Sources de rayonnement ultraviolet. Exposition au soleil et aux rayons ultraviolets sur la peau

Dégradable lorsqu'il est exposé à la lumière, se dégrade plus rapidement lorsqu'il est exposé à un rayonnement invisible en dehors de la région violette du spectre. Chlorure d'argent blanc en quelques minutes, il s'assombrit à la lumière. Différentes parties du spectre ont des effets différents sur le taux d’assombrissement. Cela se produit le plus rapidement devant la région violette du spectre. De nombreux scientifiques, dont Ritter, ont alors convenu que la lumière se compose de trois composants distincts : un composant oxydatif ou thermique (infrarouge), un composant illuminant (lumière visible) et un composant réducteur (ultraviolet).

Idées sur l'unité de trois diverses pièces Le spectre n'est apparu pour la première fois qu'en 1842 dans les travaux d'Alexander Becquerel, Macedonio Melloni et d'autres.

Sous-types

Le milieu actif des lasers ultraviolets peut être soit des gaz (par exemple, laser à argon, laser à azote, laser excimer, etc.), des gaz inertes condensés, des cristaux spéciaux, des scintillateurs organiques ou des électrons libres se propageant dans un onduleur.

Il existe également des lasers ultraviolets qui utilisent les effets de l'optique non linéaire pour générer des deuxièmes ou troisièmes harmoniques dans la région ultraviolette.

Impact

Dégradation des polymères et des colorants

Sur la santé humaine

Dans les lampes les plus courantes basse pression presque tout le spectre d'émission se situe à une longueur d'onde de 253,7 nm, ce qui est en bon accord avec le pic de la courbe d'efficacité bactéricide (c'est-à-dire l'efficacité de l'absorption des ultraviolets par les molécules d'ADN). Ce pic se situe autour de la longueur d'onde du rayonnement égale à 253,7 nm, qui a le plus grand effet sur l'ADN, mais les substances naturelles (par exemple l'eau) retardent la pénétration des UV.

Efficacité bactéricide spectrale relative rayonnement ultraviolet- dépendance relative de l'action du rayonnement ultraviolet bactéricide sur la longueur d'onde dans la gamme spectrale 205 - 315 nm. A une longueur d'onde de 265 nm, la valeur maximale de l'efficacité bactéricide spectrale est égale à l'unité.

Le rayonnement UV germicide à ces longueurs d’onde provoque la dimérisation de la thymine dans les molécules d’ADN. L'accumulation de tels changements dans l'ADN des micro-organismes entraîne un ralentissement de leur taux de reproduction et d'extinction. Les lampes ultraviolettes à effet bactéricide sont principalement utilisées dans des appareils tels que les irradiateurs bactéricides et les recirculateurs bactéricides.

Désinfection de l'air et des surfaces

Le traitement ultraviolet de l'eau, de l'air et des surfaces n'a pas d'effet prolongé. L’avantage de cette fonctionnalité est qu’elle élimine les effets nocifs sur les humains et les animaux. Dans le cas du traitement UV des eaux usées, la flore des réservoirs ne souffre pas des rejets, comme par exemple lors du rejet d'eaux traitées au chlore, qui continuent de détruire la vie longtemps après leur utilisation dans les stations d'épuration.

Les lampes ultraviolettes à effet bactéricide sont souvent appelées simplement lampes bactéricides dans la vie de tous les jours. Les lampes à quartz ont également un effet bactéricide, mais leur nom n'est pas dû à l'effet d'action, comme dans les lampes bactéricides, mais est associé au matériau de l'ampoule -

Des rayons vivifiants.

Le soleil émet trois types rayons ultraviolets. Chacun de ces types affecte la peau différemment.

La plupart d’entre nous se sentent de mieux en mieux après avoir passé du temps à la plage. plein de vie. Grâce aux rayons vitaux, la vitamine D se forme dans la peau, nécessaire à l'absorption complète du calcium. Mais seules de petites doses de rayonnement solaire ont un effet bénéfique sur l’organisme.

Mais une peau fortement bronzée reste une peau abîmée et, par conséquent, un vieillissement prématuré et un risque élevé de développer un cancer de la peau.

La lumière du soleil est un rayonnement électromagnétique. Sauf spectre visible Il contient des rayons ultraviolets, responsables du bronzage. La lumière ultraviolette stimule la capacité des cellules pigmentaires des mélanocytes à produire davantage de mélanine, qui remplit une fonction protectrice.

Types de rayons UV.

Il existe trois types de rayons ultraviolets, qui diffèrent par leur longueur d'onde. Le rayonnement ultraviolet est capable de pénétrer à travers l’épiderme de la peau jusqu’aux couches plus profondes. Cela active la production de nouvelles cellules et de kératine, ce qui donne une peau plus ferme et plus rugueuse. Les rayons du soleil pénétrant dans le derme détruisent le collagène et entraînent des modifications de l’épaisseur et de la texture de la peau.

Rayons ultraviolets A.

Ces rayons ont le niveau de rayonnement le plus faible. Auparavant, on pensait généralement qu'ils étaient inoffensifs, mais il est désormais prouvé que ce n'est pas le cas. Le niveau de ces rayons reste presque constant tout au long de la journée et de l'année. Ils pénètrent même dans le verre.

Les rayons UV A pénètrent à travers les couches de la peau, atteignant le derme, endommageant la base et la structure de la peau, détruisant les fibres de collagène et d'élastine.

Les rayons A favorisent l'apparition des rides, réduisent l'élasticité de la peau, accélèrent l'apparition des signes de vieillissement prématuré, fragilisent système de protection peau, la rendant plus sensible aux infections et éventuellement au cancer.

Rayons ultraviolets B.

Les rayons de ce type sont émis par le soleil uniquement à certaines périodes de l'année et à certaines heures de la journée. En fonction de la température de l'air et latitude géographique ils entrent généralement dans l’atmosphère entre 10h et 16h.

Les rayons UVB causent des dommages plus graves à la peau car ils interagissent avec les molécules d'ADN présentes dans les cellules de la peau. Les rayons B endommagent l’épiderme, entraînant des coups de soleil. Les rayons B endommagent l’épiderme, entraînant des coups de soleil. Ce type de rayonnement augmente l'activité des radicaux libres, qui affaiblissent le système de défense naturel de la peau.

