सामग्रियों की यूवी परावर्तकता – मान, मापन विधियाँ और स्रोत

यूवी परावर्तकता आपतित यूवी विकिरण का वह अंश है जिसे कोई सतह परावर्तित करती है। यह तरंगदैर्घ्य, सामग्री, सतह की स्थिति और मापन ज्यामिति पर निर्भर करती है – और यूवी परास में यह प्रायः उससे मूलभूत रूप से भिन्न होती है जो आँख दृश्य परास में देखती है।

यह परास व्यापक है: सफेद इमल्शन और तेल आधारित पेंट कुछ मामलों में 254 nm पर 10 % से भी कम परावर्तित करते हैं [1][7], सूक्ष्मछिद्रित PTFE 250 से 500 nm तक औसतन 97.4 % परावर्तित करता है [6], और यूवी-अनुकूलित मिरर एल्युमिनियम 254 nm पर कम से कम 90 % तक पहुँचता है [10]। विसंक्रमण प्रणालियों, विकिरणन कक्षों और प्रकाशिक मापन व्यवस्थाओं के अभिकल्पन के लिए जो महत्वपूर्ण है वह वास्तव में प्रयुक्त तरंगदैर्घ्य पर परावर्तकता है, न कि सामग्री का नाम।

इस पृष्ठ पर 70 से अधिक प्रकाशित मापन संकलित हैं, प्रत्येक के साथ तरंगदैर्घ्य, मापन विधि और स्रोत दिए गए हैं।

यूवी परावर्तकता क्या है?

परावर्तकता ρ परावर्तित और आपतित विकिरण फ्लक्स का अनुपात है, जिसे 0 और 1 के बीच की संख्या या प्रतिशत के रूप में दिया जाता है। प्रत्येक तरंगदैर्घ्य पर संतुलन ρ + α + τ = 1 लागू होता है, जिसमें परावर्तकता ρ, अवशोषकता α और पारगम्यता τ हैं: जो न तो परावर्तित होता है और न ही पारगमित, वह अवशोषित हो जाता है। इन राशियों की व्याख्या प्रकाशिक राशियों की शब्दावली में तथा विकिरणमापीय राशियाँ के अंतर्गत की गई है।

• दर्पणी (नियमित) परावर्तन: परावर्तन कोण आपतन कोण के बराबर होता है – पॉलिश की गई धातुओं और दर्पणों की विशेषता।
• विसरित परावर्तन: विकिरण सभी दिशाओं में प्रकीर्णित हो जाता है – PTFE, प्लास्टर, मैट पेंट और चूर्णों की विशेषता।
• कुल परावर्तन: दर्पणी और विसरित घटक मिलकर। अधिकांश सारणी मान इसी राशि को संदर्भित करते हैं, परंतु सभी नहीं – देखें "प्रकाशित मान क्यों भिन्न होते हैं"।

तरंगदैर्घ्य निर्णायक है

UV-A, UV-B और UV-C DIN 5031-7 के अनुसार हैं; "Far-UVC" कोई मानकीकृत सीमा नहीं है, 200–230 nm प्रचलित है। विवरण वर्णक्रमीय परास और मानक के अंतर्गत। जो पदार्थ 365 nm पर अच्छी तरह परावर्तन करता है, वह 254 nm या 222 nm पर कहीं अधिक प्रबलता से अवशोषण कर सकता है – मान एक तरंगदैर्घ्य से दूसरी तरंगदैर्घ्य पर स्थानांतरित नहीं किए जा सकते।

यूवी परावर्तन एक नज़र में

प्रत्येक मान के लिए तालिकाओं में तरंगदैर्घ्य और अंतिम स्तंभ में स्रोत दिया गया है; मापन विधियाँ आगे नीचे समझाई गई हैं। "200–400 nm" का अर्थ है संपूर्ण यूवी परास पर औसत, न कि किसी एकल तरंगदैर्घ्य पर मान।

एल्युमिनियम

केवल "एल्युमिनियम" कहने से यूवी परावर्तन के बारे में बहुत कम पता चलता है: यूवी दर्पण एल्युमिनियम और काले एनोडीकृत शीट के बीच दस गुना से भी अधिक का अंतर है। मिश्रातु, खुरदरापन, ऑक्साइड और एनोडिक परत ही मान निर्धारित करते हैं।

