Naboj ultraljubičastog zračenja. Praktična primjena ultraljubičastog zračenja

I ljubičasto), ultraljubičaste zrake, UV zračenje, elektromagnetsko zračenje nevidljivo oku, koje zauzima spektralno područje između vidljivog i rendgenskog zračenja u rasponu valnih duljina λ 400-10 nm. Cjelokupno područje ultraljubičastog zračenja konvencionalno se dijeli na blizu (400-200 nm) i daleko, odnosno vakuum (200-10 nm); potonji naziv je zbog činjenice da ultraljubičasto zračenje iz ovog područja snažno apsorbira zrak i proučava se pomoću vakuumskih spektralnih instrumenata.

Blisko ultraljubičasto zračenje otkrili su 1801. njemački znanstvenik N. Ritter i engleski znanstvenik W. Wollaston na temelju fotokemijskog učinka ovog zračenja na srebrov klorid. Vakuumsko ultraljubičasto zračenje otkrio je njemački znanstvenik W. Schumann pomoću vakuumskog spektrografa s fluoritnom prizmom koju je izradio (1885.-1903.) i fotografskih ploča bez želatine. Uspio je detektirati kratkovalno zračenje do 130 nm. Engleski znanstvenik T. Lyman, koji je prvi izradio vakuumski spektrograf s konkavnom difrakcijskom rešetkom, bilježi ultraljubičasto zračenje valne duljine do 25 nm (1924.). Do 1927. proučen je cijeli jaz između vakuumskog ultraljubičastog zračenja i x-zraka.

Spektar ultraljubičastog zračenja može biti linijan, kontinuiran ili se sastoji od vrpci, ovisno o prirodi izvora ultraljubičastog zračenja (vidi Optički spektri). UV zračenje iz atoma, iona ili lakih molekula (na primjer, H 2) ima linijski spektar. Spektri teških molekula karakteriziraju vrpce uzrokovane elektroničko-vibracijsko-rotacijskim prijelazima molekula (vidi Molekularni spektri). Kontinuirani spektar nastaje tijekom kočenja i rekombinacije elektrona (vidi Bremsstrahlung).

Optička svojstva tvari.

Optička svojstva tvari u ultraljubičastom području spektra bitno se razlikuju od njihovih optičkih svojstava u vidljivom području. Karakteristična značajka je smanjenje prozirnosti (povećanje koeficijenta apsorpcije) većine tijela koja su prozirna u vidljivom području. Na primjer, obično staklo je neprozirno na 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.

Refleksija svih materijala (uključujući metale) opada sa smanjenjem valne duljine zračenja. Na primjer, refleksija svježe prskanog aluminija, jedan od najbolji materijali za reflektirajuće premaze u vidljivom području spektra naglo opada na λ< 90 нм (Sl. 1). Refleksija aluminija također je značajno smanjena zbog površinske oksidacije. Za zaštitu aluminijske površine od oksidacije koriste se premazi od litijeva fluorida ili magnezijeva fluorida. U području 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.

Izvori ultraljubičastog zračenja.

Zračenje sa žarnom niti do 3000 K čvrste tvari sadrži zamjetan udio ultraljubičastog zračenja kontinuiranog spektra, čiji intenzitet raste s porastom temperature. Jače ultraljubičasto zračenje emitira plazma izboja plina. U tom slučaju, ovisno o uvjetima pražnjenja i radnoj tvari, može se emitirati i kontinuirani i linijski spektar. Za razne aplikacije industrija ultraljubičastog zračenja proizvodi živine, vodikove, ksenonske i druge žarulje s izbojem u plinu, čiji su prozori (ili cijela žarulja) izrađeni od materijala prozirnih za ultraljubičasto zračenje (obično kvarca). Svaka visokotemperaturna plazma (plazma električnih iskri i luka, plazma nastala fokusiranjem snažnog laserskog zračenja u plinovima ili na površini čvrstih tijela i tako dalje) snažan je izvor ultraljubičastog zračenja. Intenzivno ultraljubičasto zračenje kontinuiranog spektra emitiraju elektroni ubrzani u sinkrotronu (sinkrotronsko zračenje). Za ultraljubičasto područje spektra razvijeni su i optički kvantni generatori (laseri). Najkraću valnu duljinu ima vodikov laser (109,8 nm).

Prirodni izvori ultraljubičastog zračenja su Sunce, zvijezde, maglice i druga svemirska tijela. Međutim, do Zemljine površine dopire samo dugovalni dio ultraljubičastog zračenja (λ > 290 nm). Ultraljubičasto zračenje kraće valne duljine apsorbira ozon, kisik i drugi sastojci atmosfere na visini od 30-200 km od Zemljine površine, što ima veliku ulogu u atmosferskim procesima. Ultraljubičasto zračenje zvijezda i drugih kozmičkih tijela, osim apsorpcije u zemljinoj atmosferi, u rasponu od 91,2-20 nm gotovo u potpunosti apsorbira međuzvjezdani vodik.

Prijemnici ultraljubičastog zračenja.

Za snimanje ultraljubičastog zračenja na λ > 230 nm koriste se konvencionalni fotografski materijali. U području kraće valne duljine na njega su osjetljivi posebni fotoslojevi s malo želatine. Koriste se fotoelektrični prijamnici koji koriste sposobnost ultraljubičastog zračenja za izazivanje ionizacije i fotoelektričnog efekta: fotodiode, ionizacijske komore, brojači fotona, fotomultiplikatori itd. Razvijena je i posebna vrsta fotomultiplikatora - kanalni elektronski multiplikatori, koji omogućuju stvaranje mikrokanalne ploče. U takvim pločicama svaka ćelija je kanalni elektronski multiplikator veličine do 10 mikrona. Mikrokanalne ploče omogućuju fotoelektrično snimanje u ultraljubičastom svjetlu i kombiniraju prednosti fotografskih i fotoelektričnih metoda detekcije zračenja. Pri proučavanju ultraljubičastog zračenja koriste se i razne luminiscentne tvari koje pretvaraju ultraljubičasto zračenje u vidljivo zračenje. Na temelju toga stvoreni su uređaji za vizualizaciju slika u ultraljubičastom zračenju.

Primjena ultraljubičastog zračenja.

Proučavanje spektra emisije, apsorpcije i refleksije u UV području omogućuje određivanje elektronske strukture atoma, iona, molekula, kao i čvrstih tijela. UV spektri Sunca, zvijezda itd. nose informacije o fizičkim procesima koji se odvijaju u vrućim područjima ovih svemirskih tijela (vidi Ultraljubičasta spektroskopija, Vakuumska spektroskopija). Fotoelektronska spektroskopija temelji se na fotoelektričnom efektu uzrokovanom ultraljubičastim zračenjem. Ultraljubičasto zračenje može poremetiti kemijske veze u molekulama, uslijed čega mogu nastupiti različite kemijske reakcije (oksidacija, redukcija, razgradnja, polimerizacija i dr., vidi Fotokemija). U stvaranju se koristi luminiscencija pod utjecajem ultraljubičastog zračenja fluorescentne svjetiljke, luminiscentne boje, u luminiscentnoj analizi i luminiscentnoj detekciji grešaka. Ultraljubičasto zračenje koristi se u forenzičkoj znanosti za utvrđivanje identiteta boja, autentičnosti dokumenata itd. U kritici umjetnosti ultraljubičasto zračenje omogućuje otkrivanje na slikama vidljiv oku tragovi restauracije (slika 2). Sposobnost mnogih tvari da selektivno apsorbiraju ultraljubičasto zračenje koristi se za otkrivanje štetnih nečistoća u atmosferi, kao iu ultraljubičastoj mikroskopiji.

