Ultrafiolett

Stråling ultrafiolett (UV), også kalt "svart lys" fordi det er usynlig for det blotte øye, er en elektromagnetisk stråling med bølgelengde som er mindre enn for synlig lys , men større enn for røntgenstråler . Den UV-stråling kun kan observeres indirekte enten ved fluorescens eller ved hjelp av spesielle detektorer.

Navnet betyr "utover fiolett" (fra det latinske ultra  : "utover"), fiolett er fargen på det høyeste frekvensen (og derfor den korteste bølgelengden) av synlig lys.

Vanlige pærer er designet for å avgi lite UV, i motsetning til UV-pærer og solen.

Ultrafiolette stråler ble oppdaget i 1801 av den tyske fysikeren Johann Wilhelm Ritter basert på deres kjemiske virkning på sølvklorid .

Synlige farger varierer fra 623 til 740 nm for rødt og fra 380 til 430 nm for lilla. Utover det kan de usynlige lysene i det ultrafiolette spekteret deles inn i henhold til bølgelengden i:

• I nærheten av UV (380-200 nm ), VUV ( Vacuum ultrafiolett , 200-120 nm) som, som navnet antyder, ikke forplantes i luft, og ekstrem ultrafiolett (120–10  nm ), kan andre standarder gi andre definisjoner (jfr. . ISO 21348 , Definisjoner av solinnstråling Spektrale kategorier i avsnitt spektralbånd av UV-stråling );
• UV-A1: 340-400 nm; UV-A2: 315-340 nm; UV-B: 280−315 nm; UV-C: 100-280 nm. Disse tre båndene er standardiserte.

Ultrafiolette stråler er årsaken til soling, men i høye doser er de skadelige for menneskers helse, spesielt på grunn av deres mutagene effekt  . de kan forårsake hud kreftformer , slik som melanom , forårsake for tidlig aldring av huden ( rynker ), brannsår ( solbrenthet ), grå stær . De er likevel nødvendig for små regelmessige doser for syntese av vitamin D . De er i stand til å "bryte" mange organiske forbindelser suspendert i luften eller i overflatevann, og midler som RNA-virus , og delta i destruksjon ( fotodegradering ) av visse forurensende stoffer eller luktende molekyler ( parfyme blomster for eksempel), men også til fotokjemisk forurensning (troposfærisk ozon, NOx, etc.).

Generell

Omtrent 5% av den elektromagnetiske energi i sø avgis i form av UV-stråling. Disse UV-strålene er klassifisert i tre kategorier i henhold til bølgelengden: UV-A (400-315 nm), UV-B (315-280 nm) og UV-C (280-100 nm). På grunn av UV-absorpsjonen av ozonlaget i atmosfæren tilhører imidlertid 95% av UV- lyset som når jordoverflaten området UV-A.

UV-stråler passerer gjennom atmosfæren selv i kaldt eller overskyet vær. De har ingenting å gjøre med følelsen av varme fra solen, som skyldes infrarød . UV-lysintensitet er størst ved solenergi formiddagen og i store høyder, fordi ved å reise en kortere distanse i atmosfæren de er mindre tilbøyelige til å bli mottatt av ozonmolekyler . Mengden UV-B øker med rundt 4% for hver 300 meter vertikal fall.

UV-stråler reflekteres av vann (5% av reflektert UV), sand (20% av reflektert UV), gress (5% av reflektert UV) og spesielt snø (85% av reflektert UV).

Hullet i ozonlaget tillater passering av ultrafiolette spektre som ozon stopper, noe som er potensielt farlig på grunn av den betydelige skadeligheten av disse ultrafiolette strålene. Den Antarktis er det eneste kontinentet berørt av dette hullet, skadelige effekter angår derfor et svært lite antall levende vesener, for eksempel pingviner. The Arctic har nylig blitt berørt, etter veldig kald vinter mellom 2010 og 2011.

Solen er mest aggressiv på solmiddagen om sommeren, rundt klokka 14 i det meste av Europa, avhengig av tidssone. Det er derfor det ikke anbefales å eksponere deg mellom kl. 12 og 16, spesielt i nærheten av vann eller snø som reflekterer en del av UV-strålene, eller i fjellet der UV-nivået er høyere.

Oppdagelse

Ultrafiolette stråler ble oppdaget i 1801 av den tyske fysikeren Johann Wilhelm Ritter  : å undersøke virkningen av de forskjellige fargene (eller bølgelengdene) i solspekteret nedbrutt av et prisme, på et papir dynket i sølvklorid , han s Han la merke til at papiret var blir raskere brun utover lilla, og derfor hvilken som helst synlig farge. Han kalte denne usynlige strålingen "oksiderende stråler", både for å vise deres kjemiske reaktivitet og for å kontrastere dem med "termiske stråler" (det vil si infrarød), som William Herschel hadde oppdaget året før under rød av solspekteret. Lite er adoptert etter det enklere begrepet "kjemiske stråler", som forble i bruk til slutten av XIX -  tallet , til tross for påstander fra forskere som så en original stråling i det vesentlige ikke-lys (inkludert John William Draper , som døpte dem av denne grunn. “Tiendoniske stråler”); men til slutt uttrykkene "kjemisk stråling" og "varmestråler" den gitt under stråling " henholdsvis ultrafiolett" og infrarød .

I 1878 ble den steriliserende virkningen av korte lysbølgelengder på bakterier oppdaget , og innen 1903 ble det anerkjent at de mest effektive bølgelengdene i denne forbindelse var rundt 250  nm . I 1960 ble virkningen av ultrafiolett stråling på DNA etablert.

Oppdagelsen av ultrafiolette stråler med en bølgelengde mindre enn 200  nm , kalt "kosmisk ultrafiolett" på grunn av deres absorpsjon av ozonlaget , skyldes den tyske fysikeren Victor Schumann  (in) i 1893 .

Fremtidig

Gitt deres betydning når det gjelder økologi , atmosfærisk fotokjemi og folkehelse , er det nyttig å kunne forutsi fremtidige UV-nivåer i forskjellige deler av verden.

