabsorption i kroppen, har ført til antagelsen om, at det ikke er nødvendigt at måle eller begrænse den absorberede energi i mmW-båndbredden, men at overfladebegrænsninger er tilstrækkelige. [2] Vi undersøger mere detaljeret, hvordan denne antagelse er fejlagtig, og foreslår, hvordan den kan løses.

5G (formelt kaldt 5G New Radio) bruger en bred vifte af radiofrekvensbånd og er afhængig af fiber. Groupe Speciale Mobile Association (GSMA) har skitseret de bånd, som udbyderne bør sigte mod at bruge. Disse bånd omfatter lav-, mellem- og højspektrumbånd. Lavbåndsfrekvenserne vil i første omgang anvende eksisterende bånd på 900 MHz, 850/500 MHz og 700 MHz med henblik på at tilføje 600 MHz-området og ideelt set alle tilgængelige lavbånd. Mellembåndet vil omfatte “så megen sammenhængende spektrum som muligt” i 3,3–4,2 GHz-båndet; i mellembåndet er også 2.3 GHz og 2.5 GHz nødvendig, og over tid vil der blive tilføjet mere mellem 3 og 24 GHz. Højbåndet, også kaldet mmW-bånd, vil omfatte bånd i områderne 26 GHz, 28 GHz og 40 GHz med henblik på at inkorporere 66-71 GHz “for at fremme rettidig udstyrsstøtte” [3].

MmW-båndet vil blive transmitteret ved hjælp af beamforming – første gang, denne tilgang bevidst er blevet indarbejdet i telekommunikationsenheder til offentlig brug, som vil omfatte nærfeltseksponeringer fra håndholdte enheder. Frem til 5G-udviklingen blev nærfeltseksponeringer fra denne kilde faktisk ikke undersøgt eller taget i betragtning i forskning eller standarder [4]. Den 5G-stråledannende komponent vil blive målrettet mod specifikke enheder i smalle højeffektstråler sammenlignet med 3G eller 4G, der transmitteres rutinemæssigt i alle retninger, der er tilgængelige for enhver antenne. Der er delte meninger om, hvorvidt dette vil øge eller mindske den samlede miljøeksponering. Men under brug vil energien i 5G-strålerne være relativt høj for dem, der er på deres vej, og dem, der håndterer modtage-/sendeenheder; den strålings energien vil interagere med mennesker, træer og dyr på dens vej. Sidstnævnte omfatter bestøvende insekter, for hvilke en øget absorption mellem 3 og 370 % kan forventes, såfremt blot 10 % af den indfaldende effekt skifter til frekvenser større end 6 GHz [5]. Dette dokument vil undersøge ICNIRP’s antagelse om, at det ikke er nødvendigt at vurdere 5G-eksponeringer > 6 GHz ved hjælp af specifik absorption (SA_ab).

2. Metoder

Vi vurderede nye eller ændrede aspekter af 2020 ICNIRP-retningslinjerne [2], især målemetoder for eksponeringer > 6 GHz og måderne, hvorpå varmepåvirkning kunne forekomme. Vi søgte i den relevante videnskabelige litteratur ved hjælp af ORSAA- og EMF-Portal-databaserne og søgeordene ‘millimeter wave‘ (mmW) og/eller ‘Brillouin’ kombineret med andre, herunder: varme; stråledannende; 5G; absorbere*; dermis. Vi beskriver og diskuterer Brillouin precursor pulser og præsenterer derefter anden relevant forskning.

3. Resultater

3.1. ICNIRP’s retningslinjer

Sammenfaldende med udviklingen af 5G med dens forventede brug af mmW blev ICNIRP-retningslinjerne opdateret og offentliggjort i 2020 [2]. De anvender en frekvensbaseret tilgang til vurdering af eksponeringer. For frekvenser < 6 GHz bruges den grundlæggende restriktion specifik absorptionshastighed (SAR), som tidligere, men tilføjer specifik absorption (SA) for at sikre, at den kumulative energi, der absorberes over 6 minutter, ikke er så hurtig, at det kan resultere i “operativt negativt helbred effekter” (s. 493), hvilket betyder varmeskader. Begge overvejer masse ved at bruge henholdsvis W/kg og J/kg. De opdaterede ICNIRP-retningslinjer fjerner brugen af SAR og SA til eksponeringer > 6 GHz, da de hævder, at “over ca. 6 GHz forekommer denne opvarmning overvejende i huden” [5]. Som følge heraf skal de grundlæggende begrænsninger for eksponering på >6 GHz til 300 GHz vurderes med absorberet effekttæthed (ICNIRP S_ab), målt i W/m², hvorved vurderingen begrænses til måling af den effekt, der absorberes af en overflade. Imidlertid vil S_(ab) sandsynligvis være upålidelige i nærfeltet, som forklaret af Belyaev et al. [6]. For eksponeringer > 6 GHz, for at forhindre alt for hurtig temperaturstigning, specificerer ICNIRP måling af lokal absorberet energitæthed (U_ab) også en overflademåling (J/m²). I begge tilfælde ignoreres enhver intern opvarmning fra absorberet energi. Det er bekymrende, fordi tidligere undersøgelser har vist, at mmW-eksponeringer kan resultere i ekstremt høje SAR-aflæsninger, selv når overflademålene såsom J/m² er acceptabelt lave [7]. Jo lavere energioptagelsen er, jo større er risikoen for uacceptabel høj overfladeopvarmning.

