電子レンジ：歴史、装置と動作原理、性能規制、安全な使用の側面

電子レンジの歴史

パーシー・スペンサーは、レーダー装置の製造に従事していたアメリカの軍産会社レイセオンでエンジニアとして働いていたとき、50歳でした。

それは 1945 年のことでした。そのときパーシーは、2 年後に最初の電子レンジの基礎となる現象を偶然発見しました。マグネトロンを使った別の実験中、スペンサーのポケットに入っていたチョコレートが、何の理由もなく突然溶け始めました。

マグネトロン マイクロ波の形で電磁エネルギーを放射する装置です。元々はレーダー技術に使用されていました。

超短波 (マイクロ波) 放射が食品を効果的に加熱できることが判明しました... 1945 年 10 月 8 日には、パーシー スペンサーは、食品の急速解凍用に設計された世界初の電子レンジの特許を取得しました。

1947年Radarange ブランドで最初の電子レンジ解凍装置が製造されました (現在では組み立てラインから離れたと言えます)。それは、重さ 340 kg、出力 3 kW の現代の大型冷蔵庫とほぼ同じ大きさのユニットでした。

食品解凍用のラダレンジ電子レンジの最初の大量出荷は、軍事病院の椅子とアメリカ兵の椅子に送られました。 1949 年以来、これらのオーブンの大量生産が開始されたため、そのような購入の余裕がある人は誰でも、わずか 3,000 ドルで解凍用の電子レンジを購入する機会がありました。

食品を加熱するための家庭用電子レンジを製造するというアイデアの起源は、1955 年 10 月 25 日にアメリカの会社「Tappan Company」によって最初の家庭用電子レンジが発表されたことに遡ります。家庭用電子レンジの量産は 1962 年に日本のシャープによって開始されましたが、このような珍しい家庭用製品に対する需要は大きくありませんでした。

ソ連では、80年代に電子レンジ«ZIL»、«Elektronika»、«Maria MV»が生産され始めました。 1990年に、容量32リットル、マイクロ波出力600Wで出力1.3kWの電子レンジ「Dneprianka-1」がM-105-1マグネトロンで製造されました。

こうして、食品を素早く解凍し、加熱し、調理することもできる家庭用電子レンジの量産が始まりました。電子レンジに入れる製品に水分が含まれていることが主な条件です。

電子レンジの動作原理と装置

結論は、デシメートル範囲の電磁放射は、特定の双極子モーメントを持つ極性誘電体 (水) 分子の運動の加速につながるということです。

分子が加速されると、マイクロ波放射の影響下で相互作用が起こり、物質は電磁放射を吸収し、この物質の温度は上昇します。

水による電磁放射の最適な誘電吸収は、2.45 GHz の周波数で発生します。これは、まさに現代の電子レンジのマグネトロンが動作する周波数です。

従来のオーブンと比較して、電子レンジでは食品の表面だけでなく、電磁波が加熱体の深さ1.5〜2.5cmまで浸透し、加熱が促進されるため、製品の体積も加熱されます。食品の温度は平均して 1 秒あたり 0.4 °C 上昇します。

特定の波長のマイクロ波放射を得るには、特別に計算された設計パラメータを持つマグネトロンが電子レンジで使用され、マグネトロンによって生成された放射は導波管を通って伝達され、加熱されたプレートが置かれたチャンバー内に集中します。

チャンバーは金属製のドアで閉じられており、境界を越えてマイクロ波が伝播するのを防ぎます。マグネトロンには従来通りの電力が供給されます 高電圧変圧器 (MOT) の二次巻線から 出力電圧は 2000 ボルトで、倍増回路 (コンデンサとダイオードで構成) によって増加します。マグネトロンのカソードの加熱は、同じ変圧器からの 4 ボルトの電圧を持つ特別な二次巻線によって提供されます。

電子レンジの熱特性を自動的に調整する古典的な方法は、アイロンや家庭用ヒーターで使用されるものと同じです。マグネトロンは定期的にオンとオフを切り替え、電磁波の形でチャンバーに供給される平均熱出力がユーザーが設定したものと同じです。

電子レンジの安全面

科学データによると、人体に対するマイクロ波の直接的な影響は顕著な熱影響を引き起こし、長時間（または強力に）暴露された場合、局所的な過熱を引き起こし、重度の火傷を引き起こす可能性があります。

したがって、約 35 mW / cm 2 のマイクロ波出力密度では、加熱を感じます。 100 mW/cm2 を超える出力密度での長時間の曝露は白内障を引き起こし、一時的な不妊症を引き起こす可能性があります。

10 mW/cm2 のマイクロ波密度レベルは安全であると考えられています。欧州規格によれば、電子レンジに直接適用する場合、電子レンジから 5 cm の距離では、最大出力密度レベルは 1 mW / 平方 cm を超えてはならず、オーブンから 50 cm の距離では、最大出力密度レベルを超えてはなりません。 0.01mW/平方センチメートルを超えてはなりません。 cm. まさにこれらの規格が、最新の電子レンジの製造時に適合します。

ちなみに、オーブンのドアが開いていると、常にその作動が妨げられます。つまり、電子レンジはドアが開いた状態で動作してはいけません。

次に、導電性物質（特に金属）に対するマイクロ波の影響について説明します。もちろん、この波は金属物体を貫通しませんが、金属内に誘導電流を引き起こす可能性があります。 渦電流、その結果、金属が強く加熱されます。

このため、金属容器に入った食品を電子レンジで効果的に加熱することはできません。マイクロ波（誘導渦電流による）によって簡単に破壊され、単に皿をダメにしてしまう金属の模様や縁を備えた皿については、何を言えばよいでしょうか。