Ust-Kamenogorskin rakennusopisto

Fysiikan oppitunnin kehittäminen.

Aihe: "Infrapuna, ultravioletti, röntgensäteily"

Luennoitsija: O.N. Chirtsova

Ust-Kamenogorsk, 2014

Oppitunti aiheesta "Infrapuna, ultravioletti, röntgensäteet".

Tavoitteet:1) tietää mitä infrapuna-, ultravioletti- ja röntgensäteily on; osaa ratkaista loogisia ongelmia näiden käsitteiden soveltamisessa.

2) loogisen ajattelun, havainnoinnin, PMD:n (analyysi, synteesi, vertailu), käsitteen (sen leksisen merkityksen), puheen, OUUN:n (itsenäinen työskentely tietolähteen kanssa, taulukon rakentaminen) kehittäminen.

3) tieteellisen näkemyksen muodostuminen (tutkittavan aineiston käytännön merkitys, yhteys ammattiin), vastuullisuus, riippumattomuus, terveellisten elämäntapojen tarve, tuberkuloosistandardien noudattaminen ammatillisessa toiminnassa.

Oppitunnin tyyppi: uuden materiaalin oppiminen

Oppitunnin tyyppi: teoreettinen tutkimus

Laitteet: kannettavat tietokoneet, projektori, esitys, hitsaajan haalarit

Kirjallisuus: Krongart B.A. "Fysiikka-11", INTERNET-materiaalit

Tuntien aikana.

Opiskelijoiden järjestäminen luokkaa varten.

Valmistautuminen havainnointiin.

Kiinnitän opiskelijoiden huomion heidän edessään roikkuviin hitsaajan haalareihin, rakennan keskustelun seuraavista kysymyksistä:

1) Mistä materiaalista työvaatteet on valmistettu? (kumitettu kangas, mokka) Miksi näistä materiaaleista? (Johdatan opiskelijat vastaukseen "suojaus lämpö- (infrapuna) säteilyltä)"

2) Mihin maski on tarkoitettu? (UV-suoja).

3) Päätulos hitsaajan työssä? (sauman laatu) Miten hitsin laatua voidaan tutkia? (yksi menetelmistä on vikojen havaitseminen röntgenkuvassa) Diassa näytän kuvan x- sädeyksikkö ja selitä lyhyesti menetelmä.

Ilmoitan oppitunnin aiheen (kirjoitan vihkoon).

Oppilaat muotoilevat oppitunnin tarkoituksen.

Laitoin oppilaille tehtävät tunnille:

1) Tutustu säteilyn yleisiin ominaisuuksiin (sähkömagneettisen säteilyn asteikon sijainnin mukaan).

2) Tutustu kunkin säteilytyypin yleisiin ominaisuuksiin.

3) Tutki yksityiskohtaisesti jokainen säteilytyyppi.

Uuden materiaalin oppiminen.

1. Suoritamme oppitunnin ensimmäisen tehtävän - tutustumme säteilyn yleisiin ominaisuuksiin.

Dialla "Sähkömagneettisen säteilyn asteikko". Määritämme kunkin säteilytyypin sijainnin asteikolla, analysoimme sanojen "infrapuna", "ultravioletti", "röntgen" leksikaalista merkitystä. Tuen esimerkeillä.

1. Joten, olemme suorittaneet oppitunnin ensimmäisen tehtävän, siirrymme toiseen tehtävään - tutustumme kunkin säteilytyypin yleisiin ominaisuuksiin. (Näytän videoita kustakin säteilytyypistä. Katsomisen jälkeen rakennan lyhyen keskustelun videoiden sisällöstä).

   Joten siirrytään oppitunnin kolmanteen tehtävään - kunkin säteilytyypin tutkimiseen.

Opiskelija tekee itsenäisesti tutkimustyötä (digitaalista tietolähdettä käyttäen, täytä taulukko). Ilmoitan arviointikriteerit, säännöt. Neuvon ja selitän työn aikana esiin tulleet asiat.

Työn lopussa kuuntelemme kolmen opiskelijan vastauksia, käymme läpi vastaukset.

Ankkurointi.

Suullisesti ratkaisemme loogisia tehtäviä:

1. Miksi korkealla vuoristossa pitää käyttää tummia laseja?

2. Millaista säteilyä käytetään hedelmien ja vihannesten kuivaamiseen?

Miksi hitsaaja käyttää maskia hitsauksen aikana? suojapuku?

Miksi potilaalle annetaan bariumpuuroa ennen röntgentutkimusta?

Miksi radiologi (samoin kuin potilas) käyttää lyijyesiliinoita?

Hitsaajien ammattitauti on kaihi (silmän mykiön sameneminen). Mikä sen aiheuttaa? (pitkäaikainen lämpö-IR-säteily) Kuinka välttää?

Elektroftalmia on silmäsairaus (johon liittyy akuutti kipu, silmäkipu, kyynelvuoto, silmäluomien kouristukset). Tämän taudin syy? (UV-säteilyn toiminta). Kuinka välttää?

Heijastus.

Oppilaat vastaavat seuraaviin kysymyksiin kirjallisesti:

1. Mikä oli oppitunnin tarkoitus?

   Missä tutkittuja säteilytyyppejä käytetään?

   Mitä haittaa niistä voi olla?

   Missä oppitunnilla hankituista tiedoista on hyötyä ammatissasi?

Suullisesti keskustelemme vastauksista näihin kysymyksiin, arkit luovutetaan.

Kotitehtävät

Valmistele raportti IR-, UV- ja röntgensäteiden käytännön soveltamisesta (valinnainen).

Yhteenveto oppitunnista.

Oppilaat luovuttavat vihkot.

Ilmoitan oppitunnin arvosanat.

Moniste.

Infrapunasäteily.

Infrapunasäteily - sähkömagneettinen säteily, joka peittää spektrialueen näkyvän valon punaisen pään ja mikroaaltosäteilyn välillä.

Infrapunasäteilyssä olevien aineiden optiset ominaisuudet eroavat merkittävästi niiden ominaisuuksista näkyvässä säteilyssä. Esimerkiksi useiden senttimetrien vesikerros on läpäisemätön infrapunasäteilylle, jonka λ = 1 µm. Infrapunasäteily muodostaa suurimman osan säteilystähehkulamput, kaasupurkauslamput, noin 50% auringon säteilystä; joidenkin lasereiden lähettämä infrapunasäteily. Sen rekisteröimiseksi he käyttävät lämpö- ja valosähköisiä vastaanottimia sekä erityisiä valokuvamateriaaleja.

Koko infrapunasäteilyn alue on jaettu kolmeen osaan:

lyhytaaltoalue: λ = 0,74-2,5 um;

keskiaaltoalue: λ = 2,5-50 um;

pitkäaaltoalue: λ = 50-2000 µm.

Tämän alueen pitkän aallon reuna erotetaan joskus erilliseksi sähkömagneettisten aaltojen alueeksi - terahertsisäteilyksi (submillimetrisäteily).

Infrapunasäteilyä kutsutaan myös "lämpösäteilyksi", koska ihmisen iho havaitsee kuumennetuista esineistä tulevan infrapunasäteilyn lämmön tunteena. Tässä tapauksessa kehon lähettämät aallonpituudet riippuvat lämmityslämpötilasta: mitä korkeampi lämpötila, sitä lyhyempi aallonpituus ja sitä suurempi säteilyn intensiteetti. Täysin mustan kappaleen emissiospektri suhteellisen matalissa (jopa useiden tuhansien kelvinien) lämpötiloissa on pääosin tällä alueella. Infrapunasäteilyä säteilevät virittyneet atomit tai ionit.

Sovellus.

Pimeänäkölaite.

Tyhjiövaloelektroninen laite silmälle näkymätön (infrapuna-, ultravioletti- tai röntgenspektrissä) olevan kohteen kuvan muuntamiseen näkyväksi tai näkyvän kuvan kirkkauden parantamiseksi.

Termografia.

Infrapunatermografia, lämpökuva tai lämpövideo on tieteellinen menetelmä termogrammin saamiseksi - infrapunasäteissä olevan kuvan, joka näyttää kuvan lämpötilakenttien jakautumisesta. Lämpökamerat tai lämpökamerat havaitsevat säteilyn sähkömagneettisen spektrin infrapuna-alueella (noin 900-14000 nanometriä tai 0,9-14 µm) ja luovat tämän säteilyn perusteella kuvia, joiden avulla voit määrittää ylikuumentuneet tai alijäähtyneet paikat. Koska infrapunasäteilyä lähettävät kaikki kohteet, joilla on lämpötila, Planckin mustan kappaleen säteilyn kaavan mukaan termografia mahdollistaa ympäristön "näkemisen" näkyvän valon kanssa tai ilman. Kohteen lähettämän säteilyn määrä kasvaa sen lämpötilan noustessa, joten termografian avulla voimme nähdä lämpötilaerot. Kun katsomme lämpökameran läpi, lämpimät esineet näkyvät paremmin kuin ympäristön lämpötilaan jäähtyneet; ihmiset ja lämminveriset eläimet näkyvät paremmin ympäristössä sekä päivällä että yöllä. Tämän seurauksena termografian käytön edistäminen voidaan lukea armeijan ja turvallisuuspalvelujen ansioksi.

Infrapuna-asennus.

Infrapuna-kohdistuspää – kohdistuspää, joka toimii periaatteella kaapata siepatun kohteen lähettämät infrapuna-aallot. Se on optis-elektroninen laite, joka on suunniteltu tunnistamaan kohde ympäröivää taustaa vasten ja antamaan sieppaussignaalin automaattiseen tähtäyslaitteeseen (APU) sekä mittaamaan ja lähettämään signaalin näkölinjan kulmanopeudesta. autopilotti.

Infrapunalämmitin.

Lämmityslaite, joka luovuttaa lämpöä ympäristöön infrapunasäteilyn kautta. Arkielämässä sitä kutsutaan joskus epätarkasti heijastimeksi. Säteilyenergia imeytyy ympäröiviin pintoihin, muuttuen lämpöenergiaksi, lämmittää niitä, mikä puolestaan ​​luovuttaa lämpöä ilmaan. Tämä antaa merkittävän taloudellisen vaikutuksen verrattuna konvektiolämmitykseen, jossa lämpöä kuluu merkittävästi käyttämättömän katon lämmittämiseen. Lisäksi IR-lämmittimien avulla on mahdollista lämmittää paikallisesti vain niitä huoneen alueita, joissa se on tarpeen, lämmittämättä huoneen koko tilavuutta; infrapunalämmittimien lämpövaikutus tuntuu heti päälle kytkemisen jälkeen, jolloin vältetään huoneen esilämmitys. Nämä tekijät vähentävät energiakustannuksia.

Infrapuna tähtitiede.

Tähtitieteen ja astrofysiikan ala, joka tutkii infrapunasäteilyssä näkyviä avaruusobjekteja. Tässä tapauksessa infrapunasäteily tarkoittaa sähkömagneettisia aaltoja, joiden aallonpituus on 0,74 - 2000 mikronia. Infrapunasäteily on näkyvän säteilyn, jonka aallonpituus on 380-750 nanometriä, ja submillimetrisen säteilyn välissä.

Infrapunatähtitiede alkoi kehittyä 1830-luvulla, useita vuosikymmeniä William Herschelin infrapunasäteilyn löytämisen jälkeen. Aluksi edistyminen oli vähäistä, ja 1900-luvun alkuun asti infrapunasta ei löydetty tähtitieteellisiä esineitä auringon ja kuun ulkopuolella, mutta 1950- ja 1960-luvuilla radioastronomiassa tehtyjen löytöjen jälkeen tähtitieteilijät huomasivat suuren informaatiomäärän olemassaolo näkyvän alueen ulkopuolella.aallot. Siitä lähtien moderni infrapunatähtitiede on muodostunut.

infrapunaspektroskopia.