De opdaterede retningslinjer har også introduceret to kategorier af væv, dem, der almindeligvis er køligere end kernetemperaturen, og dem, der ikke er. Hud er inkluderet i den førstnævnte kategori. Beregningerne og justeringerne for hudeksponeringer antager, at huden (og forskellige andre kropsdele) kan opvarmes sikkert med 5 °C baseret på den normotermiske [sic] hudtemperatur i gennemsnit < 33–36 °C; dette er med det formål at holde hudens temperaturstigning under 41 °C, hvorved der kan opstå vævsskade, s. 489 [2]. Problemer for dem, der lider af feber eller andre helbredsproblemer med temperaturkontrol hævdes at være udelukket med den sikkerhedsmargin, der er pålagt over det niveau, hvor ≥41 °C ville forekomme [2] (s. 492) Det skal huskes, at hudmodelleringsundersøgelser behandler huden som homogent hudvæv, på trods af at det er et komplekst organ, der interagerer med miljøet gennem nerveender næsten ved overfladen og blodkar meget tæt på overfladen. Endvidere kan den inducerede temperaturstigning undervurderes med mere end en faktor tre [8].

Erklæret tillid til sikkerheden ved 2020 ICNIRP-tilgangen førte til, at Australiens standardkomité fjernede forsigtighedsklausulen fra deres nye eksponeringsstandard (RPS-S1 (Rev.1)), og udtalte, at den er unødvendig [9]. Det til trods for, at ICNIRPs retningslinjer [2] og Dr. Karipidis fra Australian Radiation Protection and Nuclear Safety Agency (ARPANSA), anerkender, at højere frekvenser kan transportere varme dybt inde i kroppen [9].

ARPANSA er det regeringsorgan, hvis ansvar det er at yde rådgivning og tjenester om strålebeskyttelse til australiere. Dette aspekt af deres ansvarsområde ledes af Dr. Ken Karipidis, der også er medlem af ICNIRP’s central kommission.

3.2. Brillouin-precursor (eller forløbere)

Mange lande har endnu ikke introduceret mmW-båndet i det, der bliver kaldt 5G af nogle og 4.5G af andre. I disse tilfælde transmitteres beamforming ved et mellembånd omkring 3,5 GHz. Penetration af den fokuserede energi ved 6 GHz er omkring 8 mm [2] (s. 504). Da indtrængningsdybden stiger i takt med at frekvensen falder, vil den være dybere end dette ved 3,5 GHz. Huden er cirka 2 mm tyk, så under dette scenarie vil alle hudlag og blodkar nær overfladen blive opvarmet af alle 5G-frekvenser.

Tilføjelsen af brugen af mmW-frekvenser til beamforming vil reducere dybden af den primære penetration, og strukturer nærmest hudens overflade vil fortrinsvis blive opvarmet i dette frekvensbånd. For eksempel er penetrationen ved 30 GHz 0.92 mm (ICNIRP 2020 tabel 10, s. 504) [2]. Imidlertid er det øverste lag af dermis – papillær dermis – og nerveenderne umiddelbart foran øret overfladiske (tabel 1). I en dybde på ca. 1,15-1,45 mm [10] er huden rig på papiller, der indeholder et omfattende kapillærnetværk og neurale strukturer (tabel 1). Da penetrationen er ca. 0,23 mm ved 300 GHz [2] (s. 504), vil selv fuldt operationel 5G påvirke øvre kutane blodkar og frie nerveender i nogle dele af kroppen (tabel 1).

Det meste af den transmitterede mmW-energi deponeres i vævene inden for en mm af huden eller øjenoverfladen. Brug af disse og højere frekvenser til 5G kan skabe impulser, der vil bære noget af energien længere ind i kroppen.

Sommerfeld og Brillouin’s precursor impulser blev forudsagt med samme navn i 1914 og først demonstreret i 1969 [13].

Sommerfeld-pulsen opstår umiddelbart efter ankomsten af den relevante lyspuls til en dispersiv dielektrisk overflade, såsom hud. Den viser et signal, der har en betydeligt højere frekvens end den oprindeligt genererede, men det er svagt og falder hurtigt. Det menes ikke at give anledning til bekymring i det nuværende scenarie.

Men umiddelbart efter Sommerfeld-pulsen vises en anden precursor (også kendt som forløber) puls, der denne gang starter langt under den transmitterede frekvens, men stiger meget hurtigt; hvis indfaldsbølgen har en pludselig start, dækker denne anden forløber hele spektret af frekvenser fra −∞ til ∞ [14]. Denne anden puls er Brillouin-pulsen, som fungerer på denne måde: generering af elektrisk ladning gennem levende væv bærer mekanisk kraft. Mange membraner har ladede overflader; der er dissocierede ioniske steder i proteiner og DNA, og der er et væld af kemiske ioner i væv. Alle disse er underlagt disse kræfter, så de “udstråler igen en del af den energi som et formerende elektromagnetisk felt” [15]. Derfor forplanter energien sig ikke kun dybere end forventet, men der er endvidere en øget hastighed af kollisioner, når de videregiver deres mekaniske energi. Denne progression øger den samlede kinetiske energi og dermed temperaturen af mediet som helhed.

