Ultrafialové žiarenie

Z Wikipédie, voľnej encyklopédie
Prejsť na navigáciu Prejsť na vyhľadávanie
Prenosná UV lampa
UV žiarenie vzniká aj elektrickým oblúkom . Oblúkoví zvárači musia nosiť ochranu očí [sk] a pokožky, aby zabránili fotokeratitíde a vážnym popáleninám .
Luminiscencia minerálov v ultrafialovom žiarení

Ultrafialové žiarenie (ultrafialové žiarenie, UV žiarenie) je elektromagnetické žiarenie, ktoré zaberá spektrálny rozsah medzi viditeľným a röntgenovým žiarením. Vlnové dĺžky UV žiarenia sú v rozsahu od 10 do 400 nm (7,5⋅10 14 -3⋅10 16 Hz ). Termín pochádza z lat. ultra - over, vonku a fialová (fialová). V hovorovej reči možno použiť aj názov „ultrafialový“ [1] .

História objavov

Johann Wilhelm Ritter, 1804

Po objavení infračerveného žiarenia začal nemecký fyzik Johann Wilhelm Ritter hľadať žiarenie za opačným koncom viditeľného spektra, s vlnovými dĺžkami kratšími ako má fialové žiarenie.

V roku 1801 zistil, že chlorid strieborný , ktorý sa rozkladá pri vystavení svetlu, sa rozkladá rýchlejšie, keď je vystavený neviditeľnému žiareniu mimo fialovej oblasti spektra. Chlorid strieborný, bielej farby, na svetle stmavne v priebehu niekoľkých minút. Rôzne časti spektra majú rôzny vplyv na rýchlosť tmavnutia. K tomu dochádza najrýchlejšie pred fialovou oblasťou spektra. Vtedy sa mnohí vedci vrátane Rittera zhodli na tom, že svetlo sa skladá z troch samostatných zložiek: oxidačnej alebo tepelnej (infračervenej) zložky, osvetľovacej zložky (viditeľné svetlo) a redukčnej (ultrafialovej) zložky.

Myšlienky o jednote troch rôznych častí spektra sa prvýkrát objavili až v roku 1842 v dielach Alexandra Becquerela , Machedonia Melloniho a ďalších.

Podtypy

Elektromagnetické spektrum ultrafialového žiarenia možno rozdeliť do podskupín rôznymi spôsobmi. Norma ISO na určenie slnečného žiarenia (ISO-DIS-21348) [2] uvádza tieto definície:

názov Vlnová dĺžka, nm Frekvencia, phz Množstvo energie na fotón, eV Skratka
Blízko 400-300 0,75-1 3.10-4.13 NUV
Ultrafialové A, dlhý rozsah vlnových dĺžok 400-315 0,75-0,952 3,10-3,94 UVA
Priemerná 300-200 1-1,5 4.13-6.20 MUV
Ultrafialové B, stredná vlna 315-280 0,952-1,07 3,94-4,43 UVB
Ďalej 200-122 1,5-2,46 6.20-10.2 FUV
Ultrafialové C, krátke vlny 280-100 1.07-3 4,43-12,4 UVC
Extrémne 121-10 2,48-30 10,2-124 EUV, XUV

Blízky ultrafialový rozsah sa často nazýva " čierne svetlo ", pretože ho ľudské oko nerozpozná, ale keď sa odráža od niektorých materiálov, spektrum prechádza do viditeľného rozsahu v dôsledku fenoménu fotoluminiscencie. Ale pri relatívne vysokom jase, napríklad z diód , oko vidí fialové svetlo, ak žiarenie zachytí hranicu viditeľného svetla 400 nm.

Termín „vákuum“ (VUV) sa často používa pre ďaleký a extrémny rozsah, pretože vlny v tomto rozsahu sú silne absorbované zemskou atmosférou.