Les rayons ultraviolets B favorisent le bronzage et provoquent des coups de soleil, entraînent un vieillissement prématuré et l'apparition de taches pigmentaires foncées, rendent la peau rugueuse et rugueuse, accélèrent l'apparition des rides et peuvent provoquer le développement de maladies précancéreuses et de cancers de la peau.

Et violet), rayons ultraviolets, rayonnement UV, rayonnement électromagnétique invisible à l'œil, occupant la région spectrale entre le rayonnement visible et le rayonnement X dans la plage de longueurs d'onde λ 400-10 nm. La région entière du rayonnement ultraviolet est classiquement divisée en proche (400-200 nm) et lointain, ou vide (200-10 nm) ; ce dernier nom est dû au fait que le rayonnement ultraviolet provenant de cette zone est fortement absorbé par l'air et est étudié à l'aide d'instruments spectraux sous vide.

Le rayonnement proche ultraviolet a été découvert en 1801 par le scientifique allemand N. Ritter et le scientifique anglais W. Wollaston sur la base de l'effet photochimique de ce rayonnement sur le chlorure d'argent. Le rayonnement ultraviolet sous vide a été découvert par le scientifique allemand W. Schumann à l'aide d'un spectrographe sous vide doté d'un prisme en fluorine qu'il a construit (1885-1903) et de plaques photographiques sans gélatine. Il était capable de détecter des rayonnements à ondes courtes jusqu'à 130 nm. Le scientifique anglais T. Lyman, qui fut le premier à construire un spectrographe à vide avec un réseau de diffraction concave, a enregistré un rayonnement ultraviolet d'une longueur d'onde allant jusqu'à 25 nm (1924). En 1927, tout l’écart entre le rayonnement ultraviolet sous vide et rayonnement X.

Le spectre du rayonnement ultraviolet peut être linéaire, continu ou constitué de bandes, selon la nature de la source de rayonnement ultraviolet (voir Spectres optiques). Le rayonnement UV provenant d'atomes, d'ions ou de molécules lumineuses (par exemple H 2) a un spectre de raies. Les spectres des molécules lourdes sont caractérisés par des bandes provoquées par les transitions électroniques-vibrationnelles-rotationnelles des molécules (voir Spectres moléculaires). Un spectre continu apparaît lors du freinage et de la recombinaison des électrons (voir Bremsstrahlung).

Propriétés optiques des substances.

Les propriétés optiques des substances dans la région ultraviolette du spectre diffèrent considérablement de leurs propriétés optiques dans la région visible. Caractéristique est une diminution de la transparence (augmentation du coefficient d'absorption) de la plupart des corps transparents dans la région visible. Par exemple, verre ordinaire opaque à λ< 320 нм; в более коротковолновой области прозрачны лишь увиолевое стекло, сапфир, фтористый магний, кварц, флюорит, фтористый литий и некоторые другие материалы. Наиболее далёкую границу прозрачности (105 нм) имеет фтористый литий. Для λ < 105 нм прозрачных материалов практически нет. Из газообразных веществ наибольшую прозрачность имеют инертные газы, граница прозрачности которых определяется величиной их ионизационного потенциала. Самую коротковолновую границу прозрачности имеет гелий - 50,4 нм. Воздух непрозрачен практически при λ < 185 нм из-за поглощения кислородом.

Le facteur de réflexion de tous les matériaux (y compris les métaux) diminue avec la longueur d'onde du rayonnement. Par exemple, la réflectance de l'aluminium fraîchement pulvérisé, l'un des les meilleurs matériaux pour les revêtements réfléchissants dans la région visible du spectre, diminue fortement à λ< 90 нм (Fig. 1). La réflexion de l'aluminium est également considérablement réduite en raison de l'oxydation de la surface. Pour protéger la surface de l'aluminium de l'oxydation, des revêtements de fluorure de lithium ou de fluorure de magnésium sont utilisés. Dans la région λ< 80 нм некоторые материалы имеют коэффициент отражения 10-30% (золото, платина, радий, вольфрам и др.), однако при λ < 40 нм и их коэффициент отражения снижается до 1% и меньше.

Sources de rayonnement ultraviolet.

Le rayonnement des solides chauffés à 3 000 K contient une proportion notable de rayonnement ultraviolet à spectre continu, dont l'intensité augmente avec l'augmentation de la température. Un rayonnement ultraviolet plus puissant est émis par le plasma à décharge gazeuse. Dans ce cas, en fonction des conditions de rejet et de la substance active, à la fois continue et spectre de raies. Pour diverses applications L'industrie du rayonnement ultraviolet produit du mercure, de l'hydrogène, du xénon et d'autres lampes à décharge de gaz, dont les fenêtres (ou l'ensemble du flacon) sont constituées de matériaux transparents au rayonnement ultraviolet (généralement du quartz). Tout plasma à haute température (plasma étincelles électriques et des arcs, le plasma se forme lors de la focalisation d'un puissant rayonnement laser dans les gaz ou à la surface des solides, etc.) est une puissante source de rayonnement ultraviolet. Un rayonnement ultraviolet intense à spectre continu est émis par des électrons accélérés dans un synchrotron (rayonnement synchrotron). Des générateurs quantiques optiques (lasers) ont également été développés pour la région ultraviolette du spectre. Le laser à hydrogène a la longueur d'onde la plus courte (109,8 nm).

Les sources naturelles de rayonnement ultraviolet sont le Soleil, les étoiles, les nébuleuses et autres objets spatiaux. Cependant, seule la partie des ondes longues du rayonnement ultraviolet (λ > 290 nm) atteint la surface de la Terre. Le rayonnement ultraviolet de longueur d'onde plus courte est absorbé par l'ozone, l'oxygène et d'autres composants de l'atmosphère à une altitude de 30 à 200 km de la surface de la Terre, ce qui joue un rôle dans grand rôle dans les processus atmosphériques. Rayonnement ultraviolet des étoiles et autres corps cosmiques, à l'exception de l'absorption dans l'atmosphère terrestre, dans la plage 91,2-20 nm, est presque entièrement absorbé par l'hydrogène interstellaire.