Albenese et al. påpeger, at “aflejring af termisk energi i et væv kan opveje homeostatiske mekanismer i organismen og forårsage fysiologisk stress; ved høj temperatur kan skadelige fænomener såsom proteindenaturering forekomme” [15].

I 1994 rejste Albanese et al. muligheden for, at disse elektromagnetiske transienter genereres af moderne sendeanordninger med hensyn til potentiel brug til medicinske applikationer, men også skabelsen af utilsigtede negative biologiske virkninger [16].

I stedet for det normale eksponentielle henfald med afstand følger Brillouin-forløber pulsen et algebraisk amplitudehenfald af top amplituden. Det ændrer eksponeringens forventede omfang og dybde; det øger ikke den samlede mængde energi, men opretholder noget af den som kinetisk energi, omfordeler frekvensspektret for det oprindelige signal og bærer energien dybere ind i kroppens dispergerende levende væv end forudsagt af konventionelle termiske modeller [17]. Våd hud vil resultere i, at energien formerer sig dybere, og amplituden forbliver højere [18].

Sommerfeld- og Brillouin-impulser forekommer kun i medier med dielektriske egenskaber, såsom mennesker og dyr. Beregninger af deres egenskaber påvirkes af arten af det væv, de kommer ind i – temperaturen, den volumetriske vævstæthed og vævstype. De vil også variere alt efter formeringsorientering, polarisering og frekvens. Desuden kræver ultrabredbåndssignaler, at der tages hensyn til alle involverede frekvenser [18].

Brillouin forløber pulser kan genereres under visse omstændigheder. En af disse opstår, når transmission af tilstrækkelig energi genereres af meget korte impulser ved hjælp af ultrabredbånds RF (UWB) inklusive mmW frekvensstråling. Det er relevant for 5G. Mange mobiltelefoner kan allerede bruge UWB (f.eks. iPhone-serie 11 til 14 og nogle Samsung-modeller), og nogle Apple-mærkeure gør det – med tanke på, at disse bæres helt ind mod huden. Downloadraterne ligger stadig et godt stykke under de lovede, idet de indtil videre har opnået 432,7 megabit/s (Mbps) i Sydkorea med et toppunkt på 922,5 Mbps i Taiwan [19]. De forventede hastigheder vil dog være 10 Gbps, hvor op til 20 Gbps er teknisk muligt.

Sandsynligheden for at producere Brillouin-forløbere øges med ekstra transmissionshastighed, hvilket øger pulsfrekvensen til Gbps (milliarder bits per sekund) og med en GHz-båndbredde på mere end 500 MHz.

I 2019 udtalte Kurt Oughstun, en veletableret forsker på området, at det var usandsynligt, at Brillouin-forløbere ville blive skabt af 5G-teknologi, selvom “en datahastighed på 10 Gbps (gigabit pr. Sekund) eller højere dog ville være tilstrækkelig [til at skabe Brillouin-forløbere], og det vil være bekymrende” (personlig kommunikation. E-maildiskussion om forløberpulser med Kurt Oughstun, 2019, tilladelse til brug givet 31. oktober 2021).

Det forekommer sandsynligt, at disse betingelser vil blive opfyldt inden for få år, da Global System Mobile Association (GSMA), den brancheorganisation, der repræsenterer mobiloperatørers interesser over hele verden, i juni 2022 offentliggjorde sin politiske holdning til 5G-spektret [3]:

“5G vil blive defineret i et sæt standardiserede specifikationer, der er aftalt af internationale organer – især 3GPP [3rd Generation Partnership Project] og i sidste ende af ITU [International Telecommunications Union]. ITU definerede kriterier for IMT-2020 – almindeligvis betragtet som 5G – og valgte et sæt kompatible teknologier, der vil understøtte … Forbedret mobilt bredbånd: Inklusive maksimale downloadhastigheder på mindst 20 Gbps…”

s. 3 [oprindelig fremhævelse]

Ud over 5G og dens højeste downloadhastigheder i gigabitområdet er 6G. Ifølge et IEEE-papir fra 2020 vil den fremtidige introduktion af næste generations 6G-kommunikation udnytte meget højere datahastigheder i Terahertz-båndet (0.3 THz til 10 THz), som forfatterne erkender “er det sidste uudforskede bånd i radiofrekvensspektret (RF)” [20].

