Ultrafialové záření
6. prosince začíná nová soutěž pro všechny editory naší encyklopedie !
Do pátku 11.1. si zde vytvořte uživatelský účet a udělejte alespoň 30 slušných editací.
Ze všech aktivních editorů vybereme 3 nejlepší (14.1.) a každý dostane špičkové ceny:
První a nejlepší editor dostane odměnu 600 Kč a status privilegovaného RCRedaktora.
Druhý editor dostane odměnu 300 Kč a status privilegovaného RCRedaktora.
Třetí editor dostane odměnu 200 Kč a status privilegovaného RCRedaktora.

Z Multimediaexpo.cz

Přejít na: navigace, hledání

Ultrafialové (zkratka UV, z anglického ultraviolet) záření je elektromagnetické záření s vlnovou délkou kratší než má viditelné světlo, avšak delší než má rentgenové záření. Pro člověka je neviditelné, existují však živočichové (ptáci, plazi, některý hmyz), kteří jej dokáží vnímat. Jeho přirozeným zdrojem je Slunce.

Snímek polární záře na Jupiteru, jak ji v ultrafialovém oboru spektra zaznamenal Hubbleův vesmírný dalekohled

Obsah

Původ označení

Nejtvrdší elektromagnetické záření viditelné člověkem je světlo fialové. UV záření se nachází za jeho hranicí (lat. ultra - za).

Objev

Ultrafialové záření objevil německý fyzik Johann Wilhelm Ritter v roce 1801. Pojmenoval ho „dezoxidační“ světlo. Nynější název dostal později v 19. století.

Souvislost s evolucí

Podle moderních modelů evoluce je vznik a evoluce prvotních proteinů a enzymů schopných reprodukce připisován právě existenci ultrafialového záření. To způsobuje, že sousední dvoušroubovicové páry thyminu v DNA se mohou spojit do kovalentní vazby a tím přerušit vlákno, které reproduktivní enzymy nedokáží zkopírovat. To během genetické replikace či syntézy proteinů vede k posunutí proti sobě orientovaných bází DNA, jehož konečným důsledkem je selhání přenosu genetické informace a smrt organizmu. První prokaryotické organizmy, které se přibližovaly hladině prehistorických oceánů – před tím, než byla zformována ozónová vrstva, blokující většinu ultrafialového záření – neustále hynuly. Těch několik málo přeživších si vytvořilo enzymy, které přepracovaly a rozbily thyminové kovalentní vazby (tzv. excision repair enzymes – enzymy opravující vynechání při spiralizaci). Mnoho enzymů a bílkovin, které se účastní moderní mitózy a meiózy, jsou extrémně podobné enzymům opravujících vynechání při spiralizaci a jsou považovány za potomky enzymů, které poprvé přestály působení ultrafialového záření.[1]

Rozdělení

Název Zkratka Vlnová délka v nanometrech
Blízké NUV 400 nm - 200 nm
UVA, dlouhovlnné, „černé světlo“ UVA 400 nm - 320 nm
UVB, středněvlnné UVB 320 nm - 280 nm
UVC, krátkovlnné, „dezinfekční“ UVC pod 280 nm
DUV, hluboké ultrafialové DUV pod 300 nm
Daleké, řídčeji „vzduchoprázdné“ (vacuum) FUV, VUV 200 nm - 10 nm
Extrémní nebo „hluboké“ EUV, XUV 31 nm - 1 nm

UV záření, jakožto oblast elektromagnetického spektra, se dělí na blízké ultrafialové záření o vlnové délce 400 – 200 nm) a daleké ultrafialové záření (200 – 10 nm), resp. energií fotonů mezi 3,1 a 250 eV. Rozdělení na spektrální oblasti (též „typy“) UVA, UVB a UVC je především z hlediska biologických účinků UV záření. Označení „vzduchoprázdné ultrafialové“ záření (v anglické literatuře vacuum ultraviolet, VUV) naráží na skutečnost, že tento typ záření je při dopadu na zemský povrch pohlcován vzduchem. Označení „hluboké ultrafialové“ záření (deep ultraviolet, DUV) je používáno ve fotolitografii a technologiích používající principu laseru.

UVA

Má vlnovou délky od 315 do 400 nm. Asi 99 % UV záření, které dopadne na zemský povrch je ze spektrální oblasti UVA.