Récepteurs de rayonnement ultraviolet.

Pour enregistrer le rayonnement ultraviolet à λ > 230 nm, des matériaux photographiques conventionnels sont utilisés. Dans la région des longueurs d'onde les plus courtes, des photocouches spéciales à faible teneur en gélatine y sont sensibles. On utilise des récepteurs photoélectriques qui utilisent la capacité du rayonnement ultraviolet à provoquer l'ionisation et l'effet photoélectrique : photodiodes, chambres d'ionisation, compteurs de photons, photomultiplicateurs, etc. Un type spécial de photomultiplicateurs a également été développé - les multiplicateurs d'électrons à canal, qui permettent la création de plaques à microcanaux. Dans de telles tranches, chaque cellule est un multiplicateur d'électrons de canal mesurant jusqu'à 10 microns. Les plaques à microcanaux permettent l'imagerie photoélectrique dans la lumière ultraviolette et combinent les avantages des méthodes de détection de rayonnement photographique et photoélectrique. Lors de l'étude du rayonnement ultraviolet, diverses substances luminescentes sont également utilisées pour convertir le rayonnement ultraviolet en rayonnement visible. Sur cette base, des dispositifs de visualisation d'images sous rayonnement ultraviolet ont été créés.

Application du rayonnement ultraviolet.

L'étude des spectres d'émission, d'absorption et de réflexion dans le domaine UV permet de déterminer structure électronique atomes, ions, molécules et solides. Les spectres UV du Soleil, des étoiles, etc. contiennent des informations sur les processus physiques se produisant dans les régions chaudes de ces objets spatiaux (voir Spectroscopie ultraviolette, Spectroscopie sous vide). La spectroscopie photoélectronique est basée sur l'effet photoélectrique provoqué par le rayonnement ultraviolet. Le rayonnement ultraviolet peut endommager liaisons chimiques dans les molécules, à la suite de quoi divers réactions chimiques(oxydation, réduction, décomposition, polymérisation, etc., voir Photochimie). La luminescence sous l'influence du rayonnement ultraviolet est utilisée dans la création de lampes fluorescentes, de peintures luminescentes, dans l'analyse luminescente et la détection de défauts luminescents. Le rayonnement ultraviolet est utilisé en médecine légale pour établir l'identité des colorants, l'authenticité des documents, etc. En histoire de l’art, le rayonnement ultraviolet permet de détecter des traces de restauration sur des tableaux invisibles à l’œil. (Fig.2). La capacité de nombreuses substances à absorber sélectivement le rayonnement ultraviolet est utilisée pour la détection dans l'atmosphère. impuretés nocives, ainsi qu'en microscopie ultraviolette.

Meyer A., Seitz E., Rayonnement ultraviolet, trad. de l'allemand, M., 1952 ; Lazarev D.N., Le rayonnement ultraviolet et son application, L. - M., 1950 ; Samson I. A. R., Techniques de spectroscopie ultraviolette sous vide, N. Y. - L. - Sydney, ; Zaidel A.N., Shreider E. Ya., Spectroscopie de l'ultraviolet sous vide, M., 1967 ; Stolyarov K.P., Analyse chimique dans les rayons ultraviolets, M. - L., 1965 ; Baker A., Betteridge D., Spectroscopie photoélectronique, trans. de l'anglais, M., 1975.

Riz. 1. Dépendance du coefficient de réflexion r de la couche d'aluminium sur la longueur d'onde.

Riz. 2. Spectres d'action ultra. izl. aux objets biologiques.

Riz. 3. Survie des bactéries en fonction de la dose de rayonnement ultraviolet.

Effet biologique du rayonnement ultraviolet.

Lorsqu'il est exposé à des organismes vivants, le rayonnement ultraviolet est absorbé couches supérieures tissus végétaux ou peau humaine et animale. L'effet biologique du rayonnement ultraviolet repose sur des modifications chimiques des molécules de biopolymère. Ces changements sont causés à la fois par l'absorption directe des quanta de rayonnement par ceux-ci et (dans une moindre mesure) par les radicaux de l'eau et d'autres composés de faible poids moléculaire formés lors de l'irradiation.

De petites doses de rayonnement ultraviolet ont un effet bénéfique sur les humains et les animaux : elles favorisent la formation de vitamines D(voir Calciférols), améliorent les propriétés immunobiologiques de l'organisme. Une réaction caractéristique de la peau au rayonnement ultraviolet est une rougeur spécifique - un érythème (le rayonnement ultraviolet avec λ = 296,7 nm et λ = 253,7 nm a l'effet érythémal maximum), qui se transforme généralement en pigmentation protectrice (bronzage). De fortes doses de rayonnement ultraviolet peuvent provoquer des lésions oculaires (photoophtalmie) et des brûlures cutanées. Des doses fréquentes et excessives de rayonnement ultraviolet peuvent dans certains cas avoir un effet cancérigène sur la peau.

Chez les plantes, le rayonnement ultraviolet modifie l'activité des enzymes et des hormones, affecte la synthèse des pigments, l'intensité de la photosynthèse et la réaction photopériodique. Il n'a pas été établi si de petites doses de rayonnement ultraviolet sont utiles, et encore moins nécessaires, à la germination des graines, au développement des plantules et au fonctionnement normal des plantes supérieures. De fortes doses de rayonnement ultraviolet sont sans aucun doute défavorables aux plantes, comme en témoignent les dispositifs de protection(par exemple, l'accumulation de certains pigments, les mécanismes cellulaires de récupération après dommage).

