Promieniowanie ultrafioletowe

Z Wikipedii, wolnej encyklopedii
Przejdź do nawigacji Przejdź do wyszukiwania
Przenośna lampa UV
Promieniowanie UV jest również generowane przez łuk elektryczny . Spawarki łukowe muszą nosić okulary ochronne [pl] i skóry, aby zapobiec photokeratitis i poważne oparzenia .
Luminescencja minerałów w promieniowaniu ultrafioletowym

Promieniowanie ultrafioletowe ( promienie ultrafioletowe, promieniowanie UV) to promieniowanie elektromagnetyczne, które zajmuje zakres spektralny pomiędzy promieniowaniem widzialnym a rentgenowskim . Długości fal promieniowania UV mieszczą się w zakresie od 10 do 400 nm (7,5⋅10 14 -3⋅10 16 Hz ). Termin pochodzi z łac. ultra - nad, na zewnątrz i fioletowy (fioletowy). W mowie potocznej można również używać nazwy „ultrafiolet” [1] .

Historia odkryć

Johann Wilhelm Ritter, 1804

Po odkryciu promieniowania podczerwonego niemiecki fizyk Johann Wilhelm Ritter zaczął szukać promieniowania i dalej na przeciwległym końcu widma widzialnego, o długościach fal krótszych niż promieniowanie fioletowe.

W 1801 r. odkrył, że chlorek srebra , który rozkłada się pod wpływem światła, rozkłada się szybciej, gdy jest wystawiony na niewidzialne promieniowanie poza fioletowym obszarem widma. Biały chlorek srebra ciemnieje w świetle w ciągu kilku minut. Różne części widma mają różny wpływ na tempo ciemnienia. Dzieje się to najszybciej przed fioletowym obszarem widma. To wtedy wielu naukowców, w tym Ritter, zgodziło się, że światło składa się z trzech oddzielnych składników: składnika utleniającego lub termicznego (podczerwień), składnika oświetlającego (światło widzialne) i składnika redukującego (ultrafioletowego).

Idee o jedności trzech różnych części spektrum pojawiły się po raz pierwszy dopiero w 1842 r. w pracach Aleksandra Becquerela , Machedonio Melloniego i innych.

Podtypy

Widmo elektromagnetyczne promieniowania ultrafioletowego można podzielić na podgrupy na różne sposoby. Norma ISO dotycząca oznaczania promieniowania słonecznego (ISO-DIS-21348) [2] podaje następujące definicje:

Nazwa Długość fali, nm Częstotliwość, phz Ilość energii na foton, eV Skrót
Blisko 400-300 0,75-1 3.10-4.13 NUV
Ultrafiolet A, długi zakres długości fal 400-315 0,75-0,952 3,10-3,94 UVA
Przeciętny 300-200 1-1,5 4,13-6,20 MUV
Ultrafiolet B, fala średnia 315-280 0,952-1,07 3,94-4,43 UVB
Dalej 200-122 1,5-2,46 6,20-10,2 FUV
Ultrafiolet C, fale krótkie 280-100 1.07-3 4,43-12,4 UVC
Skrajny 121-10 2,48-30 10.2-124 EUV, XUV

Zakres bliskiego ultrafioletu jest często nazywany „ czarnym światłem ”, ponieważ nie jest rozpoznawany przez ludzkie oko, ale po odbiciu od niektórych materiałów widmo przechodzi w zakres widzialny ze względu na zjawisko fotoluminescencji. Ale przy stosunkowo wysokiej jasności, na przykład z diod , oko widzi fioletowe światło, jeśli promieniowanie przechwyci granicę światła widzialnego 400 nm.

Termin „próżnia” (VUV) jest często używany dla dalekiego i ekstremalnego zakresu, ponieważ fale w tym zakresie są silnie pochłaniane przez ziemską atmosferę.