Zdroje ultrafialového žiarenia

Ultrafialové žiarenie zo Slnka

Prírodné zdroje

Hlavným zdrojom ultrafialového žiarenia na Zemi je Slnko. Pomer intenzity UV-A a UV-B žiarenia, celkové množstvo UV lúčov dopadajúcich na zemský povrch, závisí od nasledujúcich faktorov:

  • o koncentrácii atmosférického ozónu nad zemským povrchom (pozri ozónové diery )
  • z výšky slnka nad obzorom
  • z výšky nad morom
  • z atmosférickej disperzie
  • o stave oblačnosti
  • o miere odrazu UV lúčov od povrchu (voda, pôda)
Dve ultrafialové fluorescenčné lampy , obe lampy vyžarujú "dlhé vlnové dĺžky" (UV-A) v rozsahu od 350 nm do 370 nm
DRL lampa bez žiarovky je silným zdrojom ultrafialového žiarenia. Nebezpečný pre oči a pokožku počas prevádzky

Umelé zdroje

Vďaka vytváraniu a zdokonaľovaniu umelých zdrojov UV žiarenia (UV II), ktoré prebiehalo súbežne s vývojom elektrických zdrojov viditeľného svetla, dnes odborníci pracujúci s UV žiarením v medicíne, preventívnych, hygienických a hygienických zariadeniach, poľnohospodárstve atď. možnosťami ako s využitím prirodzeného UV žiarenia. Vývojom a výrobou UV lámp pre fotobiologické inštalácie (UVBD) sa v súčasnosti zaoberá množstvo najväčších spoločností s elektrickými lampami a ďalšie firmy.Sortiment UV lámp pre UVBD je veľmi široký a pestrý: napríklad popredný svetový výrobca Philips viac ako 80 druhov. Na rozdiel od osvetľovacích, zdroje UV žiarenia majú spravidla selektívne spektrum navrhnuté tak, aby sa dosiahol maximálny možný efekt pre konkrétny FB proces. Klasifikácia umelých UV IR podľa oblastí použitia, určená prostredníctvom akčných spektier zodpovedajúcich FB procesov s určitými UV spektrálnymi rozsahmi:

  • Erytémové lampy boli vyvinuté v 60. rokoch minulého storočia na kompenzáciu „deficitu UV žiarenia“ prirodzeného žiarenia a najmä na zintenzívnenie procesu fotochemickej syntézy vitamínu D3 v ľudskej koži („antirachitický efekt“).

V 70. – 80. rokoch 20. storočia sa erytémové žiarivky (LL) okrem zdravotníckych zariadení používali aj v špeciálnych „fotáriách“ (napríklad pre baníkov a banských robotníkov), v niektorých OS verejných a priemyselných budov v severných regiónoch, napr. ako aj na ožarovanie mladých hospodárskych zvierat.

Spektrum LE30 je radikálne odlišné od spektra slnka; oblasť B tvorí väčšinu žiarenia v UV oblasti, žiarenie s vlnovou dĺžkou λ <300 nm, ktoré v prírodných podmienkach vôbec chýba, môže dosahovať 20 % z celkového UV žiarenia. Žiarenie erytémových lámp s maximom v rozsahu 305-315 nm, ktoré má dobrý "antirachitický účinok", má súčasne silný škodlivý účinok na spojovku (sliznicu oka). Všimnite si, že nomenklatúra Philips UV IR zahŕňa LL typu TL12 so spektrálnymi charakteristikami extrémne blízkymi LE30, ktoré sa spolu s „tvrdšími“ UV LL typu TL01 používajú v medicíne na liečbu fotodermatózy. Rozsah existujúcich UV IR, ktoré sa používajú vo fototerapeutických zariadeniach, je pomerne veľký; Spolu s vyššie spomínanými UV LL sú to výbojky typu DRT alebo špeciálne MHL zahraničnej výroby, avšak s povinnou filtráciou UVC žiarenia a obmedzením podielu UVB buď dopingovým kremeňom, alebo použitím špeciálnych svetelných filtrov, ktoré sú súčasťou súpravy ožarovača. .