3.3. Forskning

På tidspunktet for indsendelsen af dette papir var der endnu ikke offentliggjort nogen in vitro- eller in vivo-forskning, der undersøgte opvarmning eller andre negative biologiske virkninger fra eksponeringer ved hjælp af 5G-protokoller. Det anvendes med eller uden oprettelse af Brillouin-forløbere med 5G-phased array antenner (endsige med 6G-kommunikation). Siden indsendelsen af dokumentet er to undersøgelser blevet offentliggjort og tilføjes her under gennemgangen. Den første er en caserapport om to personer, der udviklede klassiske symptomer på nervøs og kardiovaskulær mikrobølgesyndrom, efter at 5G-sendere blev aktiveret på taget af deres lejlighed, ud over 3G- og 4G-sendere, der ikke havde forårsaget problemer. Eksponeringsniveauerne var mellem 39 og 278 gange højere efter 5G-aktivering [21]. Den anden udsatte rotter for 250 μW/cm² multifrekvente simulerede 5G-signaler i 4 måneder plus 1 måned uden eksponering. Serumniveauerne af corticosteron og ACTH varierede under eksponeringen, men var i begge tilfælde højere en måned efter, at eksponeringen var stoppet, end på noget andet tidspunkt. Resultaterne indikerede moderat stress [22]. Vi forventer ikke, at Brillouin-prækursorer var involveret.

Albenese et al. forudsagde i 1994, at interaktionen af Brillouin-precursor-impulser med menneskeligt væv ville forårsage afvikling af store molekyler, termisk skade og beskadigelse af cellemembraner, hvilket fører til blod-hjerne-barriere lækage [15]. Oughstun mener, at “den vigtigste effekt [af Brillouin Precursorer] er, at stråling ikke længere henfalder eksponentielt i tabsgivende materialer såsom vand, løv og biologisk væv. … Gruppehastighedstilnærmelse … nedbrydes for pulser med korte stigningstider … [I virkeligheden], kan Brillouin-forstadierne blive det dominerende felt,” og bliver titusinder gange stærkere i en dybde, der reflekterer frem og tilbage inde i kraniet, hvilket fører til “adskillige hot spots på grund af strålefokusering” [23].

Senest beskriver og citerer forskning fra Lawler et al. [24] flere undersøgelser, der omfatter eksponeringer inden for og overstiger ICNIRP-retningslinjerne og inkluderer det foreslåede 5G-frekvensområde. Samlet set konkluderer de, at der er “en stærk effekt og dosisafhængighed af mmW-inducerede virkninger ved biologisk relevante eksponeringsniveauer”. Hvis forholdene ikke er tilstrækkelige til at forårsage Brillouin-prækursor impulser, er sikkerheden ikke nødvendigvis garanteret. Specifikke absorptionshastigheder i de øverste lag er betydeligt højere ved mmW-frekvenser. For eksempel ved 30 GHz og en huddybde på 0,782 mm og 5 mW/cm² er SAR blevet anslået til 65,5 W/kg [7]. Ved lokal eksponering, 5 mW/cm² ligger et godt stykke inden for det, der er tilladt erhvervsmæssigt i ICNIRP-retningslinjerne fra 2020. ICNIRP-retningslinjerne fra 1998 [25] tillod maksimalt 20 W/kg for erhvervsmæssig eksponering af en legemsdel til 10 MHz-10 GHz. Derfor kan en acceptabel eksponering > 6 GHz målt på en overflade (som krævet i henhold til retningslinjerne fra 2020) returnere en uacceptabelt høj volumenmåling (specifik absorptionshastighed), hvis denne blev vurderet. Det er dog ikke påkrævet i ICNIRP 2020-retningslinjerne eller i de australske eksponeringsstandarder.

Ekstrem varmerisiko blev forudsagt i december 2018 af Neufeld og Kuster [26]. De antyder, at permanent hudskade fra vævsopvarmning kan forekomme selv efter korte eksponeringer for 5G mmW pulstog (hvor gentagne korte, intense impulser kan forårsage hurtig, lokaliseret opvarmning af huden). Forfatterne udtalte, at der er et presserende behov for nye termiske sikkerhedsstandarder for at imødegå den slags sundhedsrisici, der er mulige med 5G-teknologi.

Neufeld og Kuster udtrykker problemet kortfattet:

“Den femte generation af trådløs kommunikationsteknologi (5G) lover at lette transmission med datahastigheder op til en faktor på 100 gange højere end 4G. Til dette formål vil højere frekvenser (herunder mmW-bånd), bredbåndsmodulationsordninger og dermed hurtigere signaler med stejlere stignings- og faldtider blive anvendt, potentielt i kombination med pulserende drift for tidsdomæne multipel adgang … De tærskelværdier for frekvenser over 10 MHz, der er fastsat i de nuværende retningslinjer for eksponering (ICNIRP 1998, IEEE 2005, 2010), har til formål at begrænse vævsopvarmning. Imidlertid kan korte impulser føre til vigtige temperatursvingninger, som kan forværres yderligere ved høje frekvenser (>10 GHz, grundlæggende for 5G), hvor den lave penetrationsdybde fører til intens overfladeopvarmning og en stejl, hurtig temperaturstigning …”. [26]

Neufeld, Samaras og Kuster fulgte op på dette med et kritisk vigtigt dokument. Forfatterne er højt respekterede forskere, der arbejder i Foundation for Research on Information Technologies in Society (IT’IS), Europas førende forskningslaboratorium for elektromagnetisk energi. Efter at have afsluttet beregningerne offentliggjorde de denne advarsel. “I tilfælde af pulserende smalle stråler kan værdierne for tid og rumlig gennemsnitlig effekttæthed, som er tilladt i henhold til de foreslåede nye retningslinjer, resultere i ekstreme temperaturstigninger” [27]. De understreger, at “pulsvarighedsuafhængige grænser for fluens (svarende til grænser for gennemsnitlig effekttæthed i et givet tidsinterval) ikke begrænser peak-til-gennemsnitsforholdet (eller toppe) af eksponeringen” (s. 165). Forfatterne præciserer klart, at et gennemsnitsareal mindre end 4 cm2 er nødvendigt for at undgå overophedning af væv. Deres beregninger fandt mulige stigninger på >4 °C op til et teoretisk højdepunkt på “flere 100 °C efter 500 ms” (s. 167).

