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微波加熱漫談<一>
前言
科技不斷創新，我們人類則利用科技來改善生活，以前只用在軍事雷達用途的微波技術，也悄然進入我們的日常生活當中。
舉凡專供民生用途的家用微波爐、行動電話、微波通信、無線網路…等等。
以及各種依用途不同適合工業加熱用途用於乾燥、膨化、殺菌、微波電槳、微波紫外線殺菌等設備，不斷的被開發出來。
目前，數不完跟微波相關產品充斥在我們的生活四周，它豐富了我們生活，也使得我們生活更加方便快速，我們變得越來越依賴這項科技了。
但是，有關微波爐或手機會導致癌症、微波加熱過的食品會產生毒素、或常使用微波爐導致內臟燒焦。荒誕不經的流言時有所聞，偏偏它又是看不見摸不着，更使得人們產生害怕心理，而一些有關微波、電磁波的言論又艱澀難懂，往往使一般大眾却步。
既然我們日常生活脫離不了它，那我們就簡單的方式來瞭解微波工作的原理以及特性。這樣一來，我們就不會對那些毫無理論根據的流言，不明究理的以訛傳訛了。
微波不是什麼新的科技，早在二戰期間英國發明磁控管，就開始將微波應用於軍事雷達。戰後，人們發現有很多物質(尤其是含有水份的食品)可以被微波迅速加熱，此後才開始大量應用於家用微波爐和工業加熱用途上。
微波安全嗎?
人們聞“微波”色變，主要的原因是馬上連想到“原子能輻射線”而避之唯恐不及，其實這種反應是相當缺乏科學常識的。
因為微波雖然和X光、伽馬射線、鈷60等一樣都屬於輻射線，但是它們在電磁光譜的位置上，卻有天壤之別。
Ｘ光線、伽馬射線、鈷60、紫外線等和微波有何不同？
Ｘ光線、伽馬射線、鈷60，周波数非常高(10¹⁷～10²²Ｈｚ)，因為量子的能量極強，足可以殺死癌細胞，大量暴露時有可能會傷害遺傳基因。是屬於對生物體有直接的危害的“游離輻射”。
紫外線(周波数10¹⁶Ｈｚ前後)、大量暴露時會引起表皮曬傷。
微波(周波数2.45×10⁹Ｈｚ或915×10⁶Ｈｚ)，量子強度卻只有Ｘ光、伽馬射線、鈷60的幾百萬分之一，強力照射物品會引起加温作用。屬於只有熱效應的“非游離輻射”。
何謂游離輻射或非游離輻射?
電磁波依其頻率與能量的高低可分為“游離輻射(Ionizing Radiation簡稱IR) ”或“非游離輻射(Nonionizing Radiation簡稱NIR)”。
“游離輻射”是指頻率極高的電磁波(如X光和伽瑪射線)，其光子能量強到足以打斷細胞分子的原子鍵結而產生帶正或負電荷的原子，也就是游離化現象。

“非游離輻射”泛指電磁頻譜中，光子能量微弱到無法打斷原子鍵結的電磁波。其中包括：紫外線（UV）輻射、可見光、紅外線（IR）輻射、射頻（RF）和微波（MW）電磁場、極低頻電磁場、以及靜電場與磁場。
微波和電磁波使用安全規範：
國際組織對電磁波安全管理有如下單位分別是：InternationalElectrotechnical Commission(簡稱IEC)、以及American National Standards Institute (簡稱ANSI)，和Institute of Electrical and Electronics Engineers (簡稱IEEE)，對工業用、商用微波使用安全有明確標準規範。凡距離微波源或設備5cm(公分)，正常狀況下許可最大值為5mW/cm²(5毫瓦/平方公分)，非正常狀況下則為10mW/cm² (100瓦/平方公分)。
對頻率使用管理組織則是：Industrial Scientific and Medical(簡稱ISM)，許可的工業微波使用頻率為2450MHz和915MHz。
以上規範，除少數國家另外有特別規定外，都以上述組織規定標準為範疇。
而我國行政院環境保護署公告，行動電話基地台電磁波最大值，非游離輻射環境建議值為0.9mW/cm² (0.9毫瓦/平方公分)。
人體微波曝露基本限制：