  • V krajinách strednej a severnej Európy, ako aj v Rusku sa značne rozšírili UV OU typu "Umelé solárium", v ktorých sa používajú UV LL, ktoré spôsobujú pomerne rýchlu tvorbu opaľovania . V spektre „opáleného“ UV LL dominuje „mäkké“ žiarenie v UVA zóne. Podiel UVB je prísne regulovaný, závisí od typu zariadenia a typu pokožky (v Európe sa rozlišujú 4 typy ľudskej pokožky od „keltskej“ po „stredomorskú“) a tvorí 1-5 % z celkového UV žiarenia. LL na opaľovanie sú dostupné v štandardných a kompaktných verziách s výkonom od 15 do 230 W a dĺžkami od 30 do 200 cm.
  • V roku 1980 americký psychiater Alfred Levy opísal účinok „zimnej depresie“, ktorá je dnes klasifikovaná ako choroba a nazýva sa „Sezónna afektívna porucha“ (skrátene SAD). Ochorenie je spojené s nedostatočným slnečným žiarením, teda prirodzeným svetlom. Podľa odborníkov je na syndróm SAD náchylných asi 10-12% svetovej populácie, predovšetkým obyvateľov krajín severnej pologule. Údaje pre Spojené štáty americké sú známe: v New Yorku - 17%, na Aljaške - 28%, dokonca aj na Floride - 4%. Pre severské krajiny sa údaje pohybujú od 10 do 40 %.

Vzhľadom na to, že SAD je nepochybne jedným z prejavov „slnečnej nedostatočnosti“, je nevyhnutný návrat záujmu o takzvané „plnospektrálne“ lampy, ktoré pomerne presne reprodukujú spektrum prirodzeného svetla nielen vo viditeľnom, ale aj vo viditeľnom prostredí. ale aj v UV oblasti. Množstvo zahraničných spoločností zahrnulo do svojej nomenklatúry celé spektrum LL, napríklad Osram a Radium vyrábajú podobné UV IR s výkonom 18, 36 a 58 W pod názvami „Biolux“ a „Biosun“, ktorých spektrálne charakteristiky sa prakticky zhodujú. Tieto lampy, samozrejme, nemajú „antirachitický účinok“, ale pomáhajú odstraňovať u ľudí množstvo nepriaznivých syndrómov spojených so zhoršovaním zdravia v období jeseň-zima a môžu sa používať aj na preventívne účely vo vzdelávacích inštitúciách škôl. , materské školy, podniky a inštitúcie na kompenzáciu "ľahkého hladovania". Malo by sa pamätať na to, že LL "plného spektra" v porovnaní s LL farebného LU má svetelnú účinnosť asi o 30% nižšiu, čo nevyhnutne povedie k zvýšeniu nákladov na energiu a kapitál v osvetľovacej a ožarovacej inštalácii. Projektovanie a prevádzka takýchto inštalácií sa musí vykonávať s ohľadom na požiadavky normy CTES 009 / E: 2002 „Fotobiologická bezpečnosť svietidiel a svetelných systémov“.

  • Veľmi racionálne uplatnenie sa našlo pre UV LL, ktorého emisné spektrum sa zhoduje so spektrom účinku fototaxie niektorých druhov lietajúcich hmyzích škodcov (muchy, komáre, mole a pod.), ktoré môžu byť prenášačmi chorôb a infekcií. a viesť k poškodeniu produktov a produktov.

Tieto UV LL sa používajú ako atraktantné lampy v špeciálnych zariadeniach na zachytávanie svetla inštalovaných v kaviarňach, reštauráciách, závodoch na spracovanie potravín, chovoch dobytka a hydiny, skladoch odevov atď.

Laserové zdroje

Existuje množstvo UV laserov . Laser poskytuje koherentné žiarenie vysokej intenzity . Avšak ultrafialová oblasť je náročná na generovanie lasera, takže neexistujú také silné zdroje ako vo viditeľnom a infračervenom rozsahu . Ultrafialové lasery nachádzajú uplatnenie v hmotnostnej spektrometrii , laserovej mikrodisekcii , biotechnológiách a inom vedeckom výskume, v očnej mikrochirurgii ( LASIK ), pri laserovej ablácii .

Ako aktívne médium v ​​ultrafialových laseroch sa používajú buď plyny (napríklad argónový laser [3] , dusíkový laser [4] , excimerový laser atď.), kondenzované inertné plyny [5] , špeciálne kryštály, organické scintilátory [6 ] možno použiť , alebo voľné elektróny šíriace sa v undulátore [7] .

Existujú aj ultrafialové lasery, ktoré využívajú efekty nelineárnej optiky na generovanie druhej alebo tretej harmonickej v ultrafialovom rozsahu.

V roku 2010 bol prvýkrát demonštrovaný voľný elektrónový laser , ktorý generuje koherentné fotóny s energiou 10 eV (zodpovedajúca vlnová dĺžka je 124 nm), teda vo vákuovej ultrafialovej oblasti [8] .