Le rayonnement ultraviolet a un effet destructeur et mutagène sur les micro-organismes et les cellules cultivées d'animaux et de plantes supérieurs (le rayonnement ultraviolet avec λ compris entre 280 et 240 nm est le plus efficace). Habituellement, le spectre des effets mortels et mutagènes du rayonnement ultraviolet coïncide approximativement avec le spectre d'absorption. acides nucléiques- ADN et ARN (Fig. 3, A), dans certains cas, le spectre d'action biologique est proche du spectre d'absorption des protéines (Fig. 3, B). Le rôle principal dans l'action du rayonnement ultraviolet sur les cellules appartient apparemment aux modifications chimiques de l'ADN : les bases pyrimidiques (principalement la thymine) qui entrent dans sa composition, lorsqu'elles absorbent des quanta de rayonnement ultraviolet, forment des dimères qui empêchent le doublement (réplication) normal de l'ADN. lors de la préparation de la cellule pour la division. Cela peut entraîner la mort des cellules ou des modifications de leur propriétés héréditaires(mutations). Les dommages aux membranes biologiques et la perturbation de la synthèse de divers composants des membranes et de la membrane cellulaire revêtent également une certaine importance dans l'effet mortel du rayonnement ultraviolet sur les cellules.

La plupart des cellules vivantes peuvent se remettre des dommages causés par le rayonnement ultraviolet grâce à la présence de systèmes de réparation. La capacité de se remettre des dommages causés par le rayonnement ultraviolet est probablement apparue au début de l'évolution et a joué un rôle rôle important dans la survie des organismes primaires exposés à une intense irradiation solaire ultraviolette.

La sensibilité des objets biologiques au rayonnement ultraviolet varie considérablement. Par exemple, la dose de rayonnement ultraviolet qui provoque la mort de 90 % des cellules pour différentes souches d'Escherichia coli est de 10, 100 et 800 erg/mm2, et pour la bactérie Micrococcus radiodurans - 7 000 erg/mm2. (Fig. 4, A et B). La sensibilité des cellules aux rayonnements ultraviolets dépend également largement de leur état physiologique et des conditions de culture avant et après irradiation (température, composition milieu nutritif et etc.). Les mutations de certains gènes affectent grandement la sensibilité des cellules aux rayons ultraviolets. Il existe environ 20 gènes connus chez les bactéries et les levures dont les mutations augmentent la sensibilité aux rayons ultraviolets. Dans certains cas, ces gènes sont responsables de la restauration des cellules suite aux dommages causés par les radiations. Les mutations d'autres gènes perturbent la synthèse des protéines et la structure des membranes cellulaires, augmentant ainsi la radiosensibilité des composants non génétiques de la cellule. Des mutations qui augmentent la sensibilité aux rayons ultraviolets sont également connues chez les organismes supérieurs, y compris les humains. Ainsi, la maladie héréditaire xeroderma pigmentosum est causée par des mutations de gènes qui contrôlent la réparation de l’obscurité.

Les conséquences génétiques de l'irradiation par le rayonnement ultraviolet du pollen des plantes supérieures, des cellules végétales et animales, ainsi que des micro-organismes se traduisent par une augmentation des fréquences de mutation des gènes, des chromosomes et des plasmides. La fréquence de mutation de gènes individuels lorsqu'ils sont exposés à de fortes doses de rayonnement ultraviolet peut augmenter des milliers de fois par rapport au niveau naturel et atteindre plusieurs pour cent. Contrairement à l'action génétique rayonnement ionisant, les mutations génétiques sous l'influence du rayonnement ultraviolet se produisent relativement plus souvent que les mutations chromosomiques. En raison de son fort effet mutagène, le rayonnement ultraviolet est largement utilisé aussi bien dans la recherche génétique que dans la sélection de plantes et de micro-organismes industriels qui produisent des antibiotiques, des acides aminés, des vitamines et de la biomasse protéique. Les effets génétiques du rayonnement ultraviolet pourraient jouer un rôle important dans l’évolution des organismes vivants. Pour l'utilisation du rayonnement ultraviolet en médecine, voir Photothérapie.

Samoilova K. A., Effet du rayonnement ultraviolet sur la cellule, L., 1967 ; Dubrov A. P., Effets génétiques et physiologiques du rayonnement ultraviolet sur les plantes supérieures, M., 1968 ; Galanin N.F., L'énergie rayonnante et ses valeur hygiénique, L., 1969 ; Smith K., Hanewalt F., Photobiologie moléculaire, trans. de l'anglais, M., 1972 ; Shulgin I.A., Plant and the Sun, L., 1973 ; Myasnik M. N., Contrôle génétique de la radiosensibilité des bactéries, M., 1974.

L'influence de la lumière du soleil sur une personne ne peut guère être surestimée - sous son influence, les processus physiologiques et biochimiques les plus importants se déclenchent dans le corps. Le spectre solaire est divisé en parties infrarouge et visible, ainsi qu'en partie ultraviolette la plus biologiquement active, qui a une grande influence sur tous les organismes vivants de notre planète. Le rayonnement ultraviolet est une partie à ondes courtes du spectre solaire qui n'est pas perçue par l'œil humain, a une nature électromagnétique et une activité photochimique.

En raison de ses propriétés, la lumière ultraviolette est utilisée avec succès dans divers domaines de la vie humaine. Le rayonnement UV est largement utilisé en médecine car il peut modifier la structure chimique des cellules et des tissus, ayant ainsi des effets différents sur les humains.

Gamme de longueurs d'onde ultraviolettes

La principale source de rayonnement UV est le soleil. La part du rayonnement ultraviolet dans le flux total lumière du soleil inconstant. Ça dépend de:

moment de la journée;
période de l'année;
activité solaire ;
latitude géographique;
état de l'atmosphère.

Malgré le fait que l'astre soit loin de nous et que son activité ne soit pas toujours la même, il atteint la surface de la Terre. quantité suffisante ultra-violet. Mais ce n’est que sa petite partie des grandes longueurs d’onde. Les ondes courtes sont absorbées par l'atmosphère à une distance d'environ 50 km de la surface de notre planète.

La gamme ultraviolette du spectre, qui atteint la surface de la Terre, est classiquement divisée par longueur d'onde en :

lointain (400 – 315 nm) – rayons UV – A ;
moyen (315 – 280 nm) – rayons UV – B ;
proche (280 – 100 nm) – rayons UV – C.

L'effet de chaque gamme UV sur corps humain varie : plus la longueur d’onde est courte, plus elle pénètre profondément dans la peau. Cette loi détermine le positif ou Influence négative rayonnement ultraviolet sur le corps humain.

Les rayons UV à courte portée ont les effets les plus néfastes sur la santé et comportent un risque de maladies graves.

