微波爐電磁輻射防護(hù)研究

陳雪霞+++吳艷+++曾百科+++蔣毅+++張文

摘 要：介紹微波爐的工作原理以及發(fā)展歷史，詳細(xì)說明微波爐基于微波技術(shù)的加熱機(jī)理和微波輻射危害，對微波爐的電磁輻射存在的問題進(jìn)行監(jiān)測和分析，提供選購微波爐的注意事項(xiàng)，提出微波爐電磁輻射的防范措施。

關(guān)鍵詞：微波；微波爐；電磁輻射；防護(hù)

1 概述

自1947年雷聲公司推出世界上第一臺微波爐以來，微波爐就以“解放廚房”而聞名。它有以下優(yōu)點(diǎn)：（1）加熱速度快，節(jié)省時(shí)間。微波爐烹飪比普通的電灶平均可以節(jié)省時(shí)間約60%，比煤氣灶烹飪平均可以節(jié)省時(shí)間約55%。可做食物的二次加熱，在加熱食物的同時(shí)可以保證食物的原有的質(zhì)量，是許多餐飲店必備良品。（2）食物的營養(yǎng)流失少。由于微波爐加熱的時(shí)間短，極少破壞食物體內(nèi)的維生素C、維生素B、氨基酸等養(yǎng)分。（3）無油煙。對比煤氣灶、煤爐等灶具，微波爐工作時(shí)是不會產(chǎn)生煙霧和二氧化碳等有害氣體。（4）可以直接使用餐具盛放食物進(jìn)行烹飪。使用指定的器皿盛放食物可以直接放置微波爐內(nèi)加熱，這樣不僅保證食物造型的美觀而且加熱過程很衛(wèi)生。（5）解凍速度快。微波爐可以在很短的時(shí)間內(nèi)對冰凍的食物進(jìn)行解凍，并且可以保護(hù)食物原有的鮮味。（6）節(jié)能省電。微波爐加熱減少了對盛放食物器皿的熱傳導(dǎo)過程，這樣就可以減少能量的熱損耗，使得熱效率提高，可以節(jié)約60%的電。（7）無明火，使用安全。微波爐工作時(shí)是電能，電磁能與熱能之間的相互轉(zhuǎn)換，不需要明火等危險(xiǎn)程度高的條件，比其他烹飪灶具更加安全，更加衛(wèi)生。（8）物理過程。微波爐加熱是非化學(xué)反應(yīng)，不會使食物中分子的化學(xué)鍵發(fā)生變化[6]。

正因?yàn)檫@些優(yōu)點(diǎn)，微波爐在人類生活中扮演了極其重要的角色。然而，在大力提倡綠色健康生活的今天，微波爐的電磁輻射對人體健康安全是否有傷害的問題在社會上備受爭議。

2 微波爐的工作原理

微波爐就是利用微波的熱效應(yīng)原理來給食物加熱的現(xiàn)代化灶具。主要結(jié)構(gòu)是由磁控管、波導(dǎo)管、爐腔、轉(zhuǎn)盤支架、外殼、爐門、控制板和開關(guān)等組成。其工作原理框圖如圖1所示。市電220V交流電電源通過高壓變壓器轉(zhuǎn)變?yōu)?800V直流電，作用在磁控管上產(chǎn)生2450MHz的微波。再經(jīng)過波導(dǎo)系統(tǒng)，耦合到爐腔內(nèi)。當(dāng)微波作用于物體內(nèi)的極性分子（水分子，脂肪，蛋白質(zhì)，糖等）時(shí)，其有耗物體內(nèi)部的極性分子在高頻交變電磁場中以每秒數(shù)億次的速度進(jìn)行周期振蕩，最后使微波的電磁能量轉(zhuǎn)化為食物體內(nèi)的熱能量，即宏觀上人們所說的食物溫度升高，從而實(shí)現(xiàn)食物加熱。

實(shí)現(xiàn)微波爐加熱的微波特性：

由于微波爐加熱是靠有耗物在電磁場中消耗本身的能量來實(shí)現(xiàn)加熱，是基于極性分子對微波有吸收作用而發(fā)生的熱效應(yīng)，所以，要實(shí)現(xiàn)微波加熱，還要求物體本身能夠吸收微波。以下是實(shí)現(xiàn)微波爐加熱的三大微波特性：

（1）吸波能力強(qiáng)，例如，水這樣的極性分子，能夠很好地吸收微波。所以，只要是含水的物體都是可以實(shí)現(xiàn)微波加熱的。

（2）微波可以穿透非極性分子組成的物體，這樣的物體很少吸收甚至是不吸收微波，所以適合被用來做加熱的容器。例如，竹子，陶瓷，玻璃等。

（3）金屬是不能吸收微波的，而且微波照射到金屬表面時(shí)會發(fā)生反射，為了起到更好的加熱和屏蔽微波效果，微波爐爐腔的內(nèi)壁增加金屬涂層。

3 微波爐的電磁輻射

3.1 微波爐中的微波

微波通常是指頻率從300MHz到3000GHz，波長從1m到0.1mm波段的電磁波。一般，市售微波爐的微波頻率為2450MHz，屬于高頻。它有以下幾種特點(diǎn)：（1）波長短。接近于光波的傳播特性，以光速c≈3×108m/s沿直線傳播。具有類似于光波的反射、散射等特性。（2）頻率高。微波振蕩的頻率極短，每個(gè)振蕩周期時(shí)間極短，在10-9s～10-12s（ns至ps）數(shù)量級。也是因?yàn)轭l率高，微波所包含的頻帶就寬，信息容量大。（3）穿透性。微波既能夠穿透電離層，也能深入有耗物體。

