De reep die smolt naast een radarbuis
Een magnetron is een buis die krachtige radiogolven met een golflengte van centimeters produceert. In 1940 werd hij in Groot-Brittannië vervolmaakt zodat radar in een vliegtuig paste, en daarna werden zulke buizen bij duizenden gemaakt. Veel mensen wisten dat het warm werd naast ingeschakelde apparatuur. Raytheon-ingenieur Percy Spencer was degene die niet zomaar doorliep: volgens het eigen verhaal van het bedrijf stopte hij bij een werkende magnetron en vond hij een gesmolten reep in zijn zak.
Daarna legde hij er maïskorrels naast en kreeg hij popcorn. Vervolgens een ei: naar verluidt barstte het. In de herfst van 1945 werd patent aangevraagd, en in 1947 verscheen de eerste Radarange-oven: ongeveer 340 kilogram, met waterkoeling. Die werd niet in keukens geplaatst, maar in restaurants, op schepen en in treinen.
- Radar
- Magnetron
- Reep
- Oven
Er waren al eerder modellen voor thuis geprobeerd, maar de oven werd pas na 1967 een gewoon keukenapparaat, toen de buis en het koelsysteem tot aanrechtformaat waren verkleind. Tussen de gesmolten reep en de keuken zaten meer dan twintig jaar: niet omdat mensen het idee niet begrepen, maar omdat het kleiner moest worden gemaakt.
Waarom eten warm wordt terwijl het bord koel blijft
Een watermolecuul is een dipool: het heeft een positief en een negatief uiteinde. Het veld in de ovenruimte trilt 2,45 miljard keer per seconde, de moleculen draaien mee en botsen tegen hun buren. Die botsingen zorgen voor de warmte. Glas, porselein en de meeste kunststoffen kunnen niet op die manier draaien, dus worden ze alleen warm door het eten zelf.
De golf dringt maar oppervlakkig in het voedsel door, ongeveer een paar centimeter. Daarna verplaatst de warmte zich via gewone warmtegeleiding: van buiten naar binnen, niet andersom. Daarom kan het midden van een groot stuk koud blijven en zit er een draaiplateau in: zonder plateau blijven er in de ovenruimte plekken waar de golf nauwelijks komt.
De frequentie van 2,45 gigahertz werd gekozen omdat dit de resonantie van water is: water wordt bij die frequentie het best warm.
Eerder het tegenovergestelde. De absorptiepiek van vloeibaar water ligt duidelijk hoger in frequentie, en daar zou de golf al in de eerste millimeters van het voedsel worden geabsorbeerd, waardoor alleen de korst warm wordt. 2,45 gigahertz is een voor huishoudelijke apparaten toegestane frequentie, weg van de piek, waarbij de golf het voedsel in kan dringen.
De magnetron in een moderne oven is een directe verwant van de radarbuis. Hij is kleiner en goedkoper geworden, maar het principe is niet veranderd: dezelfde kathode, dezelfde resonatoren, dezelfde golf met een golflengte van centimeters. Een militair apparaat verhuisde gewoon naar de keuken.
En viel niet meer op. In het Amerikaanse woningonderzoek van 2020 stond in bijna elk huis een magnetron: hij komt vaker voor dan een vaatwasser.
Amerikaanse huishoudens met een magnetron, 2020
Lees de rest in de Miqo-app
Nog 1 minuut lezen, en aan het eind een quiz. Te vinden onder ‘Geschiedenis → Uitvindingen’
Richt de camera van je telefoon hierop om de App Store of Google Play te openen.
Bronnen
- Patent van Percy Spencer, "Method of Treating Foodstuffs" (aangevraagd in 1945, verleend in 1950)
- Raytheons geschiedenis van Radarange-ovens
- overzichten van diëlektrische verhitting bij 2,45 GHz
- 2020 Residential Energy Consumption Survey (RECS) van Amerikaanse huishoudens