स्टेनलेस स्टील, स्टील, क्रोमियम, तांबा, पीतल, टाइटेनियम

जो धातुएँ दृश्य क्षेत्र में चमकदार और उज्ज्वल दिखती हैं, वे प्रायः UV-C का केवल 20 से 40 % ही परावर्तित करती हैं – अनुकूलित एल्यूमीनियम की तुलना में कहीं कम।

PTFE और अन्य विसरित परावर्तक

सभी PTFE एक जैसा परावर्तन नहीं करते: छिद्र संरचना और मोटाई निर्णायक होती हैं। पतला PTFE टेप विकिरण का एक बड़ा भाग पारगमित कर देता है और 222 nm पर केवल 27.6 % तक ही पहुँचता है। लगभग 240 nm से नीचे PTFE में भी अवशोषण बढ़ जाता है [6]।

बेरियम सल्फेट UV-A और दृश्य परास के लिए परावर्तक है, UV-C के लिए नहीं। 300 से 400 nm के बीच यह लगभग 90 % से कुछ कम तक पहुँचता है, दृश्य परास में लगभग 93 %; इसके नीचे यह घटता है – 250 nm पर लगभग 80 % और 222 nm पर 72 % [4]। 254 nm और 222 nm पर मापन के लिए PTFE उपयुक्त कोटिंग है, देखें समाकलन गोले।

पेंट और कोटिंग्स

भवन निर्माण सामग्री और आंतरिक सतहें

लकड़ी, प्लास्टिक और कार्य सतहें

वस्त्र और कागज़

बाहरी सतहें: सूर्यप्रकाश में यूवी एल्बिडो

बाहर, परावर्तकता को एल्बिडो कहा जाता है। ये मान ब्रॉडबैंड सौर यूवी (मुख्यतः UV-B, सामान्यतः एरिथेमा-भारित) पर लागू होते हैं और इन्हें UV-C पर स्थानांतरित नहीं किया जा सकता [12]।

ताज़ी बर्फ़ लगभग समस्त यूवी विकिरण को परावर्तित कर देती है – यही कारण है कि स्कीइंग के दौरान, सूर्य के आकाश में नीचे होने पर भी, यूवी उद्भासन इतना अधिक होता है।

एल्युमिनियम यूवी को इतनी अच्छी तरह क्यों परावर्तित करता है?

धातुएँ अपने मुक्त इलेक्ट्रॉनों के माध्यम से परावर्तन करती हैं: प्लाज़्मा आवृत्ति से नीचे वे विकिरण के विद्युत क्षेत्र का अनुसरण करते हैं और उसे वापस भेज देते हैं। एल्युमिनियम के लिए यह सीमा वैक्यूम यूवी में काफी गहराई में, लगभग 80 nm पर स्थित है; दूसरी ओर, अंतरबैंड संक्रमणों के कारण इसका सबसे प्रबल अवशोषण निकट अवरक्त में लगभग 800 nm पर होता है। इसलिए संपूर्ण यूवी परिसर में शुद्ध, ताज़ा वाष्पित एल्युमिनियम लगभग 90 % का परावर्तक बना रहता है।

अन्य धातुओं में यह लाभ नहीं है। चाँदी, जो दृश्य क्षेत्र में सर्वोत्तम दर्पण है, लगभग 320 nm से नीचे बैठ जाती है; सोना और ताँबा अंतरबैंड संक्रमणों के माध्यम से नीले प्रकाश और यूवी में अवशोषण करते हैं। लोहा, क्रोमियम और स्टेनलेस स्टील संपूर्ण यूवी परिसर में अंतरबैंड संक्रमणों के माध्यम से अवशोषण करते हैं और यूवी-सी में केवल 20 से 40 % तक परावर्तित करते हैं।

व्यवहार में सतह यह निर्धारित करती है कि इसमें से कितना शेष रहता है। प्राकृतिक ऑक्साइड परत केवल कुछ नैनोमीटर मोटी और यूवी में पारदर्शी होती है। किंतु एनोडिक परतें, रंगीन एनोडाइज़िंग में प्रयुक्त रंजक, संदूषण और खुरदरापन इस मान को काफी घटा देते हैं – काला एनोडाइज़्ड एल्युमिनियम 222 nm पर केवल 4 से 8 % तक परावर्तित करता है [3]। इसलिए यूवी दर्पण एल्युमिनियम पर विशेष रूप से यूवी के लिए अभिकल्पित परावर्तक और सुरक्षात्मक परतें चढ़ाई जाती हैं।

सफ़ेद पेंट यूवी को इतना कम क्यों परावर्तित करता है?