Meyer A., ​​​​Seitz E., Ultraljubičasto zračenje, trans. s njemačkog, M., 1952.; Lazarev D.N., Ultraljubičasto zračenje i njegova primjena, L. - M., 1950; Samson I. A. R., Tehnike vakuumske ultraljubičaste spektroskopije, N. Y. - L. - Sydney, ; Zaidel A. N., Shreider E. Ya., Spektroskopija vakuumskog ultraljubičastog zračenja, M., 1967.; Stolyarov K.P., Kemijska analiza u ultraljubičastim zrakama, M. - L., 1965; Baker A., ​​​​Betteridge D., Fotoelektronska spektroskopija, trans. s engleskog, M., 1975.

Riža. 1. Ovisnost koeficijenta refleksije r sloja aluminija o valnoj duljini.

Riža. 2. Ultra akcijski spektri. izl. na biološke objekte.

Riža. 3. Preživljavanje bakterija ovisno o dozi ultraljubičastog zračenja.

Biološki učinak ultraljubičastog zračenja.

Kad je izloženo živim organizmima, ultraljubičasto zračenje apsorbiraju gornji slojevi biljnog tkiva ili kože ljudi i životinja. Biološki učinak ultraljubičastog zračenja temelji se na kemijskim promjenama u molekulama biopolimera. Te su promjene uzrokovane izravnom apsorpcijom kvanta zračenja od strane njih i (u manjoj mjeri) radikalima vode i drugih niskomolekularnih spojeva koji nastaju tijekom zračenja.

Male doze ultraljubičastog zračenja imaju blagotvoran učinak na ljude i životinje - potiču stvaranje vitamina D(vidi kalciferole), poboljšavaju imunobiološka svojstva tijela. Karakteristična reakcija kože na ultraljubičasto zračenje je specifično crvenilo - eritem (ultraljubičasto zračenje s λ = 296,7 nm i λ = 253,7 nm ima maksimalni eritemski učinak), koje obično prelazi u zaštitnu pigmentaciju (tamnjenje). Velike doze ultraljubičastog zračenja mogu uzrokovati oštećenje oka (fotooftalmija) i opekline kože. Česte i prekomjerne doze ultraljubičastog zračenja mogu u nekim slučajevima djelovati kancerogeno na kožu.

Kod biljaka ultraljubičasto zračenje mijenja aktivnost enzima i hormona, utječe na sintezu pigmenata, intenzitet fotosinteze i fotoperiodičnu reakciju. Nije utvrđeno jesu li male doze ultraljubičastog zračenja korisne, a još manje potrebne za klijanje sjemena, razvoj klijanaca i normalno funkcioniranje viših biljaka. Velike doze ultraljubičastog zračenja nedvojbeno su nepovoljne za biljke, što dokazuju njihovi postojeći zaštitni uređaji (primjerice, nakupljanje određenih pigmenata, stanični mehanizmi za oporavak od oštećenja).

Ultraljubičasto zračenje ima razorno i mutageno djelovanje na mikroorganizme i kultivirane stanice viših životinja i biljaka (najučinkovitije je ultraljubičasto zračenje s λ u rasponu od 280-240 nm). Tipično, spektar smrtonosnih i mutagenih učinaka ultraljubičastog zračenja približno se podudara s apsorpcijskim spektrom nukleinske kiseline- DNK i RNK (Sl. 3, A), u nekim slučajevima spektar biološkog djelovanja blizak je apsorpcijskom spektru proteina (Sl. 3, B). Glavna uloga u djelovanju ultraljubičastog zračenja na stanice očito pripada kemijskim promjenama u DNA: pirimidinske baze (uglavnom timin) koje ulaze u njegov sastav, kada apsorbiraju kvante ultraljubičastog zračenja, tvore dimere koji sprječavaju normalno udvostručenje (replikaciju) DNA kod pripreme stanice za diobu . To može dovesti do smrti stanica ili promjena njihovih nasljednih svojstava (mutacija). Specifična vrijednost Smrtonosni učinak ultraljubičastog zračenja na stanice također uključuje oštećenje bioloških membrana i poremećaj sinteze različitih komponenti membrana i stanične membrane.

Većina živih stanica može se oporaviti od oštećenja uzrokovanih ultraljubičastim zračenjem zbog prisutnosti sustava za popravak. Sposobnost oporavka od oštećenja uzrokovanih ultraljubičastim zračenjem vjerojatno je nastala u rani stadiji evoluciju i igrao važna uloga u preživljavanju primarnih organizama izloženih intenzivnom sunčevom ultraljubičastom zračenju.

Biološki objekti vrlo se razlikuju po osjetljivosti na ultraljubičasto zračenje. Na primjer, doza ultraljubičastog zračenja koja uzrokuje smrt 90% stanica za različite sojeve Escherichie coli je 10, 100 i 800 erg/mm2, a za bakteriju Micrococcus radiodurans - 7000 erg/mm2. (Sl. 4, A i B). Osjetljivost stanica na ultraljubičasto zračenje također uvelike ovisi o njihovom fiziološkom stanju i uvjetima uzgoja prije i poslije ozračivanja (temperatura, sastav hranjivog medija itd.). Mutacije pojedinih gena uvelike utječu na osjetljivost stanica na ultraljubičasto zračenje. U bakterijama i kvascima poznato je oko 20 gena čije mutacije povećavaju osjetljivost na ultraljubičasto zračenje. U nekim slučajevima, takvi su geni odgovorni za obnovu stanica od oštećenja zračenjem. Mutacije drugih gena remete sintezu proteina i strukturu staničnih membrana, čime se povećava radioosjetljivost negenetskih komponenti stanice. Poznate su i mutacije koje povećavaju osjetljivost na ultraljubičasto zračenje viši organizmi, uključujući i kod ljudi. Dakle, nasljedna bolest xeroderma pigmentosum uzrokovana je mutacijama gena koji kontroliraju tamni popravak.

Genetske posljedice ozračivanja ultraljubičastim zračenjem peludi viših biljaka, biljnih i životinjskih stanica, kao i mikroorganizama izražavaju se u povećanju učestalosti mutacija gena, kromosoma i plazmida. Učestalost mutacije pojedinih gena, kada su izloženi visokim dozama ultraljubičastog zračenja, može se povećati tisućama puta u usporedbi s prirodnom razinom i doseže nekoliko postotaka. Za razliku od genetskog učinka ionizirajućeg zračenja, mutacije gena pod utjecajem ultraljubičastog zračenja javljaju se relativno češće nego mutacije kromosoma. Zbog svog snažnog mutagenog djelovanja, ultraljubičasto zračenje ima široku primjenu kako u genetsko istraživanje, te u selekciji biljaka i industrijskih mikroorganizama koji su proizvođači antibiotika, aminokiselina, vitamina i proteinske biomase. Genetski učinci ultraljubičastog zračenja mogli su igrati ulogu značajnu ulogu u evoluciji živih organizama. Za korištenje ultraljubičastog zračenja u medicini, vidi Fototerapija.

Samoilova K. A., Učinak ultraljubičastog zračenja na stanicu, L., 1967; Dubrov A. P., Genetski i fiziološki učinci učinci ultraljubičastog zračenja na više biljke, M., 1968; Galanin N.F., Energija zračenja i njezino higijensko značenje, L., 1969; Smith K., Hanewalt F., Molecular Photobiology, trans. s engleskog, M., 1972.; Shulgin I.A., Biljka i sunce, L., 1973.; Myasnik M. N., Genetska kontrola radiosenzitivnosti bakterija, M., 1974.

Ultraljubičasto zračenje Sunca i umjetnih izvora, ovisno o valnoj duljini, dijeli se u tri područja:

  • - regija A – valna duljina 400-320 nm (dugovalni ultraljubičasti UV-A zračenje);
  • - regija B – valna duljina 320-275 nm (srednjovalno ultraljubičasto zračenje UV-B);
  • - regija C – valna duljina 275-180 nm (kratkovalno ultraljubičasto zračenje UV-C).

