तरंगदैर्घ्य किसी भी यूवी अनुप्रयोग के बारे में पूछा जाने वाला पहला प्रश्न है - और वह पहली जगह है जहाँ गलतफहमियाँ पैदा होती हैं। 254 nm और 265 nm के बीच ग्यारह नैनोमीटर का अंतर है और दोनों पूरी तरह अलग स्रोतों से आते हैं; 395 nm और 405 nm के बीच तो और भी कम अंतर है, फिर भी एक UVA रेंज में आता है और दूसरा पहले से ही दृश्य प्रकाश में। यह एक्सप्लोरर 150 से 800 nm तक किसी भी तरंगदैर्घ्य को दर्शाता है और वे राशियाँ देता है जो डेटा शीट और मानकों में दिखाई देती हैं।
दूसरा भाग सामान्य तरंगदैर्घ्यों को साथ-साथ रखता है। वहाँ दिलचस्प स्तंभ प्रति जूल फोटॉन का है: यह बताता है कि किसी प्रक्रिया रिलीज़ को एक तरंगदैर्घ्य से दूसरे में सीधे स्थानांतरित क्यों नहीं किया जा सकता। एक प्रकाश-रासायनिक अभिक्रिया अवशोषित फोटॉनों पर प्रतिक्रिया करती है, जूल पर नहीं - और समान विकिरण मात्रा पर, 405 nm, 254 nm की तुलना में लगभग 60 प्रतिशत अधिक फोटॉन प्रदान करता है।
कौन सी तरंगदैर्घ्य सही है, यह अंततः पदार्थ के अवशोषण स्पेक्ट्रम से तय होता है, केवल फोटॉन संख्या से नहीं। और वास्तव में कितनी विकिरण तीव्रता पहुँचती है, यह मापन से तय होता है। Opsytec Dr. Gröbel GmbH अपनी स्वयं की मान्यता प्राप्त प्रयोगशाला में आवश्यक सेंसर, विकिरणमापी (रेडियोमीटर) और स्पेक्ट्रोरेडियोमीटर (वर्णक्रमीय विकिरणमापी) विकसित, निर्मित और अंशांकित करती है।
तरंगदैर्घ्य, आवृत्ति, तरंग संख्या और फोटॉन ऊर्जा के बीच रूपांतरण निर्वात में लागू होते हैं; अपवर्तनांक n वाले माध्यम में तरंगदैर्घ्य और प्रसार गति बदल जाते हैं जबकि आवृत्ति और फोटॉन ऊर्जा नहीं बदलतीं। वर्णक्रमीय परास CIE S 017 (ILV) का अनुसरण करते हैं; पहले प्रयुक्त DIN 5031-7 को वापस ले लिया गया है। नामित स्रोत और अनुप्रयोग विशिष्ट उदाहरण हैं, संपूर्ण सूची नहीं; ये न तो किसी प्रणाली अभिकल्पन का और न ही किसी जोखिम आकलन का स्थान लेते हैं। अंशांकित उपकरणों से किया गया मापन ही मायने रखता है।
मूल सिद्धांत
तरंगदैर्घ्य, आवृत्ति, तरंगसंख्या और फोटॉन ऊर्जा एक ही विकिरण को चार दृष्टिकोणों से वर्णित करते हैं और बिना किसी अतिरिक्त जानकारी के एक-दूसरे में परिवर्तित हो जाते हैं। संबंध हैं ν = c / λ, σ = 1 / λ और E = h · c / λ; नैनोमीटर में तरंगदैर्घ्य के साथ अंतिम संबंध संक्षिप्त होकर E[eV] = 1239.842 / λ[nm] बन जाता है। स्पेक्ट्रोस्कोपी में cm⁻¹ में तरंगसंख्या प्रचलित है क्योंकि यह ऊर्जा के सीधे समानुपाती होती है — तरंगदैर्घ्य के विपरीत। अंततः, kJ/mol में मोलर फोटॉन ऊर्जा विकिरण को अभिक्रिया एन्थैल्पी से जोड़ती है और बताती है कि क्या यह किसी दिए गए बंध को तोड़ने में सक्षम है भी या नहीं।