Disse frem avhenge spesielt av graden av helbredelse av hull i ozonlaget, kvaliteten på ozonlaget i resten av atmosfæren og derfor på utslipps scenarier av skadelige gasser på stratosfærisk ozon og drivhusgasser . Mange gasser som har bidratt til ødeleggelse av ozonlaget, har vært gjenstand for tiltak for å redusere eller stoppe produksjonen under Montreal-protokollen , men dette tar ikke hensyn til dinitrogenoksid. N 2 0, som også bidrar til nedbrytningen av dette laget, og hvis hastigheter ikke har stoppet å øke siden. Klimagasser spiller også en rolle fordi de endrer temperaturer ved lave og høye høyder, og endrer også fysikkjemien til ozonlaget.

Solaktivitet varierer over tid i henhold til en solsyklus (elleve år, knyttet til solflekker og bluss), som er en primær kilde til naturlig modifisering av klimaet, men også av variasjon i mengden UV som kommer til området. Stratosfæren. I gjennomsnitt bæres omtrent 5% av energien som mottas fra solen av UV-stråler, og hovedsakelig av UV-C (fra 10 til 200  nm ). Sistnevnte er de farligste for levende ting, fordi de er de mest energiske, men de absorberes fullstendig og raskt av atmosfæren som beskytter biosfæren (til det punktet at disse UV-C-strålene derfor bare kan observeres i sidereal vakuum eller i himmelen. over jordens atmosfære).

Denne variabiliteten avhenger også av flere geofysiske parametere:

• geometriske parametere, slik som UV-strålings inntrengningsvinkel i atmosfæren, avhengig av sted, tid og årstid;
• sti (direkte eller "diffusiv") reist av UV-stråling i atmosfæren;
• fysisk-kjemisk sammensetning av atmosfæren når UV-stråling forplantes deri; spesielt med:
  • tettheten av ozonlaget i penetrasjonsveien for UV-stråling,
  • den skyen , effektene er tvetydige og komplekse; faktisk forårsaker uklarhet betydelig spatiotemporal variabilitet, forklarer mer enn 20% av den daglige variabiliteten til UV-indeksen, med en skala fra tidsmessig og romlig variasjon som noen ganger er veldig kort. I tillegg, hvis noen skyer filtrerer effektivt, opptil 50% eller til og med 90% for en himmel over 80% dekket av tette skyer, noe av UV-strålingen, andre, cirrusskyer eller dis i 80% av tilfellene, tvert imot, øke intensiteten. Dette er tilfelle når skydekket er fragmentert, spesielt over hav eller snødekte vidder: målinger gjort av Schafer et al. i 1996 viste lokale økninger på 11% av UV mottatt på bakken, og i 2011, Jégou et al. rapporterte en 10% økning i UV-indeksen i omtrent 65% overskyet himmel. Naturlige aerosoler fra sjøspray og vulkaner , eller av menneskeskapt opprinnelse -  skog- og buskebranner , forbrenning av biomasse eller fossile hydrokarboner - kan, avhengig av kontekst, absorbere og / eller diffuse UV-stråler fra solen eller etterklang av snø og vann overflater: de kan redusere UV-stråling mottatt på bakken med nesten 30% eller redusere strålingstvinging  ;
• albedo, ved å etterklare en del av UV-stråler øker deres tilstedeværelse i den omgivende luften.

Ifølge data tilgjengelig i begynnelsen av XXI th  århundre i samme klimaendringer scenario, fremtidige nivåer av N 2 Oser ut til å bestemme på en avgjørende måte de fremtidige verdiene av ozon og derfor UV-nivåer mottatt på bakken, spesielt i tropiske soner. Kompleksiteten til skysystemer (spesielt knyttet til deres romlige og tidsmessige variabilitet) gjør dem til den største kilden til usikkerhet i klimaprojeksjoner og UV-hastigheter som mottas på bakken.

Effekter på økosystemer

Mange dyr (inkludert mennesker) trenger litt UV for å syntetisere vitamin D  ; mange organismer er tydelige eller reduserer UV-indusert skade gjennom atferdsmessig unngåelse, fotobeskyttelse av ad hoc- pigmenter og gjennom fotoenzymatiske reparasjonsprosesser, men vitenskapelige metaanalyser har bekreftet skadelige effekter av UV på alle trofiske nivåer.

Planter (inkludert dyrket) er følsomme for både et underskudd og et overskudd av UV-B; og følgelig kan planteetere og rovdyr (som er avhengige av dem) også indirekte påvirkes av disse manglene eller overskudd av UV-B, påpeker Kakani et al. (2003).

Akvatiske økosystemer, spesielt marine økosystemer, er veldig følsomme for UV:

• den fytoplankton , de bakterier , blågrønnalger og archaea som lever i vann er svært følsomme for UV-variasjoner, som fager og andre virus meget rikelig i vannet, inkludert marin;
• i alger konkluderte modellering av fotoinhiberingen av primærproduksjon av UV i noen områder av Stillehavet at UV-komponenten av sollys fører til en 20% reduksjon i det estimerte primære produktivitetspotensialet (samtidig som det får positive konsekvenser ved å skade visse rovdyr, konkurrenter og patogener. mindre tolerant mot UV;
• Hader og hans kolleger viste i 2007 at oceanisk fytoplankton fotosyntese (kilde til en stor del av oksygenet i luften) er avhengig av en subtil balanse mellom saltinnhold , temperatur og isolasjon av UV-A og UV-B  ;
• Intensivt jordbruk , økt nedbør og smeltende isbreer og permafrost sammen bidrar til økt turbiditet - av vannet - som absorberer UV nær overflaten. Dette demper eller fjerner en viktig økosystemtjeneste : UV-evnen til å desinfisere vann. Det påvirker også marine dyr hvis syn er følsomt for lyset fra det ultrafiolette spekteret;
• UV ødelegger visse forurensninger ved fotolyse eller demper toksisiteten deres ( f.eks. UV-B forvandler metylkviksølv ( demetylering , i det minste midlertidig) til mindre giftig kvikksølv ), men de skaper andre forurensninger og forverrer toksisiteten til visse plantevernmidler og polysykliske aromatiske hydrokarboner . De øker frigjøringen av mikroforurensende stoffer fra mikroplast og nanoplast.