Les rayons UV-C devraient être diffusés dans la couche d’ozone, mais en raison d’une mauvaise écologie, ils atteignent la surface de la terre. Les rayons ultraviolets des gammes A et B sont moins dangereux : avec un dosage strict, les rayonnements lointains et moyens ont un effet bénéfique sur le corps humain.

Sources artificielles de rayonnement ultraviolet

Les sources les plus importantes d’ondes UV affectant le corps humain sont :

lampes bactéricides - sources d'ondes UV-C, utilisées pour désinfecter l'eau, l'air ou d'autres objets environnement externe;
arc de soudage industriel – sources de toutes les ondes dans la gamme du spectre solaire ;
érythémateux lampes fluorescentes– sources d'ondes UV des gammes A et B, utilisées à des fins thérapeutiques et dans les solariums ;
Les lampes industrielles sont de puissantes sources d'ondes ultraviolettes utilisées dans les processus de fabrication pour durcir les peintures, les encres ou les polymères.

Les caractéristiques de toute lampe UV sont sa puissance de rayonnement, sa plage de longueurs d'onde, son type de verre et sa durée de vie. Ces paramètres déterminent dans quelle mesure la lampe sera utile ou nocive pour les humains.

Avant l'irradiation avec des ondes ultraviolettes provenant de sources artificielles pour le traitement ou la prévention de maladies, vous devez consulter un spécialiste pour sélectionner la dose d'érythème nécessaire et suffisante, individuelle pour chaque personne, en tenant compte de son type de peau, de son âge et des maladies existantes. .

Il faut comprendre que l'ultraviolet est un rayonnement électromagnétique qui n'a pas seulement un effet positif sur le corps humain.

Une lampe ultraviolette germicide utilisée pour le bronzage causera des dommages importants plutôt que des avantages pour le corps. Seul un professionnel connaissant bien toutes les nuances de tels appareils devrait utiliser des sources artificielles de rayonnement UV.

Effets positifs du rayonnement UV sur le corps humain

Le rayonnement ultraviolet est largement utilisé dans le domaine de la médecine moderne. Et ce n'est pas surprenant, car Les rayons UV produisent des effets analgésiques, sédatifs, antirachitiques et antispastiques. Sous leur influence se produisent :

formation de vitamine D, nécessaire à l'absorption du calcium, au développement et au renforcement du tissu osseux ;
diminution de l'excitabilité des terminaisons nerveuses;
augmentation du métabolisme, car elle provoque l'activation des enzymes;
dilatation des vaisseaux sanguins et amélioration de la circulation sanguine;
stimuler la production d'endorphines - « hormones du bonheur » ;
augmenter la vitesse des processus de régénération.

L'effet bénéfique des ondes ultraviolettes sur le corps humain s'exprime également par une modification de sa réactivité immunobiologique - la capacité du corps à exprimer fonctions de protection contre les agents pathogènes de diverses maladies. Une irradiation ultraviolette strictement dosée stimule la production d'anticorps, augmentant ainsi la résistance du corps humain aux infections.

L'exposition de la peau aux rayons UV provoque une réaction appelée érythème (rougeur).. Une vasodilatation se produit, exprimée par une hyperémie et un gonflement. Les produits de dégradation formés dans la peau (histamine et vitamine D) pénètrent dans le sang, ce qui provoque des changements généraux dans le corps lorsqu'ils sont irradiés par des ondes UV.

Le degré de développement de l'érythème dépend de :

valeurs de dose ultraviolette ;
gamme de rayons ultraviolets;
sensibilité individuelle.

En cas d'irradiation UV excessive, la zone affectée de la peau est très douloureuse et enflée, une brûlure se produit avec l'apparition d'une ampoule et une convergence supplémentaire de l'épithélium.

Mais les brûlures cutanées sont loin d’être les conséquences les plus graves d’une exposition prolongée aux rayons ultraviolets sur l’homme. L'utilisation déraisonnable des rayons UV provoque des changements pathologiques dans le corps.

Effets négatifs du rayonnement UV sur l'homme

Malgré son rôle important en médecine, Les méfaits du rayonnement ultraviolet sur la santé l’emportent sur les avantages. La plupart des gens ne sont pas en mesure de contrôler avec précision la dose thérapeutique de rayonnement ultraviolet et de recourir à des méthodes de protection en temps opportun, de sorte qu'un surdosage se produit souvent, ce qui provoque les phénomènes suivants :

des maux de tête apparaissent ;
la température corporelle augmente;
fatigue, apathie;
déficience de mémoire;
cardiopalme;
diminution de l'appétit et nausées.

Le bronzage excessif affecte la peau, les yeux et le système immunitaire (défense). Les conséquences tangibles et visibles d'une irradiation UV excessive (brûlures de la peau et des muqueuses des yeux, dermatites et réactions allergiques) disparaissent en quelques jours. Les rayons ultraviolets s'accumulent sur une longue période et provoquent des maladies très graves.

L'effet du rayonnement ultraviolet sur la peau

Un beau bronzage uniforme est le rêve de chaque personne, en particulier de la gent féminine. Mais il faut comprendre que les cellules de la peau s'assombrissent sous l'influence du pigment colorant qui y est libéré - la mélanine afin de se protéger contre une irradiation ultraviolette supplémentaire. C'est pourquoi le bronzage est une réaction protectrice de notre peau contre les dommages causés à ses cellules par les rayons ultraviolets. Mais il ne protège pas la peau des effets plus graves des rayons UV :

Photosensibilité – sensibilité accrue aux rayons ultraviolets. Même une petite dose provoque de graves brûlures, des démangeaisons et coup de soleil peau. Ceci est souvent associé à l'utilisation de médicaments ou à l'utilisation de produits de beauté ou certains produits alimentaires.
Photovieillissement. Les rayons UV du spectre A pénètrent dans les couches profondes de la peau, endommageant la structure du tissu conjonctif, ce qui entraîne la destruction du collagène, une perte d'élasticité et l'apparition de rides précoces.
Mélanome - cancer de la peau. La maladie se développe après une exposition fréquente et prolongée au soleil. Sous l'influence d'une dose excessive de rayonnement ultraviolet, des formations malignes apparaissent sur la peau ou d'anciens grains de beauté dégénèrent en tumeur cancéreuse.
Le carcinome basocellulaire et épidermoïde est un cancer de la peau autre que le mélanome qui n'est pas mortel mais nécessite l'ablation chirurgicale des zones touchées. Il a été remarqué que la maladie survient beaucoup plus souvent chez les personnes qui travaillent longtemps au soleil.