Postoje značajne razlike u djelovanju dugovalnog, srednjeg i kratkovalnog zračenja na stanice, tkiva i organizam.

Dugovalno zračenje područja A (UV-A) ima različite biološke učinke, uzrokujući pigmentaciju kože i fluorescenciju organskih tvari. UV-A zrake imaju najveću prodornu moć, što omogućuje nekim atomima i molekulama tijela da selektivno apsorbiraju energiju UV zračenja i dođu u nestabilno pobuđeno stanje. Naknadni prijelaz u početno stanje popraćen je oslobađanjem svjetlosnih kvanta (fotona) koji mogu inicirati različite fotokemijski procesi, primarno utječući na molekule DNA, RNA i proteina.

Fototehnički procesi uzrokuju reakcije i promjene na različitim organima i sustavima, što je osnova za fiziološko i terapeutsko djelovanje UV zraka. Pomaci i učinci koji se događaju u organizmu ozračenom UV zrakama (fotoeritem, pigmentacija, desenzibilizacija, baktericidno djelovanje i dr.) imaju jasnu spektralnu ovisnost (slika 1), koja služi kao osnova za diferenciranu primjenu različitih dijelova tijela. UV spektru.

Slika 1 - Spektralna ovisnost najvažnijih bioloških učinaka ultraljubičastog zračenja

Zračenje srednjevalnim UV zrakama uzrokuje fotolizu proteina uz stvaranje bioloških djelatne tvari, a izloženost kratkovalnim zrakama češće dovodi do koagulacije i denaturacije proteinskih molekula. Pod utjecajem UV zraka B i C područja, osobito u velikim dozama, dolazi do promjena u nukleinskim kiselinama, što može rezultirati pojavom staničnih mutacija.

Istodobno, dugovalne zrake dovode do stvaranja specifičnog fotoreaktivacijskog enzima koji potiče obnovu nukleinskih kiselina.

  1. UV zračenje se najviše koristi u medicinske svrhe.
  2. UV zrake se također koriste za sterilizaciju i dezinfekciju vode, zraka, prostorija, predmeta itd.
  3. Vrlo je česta njihova uporaba u preventivne i kozmetičke svrhe.
  4. UV zračenje se koristi i dijagnostičke svrhe, za određivanje reaktivnosti tijela, luminiscentnim metodama.

UV zračenje vitalan je čimbenik, a njegov dugotrajni nedostatak dovodi do razvoja osebujnog kompleksa simptoma, poput “gladovanja svjetlom” ili “nedostatka UV zračenja”. Najčešće se očituje u razvoju nedostatka vitamina D, slabljenju zaštitnih imunobioloških reakcija tijela, pogoršanju kroničnih bolesti, funkcionalni poremećajiživčani sustav, itd. Kontingenti koji doživljavaju "UV nedostatak" uključuju radnike u rudnicima, podzemnim rudnicima, ljude koji rade u radionicama bez svjetla i prozora, strojarnicama i na Dalekom sjeveru.

Ultraljubičasto zračenje

Ultraljubičasto zračenje proizvode različiti umjetni proizvodi s različitim valnim duljinama λ. Apsorpciju UV zraka prati niz primarnih fotokemijskih i fotofizičkih procesa koji ovise o njihovom spektralnom sastavu i određuju fiziološki i terapeutski učinak čimbenika na organizam.

Dugi val ultraljubičastog(DUV) zrake potiču proliferaciju stanica malpigijevog sloja epidermisa i dekarboksilaciju tirozina s naknadnim stvaranjem spinoznog sloja u stanicama. Zatim dolazi do stimulacije sinteze ACTH i drugih hormona itd. Dobivaju se razne imunološke promjene.

DUV zrake imaju slabiji biološki učinak, uključujući i učinak na stvaranje eritema, od ostalih UV zraka. Za povećanje osjetljivosti kože na njih koriste se fotosenzibilizatori, najčešće spojevi iz serije furokumarina (puvalen, beroksan, psoralen, aminofurin i dr.)

Ovo svojstvo dugovalnog zračenja omogućuje njegovo korištenje u liječenju kožnih bolesti. Metoda PUVA terapije (koristi se i salicilni alkohol).

Dakle, možemo istaknuti glavne karakteristike terapijski učinci DUV zrake:

  1. Terapeutski učinci su
  • - fotosenzibilizacija,
  • - stvaranje pigmenta,
  • - imunostimulirajući.
  1. DUV zrake, kao i druga područja UV zračenja, uzrokuju promjene u funkcionalnom stanju središnjeg živčanog sustava i njegovog višeg dijela kore velikog mozga. Zbog refleksne reakcije poboljšava se cirkulacija krvi, povećava se sektorska aktivnost probavnih organa i funkcionalno stanje bubrega.
  2. DUV zrake utječu na metabolizam, prvenstveno minerala i dušika.
  3. Lokalne primjene fotosenzibilizatora naširoko se koriste za ograničene oblike psorijaze. U U zadnje vrijeme UV-B se uspješno koristi kao senzibilizator jer ima veću biološku aktivnost. Kombinirano zračenje s UV-A i UV-B zracima naziva se selektivno zračenje.
  4. DUV zrake koriste se i za lokalno i za opće zračenje. Glavne indikacije za njihovu upotrebu su:
  • - kožne bolesti (psorijaza, ekcem, vitiligo, seboreja, itd.)
  • - kronični upalne bolesti unutarnjih organa (osobito dišnih organa)
  • - bolesti organa potpore i kretanja raznih etnologija
  • - opekline, ozebline
  • - rane i čirevi koji sporo zacjeljuju, u kozmetičke svrhe.

Kontraindikacije

Srednjovalno ultraljubičasto(SUV) zračenje ima izraženu i svestranu biološki učinak.

Kada se kvanti ultraljubičastog zračenja apsorbiraju u koži, nastaju niskomolekularni produkti fotolize proteina i produkti peroksidacije lipida. Uzrokuju promjene u ultrastrukturnoj organizaciji bioloških membrana, proteinsko-lipidnih kompleksa, membranskih enzima i njihovih najvažnijih fizikalno-kemijskih i funkcionalnih svojstava.

Produkti fotorazgradnje aktiviraju mononuklearni fagocitni sustav i uzrokuju degranulaciju mastocita i bazofila. Kao rezultat toga, u ozračeno područje i okolna tkiva oslobađaju se biološki aktivne tvari (kinin, prostaglandin, heparin, leukotrieni, tromboksani itd.) i vazoaktivni medijatori (acetilkolin, histamin), koji značajno povećavaju vaskularnu propusnost i tonus, a također potiču opuštanje glatki mišić. Zbog humoralnih mehanizama povećava se broj funkcionalnih kapilara kože, povećava se brzina lokalnog protoka krvi, što dovodi do stvaranja eritoma.

Ponovljeno SUV zračenje može dovesti do pojave pigmentacije koja brzo nestaje, što pomaže u poboljšanju zaštitne funkcije kože, povećava njezinu osjetljivost na hladnoću i otpornost na učinke toksičnih tvari i štetnih čimbenika.

I eritemska reakcija i druge promjene uzrokovane SUV zrakama ovise ne samo o valnoj duljini, već io dozi. U fototerapiji se koristi u eritemskim i suberitemskim dozama.