De siste tiårene har to store risikoer for økt eksponering for UV eksistert:

• den ozonhull , som Montreal-protokollen har begynt å reparere, men med en forbedring som er redusert siden rundt 2007;
• global oppvarming: reduksjonen (eller til og med forsvinning) av varigheten og tykkelsen på snødekke og isdekke utsetter mange terrestriske og vannlevende organismer for UV. Oppvarming kan også forstyrre blandingen av lagene lokalt ved å holde anoksiske lag i dybden;

Spesielt i ferskvann, brakkvann og saltvann, kombinerer lokale og globale modifikasjoner av ozonlaget, oppvarming, uklarhet og forskjellige forurensninger deres virkninger, noen ganger på en synergistisk måte; de er fremdeles ikke helt forstått.

Helseeffekter

De er gode eller dårlige, avhengig av dose og hudtype. Dette er grunnen til at folkehelseproblemer er å beskytte ozonlaget og håndtere eksponering for UV-stråler .

Helsefordeler

Moderat eksponering for UV-B gjør at kroppen kan syntetisere vitamin D , noe som spesielt tillater absorpsjon av kalsium i tarmen og dermed bidrar til skjelettets robusthet . Alvorlig vitamin D-mangel i barndommen fører til rakitt .

Foruten rakitt, kan UV-B behandle flere sykdommer, som psoriasis og eksem .

UV-A nær fiolett, mellom 360 og 400  nm i bølgelengde, begrenser utviklingen av nærsynthet i dyremodeller som kyllinger og hos svært nærsynte voksne mennesker.

Fare ved høye doser

Intens og / eller langvarig eksponering for solen eller kunstig stråling (for eksempel fra lamper eller industrielle apparater som sveisestasjoner) forårsaker tørrhet i huden, forbrenning ( solbrenthet ) og kan forårsake svulster og kreft (fenomen kjent som kutan fotokarsinogenese). Fotoner fra UV-stråling absorberes av pyrimidinbaser i DNA, hovedsakelig tymin, men også cytosin . Bestrålingen forårsaker deretter dimerisering fra nabobaser med brudd på DNA-kjeden slik at etterfølgende replikasjon hemmer.

På grunn av sin UV-belastning ble solstråling selv klassifisert som klasse 1 kreftfremkallende (visse kreftfremkallende stoffer) i 1992 av IARC.

For WHO tilskrives 50 til 90% av hudkreftene UV-stråler fra solen, noe som gjør UV-stråler til den første risikofaktoren for hudkreft ( men ikke for ondartede lymfomer som tvert imot er ganske mindre tallrike hos de som har regelmessig men moderat utsatt seg for solen eller som har oppholdt seg i tropiske områder ). UVB har lenge blitt beskyldt for å være hovedansvarlig eller eneste ansvarlig, men kronisk eksponering for UVA ble da også anerkjent som en rolle i fotokarsinogenese i huden (65% av kreftfremkallende virkning skyldtes UVB og 35% UVA ifølge De Laat i 1997 .

UV kan også være årsaken:

• aktinisk erytem (som kan utvikle seg til kreft);
• av kreft øye  ;
• foto-keratitt (eller fjellsnø ophthalmia), utvikler seg til okulært melanom hvis eksponeringen er kronisk;
• foto-konjunktivitt og / eller grå stær  ;
• av pterygium som kan føre til makuladegenerasjon assosiert med alder  ;
• epidermal hyperplasi som fører til for tidlig aldring av huden  ;
• immundepresjoner i huden (noe som vil være en av årsakene til fotokarsinogenese ifølge Matsumura og Ananthaswamy 2004).

UV-indeks

Den UV-indeks (eller UV-indeks) er en skala for måling av intensiteten av UV-stråling fra solen, og den risiko den representerer for helsen.

UV-indeksen er delt inn i fem kategorier, tilsvarende et risikonivå:

• 1 - 2: Lav: bruker solbriller på solfylte dager;
• 3 - 5: Moderat: dekk til, bruk hatt og solbriller. Påfør en solbeskyttelse med middels beskyttelse (faktor 15 til 29), spesielt hvis du er ute i mer enn 30 minutter. Se etter skygge når solen er på meridianen;
• 6 - 7: Høy: reduser eksponeringen mellom kl. 12 og 16 Påfør solbeskyttelse med høy beskyttelse (indeks 30 til 50), bruk hatt og solbriller og ta en nyanse;
• 8 - 10: Veldig høy: uten beskyttelse, vil huden bli skadet og kan brenne. Unngå soleksponering mellom kl. 12 og 16. Søk skygge, dekk til, bruk hatt og solbriller, og bruk solkrem med veldig høy beskyttelse (indeks + 50);
• 11+: Ekstrem: Ubeskyttet hud vil bli skadet og kan brenne i løpet av få minutter. Unngå all eksponering for solen, og hvis dette ikke er mulig, må du helt dekke over, ha på deg hatt og solbriller og bruke en veldig høy solkrem (index + 50).

Interaksjoner med UV-atmosfære

• Absorpsjon  : Under passasjen gjennom atmosfæren absorberes en del av UV-stråler av gassmolekyler (for eksempel av oksygenmolekyler). Dette fenomenet skaper energi som er i stand til å forårsake for eksempel dissosiasjon av gassmolekylet i to andre molekyler.
• Diffusjon  : Ultrafiolette stråler kan også diffunderes av gassmolekyler i atmosfæren. Å vite at jo mer en lysstråle har kort bølgelengde, jo mer blir den diffundert (dette forklarer hvorfor vi oppfatter himmelen i blått som er fargen på det synlige lyset med den korteste bølgelengden), konkluderer en At UV-stråler er sterkt diffundert av vanndråper fra forskjellige skylag. Men dette fører ikke nødvendigvis til en reduksjon i lysintensitet: høye skyer forårsaker neppe en nedgang i intensitet mens lave skyer sprer en stor del av UV-strålene oppover.
• Refleksjon  : UV-stråler reflekteres av bakken avhengig av bakkenes natur. Denne refleksjonen måles av en brøkdel kalt albedo , mellom 0 og 1. Refleksjonen er spesielt sterk på snø (albedo på 0,9; 0,85 i UV).

Forskjellen mellom UV-A, UV-B og UV-C

De tre typene UV-stråling, A, B og C, er klassifisert i henhold til deres biologiske aktivitet og deres evne til å trenge gjennom huden. De tilsvarer tre konvensjonelle bølgelengdeintervaller (se nedenfor). Jo lenger bølgelengden til UV-stråling er (jo nærmere det er synlig lys), jo mindre energi har den og derfor mindre skadelig er den, men jo mer har den betydelig hudgjennomtrengende kraft. Omvendt, jo kortere bølgelengden til UV-stråling (jo nærmere røntgenstråler den er), jo mer energi har den, og desto mer destruktiv er den samtidig som den har mindre kraft til å trenge gjennom huden.