DIN 5031-7 के अनुसार, UVC 100 से 280 nm तक, UVB 280 से 315 nm तक और UVA 315 से 400 nm तक होता है।
| परिसर | तरंगदैर्घ्य | विशिष्ट स्रोत |
|---|---|---|
| VUV | 100–200 nm | xenon excimer 172 nm |
| UVC | 200–280 nm | low-pressure mercury 254 nm, KrCl 222 nm, UVC LEDs 265 और 280 nm |
| UVB | 280–315 nm | XeCl excimer 308 nm, UVB fluorescent lamps 311 nm |
| UVA | 315–400 nm | UVA fluorescent lamps 340 nm, UVA LEDs 365 से 395 nm |
| VIS | 380–780 nm | violet और blue LEDs, 405 nm से |
380 और 400 nm के बीच, UVA और दृश्य परिसर एक-दूसरे को अतिव्यापित करते हैं — मानक इस भाग को दोनों को सौंपता है। वहाँ विकिरण एक हल्के बैंगनी रंग के रूप में अनुभवगम्य है और फिर भी इसे UVA के रूप में आंका जाता है। इसीलिए 405 nm के स्रोत को दृष्टिकोण के आधार पर यूवी स्रोत या प्रकाश स्रोत कहा जाता है।
विकिरण मात्रा प्रति इकाई क्षेत्रफल ऊर्जा है। इसे एक फोटॉन की ऊर्जा से विभाजित करने पर प्रति इकाई क्षेत्रफल फोटॉनों की संख्या प्राप्त होती है — और यही वह मात्रा है जिसके प्रति फोटोकैमिस्ट्री और फोटोबायोलॉजी प्रतिक्रिया करते हैं। क्योंकि तरंगदैर्घ्य बढ़ने के साथ फोटॉन ऊर्जा घटती है, इसलिए समान विकिरण मात्रा में लंबी तरंगदैर्घ्य पर अधिक फोटॉन होते हैं। 254 nm पर लगभग 1.28 · 10¹⁸ फोटॉन प्रति जूल होते हैं, 405 nm पर लगभग 2.04 · 10¹⁸। जो कोई भी किसी सिस्टम को मरकरी लैंप से UVA LEDs में परिवर्तित करता है, वह न केवल स्पेक्ट्रम बल्कि ऊर्जा और फोटॉन के अनुपात को भी बदल देता है।
केवल तरंगदैर्घ्य से यह पता नहीं चलता कि कोई अनुप्रयोग काम करेगा या नहीं। महत्वपूर्ण यह है कि पदार्थ उस तरंगदैर्घ्य पर अवशोषण करता है या नहीं: यूवीए में अवशोषण करने वाला एक फोटोइनिशिएटर 365 nm पर प्रतिक्रिया करता है और 254 nm पर काफी हद तक अप्रभावित रहता है, भले ही वहाँ के अलग-अलग फोटॉन अधिक ऊर्जा वहन करते हों। तरंगदैर्घ्य निर्धारित करना सुरक्षा आकलन का विकल्प भी नहीं है — खतरा क्रिया वर्णक्रम (एक्शन स्पेक्ट्रम) पर निर्भर करता है, न कि श्रेणी के नाम पर।
अक्सर पूछे जाने वाले प्रश्न
DIN 5031-7 के अनुसार: UVC 100 से 280 nm तक, UVB 280 से 315 nm तक, UVA 315 से 400 nm तक। दृश्य परिसर पहले से ही 380 nm पर आरंभ हो जाता है और इस प्रकार ऊपरी UVA के साथ अतिव्यापन करता है। अन्य नियम-निकाय UVA और दृश्य के बीच की सीमा 400 nm पर रखते हैं — सीमारेखा के मामलों में यह जांचना उपयुक्त है कि कौन-सा मानक लागू किया जा रहा है। अधिक जानकारी वर्णक्रमीय परिसरों और मानकों के अंतर्गत।