Zračenje SUV zrakama u suberitemskim dozama pospješuje stvaranje vitamina D u koži, koji nakon biotransformacije u jetri i bubrezima sudjeluje u regulaciji metabolizma fosfora i kalcija u organizmu. SUV zračenje potiče stvaranje ne samo vitamina D1, već i njegovog izomera, ergokalcifemina (vitamin D2). Potonji ima antirahitički učinak, stimulira aerobne i anaerobne puteve stanično disanje. SUV zrake u malim dozama također moduliraju metabolizam drugih vitamina (A i C) i uzrokuju aktivaciju metaboličkih procesa u ozračenim tkivima. Pod njihovim utjecajem aktivira se adaptivno-trofička funkcija simpatičkog živčanog sustava, normaliziraju se poremećeni procesi različitih vrsta metabolizma i kardiovaskularne aktivnosti.

Dakle, SUV zračenje ima izražen biološki učinak. Ovisno o fazi zračenja, možete dobiti eritem na koži i sluznici ili provesti liječenje u dozi koja ga ne uzrokuje. Mehanizam terapijskog djelovanja eritemskih i neeritemskih doza SUF je različit, stoga će i indikacije za primjenu ultraljubičastog zračenja biti različite.

Ultraljubičasti eritem pojavljuje se na mjestu UV-B zračenja nakon 2-8 sati i povezan je sa smrću epidermalnih stanica. Produkti fotolize proteina ulaze u krvotok i uzrokuju vazodilataciju, oticanje kože, migraciju leukocita, iritaciju brojnih receptora, što dovodi do niza refleksnih reakcija organizma.

Osim toga, proizvodi fotolize koji ulaze u krvotok imaju humoralni učinak na pojedini organi, živčani i endokrini sustav tijela. Fenomeni aseptičke upale postupno se povlače do sedmog dana, ostavljajući za sobom pigmentaciju kože na mjestu zračenja.

Osnovni, temeljni ljekovito djelovanje SUV zračenje:

  1. SUV zračenja su vitaminotvorna, trofostimulirajuća, imunomodulirajuća - to su suberitemske doze.
  2. Protuupalno, analgetsko, desenzibilizirajuće - ovo je eritemska doza.
  3. Bronhijalne bolesti, astma, otvrdnuće - ovo je doza bez eritema.

Indikacije za lokalnu primjenu UV-B (suberitemske i eritemske doze):

  • - akutni neuritis
  • - akutni meozitis
  • - gnojne kožne bolesti (furukul, karbunkul, sikoza, itd.)
  • - erizipela
  • - trofični ulkusi
  • - rane koje sporo zacjeljuju
  • - dekubitusi
  • - upalne i posttraumatske bolesti zglobova
  • - reumatoidni artritis
  • - Bronhijalna astma
  • - akutni i kronični bronhitis
  • - akutne respiratorne bolesti
  • - upala dodataka maternice
  • - kronični tonzilitis.

Zone bez eritema ultraljubičastog zračenja B spektra tijekom općeg ozračivanja tijela eliminiraju fenomene D-hipovitaminoze povezane s nedostatkom sunčeva svjetlost. Normalizira metabolizam fosfora i kalcija, potiče funkciju simpatičko-nadbubrežnog i hipofizno-nadbubrežnog sustava, povećava mehaničku čvrstoću koštanog tkiva i potiče stvaranje žulj, povećavaju otpornost kože tijela i organizma u cjelini na štetne čimbenike vanjsko okruženje. Smanjuju se alergijske i eksudativne reakcije, povećava se mentalna i tjelesna sposobnost. Ostali poremećaji u tijelu uzrokovani izgladnjivanjem su oslabljeni.

Indikacije za opće uporabe UV-B (doze koje nisu eritemske):

  • - D-hipovitaminoza
  • - metabolička bolest
  • - sklonost pustularnim bolestima
  • - neurodermitis
  • - psorijaza
  • - prijelomi kostiju i poremećena tvorba kalusa
  • - Bronhijalna astma
  • - kronična bolest bronhijalni aparat
  • - otvrdnjavanje tijela.

Kontraindikacije:

  • - maligne neoplazme
  • - sklonost krvarenju
  • - sistemske bolesti krv
  • - tireotoksikoza
  • - aktivna tuberkuloza
  • - peptički ulkus želuca i dvanaesnika u akutnoj fazi
  • - hipertenzija II i Stadij III
  • - uznapredovala ateroskleroza cerebralnih arterija i koronarnih arterija.

Kratkovalni spektar ultraljubičastog zračenja(UV) zračenje.

Kratkovalno UV zračenje je aktivni fizikalni čimbenik, budući da njegovi kvanti imaju najveću rezervu energije. Sposoban je uzrokovati denaturaciju i fotolizu nukleinskih kiselina i proteina zbog pretjerane apsorpcije energije svojih kvanta različite molekule, prvenstveno DNA i RNA.

Djelovanjem na mikroorganizme ili stanice dolazi do inaktivacije njihovog genoma i denaturacije proteina, što dovodi do njihove smrti.

Kod emitiranja HF zraka dolazi do baktericidnog učinka jer izravan pogodak njihov protein je destruktivan za stanice virusa, mikroorganizama i gljivica.

AF zrake uzrokuju, nakon kratkotrajnog spazma, proširenje krvnih žila, prvenstveno subkapelarnih vena.

Indikacije za primjenu AF zračenja:

  • - zračenje površina rane
  • - dekubitusi i bademaste niše nakon tonzilektomije baktericidnim lancem
  • - rehabilitacija nazofarinksa kod akutnih respiratornih bolesti
  • - liječenje vanjskog otitisa
  • - dezinfekcija zraka u operacijskim dvoranama, sobama za liječenje, inhalacijama, jedinicama intenzivne njege, odjelima za pacijente, dječjim ustanovama i školama.

Koža i njezina funkcija

Ljudska koža čini 18% težine ljudskog tijela i ima ukupnu površinu od 2 m2. Koža se sastoji od tri anatomski i fiziološki usko povezana sloja:

  • - epidermis ili kutis
  • - dermis (stvarna koža)
  • - hipodermis (potkožna masna ovojnica).

Epidermis se sastoji od različitih oblika i struktura, raspoređenih u slojeve epitelne stanice(epitermociti). Štoviše, svaka gornja stanica dolazi od donje stanice, odražavajući određenu fazu svog života.

Slojevi epidermisa nalaze se u sljedećem nizu (odozdo prema gore):

  • - bazalni (D) ili germinalni;
  • - sloj spinoznih stanica;
  • - sloj keratohijalinskih ili zrnatih stanica;
  • - epeidin ili sjajni;
  • - napaljen.

Osim epidermocita, epidermis (u bazalnom sloju) sadrži stanice sposobne za proizvodnju melanina (melanociti), Lagerhansove stanice, Greensteinove stanice itd.

Dermis se nalazi neposredno ispod epidermisa i od njega je odvojen glavnom membranom. Dermis je podijeljen na papilarni i retikularni sloj. Sastoji se od kolagenih, elastičnih i retikulinskih (argirofilnih) vlakana, između kojih se nalazi glavna tvar.

U dermisu, naime, u koži nalazi se papilarni sloj, bogato opskrbljen krvnim žilama i limfne žile. Tu su i pleksusi živčanih vlakana koji daju brojne živčane završetke u epidermisu i dermisu. Dermis sadrži žlijezde znojnice i lojnice te folikule dlake na različitim razinama.

Potkožno masnog tkiva je najdublji sloj kože.

Funkcije kože su složene i raznolike. Koža obavlja barijeru - zaštitnu, termoregulacijsku, ekskretornu, metaboličku, receptorsku itd.

Barijerno-zaštitna funkcija, koja se smatra najvažnijom funkcijom ljudske i životinjske kože, ostvaruje se različitim mehanizmima. Tako čvrst i elastičan stratum corneum kože odolijeva mehaničkim utjecajima i smanjuje štetne učinke kemijske tvari. Stratum corneum, kao loš vodič, štiti dublje slojeve od isušivanja, hlađenja i djelovanja električne struje.