人體(包括手掌及手指)組織曝露微波下會被局部或整體加熱，電磁波超過一定劑量時有可能造成危害，歸類為SAR值(specific absorption rate)，用W/kg(瓦/重量)表示。
整個身體曝露最低安全SAR值為4 W/kg。
微波作業員(受過微波教育人員) SAR安全值為10，一般人員SAR安全值為5，時間累積超過六分鐘。
以下是一則有關美國科學家，將人體及動物進行微波加熱實驗的相關報導：
美國的艾達爾教授，在聖安東尼奧的布魯克斯空軍基地發表研究結果指出，經過她多年來對松鼠、猴子和人體的實驗，都証明了微波相當安全。
這位高齡74的女教授從1975年開始，就把松鼠、猴子或其它動物放進微波室做加熱實驗，她表示，動物們在微波室裡都顯得很興奮，反而是在實驗時間結束的時候，會出現依依不捨之情。
在艾達爾的實驗室中，甚至有些動物已經活了18年，也沒有任何動物患上癌症。
艾達爾從1994年開始，徵求自願者進入微波室加熱，她的受測者從年輕人到老年人都有，根據艾達爾的說法，這些人在接受微波照射時的反應，就像接受溫暖陽光照拂一樣的舒服。
當然，以上實驗是在密閉室內用低功率密度下進行的，非專業人員不可隨意嘗試。
我們人體或動物組織，在微波低功率密度照射下，皮膚表面組織會吸收微波而發熱，會產生有如太陽底下照射那種溫熱感覺。
因此如果硬要說微波會殺死人體細胞，唯一的可能就是因為它的熱效應，一
直加熱加到細胞熱死為止。
但是如果功率密度增強，高溫會導致皮膚產生灼痛感，人體下意識反射動作會迅速逃離“熱區”。
因為，微波在開放空間傳播時，微波照射強度會隨著距離增加快速衰減(距離的平方倍)，因此只要稍為離開微波源或微波束一些距離，照射強度馬上降低或者消失。
艾達爾也對於許多微波爐的流言提出澄清。一般人認為，注視正在加熱中的微波爐會導致白內障，艾達爾說，除非你把眼球放進微波爐，加熱到攝氏44℃或45℃，眼球組織才會遭受破壞；她認為即使是微波爐的微波外泄，它的劑量也不可能使人患上白內障。
還有，人的瞳孔以及男性的睪丸，並沒有熱感神經，因此上述器官受熱過度，我們無法用感官查覺，也不會有下意識反射動作避開，因此要格外小心。
此外，微波輻射線會導致不孕的說法，艾達爾也嗤之以鼻，她表示這是一個錯誤印象。亞洲一個國家曾經以微波照射實驗者，他們的精蟲數目也沒有下降，換言之，微波對於生育能力沒有影響。
這個不孕的說法，使我回想起早期剛踏入微波這一行業時，很多人警告我從事這行業會導致不孕。但是，我是研發人員，面對幾十或上百仟瓦輸出的機器設備，我也要親自調試，客人提供的樣品往往也要在實驗機前反覆實驗好幾天。到如今我和同事們也都個個兒女成群，同事罹癌率也沒高於一般行業，反倒是車禍喪生的同事不少。我不強調微波對身體毫無危險性，就像各種行業均存在某一限度的危險一樣，只要正確了解其工作原理，並做好一些必要安全防護。
艾達爾強調，手機與微波爐的輻射線，完全沒有任何危險，不應該再把科學研究的主力放在這些議題上。她表示，盛夏人們在海灘上做日光浴時所接收的紫外線放射線劑量，恐怕比手機的放射線還要多。
最近一則有關美國發展出微波武器的相關報導：