Toute dermatite ou phénomène de sensibilisation cutanée sous l'influence des rayons ultraviolets sont des facteurs provoquant le développement du cancer de la peau.

Effet des ondes UV sur les yeux

Les rayons ultraviolets, selon la profondeur de pénétration, peuvent également affecter négativement l’état des yeux d’une personne :

Photoophtalmie et électroophtalmie. Exprimé par une rougeur et un gonflement de la membrane muqueuse des yeux, un larmoiement, une photophobie. Se produit lorsque les règles de sécurité ne sont pas respectées lors du travail avec poste à souder ou chez les personnes exposées à des zones enneigées et en plein soleil (cécité des neiges).
Croissance de la conjonctive de l'œil (ptérygion).
La cataracte (opacification du cristallin) est une maladie qui survient à des degrés divers chez la grande majorité des personnes âgées. Son développement est associé à l'exposition aux rayons ultraviolets des yeux, qui s'accumulent tout au long de la vie.

Un excès de rayons UV peut provoquer Formes variées cancer des yeux et des paupières.

L'effet du rayonnement ultraviolet sur le système immunitaire

Si l’utilisation dosée des rayons UV contribue à augmenter les défenses de l’organisme, alors Une exposition excessive aux rayons ultraviolets déprime système immunitaire . Cela a été prouvé dans des études scientifiques menées par des scientifiques américains sur le virus de l'herpès. Les rayons ultraviolets modifient l'activité des cellules responsables de l'immunité dans l'organisme ; ils ne peuvent pas freiner la prolifération de virus ou de bactéries, de cellules cancéreuses.

Précautions de sécurité de base et protection contre l'exposition aux rayons ultraviolets

Éviter conséquences négatives En raison de l’influence des rayons UV sur la peau, les yeux et la santé, chaque personne a besoin d’être protégée contre les rayons ultraviolets. Si vous êtes obligé de rester longtemps au soleil ou dans un lieu de travail exposé à de fortes doses de rayons ultraviolets, vous devez vérifier si l'indice de rayonnement UV est normal. Dans les entreprises, un appareil appelé radiomètre est utilisé à cet effet.

Lors du calcul de l'indice dans les stations météorologiques, sont pris en compte :

longueur d'onde ultraviolette ;
concentration de la couche d'ozone ;
activité solaire et autres indicateurs.

L'indice UV est un indicateur du risque potentiel pour le corps humain résultant de l'influence du rayonnement ultraviolet sur celui-ci. La valeur de l'indice est évaluée sur une échelle de 1 à 11+. La norme pour l'indice UV est considérée comme ne dépassant pas 2 unités.

À des valeurs d'indice élevées (6 – 11+), le risque d'effets indésirables sur les yeux et la peau humaine augmente, des mesures de protection doivent donc être prises.

Utilisez des lunettes de soleil (masques spéciaux pour les soudeurs).
En plein soleil, il faut impérativement porter un chapeau (si l'indice est très élevé, un chapeau à larges bords).
Portez des vêtements qui couvrent vos bras et vos jambes.
Sur les zones du corps non couvertes par les vêtements Appliquez un écran solaire avec un indice de protection d'au moins 30.
Évitez de vous trouver dans un espace ouvert non protégé des rayons directs du soleil de midi à 16 heures.

Le respect de règles de sécurité simples réduira la nocivité des rayons UV pour l'homme et évitera l'apparition de maladies associées aux effets néfastes des rayons ultraviolets sur le corps.

Pour qui l’irradiation ultraviolette est-elle contre-indiquée ?

Les catégories de personnes suivantes doivent faire attention à l'exposition aux rayons ultraviolets :

aux peaux très claires et sensibles et aux albinos ;
enfants et adolescents ;
ceux qui ont beaucoup taches de naissance ou naevus ;
souffrant de maladies systémiques ou gynécologiques;
ceux qui ont eu un cancer de la peau parmi leurs proches parents ;
prendre certains médicaments de manière prolongée (consulter un médecin).

Le rayonnement UV est contre-indiqué pour ces personnes, même à petites doses, le degré de protection contre le soleil doit être maximum.

L'effet du rayonnement ultraviolet sur le corps humain et sa santé ne peut pas être clairement qualifié de positif ou de négatif. Il y a trop de facteurs à prendre en compte lorsque cela affecte une personne en conditions différentes l'environnement extérieur et le rayonnement de différentes sources. La principale chose à retenir est la règle : toute exposition aux rayons ultraviolets sur une personne doit être minime avant de consulter un spécialiste et strictement dosé selon les recommandations du médecin après examen et examen.

Le Soleil, comme les autres étoiles, émet non seulement lumière visible- il produit tout un spectre ondes électromagnétiques, différant par la fréquence, la longueur et la quantité d'énergie transférée. Ce spectre est divisé en gammes allant du rayonnement aux ondes radio, la plus importante d'entre elles étant l'ultraviolet, sans lequel la vie est impossible. En fonction de la divers facteurs Le rayonnement UV peut être à la fois bénéfique et nocif.

L'ultraviolet est une région du spectre électromagnétique située entre le rayonnement visible et le rayonnement X et ayant une longueur d'onde de 10 à 400 nm. Il a reçu ce nom précisément en raison de son emplacement - juste au-delà de la plage perçue par l'œil humain comme violette.

La gamme ultraviolette est mesurée en nanomètres et est divisée en sous-groupes conformément à la norme internationale ISO :

proche (longue longueur d'onde) - 300−400 nm ;
moyen (onde moyenne) - 200−300 nm ;
longue portée (longueur d'onde courte) - 122−200 nm ;
extrême - la longueur d'onde est de 10 à 121 nm.