Papiret modtog kritik, som svar herpå præciserede de, at de ikke forventede overhængende alvorlig opvarmning fra nuværende enheder i skrivende stund (2018), men at grænserne for spidsenergien burde være sikre for fremtidige sandsynlige scenarier; de præciserede også, at med spidseffekttætheder henviste de til “tætte nærfeltseksponeringer… som godt kan tilnærmes ved en gaussisk kraftfordeling… snarere end en meget smal, bevidst fokuseret gaussisk stråle” [28]. Det endelige ICNIRP-papir bevarer i gennemsnit over 4 cm² og behovet for gennemsnitlig maksimal absorberet energitæthed over 1 cm², men kun for eksponeringer > 30 GHz, og i det omfang den ikke må overstige det dobbelte af gennemsnitsværdien på 4 cm² (s. 508).

4. Diskussion

Som baggrund er ICNIRP en selvstyrende privat organisation (NGO), der vælger sine medlemmer internt. Medlemmer er blevet kritiseret for at have bånd til teleindustrien samt interessekonflikter med andet arbejde, de har påtaget sig for Verdenssundhedsorganisationen (WHO) [29]. Mange af de antagelser, som retningslinjerne er baseret på, er for nylig blevet kritiseret af International Commission on the Biological Effects of Electromagnetic Fields og vurderet til “ikke at beskytte menneskers og miljøets sundhed” [6]. Retningslinjerne fra 1998 henviser slet ikke til gennemsnitsareal, men snarere til gennemsnitlig masse (dvs. SAR). Det synes meget muligt, at varmetruslen ikke er blevet behandlet tilstrækkeligt til at sikre, at retningslinjerne er iboende sikre. Neufeld et al. dokumentet, der blev offentliggjort i 2020 [27], blev finansieret af uspecificerede offentlige myndigheder og teleindustrien. Opfølgningspapirer om dette vigtige emne, som kunne forventes, er ikke fulgt fra disse forfattere. Som svar på resultaterne rapporteret heri foreslår vi, at lokale 5G-eksponeringer ikke kun skal vurderes med absorberet effekttæthed (S_ab i ICNIRP-retningslinjerne) og energitæthed for overfladevarmepåvirkning (begge overflademålinger), men bør også kræve volumenmålinger over tid. Med andre ord bør SA også anvendes for eksponeringer > 6 GHz.

Dette er blevet anbefalet andetsteds for at opnå en “effektiv og korrekt eksponering for spredt spektrum og ultrabredbåndssignaler” [30], såsom dem, der vedrører ekstremt højfrekvent stråleformning.

Yderligere forskning, der undersøger både varme og biologiske virkninger af 5G-multifrekvenser og 5G med sameksponering, bør være en presserende prioritet. Denne nødvendighed for mere pålidelig in vitro og in vivo forskning i mulige skadelige virkninger af pulseret mmW brugt til 5G-kommunikation understreges af Foster og Vijayalaxmi [31], der analyserer “31 undersøgelser relateret til genetiske skader forårsaget af eksponering for RFR ved frekvenser over 6 GHz, herunder ved millimeterbølgefrekvenser (mm-bølge). Samlet set rapporterer papirerne mange statistisk signifikante effekter relateret til genetiske skader, mange ved eksponeringsniveauer under de nuværende eksponeringsgrænser“.

Forfatterne påpeger dog derefter, at resultaterne i mange af disse undersøgelser muligvis ikke kan replikeres. De antyder, at eventuelle konklusioner fra disse resultater er begrænsede og utilstrækkelige til at give sundhedsrådgivning eller til at fastsætte eksponeringsgrænser, og for at løse dette problem opfordrer de til forbedringer i undersøgelsernes design, analyse og rapportering i fremtidig bioeffektforskning. Dette, mener de, ville give mere pålidelige oplysninger til sundhedsagenturer og lovgivningsmæssige beslutningstagere.

Selv om det er i overensstemmelse med epidemiologisk praksis, foreslår de, der insisterer på reproducerbare resultater på dette område, ofte, at der er behov for at anvende kontrollerede (ensartede, ordinerede) eksponeringer. Problemet er, at erfaringen viser, at kontrollerede elektromagnetiske felteksponeringer er af en anden karakter end den store variabilitet, der findes i ‘virkelige’ hverdagseksponeringer, og de deraf følgende virkninger på biologiske endepunkter er typisk lavere. På trods af forskellige eksponeringsregimer er der fundet mange fælles endepunkter i en stor procentdel af undersøgelserne, så det virker risikabelt at betragte denne forskning som ugyldig.