सफ़ेद लगभग 380 से 780 nm तक के दृश्य परिसर में बनने वाला एक आभास है। यह यूवी के बारे में कुछ नहीं बताता।

अधिकांश सफ़ेद पेंटों में पिगमेंट के रूप में टाइटेनियम डाइऑक्साइड होता है। TiO₂ का बैंड गैप लगभग 3.0 से 3.2 eV तक होता है और इसलिए यह लगभग 390 से 410 nm से नीचे के विकिरण को लगभग पूरी तरह अवशोषित कर लेता है – इसी कारण इसका उपयोग सनस्क्रीन में भी किया जाता है। ज़िंक ऑक्साइड का व्यवहार भी ऐसा ही है। इसके अतिरिक्त, कार्बनिक बाइंडर यूवी-सी में अवशोषण करते हैं।

इसलिए सफ़ेद दीवार पेंट, इमल्शन और ऑयल पेंट 254 nm तथा 222 nm पर अधिकतर 10 % से नीचे ही रहते हैं। अपवाद वे पेंट हैं जो चूना, बेरियम सल्फेट या कैल्शियम कार्बोनेट पर आधारित हैं; एक जापानी प्रयोगशाला परीक्षण में 90 % बेरियम सल्फेट वाले प्लास्टर ने 77 % प्राप्त किया [2]।

प्रकाशित मान भिन्न क्यों होते हैं

इस पृष्ठ पर दिए गए स्रोत चार अलग-अलग मापन विधियों का उपयोग करते हैं, और भिन्न विधियों से प्राप्त मान सीधे तुलनीय नहीं होते:

इसके अतिरिक्त ऐसे संकलन भी हैं जिनमें मापन विधि नहीं बताई गई है ([1] में तालिका) तथा निर्माता के आंकड़े जिनमें यह नहीं बताया गया कि दर्पणीय परावर्तन अभिप्रेत है या कुल परावर्तन ([8], [9], [10])। संदर्भ मानक भी महत्वपूर्ण है: यदि निरपेक्ष रूप से मापने के बजाय Spectralon के सापेक्ष मापा जाए, तो यूवी मान कुछ अधिक आते हैं, क्योंकि Spectralon स्वयं 250 nm पर केवल लगभग 95 % तक ही पहुँचता है [7]।

किस उद्देश्य के लिए कौन-सी सामग्री?

• UV-C (254 nm, 222 nm) में उच्च विसरित परावर्तकता: सूक्ष्मछिद्रित PTFE, e-PTFE, ठोस PTFE। Spectralon केवल 250 nm से निर्दिष्ट है।
• UV-A में उच्च विसरित परावर्तकता: इसके अतिरिक्त बेरियम सल्फेट, मैग्नीशियम ऑक्साइड और कैल्शियम कार्बोनेट।
• उच्च दर्पणीय परावर्तकता: UV मिरर एल्युमिनियम (जैसे MIRO UV C, Anolux UVC) तथा वाष्पित या स्पटर किया गया एल्युमिनियम।
• निम्न परावर्तकता, जैसे परिरक्षण के लिए: काला लाख (5 %), काला ऐनोडाइज़ किया गया एल्युमिनियम (4–8 %), लकड़ी (5–9 %), टाइटेनियम डाइऑक्साइड या ज़िंक ऑक्साइड पेंट (10 % से कम)।

यूवी विसंक्रमण वाले कक्षों में परावर्तक परिवेश प्रभाव को बढ़ाता है, किंतु इससे लोगों तक पहुँचने वाला विकिरण भी बढ़ जाता है। इसलिए सुरक्षा मूल्यांकन में कक्ष की सतहों की परावर्तकता को अवश्य ध्यान में रखना चाहिए, देखें यूवी विसंक्रमण की सुरक्षा। विकिरणन कक्षों में दीवार की सामग्री यह निर्धारित करती है कि नमूने का विकिरणन कितना एकसमान होगा; आप इसे यूवी कक्ष विकिरण तीव्रता (इरेडियंस) कैलकुलेटर में आज़मा सकते हैं।

