Ibolyántúli sugárzás

Az elektromos ívhegesztés UV-fény-kibocsátással jár, ezért a hegesztők védőpajzsot viselnek, hogy elkerüljék a hóvakság kialakulását

Az ibolyántúli, ultraibolya vagy ultraviola sugárzás (röviden UV-sugárzás) a látható fénynél (400-780 nm) kisebb, de a röntgensugárzásnál (0,01–100 nm) nagyobb hullámhosszúságú; a 200–400 nanométeres tartományba eső elektromágneses sugárzás. A szó eredete, hogy a legkisebb hullámhosszúságú, de még látható fény színe az ibolya (latinul: viola). Tehát az ennél nagyobb, ezen túli frekvenciájú rezgés (hullámhosszúságban ez alatti) az ibolyántúli sugárzás.

Felfedezése

1801-ben Johann Wilhelm Ritter német fizikus olvasott az infravörös sugarak felfedezéséről, ami William Herschel nevéhez fűződik. Ritter hitt a természetben lévő egységben és szimmetriában. Akkoriban a napfény hatását tanulmányozta a kémiai reakciókra és elektrokémiával is foglalkozott (az elektromos áram hatásának tanulmányozása a kémiai elemekre és a vegyi reakciókra). Ennek során megfigyelte a napfény hatását ezüst-kloridra is, nevezetesen, hogy arra világos színűből átalakul sötét színűvé (később ez a felfedezés tette lehetővé a fényképezést).

Ritter elhatározta, hogy megismétli Herschel kísérletét, azzal a különbséggel, hogy ő a napfény sötétítő hatásának sebességét fogja mérni a különböző színtartományokban. Papírcsíkokat ezüst-kloriddal vont be, és ezeket egy elsötétített szobában elhelyezte egymás alatt a falon. A hőmérséklet mérése helyett azt az időt mérte, amíg egy-egy csík meg nem feketedett. Azt találta, hogy a vörös alig sötétítette meg a papírt, míg az ibolya felé haladva a sötétedés sebessége egyre nagyobb volt. Herschel ötletét átvéve, egy csíkot az ibolya fölé helyezett, és ez a papír sötétedett el a leggyorsabban, annak ellenére, hogy nem érte látható fény. Valamilyen sugárzásnak azonban érnie kellett a papírt, ami a sötétítő hatást kiváltotta.

Ezeket sugarakat „deoxidáló sugarak”-nak nevezte el, megkülönböztetve a hősugaraktól és kihangsúlyozva kémiai reakcióképességüket. Emiatt először „kémiai sugár” néven vált ismertté.

Szokásos felosztása

Elnevezés	Rövidítés	Hullámhossz-tartomány (nm)	Fotonenergia (eV)
Az UV-tartomány alatt	látható spektrum	> 400	< 3,1
Ibolyántúli A, nagy hullámhosszú vagy fekete fény	UV-A	400-315	3,1 - 3,94, 10-es skálán
Közeli	NUV	400 - 300	3,1 - 4,13
Ibolyántúli B, közepes hullámhosszú	UV-B	315 - 280	3,94 - 4,43, 8-as skálán
Közepes	MUV	300 - 200	4,13 - 6,2
Ibolyántúli C, kis hullámhosszú vagy germicid	UV-C (karcinogén)	280 - 100	4,43 - 12,4, 6-os skálán
Magas	FUV	200 - 122	6,2 - 10,2
Vákuum	VUV	200 - 100	6,2 - 12,4
Alacsony	LUV	100 - 88	12,4 - 14,1
Szuper	SUV	150 - 10	8,28 - 124
Extrém	EUV	121 - 10	10,2 - 124
Az UV-tartomány fölött	röntgensugárzás	< 10	> 124

A „blacklight” (a. m. fekete fény) elnevezés abból ered, hogy bár az emberi szem számára láthatatlan, bizonyos állatok, főleg rovarok, hüllők, madarak látják.