Infrapunaspektroskopia - spektroskopian haara, joka kattaa spektrin pitkän aallonpituusalueen (> 730 nm näkyvän valon punaisen rajan yli). Infrapunaspektrit syntyvät molekyylien värähtelevän (osittain pyörivän) liikkeen seurauksena, nimittäin molekyylien elektronisen perustilan värähtelytasojen välisten siirtymien seurauksena. IR-säteilyä absorboivat monet kaasut, lukuun ottamatta sellaisia ​​kuin O2, N2, H2, Cl2 ja yksiatomiset kaasut. Absorptio tapahtuu kullekin tietylle kaasulle ominaisella aallonpituudella, esimerkiksi CO:lla tämä on 4,7 mikronin aallonpituus.

Infrapuna-absorptiospektrien avulla voidaan määrittää erilaisten orgaanisten (ja epäorgaanisten) aineiden molekyylien rakenne suhteellisen lyhyillä molekyyleillä: antibiootit, entsyymit, alkaloidit, polymeerit, kompleksiyhdisteet jne. Erilaisten orgaanisten (ja epäorgaanisten) aineiden molekyylien värähtelyspektrit suhteellisen pitkillä molekyyleillä (proteiinit, rasvat, hiilihydraatit, DNA, RNA jne.) ovat terahertsialueella, joten näiden molekyylien rakenne voidaan määrittää käyttämällä radiotaajuusspektrometrejä terahertsialueella. IR-absorptiospektrien piikkien lukumäärän ja sijainnin perusteella voidaan päätellä aineen luonne (kvalitatiivinen analyysi) ja absorptiovyöhykkeiden intensiteetistä aineen määrä (kvantitatiivinen analyysi). Pääinstrumentteja ovat erilaiset infrapunaspektrometrit.

infrapunakanava.

Infrapunakanava on tiedonsiirtokanava, joka ei vaadi langallisia yhteyksiä toimiakseen. Tietotekniikassa sitä käytetään yleensä tietokoneiden liittämiseen oheislaitteilla (IrDA-liitäntä) Toisin kuin radiokanava, infrapunakanava on herkkä sähkömagneettisille häiriöille, mikä mahdollistaa sen käytön teollisissa olosuhteissa. Infrapunakanavan haittoja ovat vastaanottimien ja lähettimien korkeat kustannukset, jotka edellyttävät sähköisen signaalin muuntamista infrapunasignaaliksi ja päinvastoin, sekä alhaiset lähetysnopeudet (yleensä ei ylitä 5-10 Mbps, mutta käytettäessä infrapunalasereita , huomattavasti suuremmat nopeudet ovat mahdollisia). Lisäksi toimitettujen tietojen luottamuksellisuutta ei taata. Näkyvyysolosuhteissa infrapunakanava voi tarjota yhteyden useiden kilometrien etäisyyksille, mutta se sopii parhaiten samassa huoneessa olevien tietokoneiden yhdistämiseen, joissa huoneen seinistä tulevat heijastukset tarjoavat vakaan ja luotettavan yhteyden. Luonnollisin topologian tyyppi tässä on "väylä" (eli kaikki tilaajat vastaanottavat lähetetyn signaalin samanaikaisesti). On selvää, että niin monien puutteiden vuoksi infrapunakanavaa ei voitu käyttää laajasti.

Lääke

Infrapunasäteitä käytetään fysioterapiassa.

Kaukosäädin

Infrapunadiodeja ja valodiodeja käytetään laajalti kauko-ohjaimissa, automaatiojärjestelmissä, turvajärjestelmissä, joissakin matkapuhelimissa (infrapunaportti) jne. Infrapunasäteet eivät häiritse ihmisen huomion näkyvyyden vuoksi.

Mielenkiintoista on, että kodin kaukosäätimen infrapunasäteily on helppo tallentaa digitaalikameralla.

Maalattaessa

Infrapunasäteilyä käytetään teollisuudessa maalipintojen kuivaamiseen. Infrapunakuivausmenetelmällä on merkittäviä etuja verrattuna perinteiseen konvektiomenetelmään. Ensinnäkin tämä on tietysti taloudellinen vaikutus. Infrapunakuivauksen nopeus ja energiankulutus on pienempi kuin perinteisillä menetelmillä.

Ruoan sterilointi

Infrapunasäteilyn avulla ruokatuotteet steriloidaan desinfiointia varten.

Korroosionestoaine

Infrapunasäteitä käytetään estämään lakattujen pintojen korroosiota.

Ruokateollisuus

Elintarviketeollisuuden infrapunasäteilyn käytön ominaisuus on sähkömagneettisen aallon mahdollisuus tunkeutua sellaisiin kapillaarihuokoisiin tuotteisiin, kuten jyviin, viljoihin, jauhoihin jne. jopa 7 mm:n syvyyteen. Tämä arvo riippuu pinnan luonteesta, rakenteesta, materiaalin ominaisuuksista ja säteilyn taajuusvasteesta. Tietyn taajuusalueen sähkömagneettisella aallolla ei ole vain lämpöä, vaan myös biologista vaikutusta tuotteeseen, se auttaa nopeuttamaan biokemiallisia muutoksia biologisissa polymeereissä (tärkkelys, proteiini, lipidit). Kuljetinkuivauskuljettimia voidaan käyttää menestyksekkäästi viljan levittämiseen aitoissa ja jauhoteollisuudessa.

Lisäksi infrapunasäteilyä käytetään laajaltitilan lämmitys ja katutilat. Infrapunalämmittimiä käytetään lisä- tai päälämmityksen järjestämiseen tiloissa (talot, asunnot, toimistot jne.) sekä ulkotilojen paikallislämmitykseen (katukahvilat, huvimajat, verannat).

Haittana on huomattavasti suurempi lämmityksen epätasaisuus, mikä on täysin mahdotonta hyväksyä useissa teknisissä prosesseissa.

Rahan aitouden tarkistaminen

Infrapunasäteilijää käytetään rahantarkistuslaitteissa. Seteliin yhtenä turvaelementtinä kiinnitetyt erityiset metameeriset musteet näkyvät vain infrapuna-alueella. Infrapunavaluuttatunnistimet ovat virheettömimmät laitteet rahan aitouden tarkistamiseen. Infrapunatunnisteiden kiinnittäminen seteleihin, toisin kuin ultravioletti, on väärentäjille kallista ja siksi taloudellisesti kannattamatonta. Siksi setelitunnistimet, joissa on sisäänrakennettu IR-lähetin, ovat nykyään luotettavin suoja väärentämistä vastaan.

Terveysvaara!!!

Erittäin voimakas infrapunasäteily voi kuumissa paikoissa kuivata silmien limakalvoja. Se on vaarallisinta, kun säteilyyn ei liity näkyvää valoa. Tällaisissa tilanteissa on tarpeen käyttää erityisiä suojalaseja silmille.

Maa infrapunasäteilijänä

Maan pinta ja pilvet imevät auringosta näkyvää ja näkymätöntä säteilyä ja säteilevät suurimman osan energiasta infrapunasäteilyn muodossa takaisin ilmakehään. Tietyt ilmakehän aineet, pääasiassa vesipisarat ja vesihöyry, mutta myös hiilidioksidi, metaani, typpi, rikkiheksafluoridi ja kloorifluorihiilivedyt, absorboivat tätä infrapunasäteilyä ja säteilevät sitä uudelleen kaikkiin suuntiin, myös takaisin Maahan. Siten kasvihuoneilmiö pitää ilmakehän ja pinnan lämpimämpänä kuin jos ilmakehässä ei olisi infrapuna-absorboijia.

röntgensäteilyä

Röntgensäteilyä - sähkömagneettiset aallot, joiden fotonienergia on sähkömagneettisen aallon asteikolla ultraviolettisäteilyn ja gammasäteilyn välillä, mikä vastaa aallonpituuksia 10-2-102 Å (10-12-10-8 m)

Laboratoriolähteet

Röntgenputket

Röntgensäteet syntyvät varautuneiden hiukkasten voimakkaalla kiihtyvyydellä (bremsstrahlung) tai korkean energian siirtymillä atomien tai molekyylien elektronikuorissa. Molempia vaikutuksia käytetään röntgenputkissa. Tällaisten putkien päärakenneosat ovat metallikatodi ja anodi (aiemmin myös antikatodi). Röntgenputkissa katodista lähtevät elektronit kiihtyvät anodin ja katodin välisen sähköpotentiaalin eron vuoksi (röntgensäteitä ei lähetetä, koska kiihtyvyys on liian alhainen) ja osuvat anodiin, jossa ne hidastuvat äkillisesti. Tässä tapauksessa syntyy röntgensäteilyä bremsstrahlungin vuoksi ja elektronit lyövät samanaikaisesti ulos anodiatomien sisemmästä elektronikuoresta. Kuorten tyhjät tilat ovat muiden atomin elektronien käytössä. Tässä tapauksessa röntgensäteilyä emittoidaan anodimateriaalille ominaisella energiaspektrillä (ominainen säteily, taajuudet määräytyvät Moseleyn lain mukaan: missä Z on anodielementin atomiluku, A ja B ovat vakioita tietylle arvolle elektronikuoren pääkvanttiluvusta n). Tällä hetkellä anodit valmistetaan pääosin keramiikasta ja osa, johon elektronit osuvat, on molybdeenistä tai kuparista.

Crookes putki

Kiihtyvyys-hidastusprosessissa vain noin 1 % elektronin liike-energiasta menee röntgensäteisiin, 99 % energiasta muuttuu lämmöksi.

Hiukkaskiihdyttimet

Röntgensäteitä voidaan saada myös hiukkaskiihdyttimissä. Ns. synkrotronisäteilyä syntyy, kun magneettikentässä oleva hiukkassäde taittuu, minkä seurauksena ne kokevat kiihtyvyyttä niiden liikettä vastaan ​​kohtisuorassa suunnassa. Synkrotronisäteilyllä on jatkuva spektri, jolla on yläraja. Oikein valituilla parametreilla (magneettikentän suuruus ja hiukkasten energia) voidaan saada röntgensäteitä myös synkrotronisäteilyn spektrissä.

Biologinen vaikutus

Röntgensäteet ionisoivat. Se vaikuttaa elävien organismien kudoksiin ja voi aiheuttaa säteilytautia, säteilypalovammoja ja pahanlaatuisia kasvaimia. Tästä syystä röntgensäteiden kanssa työskenneltäessä on suoritettava suojatoimenpiteitä. Vaurioiden uskotaan olevan suoraan verrannollinen absorboituneeseen säteilyannokseen. Röntgensäteily on mutageeninen tekijä.

Rekisteröinti

Luminesenssiefekti. Röntgensäteet voivat aiheuttaa joidenkin aineiden hehkun (fluoresenssi). Tätä vaikutusta käytetään lääketieteellisessä diagnostiikassa fluoroskopiassa (kuvan tarkkailu fluoresoivalla näytöllä) ja röntgenkuvauksessa (radiografia). Lääketieteellisiä valokuvafilmejä käytetään yleensä yhdessä tehostavien näyttöjen kanssa, jotka sisältävät röntgenloisteaineita, jotka hehkuvat röntgensäteiden vaikutuksesta ja valaisevat valoherkkää valokuvaemulsiota. Menetelmää luonnollisen kokoisen kuvan saamiseksi kutsutaan röntgenkuvaksi. Fluorografialla kuva saadaan pienemmässä mittakaavassa. Luminesoiva aine (tuike) voidaan kytkeä optisesti elektroniseen valonilmaisimeen (valomonistinputki, fotodiodi jne.), tuloksena olevaa laitetta kutsutaan tuikeilmaisimeksi. Sen avulla voit rekisteröidä yksittäisiä fotoneja ja mitata niiden energiaa, koska tuikesalaman energia on verrannollinen absorboituneen fotonin energiaan.

valokuvausefekti. Röntgensäteet, kuten tavallinen valo, pystyvät valaisemaan valokuvaemulsion suoraan. Ilman fluoresoivaa kerrosta tämä vaatii kuitenkin 30-100-kertaisen altistuksen (eli annoksen). Tämän menetelmän (tunnetaan nimellä ruuduton radiografia) etuna on terävämmät kuvat.

Puolijohdeilmaisimissa röntgensäteet tuottavat elektroni-reikä-pareja sulkusuuntaan kytketyn diodin p-n-liitokseen. Tällöin kulkee pieni virta, jonka amplitudi on verrannollinen tulevan röntgensäteilyn energiaan ja intensiteettiin. Pulssitilassa on mahdollista rekisteröidä yksittäisiä röntgenfotoneja ja mitata niiden energiaa.