Vplyv

Degradácia polymérov a farbív

Mnohé polyméry používané v spotrebnom tovare degradujú, keď sú vystavené UV žiareniu. Problém sa prejavuje vymiznutím farby, zmatnením povrchu, praskaním, niekedy až úplným zničením samotného výrobku. Rýchlosť deštrukcie sa zvyšuje s časom expozície a intenzitou slnečného žiarenia. Tento efekt je známy ako starnutie UV žiarením a ide o typ starnutia polymérov. Medzi citlivé polyméry patria termoplasty, ako je polypropylén , polyetylén , polymetylmetakrylát ( organické sklo ) a špeciálne vlákna, ako sú aramidové vlákna (vrátane kevlaru ). Absorpcia UV žiarenia vedie k deštrukcii polymérneho reťazca a strate pevnosti v mnohých bodoch štruktúry.

Aby sa zabránilo znehodnoteniu, do takýchto polymérov sa pridávajú špeciálne látky schopné absorbovať UV, čo je dôležité najmä v prípadoch, keď je výrobok priamo vystavený slnečnému žiareniu.

Vplyv UV žiarenia na polyméry sa využíva v nanotechnológii , transplantológii , röntgenovej litografii a iných oblastiach na úpravu vlastností ( drsnosť , hydrofóbnosť ) povrchu polymérov. Známy je napríklad vyhladzovací efekt vákuového ultrafialového žiarenia (VUV) na povrchu polymetylmetakrylátu .

Na ľudské zdravie

Biologické účinky ultrafialového žiarenia v troch spektrálnych oblastiach sú výrazne odlišné, preto biológovia niekedy rozlišujú tieto rozsahy ako najdôležitejšie vo svojej práci:

  • Blízke ultrafialové, UV-A lúče (UVA, 315-400 nm)
  • UV-B lúče (UVB, 280-315 nm)
  • Ďaleké ultrafialové, UV-C lúče (UVC, 100-280 nm)

Takmer všetko UV-C a približne 90 % UV-B sa absorbuje, keď slnečné žiarenie prechádza zemskou atmosférou. Žiarenie z oblasti UV-A je slabo absorbované atmosférou, preto žiarenie dosahujúce zemský povrch obsahuje prevažne ultrafialové UV-A a malú časť UV-B.

O niečo neskôr, v prácach O. G. Gazenka, Yu.E. Nefedova, E. A. Shepeleva, S. N. Zalogueva, N. E. Panferova, I. V. Anisimova, sa špecifikovaný špecifický účinok žiarenia potvrdil vo vesmírnej medicíne. Profylaktické UV ožarovanie bolo zavedené do praxe vesmírnych letov spolu s Metodickým pokynom (MU) 1989 „Preventívne UV ožarovanie ľudí (s využitím umelých zdrojov UV žiarenia)“. Оба документа являются надёжной базой дальнейшего совершенствования УФ-профилактики.

Действие на кожу

Блокировка ультрафиолетового излучения защитными кремами. Правое фото сделано в УФ лучах, крем нанесён в виде рисунка

Воздействие ультрафиолетового излучения на кожу , превышающее естественную защитную способность кожи к загару, приводит к ожогам разной степени.

Ультрафиолетовое излучение приводит к образованию мутаций ( ультрафиолетовый мутагенез ). Образование мутаций, в свою очередь, может вызывать рак кожи, меланому кожи и её преждевременное старение. 86 % случаев развития меланомы кожи вызвано чрезмерным воздействием солнечных ультрафиолетовых лучей [9] .

Защита кожи

Эффективным средством защиты от ультрафиолетового излучения служит одежда и специальные кремы от загара c числом « SPF » больше 10. Это число означает коэффициент ослабления экспозиции. То есть число 30 означает, что можно пробыть под солнцем в совокупности 30 часов и получить такое же воздействие, как за один час, но без защиты. Для любителей загара это на практике означает, что использование кремов с большим числом «SPF» — это отсутствие загара вообще и пустое времяпрепровождение на пляже. Рациональным является понижение числа «SPF» по мере появления загара, ограничение времени пребывания под солнцем и паузы в принятии солнечных ванн, чем использование кремов с числом «SPF» больше 6.