A germicid, azaz baktériumölő kifejezés arra utal, hogy a kórokozók DNS-ében található szomszédos timinmolekulákat dimerizálja, amitől a DNS lemásolhatatlanná válik. Jóllehet ez önmagában nem öli meg őket, de kellő számú DNS-sérüléstől szaporodásképtelenné válnak.

Hatása

• UV-A (315-400 nm): a földfelszínre beeső sugárzás legnagyobb része. A többi UV-sugárzáshoz hasonlóan károsítja a kollagénrostokat, hozzájárulva így a bőr öregedéséhez. Roncsolja a bőrben levő A-vitamint is. Korábban kevésbé veszélyesnek tartották, de közvetve képes károsítani a DNS-t reaktív gyökök létrehozásával, így a bőrrák kialakulásában is szerepet játszhat. A bőr barnulását csak ideiglenesen, a melanin oxidálásával idézi elő.

• UV-B (280-315 nm): a Napból érkező sugárzás nagy részét elnyeli a Föld ózonrétege. Jótékony hatású az emberi szervezetre, mert elősegíti a csontképződést (D-vitamin-képződést), aminek hiányában angolkór lép fel. Közvetlenül károsíthatja a DNS-t (a DNS-molekulát gerjeszti, ennek hatására a molekula kémiai kötései átrendeződnek, a szomszédos citozin-bázisok dimerizálódnak), így bőrrákot okozhat. Az erős napsugárzás a szemet is károsíthatja. A szervezet ez ellen védekezik melanin-pigment termelésével, ami a bőr barnulását eredményezi. A melanin UV-A és UV-B tartományban is elnyeli és ártalmatlan hővé alakítja a sugárzást. A napvédő faktor csak az UV-B sugárzás elnyelését mutatja, mivel az UV-A gyakorlatilag nem okoz barnulást.

• UV-C (100-280 nm): teljesen elnyeli a földi légkör, csak az űrbe kilépő embereknek kell az UV-C elleni védelmet biztosítani. Baktériumölő, sterilizálásra használják.

Alkalmazásai

• Fényforrásokban fényporok gerjesztésével látható fény állítható elő.
• Csillagászatban, kihasználva, hogy nagyon forró tárgyak UV-tartományban is sugároznak (Wien törvénye), más információkat hordozó képek alkothatók.
• A flavonoidok nevüket sárga színükről kapták, az UV-fényt elnyelik, így a rovarok számára a virágzat flavonoidtartalma vonzó hatású.
• Rovarirtásra kaphatók UV-A források, amik csapdába csalják a repülő rovarokat.
• Spektroradiometria segítségével elemezhető a molekulák térbeli szerkezete.
• Tűzérzékelésre, mert számos anyag UV-tartományban is sugároz égés közben.
• Elektromos szigetelések ellenőrzésére, ugyanis a sérült szigetelés koronakisülést okozhat, ami gerjeszti a nitrogénmolekulákat, és UV-fény keletkezik.
• Fotolitográfiában UV-fényt használnak nagyon finom mintázatok előhívására.
• Hamisításvédelemre, ha a védett tárgyat fluoreszcens festékkel megjelölik. Ilyet alkalmaznak a bankjegyeknél.
• Fertőtlenítés: az UV-C-sugárzás, mivel szétroncsolja a kórokozók DNS-ét, alkalmas felületek fertőtlenítésére, ivóvíz, illetve szennyvíz kezelésére.
• Ásványtanban kihasználható, hogy számos ásvány mutat fluoreszcens tulajdonságokat.
• Törvényszéki vizsgálatokra.
• EPROM (erasable programmable read only memory) törlésére.
• Orvostudományban: UV-B fényterápia alkalmazása a pikkelysömör és ekcéma bőrtüneteinek javításához.

További információk

• Az ultraibolya sugárzás hatása a szemre