Yksittäisiä röntgenfotoneja voidaan rekisteröidä myös käyttämällä kaasutäytteisiä ionisoivan säteilyn ilmaisimia (Geiger-laskuri, suhteellinen kammio jne.).

Sovellus

Röntgensäteiden avulla on mahdollista "valaistaa" ihmiskehoa, jonka seurauksena on mahdollista saada kuva luista ja nykyaikaisilla instrumenteilla sisäelimistä (katso myösröntgenkuvaus ja fluoroskopia). Tässä hyödynnetään sitä tosiasiaa, että pääosin luissa olevan alkuaineen kalsium (Z=20) atomiluku on paljon suurempi kuin pehmytkudoksia muodostavien alkuaineiden eli vedyn (Z=1), hiilen (Z=6) atomiluvut. ), typpi (Z=7), happi (Z=8). Perinteisten laitteiden lisäksi, jotka antavat kaksiulotteisen projektion tutkittavasta kohteesta, on tietokonetomografeja, joiden avulla voit saada kolmiulotteisen kuvan sisäelimistä.

Tuotteiden (kiskot, hitsit jne.) vikojen havaitseminen röntgensäteillä on ns.röntgenvirheiden havaitseminen.

Materiaalitieteessä, kristallografiassa, kemiassa ja biokemiassa röntgensäteitä käytetään aineiden rakenteen selvittämiseen atomitasolla röntgendiffraktiosironnolla (röntgendiffraktioanalyysi). Kuuluisa esimerkki on DNA:n rakenteen määrittäminen.

Röntgensäteitä voidaan käyttää aineen kemiallisen koostumuksen määrittämiseen. Elektronisuihkumikroskoopissa (tai elektronimikroskoopissa) analysoitava aine säteilytetään elektroneilla, kun taas atomit ionisoituvat ja lähettävät ominaista röntgensäteilyä. Röntgensäteitä voidaan käyttää elektronien sijasta. Tätä analyysimenetelmää kutsutaanRöntgenfluoresenssianalyysi.

Lentokentät käyttävät aktiivisestiröntgentelevisiointroskoopit, jonka avulla voit tarkastella käsimatkatavaroiden ja matkatavaroiden sisältöä, jotta voit havaita visuaalisesti vaaralliset esineet näytön näytöltä.

Röntgenhoito- sädehoidon osa, joka kattaa röntgenputkessa 20-60 kV jännitteellä ja 3-7 cm:n polttovälillä ihon syntyvien röntgensäteiden terapeuttisen käytön teorian ja käytännön (lyhyen kantaman sädehoito) tai jännitteellä 180-400 kV ja ihon polttovälillä 30-150 cm (etäsädehoito). Röntgenhoitoa suoritetaan pääasiassa pinnallisesti sijaitseville kasvaimille ja joihinkin muihin sairauksiin, mukaan lukien ihosairaudet (ultrasoft röntgensäteet Buccasta).

luonnolliset röntgenkuvat

Maapallolla röntgenalueen sähkömagneettista säteilyä muodostuu atomien ionisoitumisen seurauksena radioaktiivisen hajoamisen aikana tapahtuvan säteilyn seurauksena, ydinreaktioiden aikana tapahtuvan gammasäteilyn Compton-vaikutuksen seurauksena sekä myös kosmisen säteilyn seurauksena. Radioaktiivinen hajoaminen johtaa myös suoraan röntgenkvanttien emissioon, jos se aiheuttaa hajoavan atomin elektronikuoren uudelleenjärjestelyn (esimerkiksi elektronien sieppauksen aikana). Muilla taivaankappaleilla esiintyvä röntgensäteily ei saavuta maan pintaa, koska ilmakehä absorboi sen kokonaan. Sitä tutkivat satelliittiröntgenteleskoopit, kuten Chandra ja XMM-Newton.

Yksi tärkeimmistä ainetta rikkomattoman testauksen menetelmistä on radiografinen kontrollimenetelmä (RK) -röntgenvirheiden havaitseminen. Tämän tyyppistä ohjausta käytetään laajalti teknisten putkien, metallirakenteiden, teknisten laitteiden, komposiittimateriaalien laadun tarkistamiseen eri teollisuudenaloilla ja rakennuskompleksissa. Röntgenohjausta käytetään nykyään aktiivisesti erilaisten hitsien ja liitosten vikojen havaitsemiseen. Radiografinen menetelmä hitsattujen liitosten testaamiseksi (tai vikojen havaitsemiseksi röntgensäteilyllä) suoritetaan standardin GOST 7512-86 vaatimusten mukaisesti.

Menetelmä perustuu materiaalien erilaiseen röntgensäteiden absorptioon, ja absorption aste riippuu suoraan alkuaineiden atomimäärästä ja tietyn materiaalin väliaineen tiheydestä. Vikojen, kuten halkeamien, vieraiden aineiden sulkeumien, kuonan ja huokosten esiintyminen johtaa siihen, että röntgensäteet vaimentuvat jossain määrin. Rekisteröimällä niiden intensiteetti röntgenohjauksella on mahdollista määrittää erilaisten materiaalien epähomogeenisuuksien esiintyminen ja sijainti.

Röntgenohjauksen pääominaisuudet:

Kyky havaita sellaiset viat, joita ei voida havaita millään muulla menetelmällä - esimerkiksi ei-juotteet, kuoret ja muut;

Mahdollisuus havaita vikojen tarkka paikantaminen, mikä mahdollistaa nopean korjaamisen;

Mahdollisuus arvioida hitsausvahvikepalojen kuperuuden ja koveruuden suuruutta.

UV-säteilyä

UV-säteily (ultraviolettisäteet, UV-säteily) - sähkömagneettinen säteily, joka kattaa spektrialueen näkyvän ja röntgensäteilyn välillä. UV-säteilyn aallonpituudet ovat 10-400 nm (7,5 1014-3 1016 Hz). Termi tulee lat. ultra - ylä-, taka- ja violetti. Puhekielessä voidaan käyttää myös nimeä "ultravioletti".

Vaikutus ihmisten terveyteen .

Ultraviolettisäteilyn biologiset vaikutukset kolmella spektrialueella ovat merkittävästi erilaisia, joten joskus biologit erottavat seuraavat alueet työssään tärkeimmiksi:

Lähes ultravioletti, UV-A-säteet (UVA, 315-400 nm)

UV-B-säteet (UVB, 280-315 nm)

Kauko-ultravioletti, UV-C-säteet (UVC, 100-280nm)

Otsoni absorboi lähes kaiken UVC:n ja noin 90 % UVB:n sekä vesihöyryn, hapen ja hiilidioksidin auringonvalon kulkiessa maan ilmakehän läpi. Ilmakehä absorboi UVA-alueen säteilyä melko heikosti. Siksi Maan pinnan saavuttava säteily sisältää suuren osan lähi-ultravioletti-UVA:ta ja pienen osan UVB:tä.

Hieman myöhemmin, teoksissa (O. G. Gazenko, Yu. E. Nefedov, E. A. Shepelev, S. N. Zaloguev, N. E. Panferova, I. V. Anisimova) osoitettu säteilyn spesifinen vaikutus vahvistettiin avaruuslääketieteessä. Ennaltaehkäisevä UV-säteily otettiin osaksi avaruuslentojen käytäntöä yhdessä ohjeiden (MU) 1989 "Ihmisten profylaktinen ultraviolettisäteilytys (käyttämällä keinotekoisia UV-säteilyn lähteitä)" kanssa. Molemmat asiakirjat ovat luotettava perusta UV-eston edelleen parantamiselle.

Vaikutus iholle

Ihon altistuminen ultraviolettisäteilylle, joka ylittää ihon luonnollisen ruskettumiskyvyn, johtaa palovammoihin.

Ultraviolettisäteily voi johtaa mutaatioiden muodostumiseen (ultraviolettimutageneesi). Mutaatioiden muodostuminen voi puolestaan ​​aiheuttaa ihosyöpää, ihomelanoomaa ja ennenaikaista ikääntymistä.

Toiminta silmissä

Keskiaaltoalueen (280-315 nm) ultraviolettisäteily on ihmissilmälle käytännössä huomaamatonta ja absorboituu pääasiassa sarveiskalvon epiteeliin, joka voimakkaalla säteilytyksellä aiheuttaa säteilyvaurioita - sarveiskalvon palovammoja (elektroftalmia). Tämä ilmenee lisääntyneenä kyynelten erittymisenä, valonarkuusena, sarveiskalvon epiteelin turvotuksena, blefarospasmina. Silmäkudosten voimakkaan reaktion seurauksena ultraviolettisäteilyyn ei vaikuta syviin kerroksiin (sarveiskalvon strooma), koska ihmiskeho eliminoi refleksiivisesti ultraviolettisäteilyn vaikutukset näköelimiin, vain epiteeli vaikuttaa. Epiteelin uudistumisen jälkeen näkö palautuu useimmissa tapauksissa kokonaan. Pehmeän pitkäaaltoisen ultraviolettisäteilyn (315-400 nm) verkkokalvo havaitsee heikkona violettina tai harmahtavansinisenä valona, ​​mutta linssi säilyttää sen lähes kokonaan, erityisesti keski-ikäisillä ja vanhuksilla. Potilaat, joille oli istutettu varhaiset keinolinssit, alkoivat nähdä ultraviolettivaloa; nykyaikaiset keinolinssien näytteet eivät päästä ultraviolettisäteilyä läpi. Lyhytaaltoinen ultravioletti (100-280 nm) voi tunkeutua verkkokalvolle. Koska lyhytaaltoiseen ultraviolettisäteilyyn liittyy yleensä muun alueen ultraviolettisäteily, jossa silmille altistuu voimakkaasti, sarveiskalvon palovamma (elektroftalmia) tapahtuu paljon aikaisemmin, mikä sulkee pois ultraviolettisäteilyn vaikutuksen verkkokalvoon yllä mainituista syistä. Kliinisessä oftalmologiassa pääasiallinen ultraviolettisäteilyn aiheuttama silmävauriotyyppi on sarveiskalvon palovammat (elektroftalmia).

Silmäsuoja

Silmien suojaamiseksi ultraviolettisäteilyn haitallisilta vaikutuksilta käytetään erityisiä suojalaseja, jotka estävät jopa 100% ultraviolettisäteilystä ja ovat läpinäkyviä näkyvässä spektrissä. Tällaisten lasien linssit on yleensä valmistettu erikoismuovista tai polykarbonaatista.

Monen tyyppiset piilolinssit tarjoavat myös 100 % UV-suojan (katso pakkauksen etiketti).

Ultraviolettisäteiden suodattimet ovat kiinteitä, nestemäisiä ja kaasumaisia. Esimerkiksi tavallinen lasi on läpinäkymätöntä arvolla λ< 320 нм; в более коротковолновой области прозрачны лишь специальные сорта стекол (до 300-230 нм), кварц прозрачен до 214 нм, флюорит - до 120 нм. Для еще более коротких волн нет подходящего по прозрачности материала для линз объектива и приходится применять отражательную оптику - вогнутые зеркала. Однако для столь короткого ультрафиолета непрозрачен уже и воздух, который заметно поглощает ультрафиолет, начиная с 180 нм.