Vi er dog enige i “take-home”-budskabet fra Foster og Vijayalaxmi dokumentet om, at vi stadig ikke har tilstrækkelig forskning i 5G mmW til at kunne forsikre offentligheden om, at de mange tusinde 5G-antenner, der i mange tilfælde er placeret meget tæt på hjem og arbejdspladser, er uden en mulig sundhedsrisiko, fordi den nødvendige forskning endnu ikke er gennemført.

Mens den termiske påvirkning af mmW er den mest mærkbare, er den muligvis ikke den mest skadelige. Andre virkninger end termiske virkninger har vist sig at forekomme på niveauer, der er meget lavere end dem, der kræves for at hæve temperaturen i levende væv betydeligt. Kroniske eller tilbagevendende eksponeringer kan være værre, og stærkeste ikke-termiske reaktioner kan forekomme dage eller uger efter eksponering slutter [22], selvom de fleste undersøgelser ikke evaluerer dette.

Der er konstant bekymring vedrørende de negative bioeffekter, og der er ingen grund til at tro, at disse vil være færre med 5G tilføjet til blandingen. Påvirkninger på huden er blevet fundet i tidligere forskning. En nylig kritik af de 99 mmW-undersøgelser af hud og hudceller, der er blevet offentliggjort, rapporterer, at ingen undersøgte mulige forsinkede eller langsigtede eksponeringseffekter, og ingen betragtede co-eksponeringer. Forfatteren konkluderer, at forskningsstatus er utilstrækkelig til at “udvikle videnskabeligt baserede sundhedspolitikker” [32]. Den eneste offentliggjorte menneskelige 5G-undersøgelse rapporterer hudproblemer efter nærliggende 5G-installation [21]. Mange andre bioeffekter er blevet fundet gentagne gange; rækkevidden og hyppigheden af disse rapporteres af Leach et al. [33], der rapporterer, at biokemiske ændringer og tegn på oxidativt stress er dem, der oftest observeres. Det ekstra frekvensområde, der følger med bredbånds 5G, øger sandsynligheden for, at der er frekvensspecifikke svar. Det er muligt, at nogle kan være fordelagtige, men det overser det faktum, at nogle kan udløse bivirkninger eller forværre eksisterende forhold. Igen er der behov for forskning.

En rapport bestilt af Europa-Parlamentets Globale Udvalg om Industri, Forskning og Energi understreger kompleksiteten af 5G og konkluderer, at dets “uforudsigelige udbredelsesmønstre, vil kunne resultere i uacceptable niveauer af menneskelig eksponering for elektromagnetisk stråling” (s. 6) [34]. Det er udfordrende for dem i standardiseringsorganisationer, der har brug for at udarbejde og indarbejde eksponeringsspecifikationer, der passer til 5G. Det påvirker også fastsættelsen af standarder for, hvordan laboratorie- og miljømålinger skal foretages. Derfor er rapportens vigtigste anbefaling at øge langsigtet forskning og udvikling for at muliggøre bedre forståelse, måling og kontrol af eksponeringer ved mmW-frekvenser (s. 27-28). Der er offentliggjort tidlige metoder til evaluering af disse meget komplekse eksponeringer i miljøet [35,36] og i laboratoriet [37].

5. Konklusioner

Vurderinger af eksponering for overfladeradiofrekvens, herunder mmW-stråling, er utilstrækkelige til at garantere sikkerheden. Der er flere grunde til at vurdering af SA_ab også er nødvendig.

En reel fare ved “ekspert”-forsikringer om manglende risiko er, at de fraråder den nødvendige forskning for at vurdere risikoen korrekt. De kan også fraråde gennemgang af tilsyneladende forældede/tvivlsomme tilgange i RF-eksponeringsstandarder.

Når 5G mmW-båndet er internationalt operationelt, vil en betydelig del af verdens befolkning blive udsat for nye farer. Intensiteten og kompleksiteten af nærfeltseksponering, såsom når du bærer en telefon i en lomme eller bruger den ved siden af hovedet, vil være anderledes for 5G, og det er første gang, at mmW er blevet brugt til offentlig telekommunikation, og første gang beamforming bevidst er blevet introduceret til nærfeltbrug.

Uden forskning i virkningen af nærfelts-5G er dette globale trin et eksperiment på befolkningsniveau. Med dette in mente er der et afgørende og presserende behov for målrettet forskning og for en revurdering af den videnskabelige relevans af de nuværende RF-standarder for menneskelig eksponerings grundlæggende tilgang og antagelser.