Źródła promieniowania ultrafioletowego

Promieniowanie ultrafioletowe ze Słońca

Naturalne źródła

Głównym źródłem promieniowania ultrafioletowego na Ziemi jest Słońce. Stosunek natężenia promieniowania UV-A do UV-B, czyli całkowita ilość promieni UV docierających do powierzchni ziemi, zależy od następujących czynników:

  • o stężeniu ozonu atmosferycznego nad powierzchnią ziemi (patrz dziury ozonowe )
  • z wysokości słońca nad horyzontem
  • z wysokości nad poziomem morza
  • z dyspersji atmosferycznej
  • o stanie zachmurzenia
  • o stopniu odbicia promieni UV od powierzchni (woda, gleba)
Dwie lampy fluorescencyjne ultrafioletowe, obie lampy emitują „długie fale” (UV-A) w zakresie od 350 nm do 370 nm
Lampa DRL bez żarówki to potężne źródło promieniowania ultrafioletowego. Niebezpieczny dla oczu i skóry podczas pracy

Sztuczne źródła

Dzięki stworzeniu i udoskonaleniu sztucznych źródeł promieniowania UV (UV II), które postępowały równolegle z rozwojem elektrycznych źródeł światła widzialnego, dziś specjaliści zajmujący się promieniowaniem UV w medycynie, placówkach profilaktycznych, sanitarno-higienicznych, rolnictwie itp. możliwości niż przy wykorzystaniu naturalnego promieniowania UV. W rozwój i produkcję lamp UV do instalacji fotobiologicznych (UVBD) zajmuje się obecnie szereg największych firm produkujących lampy elektryczne itp. Asortyment lamp UV do UVBD jest bardzo szeroki i zróżnicowany: na przykład wiodący na świecie producent Philips ma ponad 80 rodzajów. W przeciwieństwie do źródeł oświetlających, źródła promieniowania UV z reguły mają selektywne widmo zaprojektowane tak, aby osiągnąć maksymalny możliwy efekt dla konkretnego procesu FB. Klasyfikacja sztucznych UV IR według obszarów zastosowania, określonych przez widma działania odpowiednich procesów FB z pewnymi zakresami widma UV:

  • Lampy rumieniowe zostały opracowane w latach 60. XX wieku w celu kompensacji „niedoboru UV” promieniowania naturalnego, a w szczególności intensyfikacji procesu fotochemicznej syntezy witaminy D3 w ludzkiej skórze („działanie przeciwkrzywicze”).

W latach 1970-1980 świetlówki rumieniowe (LL), oprócz placówek medycznych, były używane w specjalnych „foto-pokojach” (np. dla górników i górników), w niektórych OS budynków użyteczności publicznej i przemysłowych na północy regionów, jak również do napromieniania młodych zwierząt gospodarskich.

Widmo LE30 różni się radykalnie od widma Słońca; obszar B odpowiada za większość promieniowania w obszarze UV, promieniowanie o długości fali λ <300 nm, które w warunkach naturalnych w ogóle nie występuje, może osiągnąć 20% całkowitego promieniowania UV. Posiadając dobre „działanie przeciwkrzywicze”, promieniowanie lamp rumieniowych o maksimum w zakresie 305-315 nm działa jednocześnie silnie uszkadzająco na spojówkę (błonę śluzową oka). Należy zauważyć, że nomenklatura UV IR firmy Philips obejmuje LL typu TL12 o charakterystyce spektralnej bardzo zbliżonej do LE30, które wraz z bardziej „twardymi” LL typu TL01 są stosowane w medycynie do leczenia fotodermatozy. Zakres istniejących promieni UV IR, które są wykorzystywane w urządzeniach fototerapeutycznych, jest dość duży; Wraz z powyższym UV LL są to lampy typu DRT lub specjalne MHL produkcji zagranicznej, ale z obowiązkowym filtrowaniem promieniowania UVC i ograniczeniem udziału UVB albo poprzez domieszkowanie kwarcu, albo zastosowanie specjalnych filtrów świetlnych wchodzących w skład zestawu do naświetlania.