UV-lähteet

luonnonjouset

Pääasiallinen ultraviolettisäteilyn lähde maan päällä on aurinko. UV-A:n ja UV-B:n säteilyn intensiteetin suhde, maan pinnan saavuttavien ultraviolettisäteiden kokonaismäärä, riippuu seuraavista tekijöistä:

ilmakehän otsonin pitoisuudesta maan pinnan yläpuolella (katso otsonireiät)

auringon korkeudelta horisontin yläpuolelle

merenpinnan yläpuolelta

ilmakehän dispersiosta

pilvipeitteestä

UV-säteiden heijastusasteesta pinnasta (vesi, maaperä)

Kaksi ultraviolettiloistelamppua, molemmat lamput lähettävät "pitkän aallonpituuden" (UV-A) aallonpituuksia 350-370 nm

DRL-lamppu ilman polttimoa on voimakas ultraviolettisäteilyn lähde. Vaarallinen silmille ja iholle käytön aikana.

keinotekoisia lähteitä

Keinotekoisten UV-säteilyn lähteiden luomisen ja parantamisen ansiosta, mikä tapahtui rinnakkain näkyvän valon sähköisten lähteiden kehittämisen kanssa, nykyään tarjotaan asiantuntijoita, jotka työskentelevät UV-säteilyn kanssa lääketieteessä, ennaltaehkäisy-, terveys- ja hygienialaitoksissa, maataloudessa jne. huomattavasti suuremmilla mahdollisuuksilla kuin käyttämällä luonnollista UV-säteilyä. UV-lamppujen kehitystä ja tuotantoa fotobiologisiin asennuksiin (UFBD) harjoittavat tällä hetkellä useat suuret sähkölamppuyhtiöt ja muut. Toisin kuin valaistuslähteet, UV-säteilyn lähteillä on pääsääntöisesti valikoiva spektri, joka on suunniteltu saavuttamaan suurin mahdollinen vaikutus tietyssä FB-prosessissa. Keinotekoisen UV IS:n luokitus käyttöalueiden mukaan, jotka määritetään vastaavien FB-prosessien toimintaspektreillä tietyillä UV-spektrialueilla:

Erythema-lamput kehitettiin viime vuosisadan 60-luvulla kompensoimaan luonnollisen säteilyn "UV-puutetta" ja erityisesti tehostamaan D3-vitamiinin fotokemiallista synteesiä ihmisen ihossa ("antirakiittivaikutus").

1970- ja 1980-luvuilla erythema LL:itä käytettiin lääketieteellisiä laitoksia lukuun ottamatta erityisissä "fotaria" (esim. kaivostyöläisille ja vuoristotyöläisille), erillisissä julkisissa ja teollisuusrakennuksissa pohjoisilla alueilla sekä myös nuorten tuotantoeläinten säteilytykseen. .

LE30-spektri eroaa radikaalisti auringon spektristä; alue B vastaa suurimman osan UV-alueen säteilystä, säteilystä, jonka aallonpituus on λ< 300нм, которое в естественных условиях вообще отсутствует, может достигать 20 % от общего УФ излучения. Обладая хорошим «антирахитным действием», излучение эритемных ламп с максимумом в диапазоне 305-315 нм оказывает одновременно сильное повреждающее воздействие на коньюктиву (слизистую оболочку глаза). Отметим, что в номенклатуре УФ ИИ фирмы Philips присутствуют ЛЛ типа TL12 с предельно близкими к ЛЭ30 спектральными характеристиками, которые наряду с более «жесткой» УФ ЛЛ типа TL01 используются в медицине для лечения фотодерматозов. Диапазон существующих УФ ИИ, которые используются в фототерапевтических установках, достаточно велик; наряду с указанными выше УФ ЛЛ, это лампы типа ДРТ или специальные МГЛ зарубежного производства, но с обязательной фильтрацией УФС излучения и ограничением доли УФВ либо путем легирования кварца, либо с помощью специальных светофильтров, входящих в комплект облучателя.

Keski- ja Pohjois-Euroopan maissa sekä Venäjällä käytetään laajalti "keinotekoisen solariumin" tyyppisiä UV DU:ita, jotka käyttävät UV LL:tä, jotka aiheuttavat melko nopean rusketuksen muodostumisen. "Rakitus" UV LL -spektrissä hallitsee "pehmeä" säteily UVA-vyöhykkeellä. UVB:n osuus on tiukasti säännelty, riippuu asennustyypistä ja ihotyypistä (Euroopassa on 4 ihmisihotyyppiä " kelttiläisestä "välimerelliseksi") ja se on 1-5 % UV-säteilyn kokonaismäärästä. LL rusketukseen on saatavana vakio- ja kompakteina versioina, joiden teho on 15 - 160 W ja pituus 30 - 180 cm.

Amerikkalainen psykiatri Alfred Levy kuvasi vuonna 1980 "talvi masennuksen" vaikutuksen, joka nykyään luokitellaan sairaudeksi ja josta käytetään lyhennettä SAD (Seasonal Affective Disorder - Seasonal Affective Disorder). Sairauteen liittyy riittämätön insolaatio, eli luonnonvaloa. Asiantuntijoiden mukaan noin 10-12% maailman väestöstä kärsii SAD-oireyhtymästä ja ensisijaisesti pohjoisen pallonpuoliskon maiden asukkaat. Yhdysvaltojen tiedot ovat tiedossa: New Yorkissa - 17%, Alaskassa - 28%, jopa Floridassa - 4%. Pohjoismaiden tiedot vaihtelevat 10-40 %.

Koska SAD on epäilemättä yksi "aurinkovian" ilmenemismuodoista, kiinnostuksen paluu niin kutsuttuihin "täyden spektrin" lamppuihin on väistämätöntä, mikä toistaa tarkasti luonnonvalon spektrin paitsi näkyvässä myös myös UV-alueella. Useat ulkomaiset yritykset ovat sisällyttäneet tuotevalikoimaansa täyden spektrin LL:itä, esimerkiksi Osram- ja Radium-yhtiöt valmistavat samanlaisia ​​UV-IR:itä teholla 18, 36 ja 58 W nimillä "Biolux" ja "Biosun". ", jonka spektriominaisuudet ovat käytännössä samat. Näillä lampuilla ei tietenkään ole "antirakiittista vaikutusta", mutta ne auttavat poistamaan useita haitallisia oireyhtymiä ihmisillä, jotka liittyvät huonoon terveyteen syys-talvikaudella, ja niitä voidaan käyttää myös ennaltaehkäiseviin tarkoituksiin oppilaitoksissa. , koulut, päiväkodit, yritykset ja laitokset kompensoimaan "kevyt nälänhätä". Samanaikaisesti on muistettava, että "täyden spektrin" LL:t verrattuna värillisiin LB valotehokkuuteen on noin 30 % pienempi, mikä väistämättä johtaa energia- ja pääomakustannusten nousuun valaistuksessa ja valaistuksessa. säteilytyksen asennus. Tällaiset asennukset on suunniteltava ja niitä on käytettävä standardin CTES 009/E:2002 "Lamppujen ja lamppujärjestelmien fotobiologinen turvallisuus" vaatimusten mukaisesti.

Erittäin järkevä sovellus löydettiin UFLL:lle, jonka emissiospektri on sama kuin joidenkin lentävien tuhohyönteisten (kärpäset, hyttyset, koit jne.) fototaksinen toimintaspektri, jotka voivat olla sairauksien ja infektioiden kantajia, johtaa pilaantumista. tuotteista ja tuotteista.

Näitä UV LL:itä käytetään houkuttelevina lampuina erityisissä valoloukuissa, jotka asennetaan kahviloihin, ravintoloihin, elintarviketeollisuuteen, karja- ja siipikarjatiloihin, vaatevarastoihin jne.

Elohopea-kvartsilamppu

Loistelamput "päivänvalo" (joissa on pieni UV-komponentti elohopeaspektristä)

Excilamp

Valodiodi

Sähkökaariionisaatioprosessi (erityisesti metallien hitsausprosessi)

Laserlähteet

Ultraviolettialueella toimii useita lasereita. Laser mahdollistaa korkean intensiteetin koherentin säteilyn saamisen. Ultraviolettialue on kuitenkin vaikea lasertuotantoon, joten täällä ei ole yhtä tehokkaita lähteitä kuin näkyvällä ja infrapuna-alueella. Ultraviolettilaserit löytävät sovelluksensa massaspektrometriassa, lasermikrodissektiossa, biotekniikassa ja muussa tieteellisessä tutkimuksessa, silmän mikrokirurgiassa (LASIK) laserablaatiossa.

Aktiivisena väliaineena ultraviolettilasereissa voidaan käyttää joko kaasuja (esim. argonlaseria, typpilaseria, eksimeerilaseria jne.), kondensoituja inerttejä kaasuja, erikoiskiteitä, orgaanisia tuikeaineita tai aaltoputkessa eteneviä vapaita elektroneja. .

On myös ultraviolettilasereita, jotka käyttävät epälineaarisen optiikan vaikutuksia tuottamaan toisen tai kolmannen harmonisen ultraviolettialueella.

Vuonna 2010 esiteltiin ensimmäistä kertaa vapaiden elektronien laser, joka synnytti koherentteja fotoneja, joiden energia on 10 eV (vastaava aallonpituus on 124 nm), eli tyhjiö-ultraviolettialueella.

Polymeerien ja väriaineiden hajoaminen

Monet kuluttajatuotteissa käytetyt polymeerit hajoavat joutuessaan alttiiksi UV-valolle. Hajoamisen estämiseksi tällaisiin polymeereihin lisätään erityisiä UV-säteilyä absorboivia aineita, mikä on erityisen tärkeää, kun tuote on alttiina suoralle auringonvalolle. Ongelma ilmenee värin katoamisessa, pinnan tummumisessa, halkeilussa ja joskus itse tuotteen täydellisessä tuhoutumisessa. Tuhoamisnopeus kasvaa altistumisajan ja auringonvalon voimakkuuden kasvaessa.

Kuvattu vaikutus tunnetaan UV-ikääntymisenä ja se on yksi polymeerin ikääntymisen lajikkeista. Herkkiä polymeerejä ovat kestomuovit, kuten polypropeeni, polyeteeni, polymetyylimetakrylaatti (orgaaninen lasi) sekä erikoiskuidut, kuten aramidikuitu. UV-absorptio johtaa polymeeriketjun tuhoutumiseen ja lujuuden menettämiseen useissa rakenteen kohdissa. UV:n vaikutusta polymeereihin käytetään nanoteknologiassa, transplantaatiossa, röntgenlitografiassa ja muilla aloilla polymeerien pinnan ominaisuuksien (karheus, hydrofobisuus) muokkaamiseen. Esimerkiksi tyhjiöultravioletin (VUV) tasoittava vaikutus polymetyylimetakrylaatin pintaan tunnetaan.

Soveltamisala

Musta valo

VISA-luottokorteille näkyy UV-valossa nouseva kyyhkynen

Musta valolamppu on lamppu, joka säteilee pääasiassa spektrin pitkän aallonpituuden ultraviolettialueella (UVA-alue) ja tuottaa hyvin vähän näkyvää valoa.

Asiakirjojen suojaamiseksi väärentämiseltä ne on usein varustettu UV-tarroilla, jotka näkyvät vain UV-valossa. Useimmat passit ja eri maiden setelit sisältävät turvaelementtejä maalin tai langan muodossa, jotka hehkuvat ultraviolettivalossa.

Mustien valolamppujen ultraviolettisäteily on melko lievää ja sillä on vähiten haitallisia vaikutuksia ihmisten terveyteen. Kuitenkin käytettäessä näitä lamppuja pimeässä huoneessa on vaara, joka liittyy nimenomaan merkityksettömään säteilyyn näkyvässä spektrissä. Tämä johtuu siitä, että pimeässä pupilli laajenee ja suhteellisen suuri osa säteilystä pääsee vapaasti verkkokalvolle.

Sterilointi ultraviolettisäteilyllä

Ilman ja pintojen desinfiointi

Kvartsilamppu, jota käytetään sterilointiin laboratoriossa

Ultraviolettilamppuja käytetään veden, ilman ja erilaisten pintojen sterilointiin (desinfiointiin) kaikilla ihmisen toiminnan aloilla. Yleisimmissä matalapainelampuissa lähes koko emissiospektri putoaa aallonpituudella 253,7 nm, mikä on hyvin sopusoinnussa bakterisidisen tehokäyrän huipun (eli DNA-molekyylien ultraviolettivalon absorption tehokkuuden) kanssa. . Tämä huippu sijaitsee 253,7 nm:n aallonpituudella, jolla on suurin vaikutus DNA:han, mutta luonnolliset aineet (esim. vesi) hidastavat UV:n tunkeutumista.

Bakteereja tappava UV-säteily näillä aallonpituuksilla aiheuttaa tymiinin dimerisoitumista DNA-molekyyleissä. Tällaisten muutosten kertyminen mikro-organismien DNA:han johtaa niiden lisääntymisen hidastumiseen ja sukupuuttoon. Bakteereja tappavia ultraviolettilamppuja käytetään pääasiassa laitteissa, kuten bakteereja tappavissa säteilyttimissä ja bakteereja tappavissa kierrätyslaitteissa.