UV-A (400-315 nm)

UV-A, som har en relativt lang bølgelengde, står for nesten 95% av UV-strålingen som når jordoverflaten. De kan trenge gjennom de dypere lagene i huden.

De er ansvarlige for den umiddelbare solingseffekten . I tillegg fremmer de også aldring av huden og rynker , og forstyrrer balansen mellom proteinsynteser (spesielt nedbryting av kollagen og øker ødeleggelsen av elastin), og i celler er de opprinnelsen til produksjonen av frie radikaler , veldig skadelig for dem. I lang tid trodde man at UV-A ikke kunne forårsake varig skade. I virkeligheten ser UV-A ut til å fremme fremveksten av hudkreft ved flere mekanismer, men med en mye mindre effekt enn UV-B.
UVA-stråler begeistrer DNA-molekylet og fremmer bindinger mellom visse baser, spesielt når DNA er i form av en dobbel helix, som kan være en kilde til mutasjoner, eller til og med kreft. En annen kreftfremkallende mekanisme ser ut til å eksistere gjennom reaktive oksygenderivater som UV-A genererer i celler, i større mengder enn UV-B. UV-A vil sannsynligvis også potensere cellulær UV-B-toksisitet ved å trenge dypere inn i huden, ha immunsuppressiv aktivitet og skade DNA-reparasjonssystemer.

UVA-stråler er farlige for øynene til barn hvis krystallinske linse bare delvis spiller sin rolle som filter. 90% av UV-A når netthinnen hos spedbarn og ytterligere 60% før fylte tretten. Hos voksne over tjue stopper (og lider) linsen UV-A nesten 100%.

UV-B (315-280 nm)

UV-B, med middels bølgelengde, har en betydelig biologisk aktivitet, men trenger ikke inn i overflatene i huden, de absorberes relativt av det kåte laget av epidermis ( melanin ). En del av solens UV-B filtreres av atmosfæren.

De er ansvarlige for soling og forsinkede forbrenninger. De er i stand til å produsere svært store mengder oksygenerte frie radikaler i hudcellene, som på kort sikt forårsaker solbrenthet og betennelse . I tillegg til disse kortsiktige effektene fremmer de aldring av huden (ved å skade kollagenfibre ) og utseendet på hudkreft , fordi selv om UV-B representerer et mindretall av lyset som når jordoverflaten, er de mye mer kreftfremkallende enn UV-A.

Sterke UV-B-intensiteter er farlige for øynene og kan forårsake "sveiserblits" eller fotokeratitt , da de bare er 80% blokkert av voksenlinsen. Hos barn når halvparten av UV-B netthinnen til spedbarn og 75% før de er ti år.

På den annen side kan de være gunstige for visse typer hudsykdommer som psoriasis . De er også viktige for syntese av vitamin D .

UV-C (280-100  nm )

UV-C, kort bølgelengde, er UV-energien og den mest skadelige (energien øker når bølgelengden avtar), men de blir fullstendig filtrert av ozonlaget i atmosfæren og når ikke teoretisk jordoverflaten.

Imidlertid har UV-C-lamper (og mer nylig LED-lys) i flere tiår blitt brukt i biologilaboratorier for bakteriedrepende effekter, for å sterilisere deler eller enheter ( for eksempel laminær hette ). Et økende antall enheter, mulige utilsiktede kilder til forbrukereksponering for UV-C, har nylig blitt markedsført ( f.eks. Små solcellemoduler beregnet på å gjøre vann drikkbart i utviklingsland, noe som forklarer en økning i antall 'ulykker' og / eller dermatologiske lesjoner), noe som fikk Europakommisjonen til å be om en uttalelse om risikoen forbundet med disse nye enhetene fra SCHEER (Scientific Committee for Health, Environmental and Emerging Risk). Ekspertene mente at de ikke kunne vurdere denne risikoen pga. mangel på studier om graden av eksponering for mennesker og om effekten av kronisk eksponering.

UV-C spektralbåndet består av tre underbånd:

• UV-C fra 280 til 230  nm  ;
• V-UV fra 200 til 140  nm , det vil si UV-stråler som bare forplantes i vakuum ( ultrafiolett vakuum );
• X-UV fra 140 til 100  nm , bølgelengder som nærmer seg røntgenstråler og som er de mest energiske bølgelengdene til ultrafiolette stråler . I følge institusjoner blir lys med en bølgelengde mellom slutten av ultrafiolett og starten på røntgenstråler (  124-10 nm ) noen ganger referert til som ekstrem ultrafiolett stråling , eller EUV. Noen ganger er det inkludert i UV-C-kategorien, noen ganger separat.

Beskyttelse

For å forsvare seg mot UV-lys, reagerer kroppen, avhengig av hudtype , på eksponering ved å frigjøre det brune pigmentet av melanin . Dette pigmentet absorberer UV-stråler, noe som hjelper til med å blokkere penetrasjonen og forhindrer skade på de dypere og mer sårbare lagene i huden. Av antioksidanter (vitamin E og C , β-karoten ...) kan nøytralisere frie radikaler dannet av UV.

Solkrem inneholder ultrafiolette filtre som delvis blokkerer UV-stråler og hjelper deg med å beskytte huden. Jo høyere beskyttelsesindeks, jo større er beskyttelsesgraden. Beskyttelsesindeksen er faktisk forholdet mellom tiden det tar å få solbrenthet med og uten solkrem. Med en beskyttelsesfaktor på 50 vil det for eksempel ta femti ganger lengre tid å fange solbrenthet enn uten beskyttelse.
I 1957 oppfant RoC-laboratoriene den første solbeskyttelsen med veldig høy beskyttelse ( IP 50+ ).

Klær og solbriller blokkerer noen av UV-strålene. Det er kremer som inneholder ultrafiolette filtre som delvis blokkerer UV-stråler, men de fleste hudleger anbefaler mot langvarig soling.