Типы защитных кремов

Синтетические кремы содержат минералы, отражающие ультрафиолет, такие как окись цинка, или сложные органические составы, полимеризующиеся на свету. Их коэффициент защиты достигает «SPF» 50. Натуральные средства защиты известны ещё с Древнего Египта, это различные растительные масла. Их коэффициент защиты невелик: «SPF» не больше 6,5. Долгосрочный прогноз, какова вероятность рака кожи от самих синтетических защитных кремов по сравнению от воздействия солнечного света, пока отсутствует.

Действие на глаза

Ультрафиолетовое излучение средневолнового диапазона (280—315 нм) практически неощутимо для глаз человека и в основном поглощается эпителием роговицы , что при интенсивном облучении вызывает радиационное поражение — ожог роговицы ( электроофтальмия ). Это проявляется усиленным слезотечением, светобоязнью, отёком эпителия роговицы, блефароспазмом . В результате выраженной реакции тканей глаза на ультрафиолет глубокие слои ( строма роговицы ) не поражаются, так как человеческий организм рефлекторно устраняет воздействие ультрафиолета на органы зрения, поражённым оказывается только эпителий. После регенерации эпителия зрение, в большинстве случаев, восстанавливается полностью. Мягкий ультрафиолет длинноволнового диапазона (315—400 нм) воспринимается сетчаткой как слабый фиолетовый или серовато-синий свет, но почти полностью задерживается хрусталиком, особенно у людей среднего и пожилого возраста [10] . Пациенты, которым имплантировали искусственный хрусталик ранних моделей, начинали видеть ультрафиолет; современные образцы искусственных хрусталиков ультрафиолет не пропускают (так делается для того, чтобы солнечный ультрафиолет не повреждал сетчатку). Ультрафиолет коротковолнового диапазона (100—280 нм) может проникать до сетчатки глаза. Так как ультрафиолетовое коротковолновое излучение обычно сопровождается ультрафиолетовым излучением других диапазонов, то при интенсивном воздействии на глаза гораздо ранее возникнет ожог роговицы (электроофтальмия), что исключит воздействие ультрафиолета на сетчатку по вышеуказанным причинам. В клинической офтальмологической практике основным видом поражения глаз ультрафиолетом является ожог роговицы (электроофтальмия).

Защита глаз
  • Для защиты глаз от вредного воздействия ультрафиолетового излучения используются специальные защитные очки , задерживающие до 100 % ультрафиолетового излучения и прозрачные в видимом спектре. Как правило, линзы таких очков изготавливаются из специальных пластмасс или поликарбоната.
  • Многие виды контактных линз также обеспечивают 100 % защиту от УФ-лучей (обратите внимание на маркировку упаковки).
  • Фильтры для ультрафиолетовых лучей бывают твёрдыми, жидкими и газообразными. Например, обычное стекло непрозрачно при λ < 320 нм [11] ; в более коротковолновой области прозрачны лишь специальные сорта стёкол (до 300—230 нм), кварц прозрачен до 110 нм, флюорит — до 120 нм. Для ещё более коротких волн нет подходящего по прозрачности материала для линз объектива, и приходится применять отражательную оптику — вогнутые зеркала. Однако для столь короткого ультрафиолета непрозрачен уже и воздух, который заметно поглощает ультрафиолет, начиная со 180 нм.

Сфера применения

Чёрный свет

На кредитных картах VISA при освещении УФ лучами появляется скрытое изображение

Лампа чёрного света — лампа, которая излучает преимущественно в длинноволновой части ультрафиолетовой области спектра (диапазон UVA), то есть за коротковолновой границей спектральной области, занимаемой видимым светом.

Для защиты документов от подделки их часто снабжают люминесцентными метками, которые видны только в условиях ультрафиолетового освещения. Большинство паспортов, а также банкноты различных стран содержат защитные элементы в виде краски или нитей, светящихся в ультрафиолете.

Ультрафиолетовое излучение, даваемое лампами «чёрного» света, является достаточно мягким и оказывает наименее серьёзное негативное влияние на здоровье человека. Однако при использовании данных ламп в тёмном помещении существует некоторая опасность для глаз, связанная именно с незначительным излучением в видимом спектре: в темноте зрачок расширяется и больше излучения беспрепятственно попадает на сетчатку.