Veden, ilman ja pintojen ultraviolettikäsittelyllä ei ole pitkäaikaista vaikutusta. Tämän ominaisuuden etuna on, että haitalliset vaikutukset ihmisiin ja eläimiin on suljettu pois. Jätevesien UV-käsittelyssä päästöt eivät vaikuta vesistöjen kasvistoon, kuten esimerkiksi kloorilla käsitellyn veden päästöt, jotka tuhoavat elämää vielä pitkään käytön jälkeen puhdistamolla.

Ultraviolettilamppuja, joilla on bakterisidinen vaikutus jokapäiväisessä elämässä, kutsutaan usein yksinkertaisesti bakterisidisiksi lampuiksi. Kvartsilampuilla on myös bakterisidinen vaikutus, mutta niiden nimi ei johdu toiminnan vaikutuksesta, kuten bakterisidisissa lampuissa, vaan se liittyy lampun polttimomateriaaliin - kvartsilasiin.

Juomaveden desinfiointi

Veden desinfiointi suoritetaan kloorausmenetelmällä yhdessä otsonoinnin tai ultraviolettisäteilyn (UV) desinfioinnin kanssa. Ultravioletti (UV) desinfiointi on turvallinen, taloudellinen ja tehokas desinfiointimenetelmä. Otsonoinnilla tai ultraviolettisäteilyllä ei ole bakteereja tappavaa jälkivaikutusta, joten niitä ei saa käyttää itsenäisenä veden desinfiointikeinona juomaveden valmistuksessa, uima-altaissa. Lisädesinfiointimenetelminä käytetään otsonointia ja ultraviolettidesinfiointia, jotka yhdessä kloorauksen kanssa lisäävät kloorauksen tehokkuutta ja vähentävät lisättyjen klooria sisältävien reagenssien määrää.

UV-säteilyn toimintaperiaate. UV-desinfiointi suoritetaan säteilyttämällä mikro-organismeja vedessä tietyn intensiteetin UV-säteilyllä (riittävä aallonpituus mikro-organismien täydelliseen tuhoutumiseen on 260,5 nm) tietyn ajan. Tällaisen säteilytyksen seurauksena mikro-organismit kuolevat "mikrobiologisesti", koska ne menettävät lisääntymiskykynsä. UV-säteily noin 254 nm aallonpituusalueella tunkeutuu hyvin veden ja vesivälitteisen mikro-organismin soluseinän läpi ja absorboituu mikro-organismien DNA:han aiheuttaen vaurioita sen rakenteelle. Tämän seurauksena mikro-organismien lisääntymisprosessi pysähtyy. On huomattava, että tämä mekanismi ulottuu minkä tahansa organismin eläviin soluihin kokonaisuutena, ja juuri tämä aiheuttaa kovan ultraviolettisäteilyn vaaran.

Vaikka UV-käsittely on veden desinfioinnin tehokkuudeltaan useita kertoja huonompi kuin otsonointi, UV-säteilyn käyttö on nykyään yksi tehokkaimmista ja turvallisimmista veden desinfiointimenetelmistä tapauksissa, joissa käsitellyn veden tilavuus on pieni.

Tällä hetkellä kehitysmaissa, puhtaan juomaveden puutteesta kärsivillä alueilla, otetaan käyttöön veden desinfiointimenetelmä auringonvalolla (SODIS), jossa auringonsäteilyn ultraviolettikomponentilla on päärooli veden puhdistamisessa mikro-organismeista.

Kemiallinen analyysi

UV-spektrometria

UV-spektrofotometria perustuu aineen säteilyttämiseen monokromaattisella UV-säteilyllä, jonka aallonpituus muuttuu ajan myötä. Aine absorboi UV-säteilyä eri aallonpituuksilla vaihtelevassa määrin. Kaavio, jonka y-akselille on piirretty lähetetyn tai heijastuneen säteilyn määrä ja abskissalla - aallonpituus, muodostaa spektrin. Spektrit ovat kullekin aineelle yksilölliset, ja tämä on perusta seoksen yksittäisten aineiden tunnistamiselle sekä niiden kvantitatiiviselle mittaukselle.

Mineraalianalyysi

Monet mineraalit sisältävät aineita, jotka ultraviolettisäteilyllä valaistuna alkavat säteillä näkyvää valoa. Jokainen epäpuhtaus hehkuu omalla tavallaan, mikä mahdollistaa tietyn mineraalin koostumuksen määrittämisen hehkun luonteen perusteella. A. A. Malakhov kirjassaan "Interesting about Geology" (M., "Molodaya Gvardiya", 1969. 240 s) puhuu tästä seuraavasti: "Mineraalien epätavallinen hehku aiheutuu katodista, ultraviolettisäteilystä ja röntgensäteistä. Kuolleen kiven maailmassa syttyvät ja loistavat kirkkaimmin ne mineraalit, jotka ultraviolettivalon vyöhykkeelle pudonneet kertovat kiven koostumukseen sisältyvistä pienimmistä uraanin tai mangaanin epäpuhtauksista. Myös monet muut mineraalit, jotka eivät sisällä epäpuhtauksia, välähtävät oudolla "epämaallisella" värillä. Vietin koko päivän laboratoriossa, jossa katselin mineraalien luminesoivaa hehkua. Tavallinen väritön kalsiitti, joka värjäytyy ihmeellisesti eri valonlähteiden vaikutuksesta. Katodisäteet tekivät kristallista rubiininpunaisen, ultraviolettivalossa se valaisi karmiininpunaisia ​​sävyjä. Kaksi mineraalia - fluoriitti ja zirkoni - eivät eronneet röntgensäteissä. Molemmat olivat vihreitä. Mutta heti kun katodivalo sytytettiin, fluoriitti muuttui violetiksi ja zirkoni sitruunankeltaiseksi." (s. 11).

Laadullinen kromatografinen analyysi

TLC:llä saatuja kromatogrammeja tarkastellaan usein ultraviolettivalossa, mikä mahdollistaa useiden orgaanisten aineiden tunnistamisen luminesenssin värin ja retentioindeksin perusteella.

Hyönteisten pyydystäminen

Ultraviolettisäteilyä käytetään usein pyydtäessä hyönteisiä valossa (usein yhdessä spektrin näkyvässä osassa säteilevien lamppujen kanssa). Tämä johtuu siitä, että useimmissa hyönteisissä näkyvä alue on siirtynyt ihmisen näkökykyyn verrattuna spektrin lyhyen aallonpituuden osaan: hyönteiset eivät näe sitä, mitä ihminen kokee punaiseksi, mutta he näkevät pehmeän ultraviolettivalon. Ehkä siksi argonissa hitsattaessa (avokaarella) kärpäsiä paistetaan (lentää valoon ja siellä lämpötila on 7000 astetta)!

Maan ilmakehän sisältämä happi, auringonvalo ja vesi ovat tärkeimmät olosuhteet, jotka edistävät elämän jatkumista planeetalla. Tutkijat ovat jo pitkään osoittaneet, että auringon säteilyn intensiteetti ja spektri avaruudessa vallitsevassa tyhjiössä pysyvät ennallaan.

Maapallolla sen vaikutuksen voimakkuus, jota kutsumme ultraviolettisäteilyksi, riippuu monista tekijöistä. Niistä: vuodenaika, merenpinnan yläpuolella olevan alueen maantieteellinen sijainti, otsonikerroksen paksuus, pilvisyys sekä teollisuuden ja luonnon epäpuhtauksien pitoisuus ilmamassoissa.

Ultraviolettisäteilyltä

Auringonvalo tavoittaa meidät kahdella eri alueella. Ihmissilmä voi erottaa niistä vain yhden. Ultraviolettisäteet ovat ihmisille näkymättömissä spektrissä. Mitä ne ovat? Se ei ole muuta kuin sähkömagneettisia aaltoja. Ultraviolettisäteilyn pituus on 7-14 nm. Tällaiset aallot kuljettavat valtavia lämpöenergiavirtoja planeetallemme, minkä vuoksi niitä kutsutaan usein lämpöaaltoiksi.

Ultraviolettisäteilyllä on tapana ymmärtää laaja spektri, joka koostuu sähkömagneettisista aalloista, joiden alue on ehdollisesti jaettu kauko- ja lähisäteisiin. Ensimmäisiä niistä pidetään tyhjiöinä. Ne imeytyvät täysin yläilmakehään. Maan olosuhteissa niiden syntyminen on mahdollista vain tyhjiökammioiden olosuhteissa.

Mitä tulee lähellä ultraviolettisäteisiin, ne on jaettu kolmeen alaryhmään, jotka luokitellaan alueen mukaan seuraavasti:

Pitkä, 400 - 315 nanometriä;

Keskikokoinen - 315 - 280 nanometriä;

Lyhyt - 280 - 100 nanometriä.

Mittauslaitteet

Kuinka ihminen määrittää ultraviolettisäteilyn? Tähän mennessä on olemassa monia erikoislaitteita, jotka on suunniteltu paitsi ammattikäyttöön myös kotikäyttöön. Ne mittaavat vastaanotetun UV-säteilyn intensiteetin ja taajuuden sekä suuruuden. Tulosten avulla voimme arvioida niiden mahdollisia haittoja keholle.

UV-lähteet

Pääasiallinen UV-säteiden "toimittaja" planeetallamme on tietysti aurinko. Tähän mennessä ihminen on kuitenkin keksinyt keinotekoisia ultraviolettisäteilyn lähteitä, jotka ovat erityisiä lamppulaitteita. Heidän keskuudessaan:

Korkeapaineelohopea-kvartsilamppu, joka pystyy toimimaan yleisellä alueella 100-400 nm;

Fluoresoiva vitaalilamppu, joka tuottaa aallonpituuksia 280-380 nm, sen säteilyn maksimihuippu on välillä 310-320 nm;

Otsonittomat ja otsonia tuhoavat lamput, jotka tuottavat ultraviolettisäteitä, joista 80 % on 185 nm pitkiä.

UV-säteiden edut

Auringosta tulevan luonnollisen ultraviolettisäteilyn tapaan erikoislaitteiden tuottama valo vaikuttaa kasvien ja elävien organismien soluihin ja muuttaa niiden kemiallista rakennetta. Nykyään tutkijat tietävät vain muutaman bakteerilajikkeen, jotka voivat olla olemassa ilman näitä säteitä. Loput organismit kuolevat taatusti olosuhteissa, joissa ei ole ultraviolettisäteilyä.

UV-säteet voivat vaikuttaa merkittävästi meneillään oleviin aineenvaihduntaprosesseihin. Ne lisäävät serotoniinin ja melatoniinin synteesiä, millä on positiivinen vaikutus keskushermoston työhön sekä hormonitoimintaan. Ultraviolettivalon vaikutuksesta D-vitamiinin tuotanto aktivoituu, ja tämä on tärkein komponentti, joka edistää kalsiumin imeytymistä ja estää osteoporoosin ja riisitautien kehittymistä.

UV-säteiden haitat

Ankara ultraviolettisäteily, joka on haitallista eläville organismeille, ei päästä stratosfäärin otsonikerrosten ulottumaan Maahan. Kuitenkin keskialueen säteet, jotka saavuttavat planeettamme pinnan, voivat aiheuttaa:

Ultravioletti eryteema - vakava ihon palovamma;

Kaihi - silmän linssin sameus, joka johtaa sokeuteen;

Melanooma on ihosyöpä.

Lisäksi ultraviolettisäteillä voi olla mutageeninen vaikutus, ne voivat aiheuttaa immuunivoimien toimintahäiriöitä, mikä aiheuttaa onkologisia patologioita.