Astronomi

I astronomi sender veldig varme gjenstander fortrinnsvis UV-lys ( Wiens lov ). Imidlertid forårsaker ozonlaget , som beskytter oss mot de intense UV-strålene fra solen, vanskeligheter for astronomer som observerer fra jorden. Dette er grunnen til at de fleste UV-observasjoner er gjort fra verdensrommet .

bruk

De fluorescerende lamper fremstille UV-lys i sitt rør som inneholder en gass med lavt trykk  ; et fluorescerende belegg på innsiden av rørene absorberer UV som deretter sendes ut i form av synlig lys.

Den halogenlamper også fremstille UV og bør ikke brukes uten deres beskyttelsesglass.

Etter bølgelengde:

• 13,5  nm  : ekstrem ultrafiolett litografi  ;
• 230−365  nm  : sporing av produktmerker, strekkoder  ;
• 230−400  nm  : optiske detektorer , instrumentering;
• 240−280  nm  : desinfeksjon , vann og overflatebehandling (maksimal absorbans av DNA ved 254 nm), EPROM-viskelær;
• 200−400  nm  : rettsmedisin , narkotikascreening;
• 270−360  nm  : proteinanalyse , DNA-sekvensering , farmasøytisk forskning;
• 280−400  nm  : medisinsk avbildning av celler  ;
• 300−320  nm  : lysterapi  ;
• 300-365  nm  : tørking av polymerer av blekk  ;
• 300−400  nm  : solid state-belysning;
• 350−370  nm  : insektfeller (fluer tiltrekkes mest av 365 nm lengde  ).

Mellom krigen ble strålebehandling testet mot visse sykdommer (rakitt), men også på forskjellige stoffer, for å produsere “bestrålte medisiner” med nye legemiddelegenskaper (som følge av den fotokjemiske virkningen av ultrafiolette stråler på produktet).

De UV-lamper er også brukt til å analysere mineraler eller perler eller identifisere alle slags ting, som for eksempel pengesedler (mange objekter kan se like under forskjellige lys og synlig under UV-lys).

UV-fluorescerende fargestoffer brukes i mange bruksområder (for eksempel i biokjemi eller i visse spesialeffekter).

UV-lamper med en bølgelengde på 253,7 nm ( Mercury Vapor Discharge Lamp ) brukes til å sterilisere arbeidsområder og verktøy som brukes i biologiske laboratorier og medisinsk utstyr. Siden mikroorganismer kan beskyttes mot UV-lys ved små sprekker i holderen, brukes disse lampene bare som et supplement til andre steriliseringsteknikker.

UV-lys brukes til fotolitografi med høy oppløsning, slik det kreves for halvlederfabrikasjon .

UV-stråler brukes også til tørking av blekk , syntese av polymer ved fotopolymerisering , herding av visse lim ved fototverrbinding og i ultrafiolett synlig spektroskopi . De brukes også til å forårsake visse fotokjemiske reaksjoner, for eksempel fotoisomerisering av azobenzengruppene , dimerisering av kumarin, deretter brytning av dimerer, ødeleggelse av nitrobenzengruppene .

Det anbefales å bruke øyevern når du arbeider med UV-lys, spesielt for UV med kort bølgelengde. Vanlige solbriller kan gi litt beskyttelse, men de er ofte utilstrekkelige.

Den visjon av insekter , såsom bier , strekker seg inn i det nær ultrafiolette (UV-A) spektrum, og blomster ofte har markeringer som er synlig for slike pollinators . Noen insektfeller bruker dette fenomenet. Noen virveldyr ser også hele eller deler av det ultrafiolette spekteret, for eksempel fisk, eller noen planktonofager, som bruker det til å bedre oppdage byttedyr.

Spektralbånd med UV-stråling

UV-stråler er elektromagnetiske bølger plassert mellom synlig lys og røntgenstråler. Denne strålingskategorien markerer begynnelsen på den ioniserende sonen til det elektromagnetiske spekteret som strekker seg fra 750  THz til 30  PHz .

Historisk inndeling av 1932

På den andre internasjonale lyskongressen i København i 1932 introduserte Coblentz konseptet spektralbånd UVA, UVB og UVC. Disse områdene ble bestemt av overføringsegenskapene til tre vanlige glassfiltre:

• et barium-flintfilter definerer UVA (315-400 nm);
• et UVB barium-flint-pyrex-filter (280-315 nm);
• og et pyrex-filter definerer UVC (bølgelengder kortere enn 280 nm).

Så grunnlaget for disse inndelingene har sitt fundament i fysikk, ikke biologi, selv om disse definisjonene har vært veldig nyttige i biologi.

1999 CIE sammenbrudd

Mer nylig har begrepene UVA-I (340-400nm) og UVA-II (315-340nm) kommet i bruk på grunn av en bedre forståelse av forskjellene mellom UVB og UVA. I virkeligheten ligner UVA-II-stråler UVB-stråler, der målmolekylet (f.eks. DNA) endres direkte av absorpsjonen av UV-energi. I motsetning har UVA-I-stråler en tendens til å forårsake indirekte skade på målmolekyler av reaktive oksygenarter (ROS) generert av UV-opptak av andre molekyler.

Den CIE anbefaler innen fotobiologi og fotokjemi delingen i det ultrafiolette domene inn i fire områder etter separeringen av UVA-domenet i to underdomener.

• UV-A1: 340−400  nm
• UV-A2: 315-340  nm
• UV-B: 280−315  nm
• UV-C: 100-280  nm

ISO-skjæring

Her er UV-klassifiseringen som for øyeblikket er definert av ISO 21348- standarden :

Etternavn	Forkortelse	Bølgelengdeintervallet (i nanometer )	Fotonenergi (i elektronvolter )	Merknader / andre navn
Ultrafiolett	UV	100 - 400	3.10 - 12.4
Ultrafiolett vakuum	VUV	10 - 200	6.20 - 124
Ekstrem ultrafiolett	EUV	10 - 121	10.25 - 124
Hydrogen Lyman-alfa	H Lyman-α	121 - 122	10.16 - 10.25
Langt ultrafiolett	FUV	122 - 200	6.20 - 10.16	Langt ultrafiolett
Ultrafiolett C	UVC	100 - 280	4,43 - 12,4	Bakteriedrepende ultrafiolett (for eksempel : bakteriedrepende lampe )
Medium ultrafiolett	MUV	200 - 300	4.13 - 6.20	Midtre ultrafiolett
Ultrafiolett B	UVB	280 - 315	3,94 - 4,43
Nær ultrafiolett	NUV	300 - 400	3.10 - 4.13	Nær ultrafiolett . Synlig for fugler, insekter og fisk
Ultrafiolett A	UVA	315 - 400	3.10 - 3.94	svart lys