安裝在美軍裝甲車上“無聲衛士”

《每日電訊報》記者舍韋爾在“熱浪”襲擊下露出痛苦表情

報導：“兵不血刃”一直是各國軍事家追求的理想目標。美軍秘密開發的新型微波武器即將完成測試，它能遠距離擊中目標，令人瞬間產生劇烈灼熱感，卻不會遭受致命傷害。駐伊美軍一些將領希望它能儘快在伊拉克得到應用，從而在大規模衝突中“不費一槍一彈而屈人之兵”。

無聲無形散發熱浪

據英國《每日電訊報》2007年11月18日報導：這種被稱作“無聲衛士”的微波武器安裝在裝甲車上，能通過碟形衛星天線定位，向目標發射出隱形的高能電磁束，人的皮膚表層會在瞬間感受到攝氏54℃的熱度，這種程度足以令被“射中”的人的肌肉迅速抖動，產生灼痛感，被迫迅速逃離“熱區”。

美國國防部非致命性武器項目負責人柯克•海姆斯上校說這：種應用了“主動壓制系統”（Active Denial System，ADS）的武器射出的微波對人體皮膚的穿透深度約為0.4毫米，相當於3層紙的厚度，一旦目標離開微波射線的範圍，痛感便會慢慢消失，不會造成永久性傷害，屬於非致命性武器。

除了安全，這種“無聲無形”的微波武器的有效攻擊距離達750米，而常規非致命武器橡皮子彈槍的射程只有75米。有了這種武器，在騷亂發生時，軍方就能遠距離驅散人群，控制局勢。

如同超高溫吹風機

據海姆斯上校介紹：第一代“無聲衛士”的測試即將完成。為了展示這一代表美軍未來武器方向的新產品的威力，非致命性武器項目組特別邀請了一部分記者和美國防部高官到弗吉尼亞州Quantico海軍基地現場親身體驗。他們事前還寫了一份聲明，表明自願參加試驗，自負其責。

《每日電訊報》記者菲力浦•舍韋爾是唯一一名受邀的英國記者。他寫道：“一個寒冷陰雨的早上，我站在美軍基地中，鼓足勇氣等待被美軍最新武器襲擊……我站在距離裝置約460米的地方，雖然看不清那輛正對著我的裝備了ADS的裝甲車，但心裡仍忍不住想著一會兒將可能會感受到滾燙洗澡水或電熨斗底部一樣的熱量。”

一名軍官下達了進攻命令，舍韋爾馬上感到熱浪撲面而來。“定向的能量以光速擊中了我，我開始顫抖、齜牙咧嘴，想馬上找個遮掩之處，”舍韋爾說，“我的臉好像貼在爐火上，或者像是對著一個調到超高溫檔的巨型吹風機。無論怎樣，我連幾秒鐘都難以忍受，只好急忙跑開。”

舍韋爾逃到安全地帶後的幾分鐘內依然感到皮膚發麻，不過這種不適感後來慢慢消失。美國空軍研究實驗所專家斯蒂芬妮•米勒說，這種微波照射基本不會對人體造成不良影響。在10700次測試中，只有8人長了水泡，其中6人無需上藥，另外兩人也已痊癒，沒有任何併發症。“沒有什麼奇怪的東西，它產生的只是熱”。
http://en.wikipedia.org/wiki/Active_Denial_System
http://www.globalsecurity.org/military/systems/ground/v-mads.htm
微波醫療用途：
其實你可能還不知道，微波加熱還可以殺死癌細胞，幫助人類治療乳癌(Breast Cancer)和其它癌症！
請連接下列網站：
http://www.sciencedaily.com/releases/2007/01/070129153727.htm
http://cancer.stanford.edu/information/cancerTreatment/methods/hyperthermia/
肝細胞癌微波熱凝固療法(Microwave Coagulation Therapy for Hepatocellular Carcinoma)
http://www.kousei-hp.or.jp/ito/newpage3.htm