Ihovaurio

Ultraviolettisäteet aiheuttavat joskus:

1. Akuutit ihovauriot. Niiden esiintymistä helpottavat suuret auringonsäteilyannokset, jotka sisältävät keskialueen säteitä. Ne vaikuttavat ihoon lyhyen aikaa aiheuttaen punoitusta ja akuuttia fotodermatoosia.
2. Viivästynyt ihovaurio. Se ilmenee pitkäaikaisen altistuksen jälkeen pitkäaaltoisille UV-säteille. Näitä ovat krooninen valodermatiitti, aurinkogeroderma, ihon valovanheneminen, kasvainten esiintyminen, ultraviolettimutageneesi, tyvisolu- ja levyepiteelisyöpä. Tämä luettelo sisältää myös herpes.

Sekä akuutteja että viivästyneitä vaurioita aiheuttaa joskus liiallinen altistuminen keinotekoiselle auringonotolle sekä käynnit solariumissa, joissa käytetään ei-sertifioituja laitteita tai joissa UV-lamppuja ei ole kalibroitu.

Ihonsuojaus

Ihmiskeho pystyy selviytymään ultraviolettisäteilystä omin päin vain rajoitetulla määrällä auringonottoa. Tosiasia on, että yli 20 % tällaisista säteistä voi viivyttää tervettä orvaskettä. Tähän mennessä suojaaminen ultraviolettisäteilyltä pahanlaatuisten kasvainten esiintymisen välttämiseksi edellyttää:

Auringossa vietetyn ajan rajoittaminen, mikä on erityisen tärkeää kesäisin keskipäivän tunteina;

kevyiden, mutta samalla suljettujen vaatteiden käyttäminen;

Valikoima tehokkaita aurinkosuojatuotteita.

Ultraviolettivalon bakterisidisten ominaisuuksien käyttö

UV-säteet voivat tappaa sieniä sekä muita esineillä, seinäpinnoilla, lattioissa, katossa ja ilmassa olevia mikrobeja. Lääketieteessä näitä ultraviolettisäteilyn bakterisidisiä ominaisuuksia käytetään laajalti, ja niiden käyttö on tarkoituksenmukaista. Erikoislamput, jotka tuottavat UV-säteitä, varmistavat leikkaus- ja käsittelyhuoneiden steriiliyden. Lääkärit eivät kuitenkaan käytä bakterisidista ultraviolettisäteilyä vain erilaisten sairaalainfektioiden torjumiseen, vaan myös yhtenä menetelmänä monien sairauksien poistamiseksi.

Valohoito

Ultraviolettisäteilyn käyttö lääketieteessä on yksi menetelmistä päästä eroon erilaisista sairauksista. Tällaisen hoidon aikana syntyy UV-säteiden annosteltu vaikutus potilaan kehoon. Samaan aikaan ultraviolettisäteilyn käyttö lääketieteessä näihin tarkoituksiin tulee mahdolliseksi erityisten valohoitolamppujen käytön ansiosta.

Samanlainen toimenpide suoritetaan ihon, nivelten, hengityselinten, ääreishermoston ja naisten sukupuolielinten sairauksien poistamiseksi. Ultraviolettivaloa määrätään nopeuttamaan haavojen paranemisprosessia ja estämään riisitautia.

Erityisen tehokasta on ultraviolettisäteilyn käyttö psoriaasin, ihottuman, vitiligon, joidenkin ihottumien, kutina, porfyria ja kutina hoidossa. On syytä huomata, että tämä toimenpide ei vaadi anestesiaa eikä aiheuta epämukavuutta potilaalle.

Ultraviolettisäteilyä tuottavan lampun käyttö mahdollistaa hyvän tuloksen sellaisten potilaiden hoidossa, joille on tehty vakavia märkiviä leikkauksia. Tässä tapauksessa näiden aaltojen bakterisidinen ominaisuus auttaa myös potilaita.

UV-säteiden käyttö kosmetologiassa

Infrapuna-aaltoja käytetään aktiivisesti ihmisten kauneuden ja terveyden ylläpitämisessä. Siten ultraviolettibakteerin tappavan säteilyn käyttö on välttämätöntä erilaisten huoneiden ja laitteiden steriiliyden varmistamiseksi. Se voi olla esimerkiksi manikyyrityökalujen tartunnan ehkäisy.

Ultraviolettisäteilyn käyttö kosmetologiassa on tietysti solarium. Siinä asiakkaat voivat saada rusketuksen erityisten lamppujen avulla. Se suojaa ihoa täydellisesti mahdollisilta myöhemmiltä auringonpolttamoilta. Siksi kosmetologit suosittelevat solariumissa käymistä useissa istunnoissa ennen matkaa kuumille maille tai merelle.

Välttämätön kosmetologiassa ja erityisissä UV-lampuissa. Niiden ansiosta manikyyriin käytettävä erityinen geeli polymeroituu nopeasti.

Esineiden elektronisten rakenteiden määritys

Ultraviolettisäteilyllä on käyttöä myös fysikaalisessa tutkimuksessa. Sen avulla määritetään heijastus-, absorptio- ja emissiospektrit UV-alueella. Tämä mahdollistaa ionien, atomien, molekyylien ja kiinteiden aineiden elektronisen rakenteen jalostamisen.

Tähtien, Auringon ja muiden planeettojen UV-spektrit kuljettavat tietoa fysikaalisista prosesseista, jotka tapahtuvat tutkittujen avaruusobjektien kuumilla alueilla.

Vedenpuhdistus

Missä muualla UV-säteitä käytetään? Ultraviolettista bakterisidistä säteilyä käytetään juomaveden desinfiointiin. Ja jos aiemmin klooria käytettiin tähän tarkoitukseen, nykyään sen negatiivista vaikutusta kehoon on jo tutkittu melko hyvin. Joten tämän aineen höyryt voivat aiheuttaa myrkytyksen. Kloorin nauttiminen itsessään provosoi onkologisten sairauksien esiintymistä. Tästä syystä ultraviolettilamppuja käytetään yhä enemmän veden desinfiointiin yksityiskodeissa.

UV-säteitä käytetään myös uima-altaissa. Ultraviolettisäteilyä bakteerien poistamiseksi käytetään elintarvike-, kemian- ja lääketeollisuudessa. Nämä alueet tarvitsevat myös puhdasta vettä.

Ilman desinfiointi

Missä muualla ihminen käyttää UV-säteitä? Myös ultraviolettisäteilyn käyttö ilman desinfiointiin yleistyy viime vuosina. Kierrättimet ja emitterit asennetaan ruuhkaisiin paikkoihin, kuten supermarketteihin, lentokentille ja rautatieasemille. Mikro-organismeihin vaikuttavan UV-säteilyn käyttö mahdollistaa niiden elinympäristön desinfioinnin korkeimmalla tasolla, jopa 99,9 %.

kotikäyttö

UV-säteitä tuottavat kvartsilamput ovat desinfioineet ja puhdistaneet ilmaa klinikoissa ja sairaaloissa useiden vuosien ajan. Viime vuosina ultraviolettisäteilyä on kuitenkin käytetty yhä enemmän jokapäiväisessä elämässä. Se on erittäin tehokas poistamaan orgaanisia epäpuhtauksia, kuten sieniä ja hometta, viruksia, hiivoja ja bakteereja. Nämä mikro-organismit leviävät erityisen nopeasti tiloissa, joissa ihmiset eri syistä sulkevat tiukasti ikkunat ja ovet pitkään.

Bakterisidisen säteilyttimen käyttö kotioloissa on suositeltavaa pienellä asuinalueella ja suurella perheellä, jossa on pieniä lapsia ja lemmikkejä. UV-lamppu mahdollistaa huoneiden säännöllisen desinfioinnin, mikä minimoi sairauksien puhkeamisen ja leviämisen riskin.

Samanlaisia ​​laitteita käyttävät myös tuberkuloosipotilaat. Loppujen lopuksi tällaiset potilaat eivät aina saa hoitoa sairaalassa. Kotona ollessaan heidän on desinfioitava kotinsa, mukaan lukien ultraviolettisäteily.

Sovellus oikeuslääketieteen alalla

Tutkijat ovat kehittäneet teknologian, joka mahdollistaa räjähteiden vähimmäisannosten havaitsemisen. Tätä varten käytetään laitetta, jossa tuotetaan ultraviolettisäteilyä. Tällainen laite pystyy havaitsemaan vaarallisten aineiden esiintymisen ilmassa ja vedessä, kankaalla ja myös rikoksesta epäillyn iholla.

Ultravioletti- ja infrapunasäteilyä käytetään myös makrokuvauksessa kohteista, joissa on näkymättömiä ja tuskin näkyviä jälkiä tehdystä rikoksesta. Näin rikoslääketieteen tutkijat voivat tutkia asiakirjoja ja laukauksen jälkiä, tekstejä, jotka ovat muuttuneet veren, musteen jne. tulvimisen seurauksena.

Muut UV-säteiden käyttötarkoitukset

Ultraviolettisäteilyä käytetään:

Show-liiketoiminnassa luoda valotehosteita ja valaistusta;

Valuuttatunnistimissa;

Tulostuksessa;

Kotieläintaloudessa ja maataloudessa;

Hyönteisten pyydystämiseen;

Kunnostuksessa;

Kromatografiseen analyysiin.

UV-säteily kuuluu näkymätön optiseen spektriin. Ultraviolettisäteilyn luonnollinen lähde on aurinko, jonka osuus auringon säteilyvirran tiheydestä on noin 5 % – tämä on elintärkeä tekijä, jolla on myönteinen stimuloiva vaikutus elävään organismiin.

Keinotekoiset ultraviolettisäteilyn lähteet (sähkökaari sähköhitsauksen aikana, sähkösulatus, plasmapolttimet jne.) voivat vahingoittaa ihoa ja näköä. Akuutit silmävauriot (elektroftalmia) ovat akuuttia sidekalvotulehdusta. Sairaus ilmenee vieraan kappaleen tai hiekan tunteena silmissä, valonarkuus, kyynelvuoto. Kroonisia sairauksia ovat krooninen sidekalvotulehdus, kaihi. Ihovaurioita esiintyy akuutin dermatiitin muodossa, jossa joskus muodostuu turvotusta ja rakkuloita. Yleisiä myrkyllisiä vaikutuksia voi esiintyä kuumeella, vilunväristyksillä ja päänsäryllä. Iholle kehittyy hyperpigmentaatiota ja kuoriutumista voimakkaan säteilytyksen jälkeen. Pitkäaikainen altistuminen ultraviolettisäteilylle johtaa ihon "ikääntymiseen", pahanlaatuisten kasvainten kehittymisen todennäköisyyteen.

Ultraviolettisäteilyn hygieeninen säätö suoritetaan standardin SN 4557-88 mukaisesti, joka määrittää sallitun säteilyvuon tiheyden aallonpituudesta riippuen, edellyttäen, että näköelimet ja iho on suojattu.

Työntekijöiden sallittu altistumisen intensiteetti on
ihon pinnan suojaamattomia alueita enintään 0,2 m 2 (kasvot,
niska, kädet), joiden säteilyaltistuksen kokonaiskesto on 50 % työvuorosta ja kerta-altistuksen kesto
yli 5 minuuttia ei saa ylittää 10 W / m 2 alueella 400-280 nm ja
0,01 W/m2 - alueella 315-280 nm.

Käytettäessä erikoisvaatteita ja kasvosuojaimia
ja kädet, jotka eivät välitä säteilyä, sallittu intensiteetti
altistuminen ei saa ylittää 1 W/m 2 .

Pääasiallisia suojamenetelmiä ultraviolettisäteilyltä ovat näytöt, henkilönsuojaimet (vaatteet, lasit), suojavoiteet.

Infrapunasäteily edustaa optisen sähkömagneettisen spektrin näkymätöntä osaa, jonka energia biologiseen kudokseen absorboituessaan aiheuttaa lämpövaikutuksen. Infrapunasäteilyn lähteitä voivat olla sulatusuunit, sula metalli, kuumennetut osat ja aihiot, erilaiset hitsaustyypit jne.

Eniten kärsivät elimet ovat iho ja näköelimet. Akuutin ihon säteilytyksen yhteydessä palovammat, kapillaarien jyrkkä laajeneminen, lisääntynyt ihon pigmentaatio ovat mahdollisia; kroonisessa altistumisessa pigmentaatiomuutokset voivat olla pysyviä, esimerkiksi eryteeman kaltainen (punainen) ihonväri lasityöntekijöillä, terästyöntekijöillä.

