Co je UV záření

UV záření je elektromagnetické záření s vlnovými délkami kratšími než viditelné světlo. Podle Mezinárodního osvětlovacího slovníku (CIE S 017/E:2020) se dělí na UV-A od 315 do 400 nm, UV-B od 280 do 315 nm a UV-C od 100 do 280 nm. Je pro oko neviditelné a lze je zaznamenat pouze pomocí radiometrů nebo spektroradiometrů.

Zkratka „UV" znamená ultrafialové záření. Často je označováno jako UV světlo, protože „světlo" obecně zní méně nebezpečně než záření. Podle definice označujeme jako světlo záření, které je viditelné lidským okem. Přísně vzato tedy UV světlo ve skutečnosti neexistuje.  To je pro uživatele důležitá skutečnost, protože uživatelé nemohou vnímat skutečné nebezpečí. Případně viditelné světlo je pouze luminiscence, která je vyvolána UV zářením. Tato luminiscence je často mnohem slabší a méně nebezpečná než UV záření, které ji vyvolává. Z tohoto důvodu je měření ultrafialového záření důležité. K tomu lze použít naše přesné UV radiometry.

Spektrální rozsahy UV-A, UV-B a UV-C

UV záření se dělí na tři spektrální rozsahy. UVA pokrývá spektrální rozsah od 315 nm do 400 nm. V amerických zdrojích je jako UVA označován také spektrální rozsah 320–400 nm. Spektrální rozsah UVA se technicky často využívá pro UV lepení a vytvrzování laků. Kromě toho se s UVA často provádějí testy luminiscence a fluorescence (zde je definováno pojmem černé světlo).

* Hranice viditelného záření nejsou přesně definovány, protože citlivost oka na obou koncích postupně slábne. Podle CIE S 017/E:2020 se dolní hranice obecně považuje za hodnotu mezi 360 nm a 400 nm a horní hranice mezi 760 nm a 830 nm. V praxi se obvykle používá rozsah 380 nm až 780 nm.

Rozsah 380 až 400 nm tedy patří současně k UV-A i k viditelnému záření. Nejde o chybu, ale o důsledek dvou různých referenčních veličin: rozsah UV záření je definován vlnovou délkou, viditelné záření citlivostí oka – a ta nekončí náhle.

Dále je v pásmu krátkých vlnových délek spektrální oblast UVB. Záření UVB je energeticky bohatší než záření UVA a při delší době expozice může vést k poškození kůže. Technicky se záření UVB používá méně často než záření UVA nebo UVC, hraje však důležitou roli při fotostabilitě, tj. při stárnutí vlivem UV záření neboli zvětrávání, jelikož přirozené sluneční záření obsahuje záření UVB v menší míře.

Záření UVC je záření mezi 100 nm a 280 nm. Protože vzduch absorbuje záření UVC pod přibližně 200 nm, bývá tato hodnota často považována za spodní mezní vlnovou délku. Záření UVC lze účinně generovat nízkotlakými rtuťovými výbojkami. Výtěžnost UV záření dosahuje až přibližně 40 %, při elektrickém příkonu v rozsahu několika set wattů. Dominantní emise je přibližně 254 nm. Mezi důležité aplikace patří dezinfekce povrchů, jakož i obalů potravin a dezinfekce pitné vody. Pro UV polymerizaci se rozšířeně používá rtuťová výbojka se středním tlakem s elektrickým příkonem přibližně od 400 W do 24 kW. Vysoký výkon zde umožňuje vysoké rychlosti a časy procesu v řádu zlomků sekundy.

Níže uvedený prohlížeč umístí libovolnou vlnovou délku mezi 150 a 800 nm do výše uvedených rozsahů a uvede frekvenci, energii fotonu a vlnočet — spolu s typickým zdrojem a odpovídajícím měřicím vybavením.

Následující obrázek ukazuje různé typy elektromagnetického záření a jejich vlastnosti:

1. Ultrafialové záření (UV)
   • Rozděleno na vakuové UV (VUV) a vzdálené UV (FUV) – společně UV-C –, střední UV (UV-B) a blízké UV (UV-A)
   • Rozsah vlnových délek: 100 nm až 400 nm
   • Energie fotonu: 12,4 eV až 3,1 eV
   • Typické detektory: CsI, Cs₂Te, SiC
2. Viditelné záření (VIS)
   • Rozsah vlnových délek: 380 nm až 780 nm
   • Energie fotonu: 3,3 eV až 1,6 eV
   • Typické detektory: multialkalický fotomultiplikátor (PMT), Si
3. Infračervené záření (IR)
   • Rozděleno na blízké IR (IR-A, IR-B), střední IR a vzdálené IR (společně IR-C)
   • Rozsah vlnových délek: 780 nm až 1 mm (10⁶ nm)
   • Energie fotonu: 1,6 eV až 0,001 eV
   • Typické detektory: Si, Ge, InGaAs, InAs, PbSnTe, PbSnSe

Vakuové UV záření se tak nazývá proto, že vzduch silně absorbuje záření pod přibližně 200 nm: kyslík se rozkládá a vzniká ozon. Měření v tomto rozsahu proto vyžaduje proplachování dusíkem nebo vakuum. Část tohoto rozsahu využívaná v praxi je rtuťová čára při 185 nm – základ generování ozonu UV zářením pro čištění povrchů a AOP.