Wetenschap 15 mei 2001

Magnetron

Door Janneke Hak
De hond in de pot vinden is er voor laatkomers niet meer bij. Terwijl de rest van de familie al aan het toetje zit en de temperatuur van de piepers tot een onaangenaam niveau is gedaald, staat er binnen een paar minuten toch een dampend bord met eten op tafel. De magnetron is meer dan ieder ander apparaat het boegbeeld van een jachtige tijd.

De wortels van de magnetron liggen in de Tweede Wereldoorlog, een tijd waarin regeringen veel geld steken in het opsporen van vijandelijke vliegtuigen. De Britten ontwerpen radarinstallaties die met behulp van teruggekaatste radiogolven vliegtuigen opsporen. Helaas blijken ze laagvliegende toestellen niet te kunnen traceren. Een radar die werkt met microgolven –die een kortere golflengte hebben dan de eerder gebruikte radiogolven– kan dat wel. De radar bevat een magnetronbuis die microgolven uitzendt. Het apparaat vangt de weerkaatste golven weer op.

Het lukt de Britten niet om aan de enorme vraag van het leger te voldoen, dus bundelen ze hun kennis met een andere groep geallieerden, de Amerikanen. Een Britse delegatie demonstreert haar magnetronbuis aan een aantal bedrijven. Bij een van die bedrijven –het kleine Raytheon in de staat Massachusetts– werkt Percy L. Spencer. Hij heeft nooit een technische opleiding genoten, maar weet wel een aantal intelligente vragen te stellen.

Een paar dagen later komt Spencer met voorstellen om het apparaat minder groot en lomp te maken. Zo vervangt hij een koperen staaf met een dikte van 10 centimeter door een plaatje dat slechts 30 millimeter groot is. Spencers magnetronbuis is wel in serie te produceren. Vanaf 1941 lopen er bij Raytheon wekelijks duizenden apparaten van de band.

Popcorn
Al gauw valt het Spencer op dat de magnetronbuis warmte ontwikkelt. Een reep chocolade die hij bij zich draagt, blijkt totaal gesmolten te zijn. Spencer realiseert zich dat niet zijn lichaamswarmte maar de microgolven van de buis daar verantwoordelijk voor zijn. Als ook de maïskorrels die hij meeneemt binnen de kortste keren veranderen in popcorn, weet hij het zeker: de magnetron is te gebruiken als huishoudelijk apparaat.

Spencer wil de directie overtuigen door in hun aanwezigheid een ei te koken in de buurt van de magnetronbuis. Iedere hedendaagse magnetrongebruiker weet dat eieren niet in de magnetron mogen, maar Spencer is blijkbaar vergeten zijn kookkunst vooraf te testen. Voor de ogen van de verbaasde directeuren spat het ei uit elkaar. Ondanks de explosie weet Spencer hen te overtuigen van het nut van een snel opwarmapparaat in de keuken en ze steken geld in de ontwikkeling van de magnetron.

De eerste magnetron komt in 1947 op de markt; een enorm apparaat van een paar honderd kilo. Het wordt vooral gebruikt in restaurants en op schepen; plaatsen waar veel voedsel in korte tijd moet worden opgewarmd. Begin jaren zeventig zijn prijs en omvang van de magnetron zo ver gedaald, dat deze langzaam maar zeker zijn intrede doet in de 'gewone' keuken.

Trillen
Een magnetron bombardeert voedsel met microgolven, radiogolven met een frequentie van 2450 miljoen trillingen per seconde. De golven brengen watermoleculen in trilling, waardoor verhitting plaatsheeft; de watermoleculen raken aan de kook. Normaal gesproken zorgt toevoer van warmte ervoor dat moleculen gaan trillen. In de magnetron gaat het proces precies andersom, het voedsel wordt van binnenuit verwarmd.

Een magnetronbuis vormt het hart van de magnetron. Tussen een positieve en een negatieve pool loopt een elektrische stroom. Twee sterke magneten veroorzaken een magnetisch veld dat loodrecht staat op het elektrisch veld, waardoor een constante stroom van microgolven de magnetronbuis verlaat. Microgolven zijn schadelijk, daarom is het niet mogelijk de magnetron met open deur te laten functioneren. Een ijzeren kooi van Faraday houdt de gevaarlijke straling tijdens het opwarmen binnen het apparaat.

Internet
De magnetron brengt voedsel snel aan de kook, maar is geen alleskunner. Braden is niet mogelijk, omdat de temperatuur van het vet niet constant te houden is. Gerechten zijn na bereiding niet bedekt met een knapperig bruin korstje, maar zien er bleek en zacht en dus minder aantrekkelijk uit. Magnetrons die zijn uitgerust met een heteluchtoven en/of een grill zijn tot meer in staat. De voorgeprogrammeerde apparaten maken zelf op het juiste moment een keuze tussen koken, bakken en grillen.

Komend najaar brengt Samsung een magnetron op de markt die zijn informatie en recepten direct van internet haalt: de Smart Cook Microwave Oven. De kok heeft de keuze uit vijftig regelmatig wisselende internationale recepten.

Alle mogelijkheden van de modernste magnetrons ten spijt, in de meeste keukens wordt het apparaat vooral gebruikt om vlees te ontdooien en melk, bordjes bami of kussens met kersenpitten te verwarmen.

In de serie Uitgedacht verschijnt wekelijks een artikel over een alledaags gebruiksvoorwerp dat niet meer uit de samenleving is weg te denken. Hoe zit het in elkaar en wie heeft het bedacht? De geschiedenis, de werking en het belang ervan staan in deze reeks artikelen centraal.

Serie Uitgedacht