Microgolven — Hoe werken ze?
U KUNT het niet zien, niet ruiken en niet aanraken, maar het is wel overal om u heen aanwezig. Sommige deskundigen spreken van een aantasting van ons milieu door een „elektrische smog”. Een Amerikaanse regeringsinstantie waarschuwde dat de niveaus waaraan Amerikanen — zonder zich daar zelfs van bewust te zijn — dagelijks blootstaan, gevaarlijk kunnen zijn. Het is geen plaatselijk probleem.
Volgens een Amerikaans regeringsverslag begint voor de mens nu wellicht „een tijdperk van elektromagnetische vervuiling van ons milieu die te vergelijken is met de huidige chemische verontreiniging”. Het rapport waarschuwt dat „een onderschatting of verkeerde beoordeling van de biologische effecten van een geringe maar langdurige blootstelling kan leiden tot een ernstig probleem voor de volksgezondheid, vooral als ook genetische effecten een rol gaan spelen”.
Al deze bezorgdheid betreft microgolfstraling. Maar wat zijn microgolven? Hoe werken ze? Welke invloed kunnen ze op u uitoefenen? Hoe gevaarlijk zijn ze?
Wat microgolven zijn
Microgolven zijn een vorm van elektromagnetische energie of straling. Wat frequentie (aantal trillingen per tijdeenheid) en golflengte betreft, liggen microgolven in het elektromagnetische spectrum tussen de infrarode straling en radiogolven.
Er bestaan twee soorten elektromagnetische straling: ioniserende en niet-ioniserende straling. Ioniserende straling ligt aan het ene einde van het spectrum en omvat röntgenstralen en gammastralen. De rest van het spectrum bestaat uit niet-ioniserende straling: ultraviolet licht, zichtbaar licht, infrarode stralen en radiogolven. (En tussen de twee laatstgenoemde treffen wij „microgolven” aan.) De uitdrukkingen ioniserend en niet-ioniserend duiden op een belangrijk verschil.
Ioniserende straling is in staat om elektronen van atomen los te maken, waardoor elektrisch geladen, zeer onstabiele, sterk chemisch reagerende atomen ontstaan die ionen worden genoemd. Met andere woorden, ioniserende straling beschadigt altijd de cellen van levend weefsel en kan genetische mutaties teweegbrengen. Elke blootstelling aan dit soort straling, hoe gering ook, levert risico’s op.
Microgolven bestaan daarentegen uit niet-ioniserende energie. Ze hebben een veel minder krachtige uitwerking en beschikken niet over voldoende energie om elektronen van atomen los te maken, waardoor men zich betrekkelijk vrij heeft gevoeld om gebruik te maken van deze vorm van energie vanwege de voordelen die ze biedt.
Waarvoor microgolven gebruikt worden
Ongeveer 50 jaar geleden waren er nog geen door mensen opgewekte microgolven. Alleen geringe hoeveelheden microgolfstraling, afkomstig van de zon en andere bronnen in ons melkwegstelsel, drongen in onze dampkring door. Maar toen werd vóór de Tweede Wereldoorlog radar ontwikkeld. Op deze wijze vernam het algemene publiek voor het eerst van het bestaan van microgolven, aangezien radar gebruik maakt van microgolven. In recente jaren heeft ’s mensen vermogen om microgolven op te wekken en aan te wenden ertoe geleid dat er zoveel met microgolven werkende apparaten in omloop zijn gekomen, dat thans praktisch iedereen op aarde er wel tot op zekere hoogte door wordt beïnvloed.
Vooral in bepaalde stedelijke gebieden schat men het niveau van de microgolfstraling en de verwante hoogfrequente radiogolfstraling wel op een miljardvoud, of meer, van wat er van nature op aarde aanwezig is. En in veel plaatsen komen er in hoog tempo nieuwe bronnen van dit soort straling bij.
Bijna alle luchthavens beschikken nu over radar-navigatiesystemen, hetgeen betekent dat ze microgolven gebruiken. Ook politieradar werkt met microgolffrequenties. Maar radar is niet het enige toepassingsgebied: ultrahoogfrequente televisiesignalen worden eveneens door middel van microgolven overgebracht. Interlokale telefoongesprekken kunnen als microgolfstraling van stad tot stad worden gezonden. Microgolfovens of magnetronovens winnen aan populariteit. Een computer in de ene stad kan via microgolven informatie overdragen aan een computer in een andere stad. Satellietsystemen voor televisiesignalen, luchtkartering en telefoon- en telexverkeer benutten microgolven, alsook enkele meetsystemen voor luchtverontreiniging. Telefoonzuilen langs de snelwegen werken eveneens met microgolven. Ze worden bij veel alarminstallaties voor inbraakbeveiliging alsook bij enkele automatische garagedeuren toegepast.
Het leger, verreweg de grootste gebruiker van microgolfapparatuur in de huidige tijd van elektronische oorlogvoering, benut onder andere microgolven bij doelvolg- en opsporingsradar, geleidesystemen voor kernraketten en antiraket-raketten, afstandsmeters voor tanks en bij afluisterapparatuur.
De medische wereld heeft haar eigen toepassing van microgolven: bij sterilisatie, bij experimentele behandelingsmethoden van kanker, om de groei van een tumor te vertragen en in diathermische apparaten die lichaamsweefsel verwarmen bij de behandeling van kwalen als slijmbeursontsteking, gewrichtsontsteking, spierpijnen en verstuikingen. Men schat dat elk jaar alleen al in de VS zo’n twee miljoen mensen een behandeling met deze apparaten krijgen.
