De populaire toepassing is het resultaat van een toevallige ontdekking in de jaren 40
Raytheon ontwikkelde de eerste magnetron, maar er waren er twee nodig decennia voordat de technologie commercieel succesvol wordt. De Radarange III van het bedrijf debuteerde in 1955 en werd in beperkte hoeveelheden aan restaurants verkocht.
HET INSTITUUT Gesmolten chocolade in de zak van een wetenschapper in 1946 leidde tot de ontwikkeling van een apparaat dat de manier waarop velen van ons veranderden kook onze maaltijden vandaag. Percy L. Spencer, een onderzoeker bij Raytheon in Waltham, Massachusetts, was communicatieapparatuur aan het testen toen hij merkte dat zijn reep opwarmde toen hij naast een magnetron stond, een vacuümbuis die microgolfenergie produceert.
Spencer en andere onderzoekers van het bedrijf hebben de komende maanden gewerkt aan het ontwikkelen van wat de eerste magnetron zou worden. Raytheon onthulde het apparaat – de Radarange genaamd omdat de magnetron de bron is van microgolven in een radarset – het volgende jaar. Het werd verkocht voor ongeveer US $ 5.000 (gelijk aan ongeveer $ 64.000 vandaag) en werd op de markt gebracht voor commerciële keukens. Het heeft meer dan 25 jaar geduurd voordat het apparaat klein genoeg en betaalbaar genoeg was om een huishoudelijk hoofdbestanddeel te zijn. Ondanks enkele veiligheidsproblemen werden er halverwege de jaren zeventig elk jaar miljoenen magnetrons aan consumenten verkocht.
VAN LABO NAAR KEUKEN
Microgolfovens verwarmen voedsel door het bloot te stellen aan hoogfrequente microgolfstraling. Het diëlektrische verwarmingsproces van de ovens zorgt ervoor dat polaire moleculen in het voedsel, vooral die in water, gaan roteren en thermische energie produceren.
De magnetronoven van Raytheon was niet het eerste apparaat dat radiogolven gebruikte om dingen te verwarmen. In het begin van de jaren dertig werden korte golflengten voor het eerst gebruikt om menselijk weefsel te verwarmen in diathermie-machines, die werden gebruikt om reumatoïde aandoeningen zoals artritis te behandelen. Op de Wereldtentoonstelling van Chicago in 1933 kookte Westinghouse binnen enkele minuten biefstuk en aardappelen door ze tussen twee metalen platen te plaatsen die waren bevestigd aan een 10-kilowatt kortegolfzender.
Nadat Spencers candybar was gesmolten, besloot hij te experimenteren: hij plaatste popcorn pitten in de buurt van de magnetron en keek toe terwijl ze door zijn laboratorium sputterden, barsten en knalden. Vervolgens maakte hij een metalen doos met een opening waarin hij microgolfvermogen kon voeden. Niet in staat om te ontsnappen, produceerde de energie in de doos een elektromagnetisch veld met een hogere dichtheid. Voedsel dat in de doos werd geplaatst en aan de microgolven werd blootgesteld, werd snel heter.
Later in 1946 vroeg Raytheon patent aan voor een magnetron die voedsel kon koken. Marvin Bock, een ingenieur bij het bedrijf, bouwde een apparaat dat de Radarange zou worden. Het vertrouwde op een uitgangsvermogen van 1,6 kW van een watergekoelde, permanentmagneetmagnetron. Een prototype, dat bijna 2 meter hoog was en ongeveer 340 kilogram woog, werd voor testen in een restaurant in Boston geïnstalleerd. Het jaar daarop kwam de Radarange op de markt. Het werd in beperkte hoeveelheden verkocht aan restaurants en commerciële keukens, waarvan sommige de machine gebruikten om chips te drogen en koffiebonen en pindas te roosteren.
In 1955 bracht Raytheon een iets kleinere 220-volt wandkast voor thuis op de markt. , tegen een prijs van $ 1.295 (ongeveer $ 11.440 vandaag). Het verkocht niet goed. Sharp ontwikkelde de R-10, de eerste microgolfoven van Japan in 1961. Het jaar daarop werd Sharp het eerste bedrijf dat microgolfovens op grote schaal produceerde.
Raytheon nam in 1965 Amana over, een apparatenbedrijf in Newton, Iowa. In 1967 werd de eerste Amana-magnetronoven voor thuis, een 110-volt-aanrechtmodel, verkocht voor $ 495 (ongeveer $ 3.515 vandaag). Hij was ongeveer 40 centimeter lang, 50 cm breed en 30 cm diep. Deze populaire versie maakte de weg vrij voor de kleinere, goedkopere magnetrons die tegenwoordig in gebruik zijn.
VEILIGHEIDSZORGSMAATREGELEN
Rond de tijd dat consumenten magnetrons begonnen te kopen, werd federale regelgeving een probleem. The Radiation Control for Health and Safety De wet van 1968 beperkte de hoeveelheid microgolfenergie die tijdens zijn levensduur uit een oven kon lekken tot 10 milliwatt microgolfstraling per vierkante centimeter (mW / cm²) op 5 cm van het ovenoppervlak.
De microgolfoven de industrie, vertegenwoordigd door de Association of Home Appliance Manufacturers (AHAM), vond dat het hier aankwam s spec. De ovendeuren, die het meest vatbaar waren voor microgolflekkage, werden ontworpen om microgolfstralingwaarden te beperken tot minder dan de geaccepteerde tolerantie van 10 mW / cm². Verder waren de deuren beschermd met onderling vergrendelde schakelaars die de microgolfvoeding uitschakelden als iemand per ongeluk de oven zou openen terwijl deze aan stond.
Maar een overheidsstudie uitgevoerd in het Walter Reed Hospital in Washington D.C. wees uit dat een alarmerend hoog percentage ovens microgolfenergie lekte. En de hoeveelheid was vaak veel meer dan 10 mW / cm².
In 1970 stelde het Amerikaanse Bureau of Radiological Health het wettelijke maximale stralingslekniveau vast op 1 mW / cm² of minder toen het apparaat nieuw was en geen meer dan 5 mW / cm² gedurende zijn levensduur.
AHAM was niet tevreden. Het protesteerde dat er geen basis was om de bestaande norm te verlagen. Dat zou volgens hem alleen de productiekosten verhogen. De vereniging beweerde ook dat de nieuwe beperkingen het wijdverbreide gebruik van het apparaat zouden belemmeren.
Die vrees bleek ongegrond. In de Verenigde Staten steeg het aantal verkochte eenheden per jaar van 40.000 tot 1 miljoen in 1975. De ovens waren zelfs nog heter verkopers in Japan. In 1976 gaf 17 procent van de Japanse gezinnen aan er een te bezitten, vergeleken met 4 procent in de Verenigde Staten. In 1986 bezat ongeveer 25 procent van de Amerikaanse huishoudens een magnetron, en dat aantal steeg tot 90 procent in 1997, toen de gemiddelde prijs ongeveer $ 200 bedroeg.
De Engineering and Technology History Wiki biedt meer informatie over de geschiedenis van de magnetron en de normen die het apparaat tegenwoordig veilig maken.
Dit artikel is geschreven met hulp van het IEEE History Center, dat wordt gefinancierd door donaties aan de IEEE Foundation.