Slika 2 – Struktura kože

Sebum, produkt lučenja žlijezda znojnica i ljuskice epitela koji se ljušti stvaraju emulzijski film (zaštitni plašt) na površini kože koji ima važnu ulogu u zaštiti kože od djelovanja kemijskih, bioloških i fizikalnih agenasa.

Kisela reakcija vodeno-lipidnog plašta i površinskih slojeva kože, kao i baktericidna svojstva izlučevine kože su važan mehanizam barijere za mikroorganizme.

Pigment melanin ima određenu ulogu u zaštiti od svjetlosnih zraka.

Elektrofiziološka barijera glavna je prepreka prodiranju tvari duboko u kožu, uključujući i tijekom elektroforeze. Nalazi se u razini bazalnog sloja epidermisa i električni je sloj s heterogenim slojevima. Zbog kisele reakcije vanjski sloj ima naboj “+”, a onaj okrenut prema unutra ima “-”. Treba imati na umu da, s jedne strane, barijerno-zaštitna funkcija kože slabi učinak fizičkih čimbenika na tijelo, as druge strane - fizički faktori može stimulirati zaštitna svojstva kožu i time ostvariti terapijske učinke.

Fizička termoregulacija tijelo je također jedno od najvažnijih fiziološke funkcije kože i izravno je povezan s mehanizmom djelovanja hidroterapijskih čimbenika. Provodi ga koža zračenjem topline u obliku infracrvenih zraka (44%), provođenjem topline (31%) i isparavanjem vode s površine kože (21%). Važno je napomenuti da koža svojim termoregulacijskim mehanizmima ima veliku ulogu u aklimatizaciji organizma.

Tajno-izlučujuća funkcija koža je povezana s aktivnošću žlijezda znojnica i lojnica. Ima važnu ulogu u održavanju homeostaze tijela i pružanju zaštitnih svojstava koži.

Funkcija disanja i resorpcije usko su međusobno povezani. Respiratorna funkcija kože, koja se sastoji od upijanja kisika i oslobađanja ugljičnog dioksida, nema veliku važnost u ukupnoj ravnoteži disanja za tijelo. No, disanje kroz kožu može se znatno pojačati u uvjetima visoke temperature zraka.

Resorpcijska funkcija kože i njezina propusnost imaju veliki značaj ne samo u dermatologiji i toksikologiji. Njegovo značenje za fizioterapiju određeno je činjenicom da kemijska komponenta djelovanja mnogih terapijskih čimbenika (ljekovite, plinske i mineralne kupke, blatna terapija itd.) ovisi o prodiranju njihovih sastavnih sastojaka kroz kožu.

Funkcija razmjene koža ima specifične karakteristike. S jedne strane, u koži se odvijaju samo njemu svojstveni metabolički procesi (stvaranje keratina, melanina, vitamina D, itd.), S druge strane, aktivno sudjeluje u općem metabolizmu u tijelu. Posebno je velika njegova uloga u metabolizmu masti, minerala, ugljikohidrata i vitamina.

Koža je i mjesto sinteze biološki aktivnih tvari (heparin, histamin, serotonin itd.).

Funkcija receptora koža osigurava svoju vezu s vanjskim okolišem. Koža obavlja ovu funkciju u obliku brojnih uvjetovanih i bezuvjetnih refleksa zbog prisutnosti različitih receptora navedenih gore.

Smatra se da na 1 cm2 kože dolazi 100-200 bolne točke 12-15 hladnoće, 1-2 topline, 25 točaka pritiska.

Odnos s unutarnjim organima je usko povezana - promjene na koži utječu na rad unutarnjih organa, a poremećaje unutarnjih organa prate i promjene na koži. Taj je odnos posebno jasan kada Interna medicina u obliku takozvanih refleksogenih ili bolnih zona Zakharin-Ged.

Zona Zakharyin-Ged određena područja kože u kojima se zbog bolesti unutarnjih organa često javlja reflektirana bol, kao i bolna i temperaturna hiperestezija.

Slika 3 – Položaj Zakharyin-Ged zone

Takve zone za bolesti unutarnjih organa također su identificirane u području glave. Na primjer, bol u frontonazalna regija odgovara oštećenju vrhova pluća, želuca, jetre i ušća aorte.

Bol u srednjoj orbitalnoj regiji oštećenje pluća, srca, uzlazne aorte.

Bol u frontotemporalnoj regiji oštećenje pluća i srca.

Bol u parijetalnoj regiji oštećenje pilorusa i gornjeg crijeva itd.

Zona udobnosti područje temperaturnih uvjeta vanjske sredine koji kod čovjeka izazivaju subjektivno dobar osjećaj topline bez znakova hlađenja ili pregrijavanja.

Za golu osobu 17,3 0S – 21,7 0S

Za obučenu osobu 16,7 0S – 20,6 0S

Pulsna ultraljubičasta terapija

Istraživački institut za energetsko strojarstvo MSTU nazvan po. N. E. Bauman (Shashkovsky S. G. 2000) razvio je prijenosni uređaj "Melitta 01" za lokalno zračenje zahvaćenih površina kože, sluznice s visoko učinkovitim pulsnim ultraljubičastim zračenjem kontinuiranog spektra u rasponu od 230-380 nm.

Način rada ovog uređaja je pulsno-periodički s frekvencijom od 1 Hz. Uređaj omogućuje automatsko generiranje 1, 4, 8, 16, 32 impulsa. Gustoća izlazne impulsne snage na udaljenosti od 5 cm od plamenika 25 W/cm2

Indikacije:

  • - gnojno-upalne bolesti kože i potkožnog tkiva (čir, karbunkul, hidradenitis) u početno razdoblje hidratacija i nakon kirurškog otvaranja gnojne šupljine;
  • - opsežan gnojne rane, rane nakon nekrektomije, rane prije i poslije autodermoplastike;
  • - granulirajuće rane nakon toplinskih, kemijskih, radijacijskih opeklina;
  • - trofični ulkusi i rane koje sporo zacjeljuju;
  • - erizipela;
  • - herpetična upala kože i sluznice;
  • - zračenje rana prije primarne kirurško liječenje i nakon njega kako bi se spriječio razvoj gnojnih komplikacija;
  • - dezinfekcija zraka u zatvorenim prostorima, unutrašnjosti automobila, autobusa i vozila hitne pomoći.

Pulsna magnetska terapija s rotirajućim poljem i automatskom promjenom brzine ponavljanja pulsa.

Terapeutski učinak temelji se na dobro poznatim fizikalnim zakonima. Na električni naboj koji se kreće duž krvna žila u magnetskom polju djeluje Lorentzova sila, okomita na vektor brzine naboja, konstantna u konstantnom i izmjenična u izmjeničnom, rotirajućem magnetskom polju. Ovaj fenomen se ostvaruje na svim razinama organizma (atomskoj, molekularnoj, substaničnoj, staničnoj, tkivnoj).

Djelovanje pulsne magnetske terapije niskog intenziteta ima aktivan učinak na duboko ležeće mišiće, živčani, koštano tkivo, unutarnjih organa, poboljšanje mikrocirkulacije, poticanje metaboličkih procesa i regeneracije. Električne struje inducirani puls visoke gustoće magnetsko polje, aktiviram mijelinizirana debela vlakna živaca, uslijed čega se aferentni impulsi iz mjesta boli blokiraju kroz spinalni mehanizam "gate block". Sindrom boli oslabljena ili potpuno nestala tijekom zahvata ili nakon prvih zahvata. Po jačini analgetskog učinka pulsna magnetska terapija daleko je bolja od drugih vrsta magnetske terapije.