UVB

Záření UVB má vlnovou délku v rozsahu od 280 do 315 nm. Je z převážné většiny absorbováno ozónem ve stratosféře, resp. ozónové vrstvě. Z typického slunečního záření 350 - 900 W/m², které dopadá na nejvyšší vrstvy atmosféry neproniká prakticky žádné UV záření s vlnovou délkou pod cca 295 nm; od této hranice se na zemský povrch dostává měkčí UV záření - záření UVA o vlnové délce 400 nm se na zem dostane 550 W/m² (z přibližně 1700 W/² z horních vrstev atmosféry). Jinými slovy lze říci, že ozón a kyslík propustí na povrch Země zhruba třetinu UV záření.[2] Záření UVB je zhoubné pro živé organizmy. Jeho energie je schopná rozkládat nebo narušovat bílkoviny nebo jiné životně důležité organické sloučeniny s vážnými následky pro metabolismus postihnutého jedince, nebo (je-li zasaženy DNA) vzniku rakoviny. Např. zvýšení intenzity UVB záření o každá 2 % může znamenat zvýšení výskytu rakoviny kůže o 3-6 %[3][4]. Kromě kůže má UVB největší dopad i na oči (potažmo zrak) - takto tvrdé záření dokáže poničit až zcela spálit tyčinky a čípky, gangliové buňky a nervová zakončení v rohovce (tzv. „sněžná slepota“). Větší dopad má na jednobuněčné organizmy, které dokáže zničit zcela (dokáže změnit molekuly nesoucí genetickou informaci v buněčném jádře na energeticky výhodnější, vyvolat poškození funkcí organel, ovlivnit osmotický tlak nebo spustit lyzi). Proniká i vodou, ale jen do hloubky několika metrů (kde je však soustředěna většina podvodních organizmů). UVB záření též negativně ovlivňuje vzrůst zelených rostlin, účinnost fotosyntézy, ale i třeba celkovou plochu jejich listů. U dvou třetin hospodářských plodin byl zjištěn úbytek zemědělské produkce v souvislosti se zvýšeným působením UVB záření (např. u sóji každé jedno procento zvýšení UVB odpovídalo procentuálnímu úbytku úrody[5]). Dlouhodobě zvýšené působení UVB záření by vyústilo v nepředvídatelné změny v morfologii biosféry (každý živočišný či rostlinný druh je na UV záření různě citlivý). Trend směřující k dominanci odolnějších druhů nad méně odolnějšími by odstartoval nesmírně složitou síť kauzuálních mezidruhových vztahů, jejichž důsledky není možné odhadnout).

UVC

Je nejtvrdší UV záření - jeho vlnová délka je nižší než 280 nm. Toto záření je jedním ze dvou způsobů vzniku ozónu - při dopadu na dvojatomární molekulu kyslíku jí toto záření dodá energii pro vznik ozónu, který je touto reakcí absorbován. Jinak řečeno, plynný kyslík je významný inhibitor dopadu UVC záření na zemský povrch. Záření UVC je prokazatelně zhoubné (karcinogenní) pro živé organizmy. Na rozdíl od UVB, které dokáže proniknout jen několika vrstvami buněk, je penetrace UVC pletivy a tkáněmi živých organismů poměrně větší.

EUV

Extrémní ultrafialové záření s vlnovými délkami nižšími než 31 nm se podílí na některých chemických procesech ionosféry, zejména její nejsvrchnější vrstvy (vrstvy F).

Využití

Zážeh výboje v ultrafialové dezinfekční lampě

Související články

Literatura

  • Meadowsová, D.H., Randers, J.: Překročení mezí, Argo, 1992
  • Pekárek, L, Šístek, P., Jelínek, L.,: Neionizující záření expozice a zdravotní rizika ,SZÚ 2006

Reference

  1. Margulis, Lynn a Sagan, Origins of Sex: Three Billion Years of Genetic Recombination, Yale University Press, Dorion, 1986
  2. UNEP, The Ozone Layer, UNEP/GEMS Library č. 2, Nairobi, 1987
  3. Rubin Russel Jones: Ozone Depletion and Cancer Risk, The Lancet, 1987, str. 443
  4. Medwin, M. Mintzis: Skin Cancer: The Price for a Depleted Ozone Layer, EPA, Journal, 1986
  5. Office of Air and Radiation, U.S. Environmental Protection Agency, Assessing the Risks of Trace Gases in the Earth's Atmosphere, svazek VIII, Washington DC, Government Printing Office, 1987