De industrie gebruikt microgolven om aardappelchips te drogen, noten en bonen te roosteren en koffie te branden, om brood en oliebollen te doen rijzen en om spek voor te bakken. Ze worden eveneens gebruikt bij het drogen van garens, hout, verf, papier, leer, tabak, potloden, textiel, luciferskoppen en bij de behandeling van rubber, nylon, urethanen en kunstzijde. Veel maatschappijen zoals banken, kranten en vliegtuigmaatschappijen gebruiken beeldschermterminals, waarbij alweer microgolven toegepast worden.
Er bestaan plannen voor de aanwending van microgolven ten behoeve van een reusachtig ruimtestation dat zonneënergie opvangt en omzet in microgolven die naar de aarde worden gezonden. Hier op aarde zouden de microgolven dan in elektriciteit worden omgezet. Dan bestaat er het plan om microgolfstraling toe te passen in een radarremsysteem voor auto’s, waarbij microgolfstraling die vóór een voertuig uit wordt gezonden, het gevaar van een botsing kan waarnemen en automatisch de remmen in werking kan stellen.
Het valt niet te ontkennen dat microgolven een enorme invloed op ons leven uitoefenen, en toch beseffen maar weinigen onder ons hoe ze in feite al die dingen bewerkstelligen.
Hoe werken microgolven?
Aangezien microgolven in de grond der zaak alleen maar energie zijn, kunnen ze op verscheidene manieren gebruikt worden. Bij radar worden microgolven bijvoorbeeld gebundeld tot zeer gerichte stralen en in korte stoten of pulsen op een doel gemikt. Daar elektrische geleiders, zoals metaal, microgolven reflecteren, worden microgolven die zijn uitgezonden in de richting van een doel, een vliegtuig bijvoorbeeld, naar de zender teruggekaatst. Uit de tijd die verloopt tussen het moment dat het signaal uitgaat en dat het terugkeert, volgt een meting van de afstand tot het doel, omdat immers microgolven zich met de snelheid van het licht voortplanten. Door een dergelijk tijdsverloop op twee verschillende hoogten te bepalen, kan men berekenen hoe hoog het waargenomen vliegtuig vliegt.
De reden dat de energie in magnetronovens kan worden gebruikt om voedsel te koken, is simpel: microgolven worden dan wel door metaal teruggekaatst, maar ze worden door het voedsel geabsorbeerd. Een metalen doos, de oven, reflecteert derhalve de microgolfstralen, die in de oven heen en weer worden gekaatst tot ze het voedsel raken. Vervolgens worden ze door het voedsel geabsorbeerd en maken dat de vloeistofmoleculen in het voedsel snel gaan trillen, wel twee en een half miljard maal per seconde. Deze wrijving veroorzaakt hitte, en door deze hitte wordt het voedsel gekookt. In feite wordt de hitte door het voedsel zelf geleverd.
In een magnetronoven gaat heel weinig energie verloren aan het verhitten van de oven of de lucht in de oven, zoals bij een gewoon fornuis gebeurt. Ook verdwijnt er zeer weinig energie in het verhitten van de potten en pannen, aangezien u bij het koken met microgolven gebruik maakt van glas, papier of plastic, allemaal materialen die gemakkelijk microgolven doorlaten zonder ze te absorberen of te reflecteren. Wanneer dan ook een kleine hoeveelheid voedsel de volle laag krijgt van de microgolven, wordt het snel gaar.
In een gewone oven kan het bijvoorbeeld 45 tot 60 minuten duren voordat een aardappel gekookt is. In een magnetronoven kan één aardappel in circa 2 1/2 tot 6 minuten gaar zijn, hetgeen afhangt van de grootte van de aardappel en de constructie en het model van de oven. Als twee aardappels worden gekookt, kan de kooktijd tussen de 5 en 12 minuten komen te liggen. De langere kooktijd is toe te schrijven aan het feit dat de microgolfenergie wordt verdeeld in plaats dat de volle lading door één aardappel wordt geabsorbeerd. Deze opvallend snellere kooktijden bij magnetronovens vormt de voornaamste reden waarom ze zo in trek zijn.
In de Verenigde Staten worden vele miljoenen van deze ovens gebruikt. In 1975 overschreed de verkoop van magnetronovens voor de eerste maal die van het aantal gasovens. Men heeft al voorspeld dat tegen 1985 de helft van alle Amerikaanse huisgezinnen met behulp van magnetronovens zal koken. In Japan genieten ze een nog grotere populariteit; naar verluidt gebruikte in 1976 zeventien procent van alle Japanse huisgezinnen magnetronovens, vergeleken met vier procent van de Amerikaanse huisgezinnen in datzelfde jaar.
In 1967 kwamen in de VS voor het eerst magnetronovens op de markt, waarbij in dat eerste jaar slechts 10.000 ovens werden verkocht. Maar sindsdien zijn de verkoopcijfers omhooggevlogen. Het is een groei, zo zeggen sommigen, waarmee wij plotseling zijn geconfronteerd zonder nog een volledig begrip te hebben van de uitwerking die microgolven op het menselijk lichaam kunnen hebben.
Vanwege deze groeiende bezorgdheid zijn in het midden van de jaren ’70 in de VS uitgebreide onderzoekingen van start gegaan ten einde vast te stellen wat de mogelijke risico’s zijn van blootstelling aan een geringe hoeveelheid microgolfstraling. Ook moest onderzocht worden of de huidige westerse veiligheidsnormen gehandhaafd kunnen worden. De resultaten van enkele van deze onderzoekingen beginnen beschikbaar te komen en sommige geleerden hebben reeds hun ernstige bezorgdheid uitgesproken. Waarom? Wat ontdekken zij? Dit zijn vragen die wij in een volgende uitgave van Ontwaakt! zullen beschouwen.
[Illustratie op blz. 14]
Vliegvelden hebben nu navigatiesystemen die gebruik maken van microgolven