3.2 微波爐輻射的來源

微波輻射屬于非電離輻射，磁控管是微波爐中的微波發(fā)生器。所謂微波爐的電磁輻射是指單位面積輻射值超出額定功率，即電磁輻射泄漏。微波爐中的電磁輻射的主要來源為：（1）微波爐內(nèi)部零器件之間的電磁不兼容導(dǎo)致功率過大而引起電磁輻射泄漏。（2）微波爐封鎖性差也會導(dǎo)致微波泄漏，例如散熱孔，爐門接縫處以及爐門的觀察窗。（3）微波爐外殼的屏蔽性不良也會造成輻射走漏，如外殼的破損后會造成微波泄漏。（4）散熱裝置的出錯(cuò)也會導(dǎo)致微波爐的非正常工作，如溫度過高而導(dǎo)致磁控管失常引起電磁輻射泄漏。

3.3 電磁輻射對人體的危害

電磁輻射會影響人體的生命機(jī)體正常運(yùn)轉(zhuǎn)，導(dǎo)致各種疾病的發(fā)生，從而危害到人體健康。具體的危害可分為熱效應(yīng)、生物效應(yīng)和疊加效應(yīng)。熱效應(yīng)是指電磁輻射會引起機(jī)體溫度升高，使器官不能正常運(yùn)轉(zhuǎn)，影響人體的健康；生物效應(yīng)是指外界電磁場對人體所處的電磁場進(jìn)行干擾，使其處在失去平衡的狀態(tài)，導(dǎo)致人體受到傷害。疊加效應(yīng)是指人體受到電磁輻射傷害還未痊愈又再次受到電磁輻射的傷害，從而導(dǎo)致更大的不可恢復(fù)的危害。

4 微波爐電磁輻射的監(jiān)測

世界各國制定的電磁衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)都不一樣，當(dāng)前我國尚未出臺基于家電或者微波爐電磁輻射對人體健康影響的安全限值以及距離標(biāo)準(zhǔn)，國標(biāo)《電磁環(huán)境控制限值》（GB 8702-2014）指出頻率范圍為30MHz～3000MHz的公眾曝露的功率密度限值是40μW/cm2。而本文使用電磁輻射測試儀（LZT-1150型，測試頻寬為5Hz～3000MHz，北京龍震天電子儀器有限公司）從不同的方位和距離對微波爐進(jìn)行測量。規(guī)定電磁輻射值為40μW/cm2時(shí)，表示安全。隨機(jī)抽取市場上最常見的2種品牌9個(gè)型號的微波爐（編號1～9），進(jìn)行測量。把90mL的純凈水作為負(fù)載放置微波爐的轉(zhuǎn)盤中，將微波功率調(diào)置到最高。

從表2中可以推測微波爐工作時(shí)，前方的電磁輻射值總是最大的，隨著使用時(shí)間的增加，輻射可能會越來越大，這可能與爐門的密封性有關(guān)。使用微波爐的安全距離應(yīng)該為1.5M外。

5 微波爐的使用方式以及防護(hù)措施

從微波爐的構(gòu)造、工作機(jī)理以及表2的微波爐輻射監(jiān)測數(shù)據(jù)結(jié)果，總結(jié)出以下幾點(diǎn)安全提議和防護(hù)措施。（1）選購時(shí)一定要選擇貼有“CCC”認(rèn)證標(biāo)志以及標(biāo)有相應(yīng)工廠代碼和認(rèn)證證書編號的微波爐。選擇品牌產(chǎn)品購買，有放心的售后和安全保障。（2）使用前，認(rèn)真閱讀使用說明書，避免錯(cuò)誤操作，減少對微波爐的損壞。（3）微波爐應(yīng)該放置在開放的空間，不要放在休息室。（4）使用前后應(yīng)仔細(xì)檢查爐門的密封性和門連鎖裝置是否正常，不可以自行拆卸，定時(shí)檢修微波爐和監(jiān)測微波輻射值。（5）注意保持微波爐內(nèi)外部清潔，既可以防止因污垢導(dǎo)致微波爐受損而引起輻射泄漏，又可以防止細(xì)菌滋生，保證食品安全。（6）不要長時(shí)間處在高強(qiáng)度電磁場中，與工作中的微波爐保持1.5米以上的距離。勿直視工作中的微波爐爐窗。（7）不要在微波爐旁邊放置天線、電視機(jī)和收音機(jī)等電磁頻射器件。（8）長期使用微波的工作人員可以擦拭隔離防護(hù)霜等進(jìn)行防輻射，孕婦需要穿防輻射服，建議12歲以下的小孩勿使用微波爐。（9）可在微波爐的前方和磁控管窗口處加設(shè)防護(hù)罩，對微波輻射進(jìn)行輻射源屏蔽。（10）建議購買有遙控控制裝置的微波爐。

6 結(jié)束語

研究證明，人體曝露在微波輻射下的危害是由它的熱效應(yīng)引起的，也有一些專家認(rèn)為即使是較低的微波輻射，人們長期處在輻射范圍內(nèi)，也是可能會被生物效應(yīng)造成一定的損傷。目前，我國并沒有針對微波爐等這樣的電器制定統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，市售中的微波爐廠商都是各自制定安全輻射值，參差不齊。建議相關(guān)部門能夠重視微波爐電磁輻射給人們帶來的隱患并且加強(qiáng)宣傳微波爐輻射的安全防護(hù)知識。

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