nadfiolet

Nadfiolet, promieniowanie nadfioletowe, UV — Nadfiolet, promieniowanie nadfioletowe, promieniowanie ultrafioletowe, ultrafiolet, UV  – zakres promieniowania elektromagnetycznego niewidzialnego dla oka ludzkiego, cechujące się stosunkowo krótkimi falami długości 10-400 nm, dużą energią promieniowania oraz wysoką aktywnością biologiczną. Naturalnym źródłem nadfioletu jest Słońceświatła czarnego oraz diody elektroluminescencyjne (LED).

Właściwości nadfioletu

Nadfiolet jest promieniowaniem elektromagnetycznym o długości fal 10-400 nm, cechującym się dużą energią promieniowania (rzędu energii wiązań chemicznych) oraz wysoką aktywnością biologiczną. Promienie UV zostały odkryte w 1801 r. niezależnie przez niemieckiego fizyka Johanna Wilhelma Rittera oraz brytyjskiego chemika Williama Hyde’a Wollastona.

Nadfiolet jest niewidoczne dla człowieka. Niektóre zwierzęta mają zdolność odbierania nadfioletu (np. pszczoły, ptakikręgowców (np. ryby, płazy, gady, ptaki) posiada dodatkowy rodzaj czopków wrażliwych na nadfiolet.

Zakres nadfioletu w zależności od długości fali dzieli się na:

• nadfiolet skrajny (EUV, ang. extreme ultraviolet), o długości fali 10-121 nm;
• nadfiolet daleki (FUV, ang. far ultraviolet), o długości fali 122-200 nm;
• nadfiolet pośredni (MUV, ang. middle ultraviolet), o długości fali 200-300 nm;
• nadfiolet bliski (NUV, ang. near ultraviolet), o długości fali 300-400 nm.

Zakres nadfioletu w zależności od aktywności biologicznej dzieli się na:

• nadfiolet A (UVA), o długości fali 315-400 nm, o niskiej szkodliwości dla organizmów żywych
• nadfiolet B (UVB), o długości fali 280-315 nm,  o pośredniej szkodliwości dla organizmów żywych;
• nadfiolet C (UVC), o długości fali 100-280 nm, o wysokiej szkodliwości dla organizmów żywych.
• nadfiolet o najkrótszych długościach fali oraz najwyższej energii fotonów rzędu 10,25–124 eV (skrajny nadfiolet) wykazuje zdolność pośredniej jonizacji atomów lub cząsteczek ośrodka materialnego (promieniowanie jonizujące).

Nadfiolet jest promieniowaniem o wysokiej aktywności biologicznej; dzięki dużej energii fotonów promieniowanie UVB (o energii fotonów 3,94–4,43 eV) oraz promieniowanie UVC (o energii fotonów 4,43-12,4 eV) pochłaniane przez daną substancję może znacząco wpływać na jej właściwości fizyczne i chemiczne.

Nadfiolet wywołuje fotoluminescencję, zjawisko fotoelektryczne, reakcje fotochemiczne (utlenianie, redukcję, rozkład, polimeryzację), syntezę pigmentu (melaniny) w skórze (UVA) i przemianę ergosterolu w witaminę D2 (UVB). Promieniowanie UVC wykazuje silne działanie bakteriobójcze; zmiana struktury białek cytoplazmatycznych oraz kwasów nukleinowych skutkuje zaburzeniami w metabolizmie komórki drobnoustroju, co w konsekwencji prowadzi do jej zniszczenia. Promienie UVB i UVC wykazują działanie mutagenne, mogą bezpośrednio uszkadzać DNA. 

Nadmierna ekspozycja na nadfiolet u człowieka może prowadzić do niszczenia włókien kolagenowych w skórze (przyspieszenie procesów starzenia), chorób oczu (np. zaćmy), stanów zapalnych skóry (np. oparzeń, rumienia), alergii oraz nowotworów (np. czerniaka, raka płaskonabłonkowego).

Źródła nadfioletu

Naturalnym źródłem nadfioletu jest Słońce (ok. 10% całkowitego promieniowania słonecznego). Do powierzchni Ziemi dociera głównie promieniowanie UVA, które nie jest pochłaniane przez warstwę ozonową oraz znikoma część promieniowania UVB, które w większości pochłaniane jest przez ozonosferę. Promieniowanie UVC jest całkowicie absorbowane przez warstwę ozonową oraz atmosferę ziemską. Promieniowanie o falach najkrótszych (10-200 nm), tzw. promieniowanie nadfioletowe próżniowe, jest silnie pochłaniane przez tlen atmosferyczny w górnych warstwach atmosfery.

Nadfiolet może być również emitowane przez źródła sztuczne, do których zalicza się lampy wyładowcze świecące przez wyładowania elektryczne w oparach metali (rtęci) i gazów (neonu, argonu), np. lampy rtęciowe (rtęciówki), lampy fluorescencyjne (świetlówki); lampy luminescencyjne (np. lampy światła czarnego emitujące UVA) oraz diody elektroluminescencyjne (diody LED) emitujące promieniowanie w zakresie ultrafioletu, światła widzialnego i podczerwieni.

Zastosowanie nadfioletu

Nadfiolet wykorzystywany jest w celach badawczych, m.in. w badaniach nieniszczących (dostarczających informacji o strukturze i właściwościach danego materiału), analizie luminescencyjnej minerałów (umożliwiającej ich identyfikację w warunkach terenowych lub kopalnianych), w biologii w mikroskopowych badaniach komórek i tkanek.

Nadfiolet ma zastosowanie w przemyśle (przyspieszanie procesów polimeryzacji tworzyw sztucznych) oraz w technice oświetleniowej (świetlówki, diody LED).

Promieniowanie UVA wykorzystywane jest w leczeniu niektórych chorób skóry (np. egzemy, łuszczycy, bielactwa, atopowego zapalenia skóry), promieniowanie UVB – w leczeniu krzywicy. Promieniowanie UVC ma zastosowanie w medycynie, przemyśle spożywczym oraz branży kosmetycznej do sterylizacji pomieszczeń; wykorzystywane jest także do uzdatniania wody pitnej.

Lampy UV stosowane są w kryminalistyce do lokalizacji i identyfikacji płynów ustrojowych na miejscu przestępstwa (np. śliny, krwi), a także do sprawdzania autentyczności pieniędzy oraz dokumentów.