Merknader og referanser

1. https://www.energie-environnement.ch/maison/ecclairage-et-piles/1369
2. Newsham, KK og Robinson, SA (2009), Svar fra planter i polare områder på UVB-eksponering: en metaanalyse , Global Change Biology , 15 (11), 2574-2589.
3. "Les UV-A Savoir" (versjon 21. oktober 2017 på internettarkivet ) , på uv-damage.org .
4. Les online
5. "Registrer  hull i ozonlaget over Nordpolen" (versjon av 13. juli 2016 på Internet Archive ) , på notre-planete.info .
6. I følge JW Draper , “  On a new Imponderable Substance and on a Class of Chemical Rays analogous to the strays of Dark Heat  ”, The London, Edinburgh, and Dublin Philosophical Magazine and Journal of Science , vol.  LXXX,1842, s.  453-461
7. Fra JW Draper , "  Description of the Tithonometer,  " The Practical Mechanic and Engineer's Magazine ,Januar 1844, s.  122-127.
8. Ifølge (i) Steven Beeson og James W Mayer , Patterns of Light: jager spekteret fra Aristoteles til lysdioder , New York, Springer,2008, 196  s. ( ISBN  978-0-387-75107-8 , leses online ) , “12.2.2 Oppdagelser utenfor det synlige” , s.  149
9. Ifølge Philip E. Hockberger , “  En historie med ultrafiolett fotobiologi for mennesker, dyr og mikroorganismer  ”, Photochem. Fotobiol. , vol.  76, n o  6,2002, s.  561–79 ( PMID  12511035 , DOI  10.1562 / 0031-8655 (2002) 0760561AHOUPF2.0.CO2 )
10. I følge James Bolton og Christine Colton , The Ultraviolet Desinfection Handbook , American Water Works Association,2008, 149  s. ( ISBN  978-1-58321-584-5 ) , s.  3-4.
11. T. Lyman , "  Victor Schumann  ", Astrophysical Journal , vol.  38,1914, s.  1–4 ( DOI  10.1086 / 142050 , Bibcode  1914ApJ .... 39 .... 1L )
12. Kévin Lamy, Klima projeksjon av ultrafiolett stråling i det 21 st  århundre: Virkningen av forskjellige klimascenarier ,2018( les online ), doktorgradsavhandling, University of Reunion .
13. (in) E. Friis-Christensen og K. Lassen, "  Length of the Solar Cycle: An Indicator of Solar Activity Closely Associated with Climate  " , Science , nr .  254,1 st november 1991, s.  698–700 ( DOI  10.1126 / science.254.5032.698 , les online ).
14. (in) AE Covington, "  Solar Radio Emission at 10.7 cm, 1947-1968  " , Journal of the Royal Astronomical Society of Canada , Vol.  63, n o  125,1969.
15. (i) Michaela Hegglin og I. Theodore G. Shepherd, "  Stor klimaindusert utveksling i UV-indeks og stratosfæren-troposfæren ozon til å strømme  " , Nature Geoscience , vol.  2,6. september 2009, s.  687–691 ( DOI  10.1038 / ngeo604 , les online ).
16. (in) JR Ziemke, JR Herman, JL Stanford og PK Bhartia, "  Total Ozone / UVB monitoring and forecasting Impact of clouds and the horizontal resolution of satelliet retrievals  " , Journal of Geophysical Research: Atmospheres , n o  103,1 st februar 1998, s.  3865–3871 ( DOI  10.1029 / 97JD03324 , les online ).
17. (en) AF Bais, K. Tourpali, A. Kazantzidis, H. Akiyoshi, S. Bekki, P. Braesicke, MP Chipperfield, M. Dameris, V. Eyring, H. Garny et al. , “  Projeksjoner av UV-strålingsendringer i det 21. århundre: innvirkning av ozongjenvinning og skyeffekter  ” , Atmospheric Chemistry and Physics , vol.  11,2011, s.  7533–7545 ( DOI  10.5194 / acp-11-7533-2011 ).
18. (in) RL McKenzie, WA Matthews og PV Johnston, "  The relationship entre erythemal UV and ozon, derived from spectral irradiancemålinger  " , Geophysical Research Letters , n o  18,Desember 1991, s.  2269–2272 ( DOI  10.1029 / 91GL02786 , les online ).
19. (in) J. Sabburg og J. Wong, "  The effect of clouds on Enhancing UVB irradiance at the Earth's Surface: A one year study  " , Geophysical Research Letters , vol.  27,15. oktober 2000, s.  3337–3340 ( DOI  10.1029 / 2000GL011683 , les online ).
20. (i) JS Schafer, VK Saxena BN Wenny, W. Barnard og JJ De Luisi, "  Observed impact of clouds on UV-B stråling  " , Geophysical Research Letters , vol.  23,15. september 1996, s.  2625–2628 ( DOI  10.1029 / 96GL01984 , les online ).
21. (in) F. Jégou S. Godin-Beekmann Mr. Correa, C. Brogniez F. Auriol, V. Peuch Mr. Haeffelin, A. Pazmino, P. Saiag, Goutail F. et al. , "  Gyldighet av satellittmålinger brukt til overvåking av UV-strålingsrisiko på helse  " , Atmospheric Chemistry and Physics , vol.  11,2011, s.  13377–13394.
22. (en) Kevin Lamy et al. , “  Modellering av ultrafiolett stråling fra grunnbaserte og satellittmålinger på Reunion Island, sør-tropene  ” , Atmospheric Chemistry and Physics , vol.  18,9. januar 2018, s.  227–246 ( DOI  10.5194 / acp-18-227-2018 , les online ).
23. (i) Janusz W. Krzyścin Sylwester Puchalski, "  Aerosolpåvirkning på overflaten av UV-stråling fra grunnbaserte målinger tatt i Belsk, Polen 1980-1996  " , Journal of Geophysical Research: Atmospheres , vol.  103,1998, s.  16175–16181 ( DOI  10.1029 / 98JD00899 , les online ).
24. (in) Mde P. Correa et al. , “  Projiserte endringer i klar himmel erytemal og vitamin D-effektive UV-doser for Europa i perioden 2006 til 2100  ” , Photochem. Fotobiol. Sci. , vol.  12,2013, s.  1053–1064 ( DOI  10.1039 / c3pp50024a , les online ).
25. (en) O. Boucher et al. , Climate Change 2013 - The Physical Science Basis: Working Group I Contribution to the Fifth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change , Cambridge University Press ,2014, 571–658  s. ( DOI  10.1017 / CBO9781107415324.016 , les online ) , "Kapittel 7 - Skyer og aerosoler".
26. (i) A F. Bais, RL McKenzie, G. Bernhard, PJ Aucamp, Mr. Ilyas, S. og K. Madronich Tourpali, "  Ozonutarmning og klimaendringer: Virkninger er UV-stråling  " , Photochem. Fotobiol. Sci. , vol.  14,2015, s.  19–52 ( DOI  10.1039 / C4PP90032D , les online ).
27. Williamson et al. (2019), De interaktive effektene av stratosfærisk ozonnedbrenning, UV-stråling og klimaendringer på akvatiske økosystemer , Fotokjemisk og fotobiologisk vitenskap , 18 (3), 717-746.
28. (i) V. Kakani, K. Reddy, D. Zhao og K. Sailaja, "  Feltavlingsresponser mot UV-B-stråling: en gjennomgang  " , Agricultural and Forest Meteorology , Vol.  120,2003, s.  191–218 ( DOI  10.1016 / j.agrformet.2003.08.015 , les online ).
29. (in) Vernet, EA Brody O. Holm-Hansen og BG Mitchell, "  The Response of Antarctic Phytoplankton to Ultraviolet Radiation Absorption, Photosynthesis, and Taxonomic Composition  " , American Geophysical Union ,1993, s.  143–158 ( DOI  10.1029 / AR062p0143 , les online ).
30. (in) RT Noble og JA Fuhrman , "  Virus and Its Causes decay in coastal waters  " , Applied and Environmental Microbiology , Vol.  63, n o  1,1 st januar 1997, s.  77–83 ( ISSN  0099-2240 og 1098-5336 , PMID  16535501 , sammendrag )