Обеззараживание ультрафиолетовым излучением

Ультрафиолетовые лампы используются для обеспложивания ( обеззараживания ) воды, воздуха и различных поверхностей во всех сферах жизнедеятельности человека. Полной стерилизации от микроорганизмов при помощи УФ-излучения добиться невозможно — оно не действует на некоторые бактерии , многие виды грибов и прионы [12] .

В наиболее распространённых лампах низкого давления почти весь спектр излучения приходится на длину волны 253,7 нм, что хорошо согласуется с пиком кривой бактерицидной эффективности (то есть эффективности поглощения ультрафиолета молекулами ДНК ). Этот пик находится в районе длины волны излучения равной 265 нм [13] , которое оказывает наибольшее влияние на ДНК, однако природные вещества (например, вода) задерживают проникновение УФ.

Относительная спектральная бактерицидная эффективность ультрафиолетового излучения — относительная зависимость действия бактерицидного ультрафиолетового излучения от длины волны в спектральном диапазоне 205—315 нм. При длине волны 265 нм максимальное значение спектральной бактерицидной эффективности равно единице.

Бактерицидное УФ-излучение на этих длинах волн вызывает димеризацию тимина в молекулах ДНК. Накопление таких изменений в ДНК микроорганизмов приводит к замедлению темпов их размножения и вымиранию. Ультрафиолетовые лампы с бактерицидным эффектом в основном используются в таких устройствах, как бактерицидные облучатели и бактерицидные рециркуляторы .

Обеззараживание воздуха и поверхностей

Кварцевая лампа, используемая для стерилизации в лаборатории

Ультрафиолетовая обработка воды, воздуха и поверхности не обладает пролонгированным эффектом. Достоинство данной особенности заключается в том, что исключается вредное воздействие на человека и животных. В случае обработки сточных вод УФ флора водоёмов не страдает от сбросов, как, например, при сбросе вод, обработанных хлором, продолжающим уничтожать жизнь ещё долго после использования на очистных сооружениях.

Ультрафиолетовые лампы с бактерицидным эффектом в обиходе часто называют просто бактерицидными лампами . Кварцевые лампы также имеют бактерицидный эффект, но их название обусловлено не эффектом действия, как у бактерицидных ламп, а связано с материалом колбы лампы — кварцевым стеклом .

Дезинфекция питьевой воды

Дезинфекция воды осуществляется способом хлорирования в сочетании, как правило, с озонированием или обеззараживанием ультрафиолетовым (УФ) излучением. Обеззараживание ультрафиолетовым (УФ) излучением — безопасный, экономичный и эффективный способ дезинфекции. Ни озонирование, ни ультрафиолетовое излучение не обладают бактерицидным последействием, поэтому их не допускается использовать в качестве самостоятельных средств обеззараживания воды при подготовке воды для хозяйственно-питьевого водоснабжения, для бассейнов. Озонирование и ультрафиолетовое обеззараживаниe применяются как дополнительные методы дезинфекции, вместе с хлорированием, повышают эффективность хлорирования и снижают количество добавляемых хлорсодержащих реагентов [14] .

Принцип действия УФ-излучения . УФ-дезинфекция выполняется при облучении находящихся в воде микроорганизмов УФ-излучением определённой интенсивности (достаточная длина волны для полного уничтожения микроорганизмов равна 260,5 нм) в течение определённого периода времени. В результате такого облучения микроорганизмы «микробиологически» погибают, так как они теряют способность воспроизводства. УФ-излучение в диапазоне длин волн около 254 нм хорошо проникает сквозь воду и стенку клетки переносимого водой микроорганизма и поглощается ДНК микроорганизмов, вызывая нарушение её структуры. В результате прекращается процесс воспроизводства микроорганизмов. Данный механизм распространяется на живые клетки любого организма в целом, именно этим обусловлена опасность жёсткого ультрафиолета.

Хотя по эффективности обеззараживания воды УФ обработка в несколько раз уступает озонированию , на сегодня использование УФ-излучения — один из самых эффективных и безопасных способов обеззараживания воды в случаях, когда объём обрабатываемой воды невелик.

