微波炉加热食品竟然这么危险？ -

程江华编

经过几十年的改造、升级，微波炉已经走入千家万户，成为不可或缺的厨具。微波炉使用起来快捷方便，可以在短短几分钟内迅速加热食物，非常契合现代社会快节奏的生活。

当你站在正在加热食物的微波炉前，会不会有这样的疑问：微波炉会对人体造成伤害吗？

（图源：Wikipedia）

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加热食物时站在微波炉旁边安全吗？

微波炉的工作原理基于电磁辐射，电磁辐射的形式包括无线电波、可见光、X射线和伽马射线等。微波炉产生的微波和无线电波一样，是一种“非电离辐射”，这意味着它们没有足够的能量将电子从原子中撞击出来，不会破坏细胞内的DNA。

相比之下，X射线和伽马射线属于“电离辐射”，这种类型的辐射具有充足的能量，可以使电子脱离原子，并且损害细胞和DNA。美国食品药物管理局（FDA）指出，因微波辐射造成的伤害非常罕见，但使用微波炉的时候还是应该注意安全。

（图源：livescience.com）

尽管微波对人体健康的危害不像X射线那么严重，并不意味着它们没有危险。微波通过使水分子振动产生热量从而加热食物，从理论上讲，微波可以像加热食物一样加热人体组织，将微波炉调至较高温度时，微波会导致人体烫伤、引发白内障等。

FDA建议微波炉工作状态下，不要长时间倚靠微波炉。还应该仔细检查微波炉，如果炉门未正确关闭或炉门出现弯曲变形等其他损坏，应立即停止使用。此外，使用微波炉加热杯子中的水时，可能导致温度“过热”，意味着水温会超过沸点。

在这种情况下，看上去水并未沸腾，只是产生了轻微的波动。但这种过热水极不稳定，只要有一点扰动，就会猛烈沸腾。当人们接触或拿起水杯时，极有可能造成脸部和手部皮肤烫伤。

为了防止这种情况发生，FDA建议在使用微波炉时参照说明书，在安全的时间范围内加热液体。

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如何解决微波炉“不均匀加热”现象？

2020年8月4日，中国电子科技大学的研究人员对微波炉加热液体时产生的“不均匀加热”现象进行了研究，并在《AIP Advances》期刊上提出了解决方法。

研究人员指出，在利用炉子等热源从容器底部加热液体时，会发生对流。这种传统的加热方法能够使靠近容器底部的液体逐渐升温，同时使其密度逐渐降低，从而使升温后的液体与容器顶部较冷的液体之间产生循环流动，最终导致整个容器内的温度趋于均匀。

然而，在微波炉内部，作为热源的电场无处不在。因为整个容器本身也在升温，所以不会产生对流，容器顶部的液体会比底部的液体热得多。

研究人员模拟了微波炉加热酒精和大米的加热过程，实验结果表明，酒精的温度分布也呈现出上层温度高于下层温度的分层现象，大米的温度分布则与其电场强度的分布一致。

(a)微波加热酒精的场强分布(V/m)；(b)微波加热酒精的温度分布(℃)；(c)微波加热大米的场强分布(V/m)；(d)微波加热大米的温度分布(℃)（图源：aip.scitation.org）

为了解决微波加热液体时产生的不均匀性，研究人员沿着容器边缘镀了一层金属银。银具有良好的导电性，能够减弱容器顶部的电场，有效地阻止加热，从而使液体产生类似于传统方法中的对流过程，并且使温度变得更加均匀。

实验结果表明，微波加热90秒后，普通容器内的电场较强，容器上下两层水的温差将近8℃；而镀银容器上层的电场比普通容器上层的电场弱很多，整体电场也减弱了，且容器中水的温度分布非常均匀。

目前，该研究团队正在研究改善微波加热固体食品不均匀性的方法。同时，他们也致力于与微波炉制造商合作，使可以均匀加热液体的微波炉配件尽快商业化。

参考文献：

https://www.livescience.com/microwave-ovens-safety-health.html

https://eurekalert.org/pub_releases/2020-08/aiop-tpw080320.php

https://aip.scitation.org/doi/10.1063/5.0013295

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