Referencer

1. Li, Y.-N.R.; Gao, B.; Zhang, X.; Huang, K. Beam Management in Millimeter-Wave Communications for 5G and Beyond. IEEE Access 2020, 8, 13282–13293. [Google Scholar] [CrossRef]
2. ICNIRP, ICNIRP Guidelines for limiting exposure to electromagnetic fields (100 kHz to 300 GHz). Health Phys. 2020, 118, 483–524. [CrossRef] [PubMed]
3. GSMA 5G Spectrum: GSMA Public Policy Position; GSMA: London, UK, 2022.
4. Neufeld, E.; Carrasco, E.; Murbach, M.; Balzano, Q.; Christ, A.; Kuster, N. Theoretical and numerical assessment of maximally allowable power-density averaging area for conservative electromagnetic exposure assessment above 6 GHz. Bioelectromagnetics 2018, 39, 617–630. [Google Scholar] [CrossRef] [PubMed]
5. Thielens, A.; Bell, D.; Mortimore, D.B.; Greco, M.K.; Martens, L.; Joseph, W. Exposure of Insects to Radio-Frequency Electromagnetic Fields from 2 to 120 GHz. Sci. Rep. 2018, 8, 3924. [Google Scholar] [CrossRef] [PubMed]
6. International Commission on the Biological Effects of Electromagnetic Fields (ICBE-EMF); Belyaev, I.; Blackman, C.; Chamberlin, K.; DeSalles, A.; Dasdag, S.; Fernández, C.; Hardell, L.; Héroux, P.; Kelley, E.; et al. Scientific evidence invalidates health assumptions underlying the FCC and ICNIRP exposure limit determinations for radiofrequency radiation: Implications for 5G. Environ. Health 2022, 21, 92. [Google Scholar] [CrossRef]
7. Gandhi, O.; Riazi, A. Absorption of Millimeter Waves by Human Beings and its Biological Implications. IEEE Trans. Microw. Theory Tech. 1986, 34, 228–235. [Google Scholar] [CrossRef][Green Version]
8. Christ, A.; Samaras, T.; Neufeld, E.; Kuster, N. RF-INDUCED TEMPERATURE INCREASE IN A STRATIFIED MODEL OF THE SKIN FOR PLANE-WAVE EXPOSURE AT 6–100 GHZ. Radiat. Prot. Dosim. 2020, 188, 350–360. [Google Scholar] [CrossRef]
9. Karipidis, K.K. The New ARPANSA Radiofrequency Standard (RPS S-1), ARPANSA Guidelines Consultation Forum; ARPANSA: Melbourne, Australia, 2020.
10. Cicchi, R.; Kapsokalyvas, D.; Pavone, F.S. Chapter 20-Nonlinear Microscopy in Clinical Dermatology. In Imaging in Dermatology; Hamblin, M.R., Avci, P., Gupta, G.K., Eds.; Academic Press: Boston, MA, USA, 2016; pp. 269–280. [Google Scholar]
11. Jiang, W.C.; Zhang, H.; Xu, Y.; Jiang, C.; Xu, Y.; Liu, W.; Tan, Y. Cutaneous vessel features of sensitive skin and its underlying functions. Skin. Res. Technol. 2020, 26, 431–437. [Google Scholar] [CrossRef][Green Version]
12. Lintzeri, D.A.; Karimian, N.; Blume-Peytavi, U.; Kottner, J. Epidermal thickness in healthy humans: A systematic review and me-ta-analysis. J. Eur. Acad. Dermatol. Venereol. 2022, 36, 1191–1200. [Google Scholar] [CrossRef]
13. Pleshko, P.; Palócz, I. Experimental Observation of Sommerfeld and Brillouin Precursors in the Microwave Domain. Phys. Rev. Lett. 1969, 22, 1201–1204. [Google Scholar] [CrossRef]
14. Jakobsen, P.K.; Mansuripur, M. On the nature of the Sommerfeld–Brillouin forerunners (or precursors). Quantum Stud. Math. Found. 2019, 7, 315–339. [Google Scholar] [CrossRef][Green Version]
15. Albanese, R.; Blaschak, J.; Medina, R.; Penn, J. Ultrashort electromagnetic signals: Biophysical questions, safety issues, and medical opportunities. Aviat. Space, Environ. Med. 1994, 65, A116020. [Google Scholar]
16. Albanese, R.; Penn, J.; Medina, R. Ultrashort Pulse Response in Nonlinear Dispersive Media. In Ultra-Wideband, Short-Pulse Electromagnetics; Bertoni, H.L., Carin, L., Felsen, L.B., Eds.; Springer: Boston, MA, USA, 1993; pp. 259–265. [Google Scholar]
17. Alejos, A.V.; Dawood, M.; Falcone, F.; Gallego, E.A. In Radio channel characterization of intra-body propagation under frequency dispersive perspective. In Proceedings of the 8th European Conference on Antennas and Propagation (EuCAP 2014), The Hague, The Netherlands, 6–11 April 2014; pp. 2294–2298. [Google Scholar]
18. Alejos, A.V.; Aguirre, E.; Dawood, M.; Falcone, F. Review of specific absorption definition considering the evolution of the Brillouin precursors. In Proceedings of the 2014 IEEE Antennas and Propagation International Symposium (APSURSI), Memphis, TN, USA, 6–11 July 2014; pp. 1200–1201. [Google Scholar]
19. Fogg, I. Benchmarking the Global 5G Experience; Open Signal: London, UK; Boston, MA, USA; Victoria, BC, Canada, 2022. [Google Scholar]