Altistuessaan näkemykselle, sarveiskalvon samenemista ja palovammoja voidaan havaita infrapunakaihia.

Infrapunasäteily vaikuttaa myös sydänlihaksen aineenvaihduntaprosesseihin, vesi- ja elektrolyyttitasapainoon, ylempien hengitysteiden tilaan (kroonisen kurkunpään, nuhan, poskiontelotulehduksen kehittyminen) ja voi aiheuttaa lämpöhalvauksen.

Infrapunasäteilyn luokitus suoritetaan sallittujen integroitujen säteilyvirtojen intensiteetin mukaan ottaen huomioon spektrikoostumus, säteilytetyn alueen koko, haalarien suojaavat ominaisuudet toiminnan keston ajan standardin GOST 12.1.005-88 mukaisesti. ja Saniteettisäännöt ja -normit SN 2.2.4.548-96 "Tuotantotilojen mikroilmaston hygieniavaatimukset."

Työntekijöiden lämpöaltistuksen intensiteetti teknisten laitteiden, valaisimien, insolaatiosta pysyvillä ja ei-pysyvillä työpaikoilla ei saa ylittää 35 W / m 2 säteilytettäessä 50 % kehon pinnasta tai enemmän, 70 W / m 2 - säteilytetyn pinnan koko on 25 - 50% ja 100 W / m 2 - säteilytyksen ollessa enintään 25% kehon pinnasta.

Työntekijöiden lämpöaltistuksen intensiteetti avoimista lähteistä (kuumennettu metalli, lasi, "avoliekki" jne.) ei saa ylittää 140 W / m 2, kun taas yli 25 % kehon pinnasta ei saa olla alttiina säteilylle ja se on pakollista käyttää henkilökohtaisia ​​suojavarusteita, mukaan lukien kasvojen ja silmien suojaimet.

Pysyviin ja ei-pysyviin paikkoihin altistumisen sallittu voimakkuus on annettu taulukossa. 4.20.

Taulukko 4.20.

Sallittu altistuksen voimakkuus

Tärkeimmät toimenpiteet ihmisten infrapunasäteilylle altistumisen riskin vähentämiseksi ovat: säteilylähteen voimakkuuden vähentäminen; tekniset suojavarusteet; ajansuojaus, henkilösuojainten käyttö, terapeuttiset ja ehkäisevät toimenpiteet.

Tekniset suojavarusteet jaetaan sulkeviin, lämpöä heijastaviin, lämpöä poistaviin ja lämpöä eristäviin suojuksiin; laitteiden sulkeminen; ilmanvaihtovälineet; automaattinen kauko-ohjaus ja valvonta; hälytys.

Ajanmukaisessa suojauksessa liiallisen yleisen ylikuumenemisen ja paikallisten vaurioiden (palovammojen) välttämiseksi säädellään henkilön jatkuvan infrapunasäteilytyksen jaksojen ja niiden välisten taukojen kestoa (taulukko 4.21. R 2.2.755-99 mukaan).

Taulukko 4.21.

Jatkuvan säteilyn riippuvuus sen voimakkuudesta.

Kysymyksiä kohtaan 4.4.3.

1. Kuvaile sähkömagneettisen kentän luonnollisia lähteitä.
2. Anna ihmisen aiheuttamien sähkömagneettisten kenttien luokitus.

3. Kerro meille sähkömagneettisen kentän vaikutuksesta ihmiseen.

4. Mikä on sähkömagneettisten kenttien säätely?

5. Mitkä ovat sallitut sähkömagneettisille kentille altistumisen tasot työpaikalla?

6. Luettele tärkeimmät toimenpiteet työntekijöiden suojelemiseksi sähkömagneettisten kenttien haitallisilta vaikutuksilta.

7. Mitä näyttöjä käytetään suojaamaan sähkömagneettisilta kentiltä?

8. Mitä henkilönsuojaimia käytetään ja miten niiden tehokkuus määritetään.

9. Kuvaile ionisoivan säteilyn tyypit.

10. Mitkä annokset luonnehtivat ionisoivan säteilyn vaikutusta?

11. Mikä on ionisoivan säteilyn vaikutus ihmiseen?

12. Mikä on ionisoivan säteilyn säätely?

13. Kerro meille menettely turvallisuuden varmistamiseksi työskennellessäsi ionisoivan säteilyn kanssa.

14. Esitä lasersäteilyn käsite.

15. Kuvaile sen vaikutusta ihmisiin ja suojelumenetelmiä.

16. Esitä ultraviolettisäteilyn käsite, sen vaikutukset ihmisiin ja suojausmenetelmät.

17. Esitä infrapunasäteilyn käsite, sen vaikutukset ihmisiin ja suojausmenetelmät.

Infrapunasäteilyn löytämisen myötä tunnettu saksalainen fyysikko Johann Wilhelm Ritter halusi tutkia tämän ilmiön vastakkaista puolta.

Jonkin ajan kuluttua hän onnistui saamaan selville, että sillä on toisessa päässä huomattava kemiallinen aktiivisuus.

Tämä spektri tunnettiin ultraviolettisäteinä. Mikä se on ja mikä vaikutus sillä on eläviin maan organismeihin, yritetään selvittää sitä tarkemmin.

Molemmat säteilyt ovat joka tapauksessa sähkömagneettisia aaltoja. Sekä infrapuna- että ultraviolettisäteily rajoittavat ihmissilmän havaitseman valon spektriä molemmilta puolilta.

Suurin ero näiden kahden ilmiön välillä on aallonpituus. Ultraviolettilla on melko laaja aallonpituusalue - 10 - 380 mikronia ja se sijaitsee näkyvän valon ja röntgensäteiden välissä.

Erot infrapuna- ja ultraviolettivalon välillä

IR-säteilyllä on tärkein ominaisuus - säteillä lämpöä, kun taas ultraviolettisäteilyllä on kemiallinen aktiivisuus, jolla on konkreettinen vaikutus ihmiskehoon.

Miten ultraviolettisäteily vaikuttaa ihmisiin?

Koska UV on jaettu aallonpituuserolla, ne vaikuttavat biologisesti ihmiskehoon eri tavoin, joten tutkijat erottavat kolme ultraviolettialueen osaa: UV-A, UV-B, UV-C: lähellä, keskimmäistä ja kauas ultravioletti.

Ilmakehä, joka ympäröi planeettamme, toimii suojakilvenä, joka suojaa sitä Auringon ultraviolettivirralta. Happi, vesihöyry ja hiilidioksidi pidättävät ja absorboivat kaukosäteilyn lähes kokonaan. Siten pintaan tulee merkityksetöntä säteilyä lähi- ja keskisäteilyn muodossa.

Vaarallisin on säteily, jonka aallonpituus on lyhyt. Jos lyhytaaltosäteily osuu eläviin kudoksiin, se aiheuttaa välittömän tuhoavan vaikutuksen. Mutta koska planeetallamme on otsonikilpi, olemme turvassa tällaisten säteiden vaikutuksilta.

TÄRKEÄ! Luonnollisesta suojasta huolimatta käytämme jokapäiväisessä elämässä joitain keksintöjä, jotka ovat tämän tietyn sädevalikoiman lähteitä. Nämä ovat hitsauskoneita ja ultraviolettilamppuja, joista ei valitettavasti voida luopua.

Biologisesti ultravioletti vaikuttaa ihmisen ihoon lievänä punoituksena, auringonpolttamana, mikä on melko lievä reaktio. Mutta kannattaa ottaa huomioon ihon yksilöllinen piirre, joka voi reagoida erityisesti UV-säteilyyn.

Myös UV-säteilylle altistuminen vaikuttaa haitallisesti silmiin. Monet tietävät, että ultravioletti vaikuttaa ihmiskehoon tavalla tai toisella, mutta kaikki eivät tiedä yksityiskohtia, joten yritämme ymmärtää tätä aihetta yksityiskohtaisemmin.

UV-mutageneesi eli kuinka UV-säteily vaikuttaa ihmisen ihoon

On mahdotonta täysin kieltäytyä auringonsäteistä iholla, tämä johtaa erittäin epämiellyttäviin seurauksiin.

Mutta on myös vasta-aiheista mennä äärimmäisyyksiin ja yrittää hankkia vartalon houkutteleva sävy uuvuttamalla itseäsi armottomien auringonsäteiden alla. Mitä voi tapahtua, jos oleskelee hallitsemattomasti paahtavan auringon alla?

Jos iholta löytyy punoitusta, se ei ole merkki siitä, että se menee hetken kuluttua ohi ja säilyy kaunis, suklaarusketus. Iho on tummempi, koska elimistö tuottaa värjäävää pigmenttiä, melaniinia, joka taistelee UV-säteilyn haitallisia vaikutuksia vastaan.

Lisäksi ihon punoitus ei pysy pitkään, vaan se voi menettää kimmoisuutensa ikuisesti. Epiteelisolut voivat myös alkaa kasvaa visuaalisesti pisamioiden ja ikääntymispisteiden muodossa, jotka myös säilyvät pitkään tai jopa ikuisesti.

Syvälle kudoksiin tunkeutuva ultraviolettivalo voi johtaa ultraviolettimutageneesiin, joka on solujen vaurioituminen geenitasolla. Vaarallisin voi olla melanooma, jonka etäpesäkkeitä voi seurata kuolema.

Kuinka suojautua ultraviolettisäteilyltä?

Onko mahdollista suojata ihoa ultraviolettisäteilyn negatiivisilta vaikutuksilta? Kyllä, jos noudatat vain muutamia sääntöjä rannalla ollessasi:

1. On välttämätöntä olla paahtavan auringon alla lyhyen aikaa ja tarkasti määriteltyinä tunteina, jolloin saavutettu vaalea rusketus toimii ihon valosuojana.
2. Muista käyttää aurinkovoidetta. Ennen kuin ostat tällaisen tuotteen, muista tarkistaa, voiko se suojata sinua UV-A- ja UV-B-säteilyltä.
3. Ruokavalioon kannattaa sisällyttää ruokia, jotka sisältävät mahdollisimman paljon C- ja E-vitamiinia sekä runsaasti antioksidantteja.

Jos et ole rannalla, mutta joudut olemaan ulkoilmassa, kannattaa valita erikoisvaatteet, jotka suojaavat ihoasi UV-säteilyltä.

Elektroftalmia - UV-säteilyn negatiivinen vaikutus silmiin

Elektroftalmia on ilmiö, joka johtuu ultraviolettisäteilyn negatiivisista vaikutuksista silmän rakenteeseen. UV-aallot keskialueelta ovat tässä tapauksessa erittäin haitallisia ihmisen näkökyvylle.

Elektroftalmia

Nämä tapahtumat tapahtuvat useimmiten, kun:

• Henkilö tarkkailee aurinkoa, sen sijaintia suojaamatta silmiä erityisillä laitteilla;
• Kirkas aurinko avoimessa tilassa (ranta);
• Henkilö on lumisella alueella, vuoristossa;
• Kvartsilamput sijoitetaan huoneeseen, jossa henkilö sijaitsee.

Elektroftalmia voi johtaa sarveiskalvon palovammoihin, joiden pääoireet ovat:

• Silmien repeytyminen;
• Merkittävä kipu;
• Kirkkaan valon pelko;
• Proteiinin punoitus;
• Sarveiskalvon ja silmäluomien epiteelin turvotus.

Tilastoista voidaan todeta, että sarveiskalvon syvillä kerroksilla ei ole aikaa vaurioitua, joten kun epiteeli paranee, näkö palautuu täysin.

Kuinka antaa ensiapua elektroftalmiaan?

Jos henkilö kohtaa yllä olevat oireet, se ei ole vain esteettisesti epämiellyttävää, vaan se voi myös aiheuttaa käsittämätöntä kärsimystä.

Ensiapu on melko yksinkertaista:

• Huuhtele silmät ensin puhtaalla vedellä;
• Levitä sitten kosteuttavia tippoja;
• Laita lasit päähän;

Päästäksesi eroon silmien kivusta, riittää, että valmistat pakkauksen märistä musta teepusseista tai raasta raakoja perunoita. Jos nämä menetelmät eivät auta, sinun tulee välittömästi hakea apua asiantuntijalta.