Zahvaljujući pulsirajućim rotirajućim magnetskim poljima, postaje moguće indicirati električna polja i struje značajnog intenziteta u dubini tkiva bez njihovog oštećenja. Time se mogu postići izraženi terapeutski antiedematozni, analgetski, protuupalni, stimulirajući procesi regeneracije, biostimulacijski učinci, koji su nekoliko puta izraženiji od terapijskih učinaka svih poznatih uređaja za niskofrekventnu magnetsku terapiju.

Uređaji za pulsnu magnetsku terapiju suvremeno su učinkovito sredstvo za liječenje traumatskih ozljeda, upalnih, degenerativno-distrofičnih bolesti živčanog i mišićno-koštani sustav.

Terapeutski učinci pulsne magnetske terapije: analgetski, dekongestivni, protuupalni, vazoaktivni, stimulirajući procese regeneracije u oštećenim tkivima, neurostimulirajući, miostimulirajući.

Indikacije:

  • – bolesti i traumatske ozljede središnjeg živčanog sustava (ishemični moždani udar, prolazni poremećaji cerebralna cirkulacija, posljedice traumatske ozljede mozga s poremećajima kretanja, zatvorene ozljede leđna moždina s motoričkim poremećajima, cerebralna paraliza, funkcionalna histerična paraliza),
  • - traumatske ozljede mišićno-koštanog sustava (nagnječenja mekih tkiva, zglobova, kostiju, uganuća, zatvoreni prijelomi kostiju i zglobova tijekom imobilizacije, u fazi reparativne regeneracije, otvoreni prijelomi kostiju, zglobova, ozljede mekog tkiva tijekom imobilizacije, u fazi reparativne regeneracije, pothranjenost, atrofija mišića kao posljedica tjelesne neaktivnosti uzrokovana traumatske ozljede mišićno-koštani sustav),
  • - upalne degenerativno-distrofične ozljede mišićno-koštanog sustava (deformirajući osteoartritis zglobova sa simptomima sinovitisa i bez simptoma sinovitisa, raširena osteokondroza, deformirajuća spondiloza kralježnice s pojavama sekundarnog radikularnog sindroma, cervikalni radikulitis s pojavama skapulohumeralnog hiperatritisa, torakalnog radikulitis, lumbosakralni radikulitis, ankilozantni spondiloatritis, skoliotična bolest kod djece),
  • - kirurške upalne bolesti (postoperativno razdoblje nakon kirurške intervencije na mišićno-koštani sustav, kožu i potkožno tkivo, sporo zacjeljujuće rane, trofični ulkusi, čirevi, karbunkuli, flegmone nakon kirurška intervencija, mastitis),
  • - bolesti bronhopulmonalnog sustava (blaga do umjerena bronhijalna astma, kronični bronhitis),
  • - bolesti probavnog sustava (hipomotorno-evakuacijska disfunkcija želuca nakon gastrične i vagotomije, hipomotorna disfunkcija debelog crijeva, želuca i žučnog mjehura, kronični hepatitis S umjereno oštećenje funkcije jetre, kronični pankreatitis sa sekretornom insuficijencijom),
  • - bolesti kardiovaskularnog sustava (okluzivne lezije perifernih arterija aterosklerotskog podrijetla),
  • - urološke bolesti (kamenac u ureteru, stanje nakon litotripsije, atonija mokraćnog mjehura, slabost sfinkera i detruzora, prostatitis),
  • - ginekološke bolesti (upalne bolesti maternice i dodataka, bolesti uzrokovane hipofunkcijom jajnika),
  • - kronični prostatitis i seksualni poremećaji kod muškaraca,
  • - bolesti zuba (parodontopatija, bolovi ispuna).

Kontraindikacije:

  • - teška hipotenzija,
  • - sustav bolesti krvi,
  • - sklonost krvarenju,
  • - tromboflebitis,
  • - tromboembolijske bolesti, prijelomi kostiju prije imobilizacije,
  • - trudnoća,
  • - tirotoksikoza i nodularna struma,
  • - apsces, flegmona (prije otvaranja i drenaže kaviteta),
  • - maligne neoplazme,
  • - grozničavo stanje,
  • - kolelitijaza,
  • - epilepsija.

Upozorenje:

Pulsna magnetska terapija ne može se koristiti u prisutnosti implantiranog srčanog stimulatora, jer inducirani električni potencijali mogu ometati njegovu funkciju; s raznim metalnim predmetima koji slobodno leže u tkivima tijela (na primjer, fragmenti rana), ako se nalaze na udaljenosti manjoj od 5 cm od induktora, budući da pri prolasku impulsa magnetskog polja, predmeti izrađeni od električno vodljivih materijala (čelik, bakar itd.) mogu se pomaknuti i oštetiti okolna tkiva. Nije dopušteno utjecati na područje mozga, srca i očiju.

Od velikog je interesa stvaranje pulsirajućih magnetskih uređaja niskog intenziteta (20-150 mT) s brzinom ponavljanja pulsa koja se približno podudara s frekvencijom vlastitih biopotencijala organa (2-4-6-8-10-12 Hz). To bi omogućilo pulsirajućim magnetskim poljem biorezonantni učinak na unutarnje organe (jetra, gušterača, želudac, pluća) i pozitivno djelovalo na njihov rad. Već je poznato da IMS na frekvenciji od 8-10 Hz ima pozitivan učinak na funkciju jetre u bolesnika s toksičnim (alkoholnim) hepatitisom.

Korištenje ultraljubičastog zračenja najčešće vidimo u kozmetici i medicinske svrhe. Ultraljubičasto zračenje koristi se i kod tiska, za dezinfekciju i dezinfekciju vode i zraka, ako je potrebna polimerizacija i promjena. fizičko stanje materijala.

Ultraljubičasto liječenje je vrsta zračenja koja ima određenu valnu duljinu i zauzima međupoložaj između rendgenske i ljubičaste zone vidljivog zračenja. Takvo zračenje je nevidljivo ljudskom oku. Međutim, zbog svojih svojstava takvo zračenje postalo je vrlo rašireno i koristi se u mnogim područjima.

Trenutno mnogi znanstvenici namjerno proučavaju učinak ultraljubičastog zračenja na mnoge vitalne procese, uključujući metaboličke, regulatorne i trofičke. Poznato je da ultraljubičasto zračenje blagotvorno djeluje na organizam kod nekih bolesti i poremećaja, promicanje liječenja. Zbog toga je postao široko korišten u medicini.

Zahvaljujući radu mnogih znanstvenika proučavano je djelovanje ultraljubičastog zračenja na biološke procese u ljudskom tijelu kako bi se ti procesi mogli kontrolirati.

UV zaštita je neophodna u slučajevima kada je koža izložena dugotrajna izloženost sunčeve zrake.

Smatra se da su upravo ultraljubičaste zrake odgovorne za fotostarenje kože, kao i za razvoj karcinogeneze, budući da njihovo izlaganje proizvodi mnogo slobodni radikali, negativno utječući na sve procese u tijelu.
Osim toga, kada se koristi ultraljubičasto zračenje, rizik od oštećenja lanaca DNK je vrlo visok, a to već može dovesti do vrlo tragičnih posljedica i pojave takvih strašne bolesti, poput raka i drugih.

Znate li koji mogu biti korisni za ljude? Sve o takvim svojstvima, kao io svojstvima ultraljubičastog zračenja koja omogućuju njegovu upotrebu u različitim proizvodnim procesima, možete saznati iz našeg članka.

Imamo i recenziju. Pročitajte naš materijal i shvatit ćete sve glavne razlike između prirodnih i umjetnih izvora svjetlosti.

