電波とマイクロ波とISMバンド

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2.3.2 我が国のISMバンドの取り扱い

表2.3.1 にあるように「ISMバンド」にはマイクロ波加熱用として4帯域が指定されているが、実際に 我が国でマイクロ波加熱装置として実用化されているのは「915MHzと2450MHz」の両周波数で、 電子レンジを含め周波数2450MHzのマイクロ波加熱装置が圧倒的に多いと云える。
 前記の二帯域のうち「周波数2450MHzのマイクロ波加熱装置から発射される基本波又はスプリアス 発射による電界強度の最大許容値を定めない」と郵政省告示257号に記載されている。従って、電波法上 からは、周波数2450MHzのマイクロ波加熱装置からの漏洩マイクロ波エネルギーが青天井であっても 特に問題無いことになる。但し、人体への安全管理面から、後述の電波防護指針を考慮した自主規制を実施 するほか、高周波利用設備許可状には「使用周波数が他の通信設備に妨害を与える場合は、その妨害を除去 するよう措置すること」と条件が付記されていることに留意したい。
翻って、周波数915MHzのマイクロ波加熱装置は、前記郵政省告示257号の特例対象には含まれて おらず、「無線設備規則第65条二号の規制値(装置から100m地点で100μV/m以下=40dBμV/m以下)」が 適用される。この規制値をクリアすることは非常にハードルが高くて、加熱装置の電波漏洩量を可能な限り 抑制するとともに(後述の電波防護指針を考慮した電波漏洩量の自主規制値を、桁違いに小さくする必要が ある)、加熱装置を据え付ける建物にもそれなりのシールド対策を実施しない限りクリアすることが困難と 云えるほどの厳しい規制値となっている。実状は加熱装置及び装置据付建屋の両方に電波遮蔽策を実施して 電界強度の規制値に合格し、この場合も他の通信設備などに妨害を与えないことで使用許可が出されている。 実際の応用例としては、電力半減深度が大きいことから、主に大形被加熱物の加熱処理、例えば冷凍畜肉 ・魚肉類の解凍処理(ダンボール箱に入った状態でも解凍可能)、耐火物やセラミックスの加熱・乾燥処理 などに利用されている。今後は周波数2450MHzの加熱装置では電力半減深度が浅くて大形化が困難な 分野、例えば化学反応促進処理装置などへの利用が期待されるところである。
尚、ISMバンドには「5800MHzと24125MHz」の帯域も指定され、郵政省告示257号の 特例対象に含まれているものの、これらの周波数を発振させる安価に入手可能な電子管が開発されていない ため(ジャイロトロンはあるが現在のところ高価)、実験設備での利用例はあるが、生産現場での実用例は 無いのでは…?と思っている。一般的に使用する発振周波数が高くなるに従い電力半減深度が浅くなること から、その限界を見極めた上で応用技術の開発・利用の検討が必要とも云える。
更に、ISMバンドには数MHz〜数十MHz帯の電波も「誘電加熱」用として三帯域が指定されており、 郵政省告示257号でも特例対象となっている。この周波数帯の電波加熱方法を周波数が高い「マイクロ波 加熱」に対して「誘電加熱」又は「高周波(誘電)加熱」と称しており、これら高周波加熱装置の実用例は マイクロ波加熱装置に比べて歴史も古く、多岐に渡って数多く利用されている。

2.3.3 電波防護指針による安全性確保

以上、マイクロ波加熱装置からの漏洩マイクロ波エネルギーの我が国での規制を電波法関係からのみ説明 してきたが、人体への安全関係については、電波防護指針「諮問38号“電波利用における人体の防護指針” (電気通信技術審議会)1990(H2)-6答申」などに安全に関する指針値が示されており、この指針値を用いた 自主規制を行なっているのが実状である。
 電波防護指針には「電波利用において人体が電磁界に晒される時、その電磁界が人体に不要な生体作用を 及ぼさない安全な状況であるために推奨される指針である」とあり、即ち人体の深部体温上昇、電流刺激、 高周波熱傷など異常発生が無い指針値が示されている。指針値の詳細は後半の「26.電波防護指針・安全 基準・使用許可申請」を参照願いたい。
一般的なマイクロ波加熱装置では、装置外周から50mm或いは100mm離れた位置で(照射部形式に より各メーカが使い分けている)、この指針値をクリアするように各メーカが自主規制していると云える。 これは加熱装置のマイクロ波エネルギー漏洩部から50mm或いは100mm以内に、装置取扱者が絶えず 近接していることは想定し難く、通常は前記寸法よりも離れた位置で作業することが多いと考えられるので、 より安全な電磁界環境が確保されていることになる。
以上、郵政省告示257号に例外規定があるからとして、人体への安全面からはマイクロ波エネルギーを 無制限に漏洩させても良いということにはならないので注意が必要である。

(以上 2.3,2.3.1,2.3.2,2.3.3;2010-01更新)

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