31. (en) D.-P. Häder, HD Kumar, RC Smith og RC Worrest, “  Effekter av sol-UV-stråling på akvatiske økosystemer og interaksjoner med klimaendringer  ” , Photochem. Fotobiol. Sci. , vol.  6,2007, s.  267–285 ( DOI  10.1039 / B700020K , les online ).
32. CE Williamson, S. Madronich, A. Lal, RE Zepp, RM Lucas, EP Overholt, KC Rose, G. Schladow og J. Lee-Taylor (2017), klimaendringsinduserte økninger i nedbør reduserer potensialet for sol ultrafiolett stråling for å inaktivere patogener i overflatevann , Sci. Rep. , 7, 13033.
33. IN Flamarique (2016), redusert fôringsytelse for en mutant sebrafisk med redusert populasjon av ultrafiolette kjegler , Proc. R. Soc. , 283, 20160058.
34. DM Leech og S. Johnsen (2006), ultrafiolett syn og smiing i juvenil bluegill (Lepomis macrochirus) , Can. J. Fish. Aquat. Sci. , 63, 2183–2190
35. Rhainds M og De Guire L (1998), ultrafiolett stråling: et folkehelseperspektiv  ; Levallois, P. og P. Lajoie (redaktører), astmosfærisk forurensning og elektromagnetiske felt , Sainte-Foy, Les Presses de l'Université Laval, 237-266.
36. De Guire L og Drouin L, "  ultrafiolette stråler og helse  ", Jobb et Santé , n o  8 (2),1992, s.  29-33
37. Torii, H., Kan Violet lyseksponering være en forebyggende strategi mot Nærsynthet Progresjon , EBioMedicine , 15, 210-219.
38. Torii, H., Ohnuma, K., Kurihara, T., Tsubota, K. og Negishi, K. (2017), er Violet lysgjennomgang Relatert til nærsynthet Progresjon i voksen høy nærsynthet [PDF] , vitenskapelige rapporter , 7 ( 1)
39. Césarini JP (2007), Ultrafiolett stråling og helse , Radiobeskyttelse , 42 (03), 379-392 ( abstrakt ).
40. Perrot J.-Y., Desinfeksjon av vann beregnet på drikkevann av UV , Roissy, Wedeco ITT Industrie,2007, 54  s.
41. IARC (2008), World Cancer Report
42. Armstrong B (2004), Hvordan soleksponering forårsaker hudkreft: et epidemiologisk perspektiv . In Prevention of skin cancer , av Elwood J., engelsk D. og Hill D., s.  89-116 .
43. WHO (1999), faktaark (305)
44. Smedby, KE, Hjalgrim, H., Melbye, M., Torrång, A., Rostgaard, K., Munksgaard, L.… og Adami, HO (2005), eksponering for ultrafiolett stråling og risiko for ondartede lymfomer , Journal of the National Cancer Institute , 97 (3), 199-209 ( abstrakt )
45. De Laat, A., Van der Leun, J. og De Grujl, F. (1997) Carcinogenesis indusert av UVA (365- nm) stråling: dose - tidsavhengigheten av svulst i mus hairles , Carcinogenesis , 18 (5 ), s.  1013-1020
46. Bonneau J (2010), Bruk av verktøy for estimering av eksponering for ultrafiolett solstråling for å forbedre forebygging: et grensesnitt mellom bedriftshelse og folkehelse (Tilfelle bønder i fransktalende Sveits) , ingeniørutdanning 11. oktober 2010, EHESP
47. Verdens helseorganisasjon , “  UV-stråling  ” (åpnet 27. april 2018 ) .
48. "Sol og kreft: UVA, risikoen avslørt" (versjon 26. juli 2009 på Internet Archive ) , CNRS ,12. juni 1996
49. “  Forstå UVA og UVB - SkinCancer.org  ” , på skincancer.org (åpnet 23. mai 2015 )
50. F. R. de Gruijl , “  Photocarcinogenesis : UVA vs UVB  ”, Methods in Enzymology , vol.  319,2000, s.  359-366 ( ISSN  0076-6879 , PMID  10907526 , lest online , åpnet 23. mai 2015 )
51. For Science, Actualité, nr .  403, mars 2011
52. Frank R. de Gruijl , “  Fotokarsinogenese : UVA vs. UVB-stråling  ”, Skin Pharmacology and Applied Skin Physiology , vol.  15, 2002 sep-okt, s.  316-320 ( ISSN  1422-2868 , PMID  12239425 , DOI  64535 , lest online , åpnet 23. mai 2015 )
53. Gary M. Halliday , Diona L. Damian , Sabita Rana og Scott N. Byrne , “  De undertrykkende effektene av ultrafiolett stråling på immunitet i huden og indre organer: implikasjoner for autoimmunitet  ”, Journal of Dermatological Science , vol.  66,Juni 2012, s.  176-182 ( ISSN  1873-569X , PMID  22277701 , DOI  10.1016 / j.jdermsci.2011.12.009 , lest online , åpnet 23. mai 2015 )
54. FR de Gruijl , HJ van Kranen og LH Mullenders , “  UV-indusert DNA-skade, reparasjon, mutasjoner og onkogene veier i hudkreft  ”, Journal of Photochemistry and Photobiology. B, Biology , vol.  63,Oktober 2001, s.  19-27 ( ISSN  1011-1344 , PMID  11684448 , lest online , åpnet 23. mai 2015 )
55. EU-kommisjonen, ifølge SCHEER-oppfatningen, "  UV-C-lamper: Kan en enhet som dreper bakterier og virus være dårlig for helsen din?"  " ,2017(åpnet 24. mai 2020 )
56. "  The National Institutes of Health (NIH) Consensus Development Program: Sunlight, Ultraviolet Radiation, and the Skin  " , på consensus.nih.gov (åpnet 25. januar 2016 )
57. (i) "  Space miljø (naturlig og kunstig) - Fremgangsmåte for bestemmelse av solinnstråling  " , International Standard , n o  ISO 21348,1 st mai 2007, s.  5 ( les online ).
58. "  Hvordan velge en solbeskyttelsesfaktor?  » , On Biafine (åpnet 6. juni 2020 ) .
59. "RoC: eksperten i kosmetikk" (versjon av 22. februar 2011 på Internett-arkivet ) .
60. http://www.live2times.com/1954-roc-invente-la-creme-solaire-ecran-total-e--7576/
61. "Applications" (versjon 6. oktober 2008 på Internet Archive ) , på s-et.com .
62. (in) "  Ultrafiolett lys UV-stråler Hva er ultrafiolette UV-lyspærer , fluefelle  " , Pestproducts.com (åpnet 8. november 2011 )
63. Raynal C (2011) Bestrålte medisiner, helsekilder. Journal of Pharmacy History, 59 (369), 53-70. ( Sammendrag )
64. Jacobs, GH (1992). Ultrafiolett syn hos virveldyr . Amerikansk zoolog, 32 (4), 544-554.
65. Losey, GS, Cronin, TW, Goldsmith, TH, Hyde, D., Marshall, NJ og McFarland, WN (1999), The UV visual world of fishes: a review , Journal of Fish Biology , 54 (5), 921 -943.
66. Novales-Flamarique, H. og Hawryshyn, C. (1994), Ultrafiolett photoreception bidrar til byttedyr søkeatferd i to arter av zooplanktivorous fisk , Journal of Experimental Biology , 186 (1), 187-198.
67. (en) Europakommisjonens folkehelse, "Solsenger og UV-stråling" (versjon 8. april 2009 på Internet Archive ) .
68. (i) ICE, "TC 134/1 6-26 rapport: Standardisering av vilkårene UV-A1, A2-UV og UV-B" (versjon 31. mars 2016 på internettarkivet ) .
69. (in) "ISO 21348-2007 Romfartsmiljø (naturlig og kunstig) - Prosess for å bestemme solstråling" (utgivelse 16. juli 2011 på Internett-arkivet ) .
70. (i) Karl G. Linden og Jeannie L. Darby , "  Estimating Effective Dose from Germicidal UV Lamps Medium Pressure  " på Journal of Environmental Engineering ,November 1997( ISSN  0733-9372 , DOI  10.1061 / (ASCE) 0733-9372 (1997) 123: 11 (1142) , åpnet 24. mai 2020 ) ,s.  1142–1149

