Воздействие СВЧ излучения на человека

Защитные устройства микроволновых печей

Микроволновая печь представляет собой бытовой электрический прибор, который встречается на кухне почти так же часто, как и холодильник. Однако микроволновое излучение, используемое в таких печах для приготовления пищи, представляет значительную опасность для здоровья человека. Поэтому в микроволновых печах используются особые конструктивные и схемотехнические решения для обеспечения безопасности работающего с ними человека. В этой статье рассматривается устройство запорного механизма дверцы микроволновой печи разных фирм-производителей и некоторые его неисправности.

Приготовление пищи происходит в рабочей камера микроволновой (СВЧ) печи под действием излучения частотой 2450 МГц. Рабочая камера представляет собой металлическую емкость, с одной стороны которой в нее вводится СВЧ излучение мощностью 500...1000 Вт, вырабатываемое магнетроном. Камера печи представляет собой идеальное место для образования стоячих волн (можно провести аналогию с акустическим резонатором), а значит, в ней будут ряд минимумов и максимумов электромагнитных колебаний, возникающих вследствие многократного отражения электромагнитных волн от металлических стенок камеры. Причем, размещение в камере пищи приводит к образованию колебаний в области частот выше 2450 МГц. Спектр резонансных частот камеры СВЧ печи с пищей и без нее приведен на рис. 1.

Рис. 1. Резонансные частоты камеры СВЧ печи без загрузки и с загрузкой камеры

Из рисунка видно, что увеличение загрузки камеры приготавливаемым продуктом приводит к усложнению распределения электромагнитных полей в камере.

В камере появляется, кроме основных, ряд комбинированных колебаний, что способствует более равномерному распределению электромагнитной энергии в камере и, как следствие, улучшению равномерности прогрева продукта. В то же время значительное обогащение спектра электромагнитных колебаний усложняет задачу по недопущению их выхода за пределы микроволновой печи.

Воздействие СВЧ излучения на человека

Токи высокой частоты в диапазоне 900 МГц...300 ГГц (УВЧ и СВЧ) создают в воздухе излучение, имеющее ту же электромагнитную природу, что и рентгеновское и гамма-излучение. Но если более высокочастотное излучение (видимый свет) почти полностью поглощается кожей и не проникает внутрь организма, то излучение в диапазоне 900.3000 МГц (рабочий диапазон мобильных телефонов и СВЧ печей) проникает внутрь человеческого организма на 3.10 см. При этом возникает опасность внутренних ожогов, которые гораздо более опасны, чем внешние ожоги [1, 2].

Для бытовых микроволновых печей существует два стандарта уровней безопасного излучения:

- российский стандарт, который, как и европейский, предполагает, что уровень плотности излучения от печи не должен превышать 0,01 мВт/см²на расстоянии 0,5 м от печи;

- американский стандарт ANSI, который предлагает считать безопасным излучение с плотностью мощности 10 мВт/см²;

При этом для СВЧ печей этим стандартом устанавливается допустимой плотность мощности 5 мВт/см2 на расстоянии 5 см от печи. Расхождение между цифрами в 500 раз вызвано тем, что российский стандарт разрабатывали медики с точки зрения защиты здоровья людей, а американский - производители микроволновых печей с точки зрения удешевления своей продукции.

Клинические данные свидетельствуют, что уже при плотности мощности 60 мкВт/см² - наблюдаются изменения в половых железах, в составе крови. Происходит помутнение хрусталика.

При дальнейшем увеличении интенсивности облучения происходят изменения в сворачиваемости крови, условно-рефлекторной деятельности, воздействие на клетки печени, изменения в коре головного мозга.

Микроволновая печь при выходной СВЧ мощности 800.900 Вт и открытой дверце создает интенсивность излучения до 5000 мкВт/см², что крайне опасно.

Именно поэтому в СВЧ печах используется многоуровневая защита которая должна обеспечить отключение генерации микроволнового излучения при открытии дверцы печи.