マイクロ波による加熱の基礎と応用および安全対策

マイクロ波エネルギーがどのようにして物質を加熱するかについて、電磁気学の基礎用語を整理し、物理的な原理から実際の応用までを解説する。マイクロ波を加熱に利用するにはどのような視点で検討すればよいか、何に注意をすべきかを示すことで、望む加熱形態が達成できるか、達成できたかをご理解いただく。また、マイクロ波照射炉の仕組みと加熱の違いや、装置が何の役割をしているかなどを説明する。さらに、安全対策として具体的に何をすればよいかを解説する。 　本セミナーには微分、積分、ベクトル演算、三角関数、指数関数、複素関数が出てくるが、原理を理解するためのものなので、初学者には概念が納得できるだけで理解は深まり、詳細を会得したい場合は基礎あるいは原点となる。

※演示実験は動画にて説明する予定

1. 電磁波としてのマイクロ波
   • これを「知っている」なら要点はおさえている
   • 数式の要点は6つ
   • 家庭用電子レンジの使用例
   • 「マクスウエルの式」という考え方
   • 磁場の考え方は2つある?
   • 「構成方程式」は物質と界をつなぐ係数
   • たくさんある単位の整理と対比
2. マイクロ波による加熱現象
   • 回る電子レンジと回らない電子レンジの違い
   • 電磁界の形を「見る」
   • マイクロ波で加熱できないもの
   • マイクロ波で加熱してはいけないもの
   • 金属壁の表面で起こること
   • お弁当が温まるのはなぜ?
3. 電界に対する性質
   • 物質を4種類に分類する
   • 「電気を通さない物質」とマイクロ波の関係
   • 複素数が示す伝搬速度と減衰速度
   • デバイ緩和理論
   • 「電気を通す物質」とマイクロ波の関係
4. 磁界に対する性質
   • 通電加熱、導電加熱、誘導加熱 (IH) の違い
   • IH加熱をどう扱うか
5. 物質定数を測定する方法
   • 摂動法による誘電率測定
   • 反射プローブ法による誘電率測定
   • 誘電率は温度で変わる
   • 誘電率と導電率の分離
6. 電磁界シミュレーション
   • オーブン型の電磁界
   • 導波管内の電磁界
   • なぜ反射が起こるか
7. 装置の働き
   • 加熱のコンポーネント
   • 測定のコンポーネント
8. 安全対策
   • 事故を回避するための知識と認識
   • 装置に対する注意点
   • 漏洩に対する注意点
   • 異常加熱に対する注意点
   • 「電子レンジの発明のきっかけ」は事故か?
9. マイクロ波を化学反応に用いる
   • プロセスの利便性
   • 選択加熱、速度向上
   • マイクロ波効果の分類
10. まとめと提言
    • 「マイクロ波加熱」の誤解
    • マイクロ波化学分野の進歩
    • 解決への近道、遠回り
11. 質疑応答