20. Sarieddeen, H.; Saeed, N.; Al-Naffouri, T.Y.; Alouini, M.-S. Next Generation Terahertz Communications: A Rendezvous of Sensing, Imaging, and Localization. IEEE Commun. Mag. 2020, 58, 69–75. [Google Scholar] [CrossRef]
21. Hardell, L.; Nilsson, M. Case report: The microwave syndrome after installation of 5G emphasizes the need for protection from radiofrequency radiation. Ann. Case Rep. 2023, 8, 1112. [Google Scholar]
22. Perov, S.Y.; Rubtsova, N.B.; Belaya, O.V. Status of the Neuroendocrine System in Animals Chronically Exposed to Electromagnetic Fields of 5G Mobile Network Base Stations. Bull. Exp. Biol. Med. 2022, 174, 277–279. [Google Scholar] [CrossRef] [PubMed]
23. Oughstun, K.E. Brillouin Precursors 101. In Microwave News; Slesin, L., Ed.; Louis Slesin: New York, NY, USA, 2002; Volume XXII, pp. 10–11. Available online: https://www.microwavenews.com/about-us (accessed on 28 February 2023).
24. Lawler, N.B.; Evans, C.W.; Romanenko, S.; Chaudhari, N.; Fear, M.; Wood, F.; Smith, N.M.; Wallace, V.P.; Iyer, K.S. Millimeter waves alter DNA secondary structures and modulate the transcriptome in human fibroblasts. Biomed. Opt. Express 2022, 13, 3131. [Google Scholar] [CrossRef] [PubMed]
25. ICNIRP. Guidelines for limiting exposure to time-varying electric, magnetic, and electromagnetic fields (up to 300 GHz). Health Phys. 1998, 74, 494–522. [Google Scholar]
26. Neufeld, E.; Kuster, N. Systematic Derivation of Safety Limits for Time-Varying 5G Radiofrequency Exposure Based on Analytical Models and Thermal Dose. Heal. Phys. 2018, 115, 705–711. [Google Scholar] [CrossRef]
27. Neufeld, E.; Samaras, T.; Kuster, N. Discussion on Spatial and Time Averaging Restrictions Within the Electromagnetic Exposure Safety Framework in the Frequency Range Above 6 GHz for Pulsed and Localized Exposures. Bioelectromagnetics 2020, 41, 164–168. [Google Scholar] [CrossRef]
28. Neufeld, E.; Kuster, N. Response to Enders’ comment on “Discussion on spatial and time averaging restrictions within the electromagentic exposure safety framework in the frequency range above 6 GHz for pulse and localized exposures”. Bioelectromagnetics 2020, 41, 483–484. [Google Scholar] [CrossRef]
29. Hardell, L. World Health Organization, radiofrequency radiation and health—A hard nut to crack (Review). Int. J. Oncol. 2017, 51, 405–413. [Google Scholar] [CrossRef] [PubMed][Green Version]
30. Alejos, A.V.; Dawood, M.; Aguirre, E.; Falcone, F.; Outerelo, D.A.; Naghar, A.; Agzhout, O. Influence of impairments due to dispersive propagation on the antenna design for body-based applications. J. Electromagn. Waves Appl. 2015, 29, 2355–2364. [Google Scholar] [CrossRef]
31. Foster, K.R. Vijayalaxmi, Needed: More Reliable Bioeffects Studies at “High Band” 5G Frequencies. Front. Commun. Netw. 2021, 2, 721925. [Google Scholar] [CrossRef]
32. Leszczynski, D. Physiological effects of millimeter-waves on skin and skin cells: An overview of the to-date published studies. Rev. Environ. Health 2020, 35, 493–515. [Google Scholar] [CrossRef]
33. Leach, V.A.; Weller, S.; Redmayne, M. A novel database of bio-effects from non-ionising radiation. Reviews on Environmental Health 2018, 33, 273–280. [Google Scholar] [CrossRef] [PubMed]
34. Blackman, C.; Forge, S. 5G Deployment: State of play in Europe, USA and Asia; European Parliament’s Committee on Industry, Research and Energy: Luxembourg City, Luxembourg, 2019. [Google Scholar]
35. Aerts, S.; Deprez, K.; Colombi, D.; Bossche, M.V.D.; Verloock, L.; Martens, L.; Törnevik, C.; Joseph, W. In Situ Assessment of 5G NR Massive MIMO Base Station Exposure in a Commercial Network in Bern, Switzerland. Appl. Sci. 2021, 11, 3592. [Google Scholar] [CrossRef]
36. Franci, D.; Coltellacci, S.; Grillo, E.; Pavoncello, S.; Aureli, T.; Cintoli, R.; Migliore, M.D. Experimental Procedure for Fifth Generation (5G) Electromagnetic Field (EMF) Measurement and Maximum Power Extrapolation for Human Exposure Assessment. Environments 2020, 7, 22. [Google Scholar] [CrossRef][Green Version]
37. Bonato, M.; Dossi, L.; Chiaramello, E.; Fiocchi, S.; Tognola, G.; Parazzini, M. Stochastic Dosimetry Assessment of the Human RF-EMF Exposure to 3D Beamforming Antennas in indoor 5G Networks. Appl. Sci. 2021, 11, 1751. [Google Scholar] [CrossRef]

Læs mere:

FCC’s og ICNIRP’s grænseværdier er ugyldige

ICNIRP’s forskningsmetode

Stråling fra 5G mm. bølgerne er farligere end vi tror, men hvem har ansvaret?

ICNIRP’s trylleri og illusion

ICNIRP og de nye 2020 grænseværdier