Tällaisten tilanteiden välttämiseksi riittää sosiaalisten aurinkolasien ostaminen. UV-400-merkintä osoittaa, että tämä lisävaruste pystyy suojaamaan silmiä kaikilta UV-säteilyltä.

Miten UV-säteilyä käytetään lääketieteellisessä käytännössä?

Lääketieteessä on käsite "ultraviolettinälkä", joka voi tapahtua, jos auringonvaloa vältetään pitkään. Tässä tapauksessa voi syntyä epämiellyttäviä patologioita, jotka voidaan helposti välttää käyttämällä keinotekoisia ultraviolettisäteilyn lähteitä.

Niiden pieni vaikutus pystyy kompensoimaan talven D-vitamiinin puutetta.

Lisäksi tällaista hoitoa voidaan soveltaa nivelongelmien, ihosairauksien ja allergisten reaktioiden yhteydessä.

UV-säteilyllä voit:

• Lisää hemoglobiinia, mutta alentaa sokeritasoja;
• Normalisoi kilpirauhasen toiminta;
• Paranna ja poista hengitys- ja endokriinisen järjestelmän ongelmia;
• Huoneet ja kirurgiset instrumentit desinfioidaan ultraviolettisäteilyllä olevien laitteistojen avulla;
• UV-säteillä on bakteereja tappavia ominaisuuksia, mikä on erityisen hyödyllistä potilaille, joilla on märkiviä haavoja.

TÄRKEÄ! Aina, kun käytät tällaista säteilyä käytännössä, kannattaa tutustua paitsi positiivisiin, myös niiden vaikutuksen negatiivisiin puoliin. Keinotekoisen ja luonnollisen UV-säteilyn käyttö onkologian, verenvuodon, vaiheen 1 ja 2 verenpainetaudin ja aktiivisen tuberkuloosin hoidossa on ehdottomasti kielletty.

Muistan lapsuudesta UV-lamppujen desinfioinnin - päiväkodissa, parantolalla ja jopa kesäleirillä oli hieman pelottavia rakenteita, jotka hehkuivat kauniilla violetilla valolla pimeässä ja joista kasvattajat ajoivat meidät pois. Joten mitä ultraviolettisäteily tarkalleen ottaen on ja miksi ihminen tarvitsee sitä?

Ehkä ensimmäinen kysymys, johon vastataan, on, mitä ultraviolettisäteet ovat ja miten ne toimivat. Tätä kutsutaan yleensä sähkömagneettiseksi säteilyksi, joka on näkyvän ja röntgensäteilyn välillä. Ultraviolettille on ominaista aallonpituus 10 - 400 nanometriä.
Se löydettiin jo 1800-luvulla, ja tämä tapahtui infrapunasäteilyn löytämisen ansiosta. Löydettyään IR-spektrin vuonna 1801 I.V. Ritter kiinnitti huomion valospektrin vastakkaiseen päähän hopeakloridilla tehdyissä kokeissa. Ja sitten useat tutkijat tulivat kerralla johtopäätökseen ultraviolettisäteilyn heterogeenisyydestä.

Nykyään se on jaettu kolmeen ryhmään:

• UV-A-säteily - lähellä ultraviolettia;
• UV-B - medium;
• UV-C - kaukana.

Tämä jako johtuu suurelta osin säteiden vaikutuksesta ihmiseen. Aurinko on luonnollinen ja tärkein ultraviolettisäteilyn lähde maapallolla. Itse asiassa aurinkovoiteet säästävät meidät tältä säteilyltä. Samaan aikaan maapallon ilmakehä imeytyy täysin ultraviolettisäteilyyn, ja UV-A vain saavuttaa pinnan aiheuttaen miellyttävän rusketuksen. Ja keskimäärin 10 % UV-B:stä aiheuttaa samoja auringonpolttamia, ja voi myös johtaa mutaatioiden ja ihosairauksien muodostumiseen.

Keinotekoisia ultraviolettilähteitä luodaan ja käytetään lääketieteessä, maataloudessa, kosmetologiassa ja erilaisissa saniteettilaitoksissa. Ultraviolettisäteilyn tuottaminen on mahdollista useilla tavoilla: lämpötilalla (hehkulamput), kaasujen (kaasulamput) tai metallihöyryjen (elohopealamput) liikkeellä. Samanaikaisesti tällaisten lähteiden teho vaihtelee muutamasta watista, yleensä pienistä siirrettävistä lämpöpattereista, kilowattiin. Jälkimmäiset asennetaan tilavuuskiinteisiin asennuksiin. UV-säteiden käyttöalueet johtuvat niiden ominaisuuksista: kyvystä nopeuttaa kemiallisia ja biologisia prosesseja, bakteereja tappavasta vaikutuksesta ja tiettyjen aineiden luminesenssista.

Ultraviolettia käytetään laajalti useiden ongelmien ratkaisemiseen. Kosmetologiassa keinotekoista UV-säteilyä käytetään ensisijaisesti rusketuksessa. Solariumit tuottavat käyttöön otettujen standardien mukaan melko lievää UV-A:ta ja UV-B:n osuus rusketuslampuissa on enintään 5 %. Nykyaikaiset psykologit suosittelevat solariumeja "talvi masennuksen" hoitoon, joka johtuu pääasiassa D-vitamiinin puutteesta, koska se muodostuu UV-säteiden vaikutuksesta. Myös UV-lamppuja käytetään manikyyrissä, koska juuri tällä spektrillä kuivuvat erityisen kestävät geelilakat, sellakka ja vastaavat.

Ultraviolettilamppuja käytetään valokuvien luomiseen epätyypillisissä tilanteissa, esimerkiksi tavanomaisella kaukoputkella näkymättömien avaruuskohteiden vangitsemiseen.

Ultraviolettia käytetään laajasti asiantuntijatoiminnassa. Sen avulla tarkistetaan maalausten aitous, koska tällaisten säteiden tuoreemmat maalit ja lakat näyttävät tummemmilta, mikä tarkoittaa, että teoksen todellinen ikä voidaan määrittää. Oikeuslääketieteessä käytetään myös UV-säteitä verijäämien havaitsemiseen esineistä. Lisäksi ultraviolettivaloa käytetään laajalti piilotettujen sinettien, turvaominaisuuksien ja dokumenttien autentikointisäikeiden kehittämiseen sekä esitysten, ravintolakylttien tai koristeiden valaistussuunnittelussa.

Terveydenhuoltolaitoksissa ultraviolettilamppuja käytetään kirurgisten instrumenttien sterilointiin. Lisäksi ilman desinfiointi UV-säteillä on edelleen yleistä. Tällaisia ​​laitteita on useita.

Niin sanotut korkea- ja matalapaineelohopealamput sekä xenon-salamalamput. Tällaisen lampun polttimo on valmistettu kvartsilasista. Bakteereja tuhoavien lamppujen tärkein etu on niiden pitkä käyttöikä ja välitön toimintakyky. Noin 60 % niiden säteistä kuuluu bakterisidiseen spektriin. Elohopealamput ovat melko vaarallisia käytettäessä; jos kotelo vahingossa vaurioituu, huoneen perusteellinen puhdistus ja mercurista on tarpeen. Ksenonlamput ovat vähemmän vaarallisia vaurioituneena ja niillä on suurempi bakterisidinen vaikutus. Myös bakterisidiset lamput jaetaan otsoneihin ja otsonittomiin. Ensin mainituille on ominaista, että niiden spektrissä on 185 nanometrin pituinen aalto, joka on vuorovaikutuksessa ilman hapen kanssa ja muuttaa sen otsoniksi. Suuret otsonipitoisuudet ovat vaarallisia ihmisille, ja tällaisten lamppujen käyttö on tiukasti ajallisesti rajoitettua ja sitä suositellaan vain tuuletetussa tilassa. Kaikki tämä johti otsonittomien lamppujen luomiseen, joiden polttimo on päällystetty erityisellä pinnoitteella, joka ei lähetä 185 nm:n aaltoa ulkopuolelle.

Tyypistä riippumatta bakterisidisilla lampuilla on yhteisiä haittoja: ne toimivat monimutkaisissa ja kalliissa laitteissa, emitterin keskimääräinen käyttöikä on 1,5 vuotta, ja itse lamput on palamisen jälkeen varastoitava pakattuna erilliseen huoneeseen ja hävitettävä erityisellä tavalla voimassa olevien määräysten mukaisesti.

Koostuu lampusta, heijastimista ja muista apuelementeistä. Tällaisia ​​laitteita on kahta tyyppiä - avoimia ja suljettuja riippuen siitä, katoavatko UV-säteet vai eivät. Avoin säteilee heijastimilla tehostettua ultraviolettisäteilyä ympäröivään tilaan ja vangitsee lähes koko huoneen kerralla, jos se on asennettu kattoon tai seinään. On ehdottomasti kiellettyä käsitellä tiloja sellaisella säteilyttimellä ihmisten läsnä ollessa.
Suljetut säteilyttimet toimivat kierrättimen periaatteella, jonka sisään on asennettu lamppu ja puhallin imee ilmaa laitteeseen ja vapauttaa jo säteilytetyn ilman ulos. Ne sijoitetaan seinille vähintään 2 metrin korkeudelle lattiasta. Niitä voidaan käyttää ihmisten läsnä ollessa, mutta valmistaja ei suosittele pitkäaikaista altistumista, koska osa UV-säteistä voi himmentää.
Tällaisten laitteiden puutteista voidaan mainita vastustuskyky homeitiöille, samoin kuin kaikki lamppujen kierrätyksen vaikeudet ja tiukat käyttömääräykset emitterin tyypistä riippuen.

Bakteereja tappavat asennukset

Ryhmää säteilyttimiä, jotka on yhdistetty yhdeksi laitteeksi yhdessä huoneessa, kutsutaan bakterisidiseksi asennukseksi. Yleensä ne ovat melko suuria ja niille on ominaista korkea virrankulutus. Ilmankäsittely bakterisidisillä asennuksilla suoritetaan tiukasti ihmisten poissa ollessa huoneessa ja sitä valvotaan käyttöönottotodistuksen ja rekisteröinti- ja valvontalokin mukaisesti. Sitä käytetään vain lääketieteellisissä ja hygienialaitoksissa sekä ilman että veden desinfiointiin.

Ultravioletti-ilman desinfioinnin haitat

Jo lueteltujen lisäksi UV-säteilyn käytöllä on muitakin haittoja. Ensinnäkin ultravioletti itsessään on vaarallinen ihmiskeholle, se ei voi vain aiheuttaa ihon palovammoja, vaan myös vaikuttaa sydän- ja verisuonijärjestelmän toimintaan, se on vaarallista verkkokalvolle. Lisäksi se voi aiheuttaa otsonin ilmaantumista ja sen mukana tälle kaasulle ominaisia ​​epämiellyttäviä oireita: hengitysteiden ärsytystä, ateroskleroosin stimulaatiota, allergioiden pahenemista.

UV-lamppujen tehokkuus on varsin kiistanalainen: ilman patogeenien inaktivoituminen sallituilla ultraviolettisäteilyannoksilla tapahtuu vain, kun nämä tuholaiset ovat staattisia. Jos mikro-organismit liikkuvat, ovat vuorovaikutuksessa pölyn ja ilman kanssa, tarvittava säteilyannos kasvaa 4-kertaiseksi, mitä tavanomainen UV-lamppu ei pysty luomaan. Siksi säteilyttimen tehokkuus lasketaan erikseen ottaen huomioon kaikki parametrit, ja on erittäin vaikeaa valita oikeat vaikuttavat kaikentyyppisiin mikro-organismeihin kerralla.

UV-säteiden tunkeutuminen on suhteellisen matalaa, ja vaikka liikkumattomat virukset ovat pölykerroksen alla, ylemmät kerrokset suojaavat alempia heijastamalla ultraviolettia itsestään. Joten puhdistuksen jälkeen desinfiointi on suoritettava uudelleen.
UV-säteilyttimet eivät pysty suodattamaan ilmaa, ne taistelevat vain mikro-organismeja vastaan ​​pitäen kaikki mekaaniset epäpuhtaudet ja allergeenit alkuperäisessä muodossaan.