Selon le groupe auquel appartient le rayonnement ultraviolet, ses propriétés peuvent changer. Ainsi, la grande majorité de la gamme est invisible pour l'homme, mais le proche ultraviolet peut être vu s'il a une longueur d'onde de 400 nm. Cette lumière violette est émise, par exemple, par des diodes.

Étant donné que les différentes gammes de lumière diffèrent par la quantité d’énergie transférée et la fréquence, les sous-groupes diffèrent considérablement en termes de pouvoir de pénétration. Par exemple, lorsqu’ils sont exposés à des humains, les rayons proches des UV sont bloqués par la peau, tandis que les rayonnements d’onde moyenne peuvent pénétrer dans les cellules et provoquer des mutations de l’ADN. Cette propriété est utilisée en biotechnologie pour produire des organismes génétiquement modifiés.

En règle générale, sur Terre, vous ne pouvez rencontrer que des rayonnements ultraviolets proches et moyens : ces rayonnements proviennent du Soleil sans être bloqués par l'atmosphère et sont également générés artificiellement. Ce sont les rayons de 200 à 400 nm qui jouent un rôle important dans le développement de la vie, car avec leur aide les plantes produisent de l'oxygène à partir du dioxyde de carbone. Les rayonnements durs à ondes courtes, dangereux pour les organismes vivants, n'atteignent pas la surface de la planète grâce à la couche d'ozone, qui réfléchit et absorbe partiellement les photons.

Sources ultraviolettes

Les générateurs naturels de rayonnement électromagnétique sont les étoiles : en cours fusion thermonucléaire, se produisant au centre de l’étoile, un spectre complet de rayons est créé. En conséquence, la majeure partie du rayonnement ultraviolet sur Terre provient du Soleil. L'intensité du rayonnement atteignant la surface de la planète dépend de nombreux facteurs :

épaisseur de la couche d'ozone ;
la hauteur du Soleil au-dessus de l'horizon ;
hauteur au-dessus du niveau de la mer;
composition atmosphérique ;
météo;
coefficient de réflexion du rayonnement de la surface de la Terre.

Il existe de nombreux mythes associés au rayonnement ultraviolet solaire. Ainsi, on pense qu'il est impossible de bronzer par temps nuageux. Cependant, bien que la nébulosité affecte l'intensité du rayonnement UV, la majeure partie peut pénétrer à travers les nuages. En montagne et en hiver au niveau de la mer, il peut sembler que le risque de dommages causés par les rayons ultraviolets est minime, mais en réalité il augmente même : haute altitude l'intensité du rayonnement augmente en raison de l'air raréfié et la couverture neigeuse devient une source indirecte de rayonnement ultraviolet, puisque jusqu'à 80 % des rayons y sont réfléchis.

Il faut être particulièrement prudent par une journée ensoleillée mais froide : même si vous ne ressentez pas la chaleur du Soleil, il y a toujours des rayons ultraviolets. La chaleur et les rayons UV se situent aux extrémités opposées du spectre visible et ont des longueurs d’onde différentes. Lorsque le rayonnement infrarouge passe tangentiellement à la Terre en hiver et est réfléchi, le rayonnement ultraviolet atteint toujours la surface.

Le rayonnement UV naturel présente un inconvénient majeur : il ne peut pas être contrôlé. Par conséquent, des sources artificielles de rayonnement ultraviolet sont en cours de développement pour être utilisées en médecine, en assainissement, en chimie, en cosmétologie et dans d'autres domaines. La gamme requise du spectre électromagnétique y est générée en chauffant des gaz avec une décharge électrique. Généralement, les rayons sont émis par de la vapeur de mercure. Ce principe de fonctionnement se caractérise différents types les lampes:

luminescent - produit en outre de la lumière visible grâce à l'effet de photoluminescence ;
mercure-quartz - émet des ondes d'une longueur de 185 nm (ultraviolet dur) à 578 nm (orange) ;
bactéricide - avoir un flacon en verre spécial, bloquant les rayons inférieurs à 200 nm, ce qui empêche la formation d'ozone toxique ;
lampes excil - ne contiennent pas de mercure, le rayonnement ultraviolet est émis dans la plage générale ;
- grâce à l'effet électroluminescent, ils peuvent fonctionner dans n'importe quelle plage étroite allant de l'ultraviolet à l'ultraviolet.

Dans la recherche scientifique, les expériences et la biotechnologie, un rayonnement ultraviolet spécial est utilisé. La source de rayonnement peut être des gaz inertes, des cristaux ou des électrons libres.

Ainsi, différentes sources artificielles d'ultraviolets génèrent des rayonnements de différents sous-types, ce qui détermine leur champ d'application. Les lampes fonctionnant dans la plage > 300 nm sont utilisées en médecine,<200 - для обеззараживания и т. д.

Zones d'application

La lumière ultraviolette peut accélérer certains processus chimiques, par exemple la synthèse de la vitamine D dans la peau humaine, la dégradation des molécules d'ADN et des composés polymères. De plus, il provoque un effet de photoluminescence dans certaines substances. Grâce à ces propriétés, les sources artificielles de ce rayonnement sont largement utilisées dans divers domaines.

Médecine

Tout d'abord, la propriété bactéricide du rayonnement ultraviolet a trouvé une application en médecine. Grâce aux rayons UV, la croissance de micro-organismes pathogènes en cas de plaies, d'engelures et de brûlures est supprimée. L'irradiation du sang est utilisée en cas d'intoxication par l'alcool, de drogues et de médicaments, d'inflammation du pancréas, de septicémie et de maladies infectieuses graves.

L’irradiation avec une lampe UV améliore l’état du patient en cas de maladies de divers systèmes corporels :

endocrinien - carence en vitamine D, ou rachitisme, diabète sucré ;
nerveux - névralgie d'étiologies diverses;
musculo-squelettique - myosite, ostéomyélite, ostéoporose, arthrite et autres maladies articulaires ;
génito-urinaire - annexite;
respiratoire;
maladies de la peau - psoriasis, vitiligo, eczéma.

Il convient de garder à l’esprit que le rayonnement ultraviolet n’est pas le principal moyen de traiter les maladies énumérées : son irradiation est utilisée comme une procédure physiothérapeutique qui a un effet positif sur le bien-être du patient. Il présente un certain nombre de contre-indications, vous ne pouvez donc pas utiliser une lampe ultraviolette sans consulter un médecin.