  • W krajach Europy Środkowej i Północnej, a także w Rosji dość rozpowszechniły się jednostki UV typu „Artificial Solarium”, w których stosuje się UV LL, które powodują dość szybkie powstawanie opalenizny . Widmo „opalonego” UV LL zdominowane jest przez „miękkie” promieniowanie w strefie UVA. Proporcja UVB jest ściśle regulowana, zależy od rodzaju sprzętu i rodzaju skóry (w Europie istnieją 4 rodzaje skóry ludzkiej od „celtyckiej” do „śródziemnomorskiej”) i wynosi 1-5% całkowitego promieniowania UV. LL do opalania dostępne są w wersji standardowej i kompaktowej o mocy od 15 do 230 W i długościach od 30 do 200 cm.
  • W 1980 roku amerykański psychiatra Alfred Levy opisał efekt „depresji zimowej”, która jest obecnie klasyfikowana jako choroba i nazywana jest „sezonowym zaburzeniem afektywnym” (w skrócie SAD). Choroba wiąże się z niewystarczającym nasłonecznieniem, czyli naturalnym światłem. Według ekspertów około 10-12% ludności świata jest podatnych na zespół SAD, zwłaszcza mieszkańcy krajów półkuli północnej. Dane dla Stanów Zjednoczonych są znane: w Nowym Jorku - 17%, na Alasce - 28%, nawet na Florydzie - 4%. Dla krajów skandynawskich dane wahają się od 10 do 40%.

W związku z tym, że SAD jest niewątpliwie jednym z przejawów „niewystarczalności słonecznej”, nieunikniony jest powrót zainteresowania do lamp „pełnego widma”, które dość dokładnie odwzorowują widmo światła naturalnego nie tylko w widoczne, ale także w obszarze UV. Szereg zagranicznych firm uwzględniło w swojej nomenklaturze pełne spektrum LL, na przykład firmy Osram i Radium produkują podobne promienie UV IR o mocy 18, 36 i 58 W pod nazwami odpowiednio „Biolux” i „Biosun”. cechy spektralne, których praktycznie pokrywają się. Lampy te oczywiście nie mają „działania przeciwkrzyżowego”, ale pomagają wyeliminować u ludzi szereg niekorzystnych syndromów związanych z pogarszającym się stanem zdrowia w okresie jesienno-zimowym i mogą być również stosowane w celach profilaktycznych w placówkach oświatowych szkół , przedszkolach, przedsiębiorstwach i instytucjach, aby zrekompensować „lekki głód”. Należy przypomnieć, że LL „pełnego widma” w porównaniu do LL koloru LU mają wydajność świetlną o około 30% mniejszą, co nieuchronnie prowadzi do wzrostu kosztów energii i kapitału w instalacji oświetleniowej i napromieniowującej. Projektowanie i eksploatacja takich instalacji powinna być prowadzona z uwzględnieniem wymagań normy CTES 009/E:2002 „Bezpieczeństwo fotobiologiczne lamp i systemów lampowych”.

  • Bardzo racjonalne zastosowanie znalazło UV LL, którego widmo emisji pokrywa się z widmem działania fototaksji niektórych gatunków szkodników owadzich latających (muchy, komary, ćmy itp.), które mogą być nosicielami chorób i infekcji , prowadzić do uszkodzenia produktów i produktów.

Te UV LL są stosowane jako lampy atraktantowe w specjalnych pułapkach świetlnych instalowanych w kawiarniach, restauracjach, zakładach przemysłu spożywczego, fermach bydła i drobiu, magazynach odzieżowych itp.

Źródła laserowe

Istnieje wiele laserów UV. Laser wytwarza spójne promieniowanie o wysokim natężeniu . Jednak obszar ultrafioletowy jest trudny do generowania lasera, więc nie ma tu źródeł tak potężnych, jak w zakresie widzialnym i podczerwonym . Lasery ultrafioletowe znajdują zastosowanie w spektrometrii mas , mikrodysekcji laserowej , biotechnologii i innych badaniach naukowych, w mikrochirurgii oka ( LASIK ), do ablacji laserowej .