E[eV] = 1239.842 / λ[nm] के माध्यम से। 254 nm से 4.88 eV, 365 nm से 3.40 eV, 405 nm से 3.06 eV प्राप्त होता है। यह संख्या प्लांक स्थिरांक और प्रकाश की गति के गुणनफल को प्राथमिक आवेश से विभाजित करने पर प्राप्त होती है।
तरंग संख्या σ = 1/λ, जो cm⁻¹ में दी जाती है, ऊर्जा के सीधे समानुपाती होती है। स्पेक्ट्रोस्कोपी में इसलिए बैंडों के बीच की दूरी नैनोमीटर के बजाय तरंग संख्या में बताई जाती है: 4670 cm⁻¹ का अंतर हर जगह समान ऊर्जा अंतर दर्शाता है, जबकि 75 nm का अंतर ऐसा नहीं करता।
254 nm लो-प्रेशर मरकरी लैंप की अनुनाद रेखा है — एक बहुत ही संकीर्ण रेखा जो एक बहुत ही कुशल स्रोत से प्राप्त होती है। 265 nm DNA के अवशोषण उच्चतम के अधिक निकट होती है और यह UVC LEDs द्वारा उत्पन्न होती है, जिनकी बैंडविड्थ सामान्यतः 10 से 12 nm तक होती है। इसलिए समान रोगाणुनाशक प्रभाव प्राप्त करने के लिए भिन्न विकिरण मात्रा की आवश्यकता होती है; इनके बीच रूपांतरण के लिए क्रिया स्पेक्ट्रम की आवश्यकता होती है।
परीक्षण किए बिना नहीं। फोटोइनिशिएटर को नई तरंगदैर्घ्य पर अवशोषण करना होगा, और इसके साथ ही प्रति जूल फोटॉनों की संख्या भी बदल जाती है। व्यवहार में प्रक्रिया रिलीज़ को दोहराना पड़ता है, साथ ही कार्यखंड के स्थान पर विकिरण मात्रा माप भी करना पड़ता है। गणना यूवी विकिरण मात्रा कैलकुलेटर में दी गई है।
200 nm से नीचे नाइट्रोजन पर्ज वाला एक VUV सेंसर; UVC में एक वर्णक्रमीय रूप से भारित सेंसर — विसंक्रमण प्रणालियों के लिए DVGW-अनुरूप; UVA में एक UVA सेंसर या उपयुक्त हेड वाला एक विकिरणमापी (रेडियोमीटर); दृश्य क्षेत्र में एक फोटोमीटर या एक स्पेक्ट्रोरेडियोमीटर (वर्णक्रमीय विकिरणमापी)। एक्सप्लोरर हर तरंगदैर्घ्य के लिए उपयुक्त समाधान बताता है; इसके पीछे की राशियाँ रेडियोमेट्रिक राशियों के अंतर्गत समझाई गई हैं।
लेखक: डॉ. मार्क परविया
डॉ.-इंग. मार्क परविया एटलिंगन स्थित Opsytec Dr. Gröbel GmbH के प्रबंध निदेशक हैं और मान्यता प्राप्त अंशांकन प्रयोगशाला का नेतृत्व करते हैं। KIT के प्रकाश प्रौद्योगिकी संस्थान में स्पंदित ज़ेनॉन एक्साइमर डिस्चार्ज पर अपने शोध के बाद, उनका वर्तमान ध्यान प्रकाशिक विकिरण मापन प्रौद्योगिकी पर केंद्रित है। वे DIN मानक समिति FNL 7 "ऑप्टिकल रेडिएशन" के उपाध्यक्ष हैं और DVGW की यूवी विसंक्रमण परियोजना समूह के सदस्य हैं।