Se også

Relaterte artikler

• Svart lys
• Tre lampe
• Seddel teller
• Hudkreft
• Melatonin
• Vitamin d
• Fotodegradering
• Fotokjemi , fotokjemisk forurensning
• Bakkenivå ozon
• Solstråling
• Kjernedannelse av atmosfærisk vann damp  :
  • Sky
  • Kondenssti

Bibliografi

• Bessemoulin P. og Oliviéri J. (2000), Solstråling og dens ultrafiolette komponent .
• Dyevfle P., Helseeffekter av yrkeseksponering for ultrafiolett stråling .
• J. Bonneau, "Bruk av verktøy for å estimere eksponering for ultrafiolett solstråling for å forbedre forebygging: et grensesnitt mellom arbeidshelse og folkehelse (Tilfelle av bønder i fransktalende Sveits)" (versjon av 4. mars 2016 på Internet Archive ) , ingeniørutdanning,11. oktober 2010, EHESP.
• Kouassi N. (2016), Langvarig lagringspotensial for gulrot etter innføring av naturlig sykdomsresistens av UV-C-lys ( abstrakt ).

Eksterne linker

• Myndighetsregistreringer  :
  • Library of Congress
  • Gemeinsame Normdatei
  • Nasjonalt diettbibliotek
• Merknader i generelle ordbøker eller leksikon  : Encyclopædia Britannica  • Encyclopædia Universalis  • Gran Enciclopèdia Catalana
• Helserelaterte ressurser  :
  • (no)  Medisinske fagoverskrifter
  • (cs + sk)  WikiSkripta
• Kjenn UV-indeksen i Frankrike , La Sécurité Solaire
• Risikovurdering knyttet til solsenger og UV-eksponering (oppsummert av GreenFacts fra EU-kommisjonens SCCP-rapport )
• Ultrafiolett stråling , Verdens helseorganisasjon
• (en) "Kommentar til validering av EUV-proxy for solenergi, E 10.7  " (versjon av 15. februar 2005 på internettarkivet ) ( artikkel , Journal of Geophysical Research , vol. 107, nr. A2, 1027, DOI : 10.1029 / 2001JA000137 , 2002, av WK Tobiska), om strålingstvinging av sol-UV.