В настоящее время в развивающихся странах, в регионах, испытывающих недостаток чистой питьевой воды , внедряется метод дезинфекции воды солнечным светом (SODIS), в котором основную роль в очистке воды от микроорганизмов играет ультрафиолетовая компонента солнечного излучения [15] [16] .

Ультрафиолетовое облучение

УФО — физиотерапевтическая процедура, облучение определённых участков человеческого тела ( носоглотки , внутреннего уха , ран и т. д.) ультрафиолетовым излучением того или иного диапазона. Высокоэнергетическое коротковолновое УФ-излучение применяется для лечения острых воспалительных заболеваний кожи, гнойных воспалений и др. Длинноволновое излучение используется при лечении хронических заболеваний кожи [17] .

Химический анализ

УФ-спектрометрия

УФ- спектрофотометрия основана на облучении вещества монохроматическим УФ-излучением, длина волны которого изменяется со временем. Вещество в разной степени поглощает УФ-излучение с разными длинами волн. График, по оси ординат которого отложено количество пропущенного или отражённого излучения, а по оси абсцисс — длина волны, образует спектр . Спектры уникальны для каждого вещества, на этом основывается идентификация отдельных веществ в смеси, а также их количественное измерение.

Анализ минералов

Многие минералы содержат вещества, которые при освещении ультрафиолетовым излучением начинают испускать видимый свет. Каждая примесь светится по-своему, что позволяет по характеру свечения определять состав данного минерала. А. А. Малахов в своей книге рассказывает об этом так:

Необычное свечение минералов вызывают и катодный, и ультрафиолетовый, и рентгеновский лучи. В мире мёртвого камня загораются и светят наиболее ярко те минералы, которые, попав в зону ультрафиолетового света, рассказывают о мельчайших примесях урана или марганца, включённых в состав породы. Странным «неземным» цветом вспыхивают и многие другие минералы, не содержащие никаких примесей.

Целый день я провёл в лаборатории, где наблюдал люминесцентное свечение минералов. Обычный бесцветный кальцит расцвечивался чудесным образом под влиянием различных источников света. Катодные лучи делали кристалл рубиново-красным, в ультрафиолете он загорался малиново-красными тонами. Два минерала — флюорит и циркон — не различались в рентгеновских лучах. Оба были зелёными. Но стоило подключить катодный свет, как флюорит становился фиолетовым, а циркон — лимонно-жёлтым.

«Занимательно о геологии» (М., «Молодая гвардия», 1969. 240 стр.), с. 11

Качественный хроматографический анализ

Хроматограммы, полученные методом ТСХ , нередко просматривают в ультрафиолетовом свете, что позволяет идентифицировать ряд органических веществ по цвету свечения и индексу удерживания.

Ловля насекомых

Ультрафиолетовое излучение нередко применяется при ловле насекомых на свет (нередко в сочетании с лампами, излучающими в видимой части спектра). Это связано с тем, что у большинства насекомых видимый диапазон смещён, по сравнению с человеческим зрением, в коротковолновую часть спектра: насекомые не видят того, что человек воспринимает как красный, но видят мягкий ультрафиолетовый свет.

Искусственный загар

При определённых дозировках искусственный загар позволяет улучшить состояние и внешний вид кожи человека, способствует образованию витамина D . В настоящее время популярны фотарии , которые в быту часто называют соляриями . В них используются источники ближнего ультрафиолета: UV-A (400–315 нм ) и UV-B (315–280 нм ). Самый мягкий ультрафиолет UV-A стимулирует освобождение меланина , запасенного в меланоцитах — клеточных органеллах, где он вырабатывается. Более жесткий ультрафиолет UV-B запускает производство нового меланина, а также стимулирует выработку в коже витамина D. При этом излучение в диапазоне UV-A увеличивает вероятность самого опасного вида рака кожи — меланомы . Излучение UV-B практически полностью блокируется защитными кремами, в отличие от UV-A, которое проникает через такую защиту и даже частично через одежду. В целом считается, что маленькие дозы UV-B полезны для здоровья, а остальной ультрафиолет вреден [18] .


В реставрации

Один из главных инструментов экспертов — ультрафиолетовое, рентгеновское и инфракрасное излучение. Ультрафиолетовые лучи позволяют определить старение лаковой плёнки — более свежий лак в ультрафиолете выглядит темнее. В свете большой лабораторной ультрафиолетовой лампы более тёмными пятнами проступают отреставрированные участки и кустарно переписанные подписи.

