Ibolyántúli sugárzás

Az elektromos ívhegesztés UV-fény kibocsátással jár, ezért a hegesztők szemüveget 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 egységről és szimmetriáról. 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	Fotonenergia
Az UV-tartomány alatt	látható spektrum	400 nm fölött	3,1 eV alatt
Ibolyántúli A, nagy hullámhosszú, vagy fekete fény	UV-A	400 nm–315 nm	3,1–3,94 eV, 10-es skálán
Közeli	NUV	400 nm–300 nm	3,1–4,13 eV
Ibolyántúli B, közepes hullámhosszú	UV-B	315 nm–280 nm	3,94–4,43 eV, 8-as skálán
Közepes	MUV	300 nm–200 nm	4,13–6,2 eV
Ibolyántúli C, kis hullámhosszú, vagy germicid	UV-C (karcinogén)	280 nm–100 nm	4,43–12,4 eV, 6-os skálán
Magas	FUV	200 nm–122 nm	6,2–10,2 eV
Vákuum	VUV	200 nm–100 nm	6,2–12,4 eV
Alacsony	LUV	100 nm–88 nm	12,4–14,1 eV
Szuper	SUV	150 nm–10 nm	8,28–124 eV
Extrém	EUV	121 nm–10 nm	10,2–124 eV
Az UV-tartomány fölött	röntgensugárzás	10 nm alatt	124 eV fölött

A „blacklight” (=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.

További információk

• Az ultraibolya sugárzás hatása a szemre