Jako ośrodek aktywny w laserach ultrafioletowych albo gazy (np. laser argonowy [3] , laser azotowy [4] , laser ekscymerowy , itp.), skondensowane gazy obojętne [5] , specjalne kryształy, scyntylatory organiczne [6] ] lub swobodne elektrony rozchodzące się w undulatorze [7] .

Istnieją również lasery ultrafioletowe, które wykorzystują efekty optyki nieliniowej do generowania drugiej lub trzeciej harmonicznej w zakresie ultrafioletu.

W 2010 roku po raz pierwszy zademonstrowano laser na swobodnych elektronach , generujący koherentne fotony o energii 10 eV (odpowiednia długość fali to 124 nm), czyli w zakresie próżniowego promieniowania ultrafioletowego [8] .

Uderzenie

Degradacja polimerów i barwników

Wiele polimerów stosowanych w towarach konsumpcyjnych ulega degradacji pod wpływem światła UV. Problem objawia się zanikiem koloru, matowieniem powierzchni, pękaniem, a czasem całkowitym zniszczeniem samego produktu. Szybkość niszczenia wzrasta wraz z czasem ekspozycji i intensywnością światła słonecznego. Efekt ten jest znany jako starzenie UV i jest rodzajem starzenia polimeru. Wrażliwe polimery obejmują tworzywa termoplastyczne, takie jak polipropylen , polietylen , polimetakrylan metylu ( szkło organiczne ) oraz włókna specjalne, takie jak włókna aramidowe (w tym kevlar ). Absorpcja UV prowadzi do zniszczenia łańcucha polimerowego i utraty wytrzymałości w wielu punktach struktury.

Aby zapobiec degradacji, do takich polimerów dodaje się specjalne substancje zdolne do pochłaniania promieniowania UV, co jest szczególnie ważne w przypadkach, gdy produkt jest bezpośrednio wystawiony na działanie promieni słonecznych.

Wpływ promieniowania UV na polimery jest wykorzystywany w nanotechnologii , transplantologii , litografii rentgenowskiej i innych dziedzinach do modyfikacji właściwości ( chropowatość , hydrofobowość ) powierzchni polimeru. Na przykład znany jest efekt wygładzania próżniowego ultrafioletu (VUV) na powierzchni polimetakrylanu metylu .

Do zdrowia ludzkiego

Biologiczne skutki promieniowania ultrafioletowego w trzech zakresach spektralnych są znacząco różne, dlatego biolodzy czasami identyfikują następujące zakresy jako najważniejsze w swojej pracy:

  • W pobliżu ultrafioletu, promienie UV-A (UVA, 315-400 nm)
  • Promienie UV-B (UVB, 280-315 nm)
  • Daleki ultrafiolet, promienie UV-C (UVC, 100-280 nm)

Prawie całe promieniowanie UV-C i około 90% UV-B są pochłaniane, gdy promieniowanie słoneczne przechodzi przez atmosferę ziemską. Promieniowanie z zakresu UV-A jest słabo absorbowane przez atmosferę, dlatego promieniowanie docierające do powierzchni Ziemi zawiera znaczną ilość bliskiego ultrafioletu UV-A i niewielką część UV-B.

Nieco później, w pracach O. G. Gazenko, Yu E. Nefedova, E. A. Shepeleva, S. N. Zalogueva, N. E. Panferova, I. V. Anisimova, ten specyficzny efekt promieniowania został potwierdzony w medycynie kosmicznej. Profilaktyczne napromienianie promieniowaniem UV zostało wprowadzone do praktyki lotów kosmicznych wraz z Instrukcją Metodologiczną (MU) 1989 „Zapobiegające napromienianiu ludzi promieniowaniem ultrafioletowym (przy użyciu sztucznych źródeł promieniowania UV)”. 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