В полиграфии

Денежная купюра в ультрафиолетовом излучении

Ультрафиолетовое излучение применяется для:

  • Сушки красок и лаков.
  • Затвердевания зубных пломб.
  • Защиты денежных купюр от подделки.

В биотехнологии

Излучение УФ обладает активным и разносторонним биологическим действием на живые организмы. Проникая в ткани на глубину 0,5–1,0 мм, лучи приводят к активизации биохимических процессов. Под воздействием УФ-излучения изменяются многие морфофизиологические и биохимические параметры растительных клеток. Эти изменения зависят от ткани, стадии развития организма, его генотипа и условий облучения (длительности и спектрального состава излучения). Мишенью коротковолновой УФ-С (коротковолновое УФ-излучение – с длиной волны от 200 до 280 нм) радиации в клетке является ДНК . [19]

См. также

Примечания

  1. Рябцев А. Н. Ультрафиолетовое излучение // Физическая энциклопедия / Гл. ред. А. М. Прохоров . — М. : Большая Российская энциклопедия , 1998. — Т. 5. — С. 221. — 760 с. — ISBN 5-85270-101-7 .
  2. ISO 21348 Process for Determining Solar Irradiances (недоступная ссылка) . Дата обращения: 26 мая 2012. Архивировано 23 июня 2012 года.
  3. В. К. Попов. Мощные эксимерные лазеры и новые источники когерентного излучения в вакуумном ультрафиолете // УФН . — 1985. — Т. 147 . — С. 587—604 .
  4. А. К. Шуаибов, В. С. Шевера. Ультрафиолетовый азотный лазер на 337,1 нм в режиме частых повторений // Украинский физический журнал . — 1977. — Т. 22 , № 1 . — С. 157—158 .
  5. А. Г. Молчанов. Лазеры в вакуумной ультрафиолетовой и рентгеновской областях спектра // УФН . — 1972. — Т. 106 . — С. 165—173 .
  6. В. В. Фадеев. Ультрафиолетовые лазеры на органических сцинтилляторах // УФН . — 1970. — Т. 101 . — С. 79—80 .
  7. Ультрафиолетовый лазер // Научная сеть nature.web.ru
  8. Laser Twinkles in Rare Color (рус.) , Science Daily (Dec. 21, 2010). Дата обращения 22 декабря 2010.
  9. Sun and UV facts and evidence (англ.) , Cancer Research UK (24 March 2015). Дата обращения 21 апреля 2018.
  10. Бобух, Евгений [tung-sten.no-ip.com/Texts/Popsci/VisionOfAnimals.htm О зрении животных] . Дата обращения: 6 ноября 2012. Архивировано 7 ноября 2012 года.
  11. Советская энциклопедия
  12. Л. Б. Борисов Медицинская микробиология, вирусология и иммунология. — МИА, 2005. — С. 154—156
  13. Р 3.5.1904-04 Использование ультрафиолетового бактерицидного излучения для обеззараживания воздуха в помещениях, Р (Руководство) от 04 марта 2004 года №3.5.1904-04 . docs.cntd.ru. Дата обращения: 15 февраля 2018.
  14. ГОСТ Р 53491.1-2009 Бассейны. Подготовка воды. Часть 1. Общие требования (DIN 19643-1:1997)
  15. Clean water at no cost, the SODIS way . // hindu.com. Дата обращения: 17 июня 2012. Архивировано 23 июня 2012 года.
  16. New technology uses solar UV to disinfect drinking water . // phys.org. Дата обращения: 17 июня 2012. Архивировано 23 июня 2012 года.
  17. Ультрафиолетовое облучение (УФО) — physiotherapy.ru . Архивировано 19 ноября 2016 года.
  18. Александр Сергеев. Ультрафиолет . Плакаты - Электромагнитное излучение . elementy.ru (2009). Дата обращения: 27 октября 2019.
  19. ИЗУЧЕНИЕ ВЛИЯНИЯ УЛЬТРАФИОЛЕТОВОГО ИЗЛУЧЕНИЯ НА ПРОЦЕССЫ РАЗМНОЖЕНИЯ РЯСКИ МАЛОЙ