UVB

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発見

赤外線が発見されてすぐ、ドイツの物理学者ヨハン・ウィルヘルム・リッターが、スペクトルの反対側である、紫より短いスペクトルを探し始めた。1801年に、光に反応する銀の塩化物を使用して、紫の外側の目に見えない光を発見した。これは、化学光(chemical light)と呼ばれた。その頃、リッターを含めた科学者は、光は、「酸化発熱要素」(赤外線)、「照明要素」(可視光)、「水素化還元要素」(紫外線)の3つから構成されていると結論づけていた。スペクトルの他の領域との統合は1842年、マケドニオ・メローニ、アレクサンドレ・エドモンド、ベックーレルらの研究まで分からなかった。その間、紫外線は、「科学線放射(arctinic radiation)」とも呼ばれていた。


健康への影響

人間が、太陽の紫外線に長時間さらされると、皮膚免疫系へ急性もしくは慢性の疾患を引き起こす可能性がある。大気で除去されるUVCは、過去ほとんど注意が払われていなかったが、高エネルギーであるため、UVAやUVBよりはるかに危険である。例えば、UVCを使用する、池型滅菌装置などは、光源を池型滅菌装置の外でスイッチを入れると被曝の危険性が存在する。


皮膚

UVA,UVB,UVCは皮膚を形成するコラーゲン繊維にダメージを与え、皮膚の加齢を加速する。一般に、UVAは危険性が一番小さいが、皮膚の加齢、DNAへのダメージ、皮膚がんの可能性等に影響を及ぼす。UVAは、日焼けを引き起こすことはないが、UVBより深く皮膚の中に浸透し、SPFテストで測定することができない。

UVBは、皮膚がんを引き起こす。生物のDNAは吸収スペクトルが250nm近辺に存在しており、紫外線が照射されると、皮膚等の細胞中のDNAを構成する分子は励起される。このDNA分子の励起は、DNA螺旋を構成する「はしご」を切り離し、隣接する塩基で、チミン-チミン、シトシン-シトシン、ウラシル-ウラシル等の二量体を形成する。これの二量体は、通常生成することはなく、DNA配列の混乱、複製の中断、ギャップの生成、複製のミスを発生させる。これは、がん等の突然変異を引き起こす。 紫外線による突然変異は、バクテリアにおいて簡単に観察されることができる。これは、地球環境問題でオゾンホールオゾン層の破壊が懸念される理由の1つである。

紫外線照射に対する防御として、人間の体は茶色の色素メラニンを分泌し、日焼けすることにより、紫外線の平均レベル(人種により異なる)を下げようとする。この色素は紫外線の侵入を阻害し、より深い部分の皮膚組織へのダメージを減らす。また、市販の日焼け止めローション、クリームも紫外線の侵入を防ぐ[要出典]。これらの製品では、「SPF値」「PA」と呼ばれる紫外線防御効果が記載されている。

SPF値はSun Protection Factorの略で主に日焼けの原因であるUVBの遮断率を表している。SPF25の場合は、無対策の場合と比較して紫外線が1/25になり、SPF100は1/100になる。PAはProtection of UVAの略で、UVAの遮断に対する効果を表している。

PAは+(効果がある)、++(かなり効果がある)、+++(非常に効果がある)の3段階で表記される。PAがSPFと異なり、数値で表記されないのは、UVAのブロック率を評価する良い分析法が存在しないためである。


強度の強いUVBは目に対して危険で、紫外眼炎(電気性眼炎)や、白内障、翼状片と瞼裂斑形成になる可能性がある。

保護メガネは、紫外線(特に短波長の紫外線)にさらされる環境で働く場合や、その様な環境にいる場合には有効である。保護メガネで覆われていない横から目に入る紫外線を防止するために、高高度の登山家が使用するようなゴーグル状の完全に覆われた保護メガネを使用したほうが曝露に対するリスクが減少する。登山家は、大気による減衰が小さくなり、や氷による反射が存在することにより、通常より高いレベルの紫外線にさらされるため、そのような完全に覆われた保護メガネを使用している。

通常のメガネは、わずかの保護効果がある。ガラスはUVAに対して透明であるのに対し、プラスチックは通過率がガラスより低いため、プラスチックレンズは、ガラスのレンズより保護効果があり、材質(例えば、ポリカーボネート)によっては、ほとんどの紫外線が妨げる場合もある。ただし、いくら良いレンズによる保護措置を行ったとしても、レンズ以外の経路を経由した紫外線からは目を完全に守ることは出来ない。レンズ以外の経路を経由する光を確認するには、レンズの部分をアルミホイルのような不透明なもので覆って、明るい光のそばに立つことで確認することができる。ほとんどのコンタクトレンズは紫外線を吸収し網膜を保護する。


紫外線による利点

紫外線による利点は、皮膚におけるビタミンDの生成である。グラント(2002)は、UVB照射時間が短いことが、ビタミンDの欠乏を起こし、アメリカで何万もの死者が生じていると主張している。ビタミンD欠乏は、骨軟化症(くる病)を生じさせ、骨の痛みや、体重増加時には骨折などの症状を生じさせる。

他にも皮膚の疾患(例えば乾癬白斑)の治療において、紫外線の利用が可能である。これには、311nmの波長による紫外線が効果的である。また、精神病の治療に、精神賦活薬(PUVA療法)とともに、UVA、UVB紫外線が利用される場合がある。


利用紫外線による光の蛍光


ブラックライト

詳細はブラックライトを参照

紙幣や重要な証明書(例えば、クレジットカード運転免許証パスポート)には、偽造防止のため、紫外線照射時に見ることの出来るマークを含むものがある。ほとんどの国が発行しているパスポートは、紫外線感度の高い蛍光物質を含むインクで偽造防止の細い線が書かれている。

例えば、ウクライナのビザスタンプとステッカーは、通常の可視光の元の裸眼では見えないが、紫外線照射時に見ることの出来る大きくて詳細な紋章が書かれている。また、アメリカ合衆国により出されるパスポートは、最後のページのバーコードに沿って紫外線の感度の高い偽造防止の細い線が存在する。暗所で紫外線を照射することにより、これらのマークが光を発して浮き上がって見える。カラーコピーやプリンターではこれらを再現することができないので、偽造品を見分けることができる。


蛍光灯

詳細は蛍光灯を参照

蛍光灯は、低圧の水銀蒸気をイオン化することにより紫外線を作り出す。蛍光管の内側の蛍光物質は、紫外線を吸収しそれを可視光線に変える。

水銀蒸気の放射する紫外線はUVC領域であり、蛍光物質を塗布されていない水銀アーク灯からの放射を防備なしに皮膚や目に受けることは非常に危険である。


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出典: フリー百科事典『ウィキペディア(Wikipedia)
担当:Mamenoki