Les rayons UV sont également utilisés en psychiatrie pour traiter la « dépression hivernale », dans laquelle, en raison d'une diminution du niveau de lumière naturelle, la synthèse de mélatonine et de sérotonine dans l'organisme diminue, ce qui affecte le fonctionnement du système nerveux central. À cette fin, des lampes fluorescentes spéciales sont utilisées qui émettent un spectre complet de lumière allant de l'ultraviolet à l'infrarouge.

Assainissement

Le plus utile est l’utilisation du rayonnement ultraviolet à des fins de désinfection. Pour désinfecter l'eau, l'air et les surfaces dures, des lampes à mercure-quartz à basse pression sont utilisées, générant des rayons d'une longueur d'onde de 205 à 315 nm. Ce rayonnement est mieux absorbé par les molécules d'ADN, ce qui entraîne une perturbation de la structure génétique des micro-organismes, raison pour laquelle ils cessent de se reproduire et meurent rapidement.

La désinfection ultraviolette se caractérise par l'absence d'effet à long terme : immédiatement après la fin du traitement, l'effet s'atténue et les micro-organismes recommencent à se multiplier. D’une part, cela rend la désinfection moins efficace, d’autre part, cela la prive de sa capacité à avoir un effet négatif sur l’homme. L’irradiation UV ne peut pas être utilisée pour traiter complètement l’eau potable ou les liquides ménagers, mais peut être utilisée en complément de la chloration.

L'irradiation aux ultraviolets d'onde moyenne est souvent associée à un traitement avec des rayonnements durs d'une longueur d'onde de 185 nm. Dans ce cas, l'oxygène se transforme en oxygène, toxique pour les organismes pathogènes. Cette méthode de désinfection s'appelle l'ozonation et elle est plusieurs fois plus efficace que l'éclairage par lampe UV conventionnelle.

Analyse chimique

Étant donné que la lumière de différentes longueurs d’onde est absorbée par la matière à des degrés différents, les rayons UV peuvent être utilisés pour la spectrométrie, une méthode permettant de déterminer la composition de la matière. L'échantillon est irradié par un générateur ultraviolet de longueur d'onde changeante, absorbe et réfléchit une partie des rayons, sur la base de laquelle un graphique spectral est construit, unique pour chaque substance.

L’effet photoluminescence est utilisé dans l’analyse des minéraux, qui contiennent des substances qui peuvent briller lorsqu’elles sont irradiées par la lumière ultraviolette. Le même effet est utilisé pour protéger les documents : ils sont marqués avec une peinture spéciale qui émet une lumière visible sous une lampe à lumière noire. De plus, à l'aide de peinture luminescente, vous pouvez déterminer la présence de rayonnement UV.

Entre autres choses, les émetteurs UV sont utilisés en cosmétologie, par exemple pour le bronzage, le séchage et d'autres procédures, en impression et restauration, en entomologie, en génie génétique, etc.

Effets négatifs des rayons UV sur l'homme

Bien que les rayons UV soient largement utilisés pour traiter des maladies et avoir des effets curatifs, les rayons ultraviolets peuvent également avoir un effet nocif sur le corps humain. Tout dépend de la quantité d’énergie qui sera transférée aux cellules vivantes par le rayonnement solaire.

Les rayons à ondes courtes (type UVC) sont ceux qui ont le plus d'énergie ; De plus, ils ont le plus grand pouvoir de pénétration et peuvent détruire l'ADN même dans les tissus profonds du corps. Cependant, ce rayonnement est entièrement absorbé par l’atmosphère. Parmi les rayons qui atteignent la surface, 90 % sont des rayonnements de grande longueur d’onde (UVA) et 10 % sont des rayonnements de longueur d’onde moyenne (UVB).

L'exposition à long terme aux rayons UVA ou à court terme aux ultraviolets UVB entraîne une dose de rayonnement assez importante, ce qui entraîne des conséquences désastreuses :

brûlures cutanées de gravité variable;
mutations des cellules cutanées conduisant à un vieillissement accéléré et à un mélanome ;
cataracte;
brûlure de la cornée de l'œil.

Des dommages retardés – cancer de la peau et cataractes – peuvent se développer avec le temps ; De plus, les rayons UVA peuvent agir à tout moment de l’année et par tous les temps. Par conséquent, vous devez toujours vous protéger du soleil, en particulier pour les personnes présentant une photosensibilité accrue.

protection UV

Une personne possède une défense naturelle contre les rayons ultraviolets : la mélanine, contenue dans les cellules de la peau, les cheveux et l'iris de l'œil. Cette protéine absorbe la majeure partie du rayonnement ultraviolet, l’empêchant d’affecter d’autres structures du corps. L'efficacité de la protection dépend de la couleur de la peau, c'est pourquoi les rayons UVA contribuent au bronzage.

Cependant, en cas d’exposition excessive, la mélanine ne résiste plus aux rayons UV. Pour éviter que la lumière du soleil ne cause des dommages, vous devez :

essayez de rester dans l’ombre ;
portez des vêtements fermés;
protégez vos yeux avec des lunettes spéciales ou des lentilles de contact qui bloquent les rayons UV mais sont transparentes à la lumière visible ;
utilisez des crèmes protectrices contenant des substances minérales ou organiques qui réfléchissent les rayons UV.

Bien entendu, il n’est pas nécessaire de toujours utiliser un ensemble complet d’équipements de protection. Vous devez vous concentrer sur l'indice ultraviolet, qui décrit la présence d'un excès de rayonnement UV à la surface de la Terre. Elle peut prendre des valeurs de 1 à 11, et une protection active est requise à 8 points ou plus. Des informations sur cet indice peuvent être obtenues à partir des prévisions météorologiques.

Ainsi, l’ultraviolet est un type de rayonnement électromagnétique qui peut être à la fois bénéfique et nocif. Il est important de se rappeler que les bains de soleil ne guérissent et rajeunissent le corps que s’ils sont utilisés avec modération ; Une exposition excessive à la lumière peut entraîner de graves problèmes de santé.