Glavni prirodni izvor ove vrste zračenja je je Sunce. A među umjetnim postoji nekoliko vrsta:

  • Lampe za eritem (izumljene još 60-ih, korištene uglavnom za nadoknadu nedostatka prirodnog ultraljubičastog zračenja. Na primjer, za prevenciju rahitisa kod djece, za ozračivanje mlađe generacije domaćih životinja, u foto kabinama)
  • Živino-kvarcne žarulje
  • Eksilampovi
  • Germicidne lampe
  • Fluorescentne svjetiljke
  • LED diode

Mnoge svjetiljke koje emitiraju u ultraljubičastom rasponu dizajnirane su za osvjetljavanje prostorija i drugih objekata, a princip njihovog rada povezan je s ultraljubičastim zračenjem, koje se pretvara u vidljivo svjetlo.

Metode za stvaranje ultraljubičastog zračenja:

  • Temperaturno zračenje (koristi se u žaruljama sa žarnom niti)
  • Zračenje koje stvaraju plinovi i metalne pare koje se kreću u električnom polju (koristi se u živinim i plinskim žaruljama)
  • Luminescencija (koristi se kod eritema, baktericidne lampe)

Korištenje ultraljubičastog zračenja zbog njegovih svojstava

Industrija proizvodi mnoge vrste svjetiljki za na razne načine Primjena ultraljubičastog zračenja:

  • Merkur
  • Vodik
  • Ksenon

Glavna svojstva UV zračenja koja određuju njegovu upotrebu:

  • Visoka kemijska aktivnost (pomaže ubrzati mnoge kemijske reakcije, kao i ubrzati biološke procese u tijelu):
    Pod utjecajem ultraljubičastog zračenja u koži se stvaraju vitamin D i serotonin, poboljšava se tonus i vitalne funkcije organizma.
  • Sposobnost ubijanja različitih mikroorganizama (baktericidno svojstvo):
    Korištenje ultraljubičastog baktericidnog zračenja pomaže dezinfekciji zraka, posebno na mjestima gdje se okuplja mnogo ljudi (bolnice, škole, visokoškolske ustanove, željezničke stanice, podzemne željeznice, velike trgovine).
    Dezinfekcija vode ultraljubičastim zračenjem također je vrlo tražena jer daje dobre rezultate. Ovakvim načinom pročišćavanja voda ne poprima neugodan miris i okus. Ovo je izvrsno za pročišćavanje vode u ribogojilištima i bazenima.
    Tijekom obrade često se koristi ultraljubičasta metoda dezinfekcije kirurški instrumenti.
  • Sposobnost izazivanja luminiscencije određenih tvari:
    Zahvaljujući tom svojstvu forenzičari otkrivaju tragove krvi na raznim predmetima. I također hvala posebna boja Moguće je otkriti označene novčanice koje se koriste u antikorupcijskim operacijama.

Primjena fotografije ultraljubičastog zračenja

Ispod su fotografije na temu članka "Korištenje ultraljubičastog zračenja". Kako biste otvorili fotogaleriju, samo kliknite na sličicu slike.

Ultraljubičasto zračenje je oblik optičkog zračenja koji nije vidljiv. ljudskom oku, koju karakterizira kraća duljina i veća energija fotona u usporedbi sa svjetlošću. Ultraljubičaste zrake pokrivaju spektar između vidljivog i rendgenskog zračenja, u rasponu valnih duljina 400-10 nm. U ovom slučaju područje zračenja u rasponu od 200-10 nm naziva se daleko ili vakuum, a područje u rasponu od 400-200 nm naziva se blizu.

UV izvori

1 Prirodni izvori (zvijezde, Sunce, itd.)

Samo dugovalni dio ultraljubičastog zračenja svemirskih tijela (290-400 nm) može doći do površine Zemlje. Istodobno, kratkovalno zračenje potpuno apsorbira kisik i druge tvari u atmosferi na visini od 30-200 km od površine zemlje. UV zračenje zvijezda u rasponu valnih duljina 90-20 nm gotovo se potpuno apsorbira.


2. Umjetni izvori

Zračenje krutih tijela zagrijanih na temperaturu od 3 tisuće Kelvina uključuje određeni udio UV zračenja, čiji intenzitet primjetno raste s porastom temperature.

Snažan izvor UV zračenja je plazma s izbojem u plinu.

U raznim industrijama (prehrambena, kemijska i druge industrije) i medicini koriste se plinske, ksenonske, živino-kvarcne i druge žarulje, čiji su cilindri izrađeni od prozirnih materijala - obično kvarca. Značajno UV zračenje emitiraju elektroni u akceleratoru i posebni laseri u ionima sličnim niklu.

Osnovna svojstva ultraljubičastog zračenja

Praktična upotreba ultraljubičasto zračenje nastaje zbog svojih osnovnih svojstava:

— značajna kemijska aktivnost (pomaže ubrzati protok kemijskih i bioloških procesa);

- baktericidni učinak;

- sposobnost izazivanja luminiscencije tvari - sjaj različitim bojama emitirane svjetlosti.

Proučavanje spektra emisije/apsorpcije/refleksije u UV području pomoću suvremene opreme omogućuje utvrđivanje elektroničke strukture atoma, molekula i iona.

UV spektri Sunca, zvijezda i raznih maglica omogućuju dobivanje pouzdanih informacija o procesima koji se odvijaju u tim objektima.

Ultraljubičasto svjetlo također može poremetiti i promijeniti kemijske veze u molekulama, zbog čega se mogu pojaviti različite reakcije (redukcija, oksidacija, polimerizacija itd.), Što služi kao osnova za takvu znanost kao što je fotokemija.

UV zračenje može uništiti bakterije i mikroorganizme. Stoga se ultraljubičaste svjetiljke naširoko koriste za dezinfekciju na prepunim mjestima ( medicinske ustanove, vrtići, metro, željezničke stanice itd.).

Određene doze UV ​​zračenja doprinose stvaranju vitamina D, serotonina i drugih tvari na površini ljudske kože koje utječu na tonus i aktivnost tijela. Pretjerano izlaganje ultraljubičastom zračenju dovodi do opeklina i ubrzava proces starenja kože.

Ultraljubičasto zračenje također se aktivno koristi u kulturnoj i zabavnoj sferi - za stvaranje niza jedinstvenih svjetlosnih efekata u diskotekama, pozornicama barova, kazalištima itd.

Opće karakteristike ultraljubičastog zračenja

Napomena 1

Otkriveno ultraljubičasto zračenje I.V. Ritter u $1842$ Naknadno su svojstva ovog zračenja i njegova primjena podvrgnuti najpažljivijoj analizi i proučavanju. Znanstvenici kao što su A. Becquerel, Warshawer, Danzig, Frank, Parfenov, Galanin i mnogi drugi dali su veliki doprinos ovom istraživanju.

Trenutno ultraljubičasto zračenješiroko se koristi u različitim područjima djelovanja. Ultraljubičasta aktivnost doseže svoj vrhunac u području visokih temperatura. Ova vrsta spektra pojavljuje se kada temperatura dosegne od $1500$ do $20000$ stupnjeva.

Uobičajeno, raspon zračenja podijeljen je u 2 područja:

  1. Blizu spektra, koji do Zemlje stiže od Sunca kroz atmosferu i ima valnu duljinu od $380$-$200$ nm;
  2. Daleki spektar apsorbiraju ozon, kisik iz zraka i drugi sastojci atmosfere. Ovaj spektar se može proučavati pomoću posebnih vakuumskih uređaja, zbog čega se i naziva vakuum. Njegova je valna duljina $200$-$2$ nm.

Ultraljubičasto zračenje mogu biti kratkodometne, dalekometne, ekstremne, srednje, vakuumske, a svaka vrsta ima svoja svojstva i nalazi svoju primjenu. Svaka vrsta ultraljubičastog zračenja ima svoju valnu duljinu, ali unutar gore navedenih granica.

Spektar ultraljubičastog sunčevog svjetla, koji doseže Zemljinu površinu, uzak je - $400$...$290$ nm. Ispostavilo se da Sunce ne emitira svjetlost valne duljine kraće od $290$ nm. Je li to istina ili nije? Odgovor na ovo pitanje pronašao je jedan Francuz A. Cornu, koji je utvrdio da ultraljubičaste zrake kraće od $295$ nm apsorbira ozon. Na temelju toga A. Cornu predložio da Sunce emitira kratkovalno ultraljubičasto zračenje. Molekule kisika pod njegovim utjecajem raspadaju se na pojedinačne atome i tvore molekule ozona. Ozon u gornjoj atmosferi pokriva planet zaštitni ekran.

Pretpostavka znanstvenika potvrđeno kada se čovjek uspio uzdići u gornje slojeve atmosfere. Visina Sunca iznad horizonta i količina ultraljubičastih zraka koje dopiru do Zemljine površine izravno su povezani. Kada se osvjetljenje promijeni za $20$%, količina ultraljubičastih zraka koje dolaze do površine smanjit će se za $20$ puta. Eksperimenti su pokazali da se za svakih $100$ m uspona intenzitet ultraljubičastog zračenja povećava za $3$-$4$%. U ekvatorijalnom području planeta, kada je Sunce u zenitu, zrake duljine $290$...$289$ nm dopiru do Zemljine površine. Zemljina površina iznad Arktičkog kruga prima zrake valne duljine $350$...$380$ nm.

Izvori ultraljubičastog zračenja

Ultraljubičasto zračenje ima svoje izvore:

  1. Prirodni izvori;
  2. Umjetni izvori;
  3. Laserski izvori.

Prirodni izvor ultraljubičaste zrake je njihov jedini koncentrator i emiter - ovo je naš Sunce. Nama najbliža zvijezda emitira snažan naboj valova koji mogu proći kroz ozonski omotač i doći do Zemljine površine. Brojna istraživanja omogućila su znanstvenicima da iznesu teoriju da je tek s pojavom ozonskog omotača život mogao nastati na planetu. Upravo taj sloj štiti sva živa bića od štetnog prekomjernog prodiranja ultraljubičastog zračenja. Sposobnost postojanja proteinskih molekula, nukleinskih kiselina i ATP-a postala je moguća upravo u tom razdoblju. Ozonski omotač obavlja vrlo važnu funkciju, u interakciji s masom UV-A, UV-B, UV-C, neutralizira ih i ne dopušta im da dopru do površine Zemlje. Ultraljubičasto zračenje koje dolazi do Zemljine površine ima raspon koji se kreće od 200$ do 400$ nm.

Koncentracija ultraljubičastog zračenja na Zemlji ovisi o nizu čimbenika:

  1. Prisutnost ozonskih rupa;
  2. Položaj teritorija (visina) iznad razine mora;
  3. Visina samog Sunca;
  4. Sposobnost atmosfere da raspršuje zrake;
  5. Reflektivnost podloge;
  6. Stanja oblačnih para.

Umjetni izvori Ultraljubičasto zračenje obično stvaraju ljudi. To mogu biti instrumenti, uređaji i tehnička sredstva koja su izradili ljudi. Stvoreni su za dobivanje željenog spektra svjetlosti s određenim parametrima valne duljine. Svrha njihovog stvaranja je da se rezultirajuće ultraljubičasto zračenje može korisno koristiti u različitim područjima djelovanja.

Izvori umjetnog podrijetla uključuju:

  1. Ima sposobnost aktiviranja sinteze vitamina D u ljudskoj koži lampe za eritem. Oni ne samo da štite od rahitisa, već i liječe ovu bolest;
  2. Posebna aparati za solarije, sprječavanje zimske depresije i davanje prekrasne prirodne preplanulosti;
  3. Koristi se u zatvorenim prostorima za suzbijanje insekata privlačne lampe. Ne predstavljaju nikakvu opasnost za ljude;
  4. Merkur-kvarcni uređaji;
  5. Eksilampovi;
  6. Luminescentni uređaji;
  7. Xenon svjetiljke;
  8. Uređaji za pražnjenje plina;
  9. Plazma visoke temperature;
  10. Sinkrotronsko zračenje u akceleratorima.

Umjetni izvori ultraljubičastog zračenja uključuju laseri, čiji se rad temelji na stvaranju inertnih i neinertnih plinova. To može biti dušik, argon, neon, ksenon, organski scintilatori, kristali. Trenutno postoji laser radeći za slobodni elektroni. Proizvodi duljinu ultraljubičastog zračenja koja je jednaka onoj opaženoj u uvjetima vakuuma. Ultraljubičasti laser se koristi u biotehnologiji, mikrobiološka istraživanja, masena spektrometrija itd.

Primjena ultraljubičastog zračenja

Ultraljubičasto zračenje ima karakteristike koje mu omogućuju upotrebu u raznim područjima.

UV karakteristike:

  1. Visoka razina kemijske aktivnosti;
  2. Baktericidni učinak;
  3. Sposobnost izazivanja luminiscencije, tj. sjaj razne tvari različite nijanse.

Na temelju toga ultraljubičasto zračenje može se široko koristiti, primjerice u spektrometrijskim analizama, astronomiji, medicini i dezinfekciji. piti vodu, analitička studija minerala, za uništavanje insekata, bakterija i virusa. Svako područje koristi drugu vrstu UV zračenja sa svojim spektrom i valnom duljinom.

Spektrometrija specijalizirao se za prepoznavanje spojeva i njihovog sastava prema njihovoj sposobnosti da apsorbiraju UV svjetlo određene valne duljine. Na temelju rezultata spektrometrije mogu se klasificirati spektri za svaku tvar, jer jedinstveni su. Uništavanje insekata temelji se na činjenici da njihove oči detektiraju kratkovalne spektre koji su nevidljivi ljudima. Insekti lete na ovaj izvor i bivaju uništeni. Posebna instalacije u solarijima izložiti ljudsko tijelo UV-A. Zbog toga se u koži aktivira proizvodnja melanina, što joj daje tamniju i ujednačeniju boju. Ovdje je, naravno, važno zaštititi osjetljiva područja i oči.

Lijek. Korištenje ultraljubičastog zračenja u ovom području također je povezano s uništavanjem živih organizama - bakterija i virusa.

Medicinske indikacije za ultraljubičasto liječenje:

  1. Trauma tkiva, kostiju;
  2. Upalni procesi;
  3. Opekline, ozebline, kožne bolesti;
  4. Akutna bolesti dišnog sustava, tuberkuloza, astma;
  5. Zarazne bolesti, neuralgija;
  6. Bolesti uha, nosa i grla;
  7. Rahitis i trofični želučani ulkusi;
  8. ateroskleroza, zatajenje bubrega i tako dalje.

Ovo nije cijeli popis bolesti za koje se koristi ultraljubičasto zračenje.

Napomena 2

Tako, ultraljubičasto pomaže liječnicima uštedjeti milijune ljudskih života i vratiti im zdravlje. Ultraljubičasto svjetlo također se koristi za dezinfekciju prostorija i sterilizaciju medicinskih instrumenata i radnih površina.

Analitički rad s mineralima. Ultraljubičasto zračenje uzrokuje luminiscenciju u tvarima, što omogućuje njegovu upotrebu za analizu kvalitativnog sastava minerala i vrijednih stijena. Drago, poludrago i ukrasno kamenje daje vrlo zanimljive rezultate. Kada su ozračeni katodnim valovima, daju nevjerojatne i jedinstvene nijanse. Plava boja topaza, na primjer, kada se zrači, ispada svijetlo zelena, smaragdno crvena, biseri svjetlucaju višebojnim bojama. Spektakl je nevjerojatan, fantastičan.