परावर्तक सामग्रियों का जीर्णन

UV-C प्लास्टिक, कोटिंग्स और कार्बनिक बंधकों को बदल देता है: पीलापन, भंगुरता, परिवर्तित प्रकीर्णन और घटती परावर्तकता इसका परिणाम हैं। लंबे यूवी उद्भासन के बाद Spectralon भी 250 nm पर उल्लेखनीय परावर्तकता खो देता है [11]। PTFE और एल्युमिनियम तुलनात्मक रूप से स्थिर माने जाते हैं। जिन्हें वर्षों तक स्थिर परिस्थितियाँ चाहिए, उन्हें परावर्तकता को पुनः मापना चाहिए और यूवी विकिरण तीव्रता (इरेडियंस) की नियमित जाँच करनी चाहिए, देखें UVC मीटर।

कौन-सी सामग्री यूवी विकिरण को सबसे अधिक प्रबलता से परावर्तित करती है?
विसरित: सूक्ष्मछिद्रयुक्त PTFE, 250–500 nm परास में औसतन 97.4 % [6]। दर्पणवत: यूवी मिरर एल्युमिनियम, 254 nm पर कम से कम 90 % [10]।

एल्युमिनियम का यूवी परावर्तन कितना होता है?
यह सतह पर निर्भर करता है। 254 nm पर अनुपचारित एल्युमिनियम के लिए 40–60 %, सतह-उपचारित एल्युमिनियम के लिए 60–89 % और यूवी मिरर एल्युमिनियम के लिए कम से कम 90 % दिया गया है [1][10]। एक अध्ययन में एल्युमिनियम शीट पर 32 % मापा गया [2]; काला ऐनोडीकृत एल्युमिनियम 222 nm पर केवल 4–8 % परावर्तित करता है [3]।

UV-C में स्टेनलेस स्टील का परावर्तन कितना होता है?
सामान्यतः 20 से 36 % तक: 254 nm पर 25–30 % [1], 222 nm पर ग्रेड और सतह के अनुसार 22–36 % [3]। ब्रश्ड स्टेनलेस स्टील #4 ने 45° माप में केवल 12 % प्राप्त किया [5]।

क्या सफेद पेंट यूवी विकिरण को परावर्तित करता है?
बहुत कम। सामान्य सफेद दीवार, इमल्शन और ऑयल पेंट 254 nm तथा 222 nm पर अधिकतर 10 % से नीचे ही रहते हैं [1][2][3][7], क्योंकि सफेद वर्णक टाइटेनियम डाइऑक्साइड यूवी को अवशोषित कर लेता है। केवल कुछ जल-आधारित और चूना पेंट 10 से 35 % तक पहुँचते हैं।

PTFE का यूवी परावर्तन कितना होता है?
सूक्ष्मछिद्रयुक्त PTFE 250–500 nm परास में औसतन 97.4 % तक पहुँचता है, ठोस PTFE 85–95 % [6]। 1.5 mm PTFE शीट पर 222 nm पर लगभग 88 % मापा गया, जबकि पतले PTFE टेप पर केवल 28 % [4]।

क्या बेरियम सल्फेट UV-C में परावर्तक के रूप में उपयुक्त है?
केवल सीमित सीमा तक। बेरियम सल्फेट 300 से 400 nm के बीच लगभग 90 % परावर्तित करता है, परंतु 222 nm पर केवल 72 % [4]। UV-C में समाकलन गोलों और कक्षों के लिए PTFE बेहतर विकल्प है।

यूवी मापों के लिए समाकलन गोले को किस लेप की आवश्यकता होती है?
PTFE की, जैसे ही 300 nm से नीचे माप किए जाते हैं। बेरियम सल्फेट UV-A और दृश्य परास के लिए उपयुक्त है, स्वर्ण अवरक्त के लिए, देखें समाकलन गोले।

क्या बर्फ यूवी विकिरण को परावर्तित करती है?
हाँ, बहुत प्रबलता से: ताज़ी, शुष्क बर्फ सौर यूवी का 85 से 94 % परावर्तित करती है [12], रेत 15 से 18 % और जल केवल 3 से 5 %।

क्या परावर्तन का मान वास्तविक तरंगदैर्घ्य पर ज्ञात होना आवश्यक है?
हाँ। 222 nm, 254 nm, 365 nm पर के मान अथवा 200–400 nm परास के औसत परस्पर विनिमेय नहीं हैं। किसी अभिकल्प के लिए वही परावर्तन महत्वपूर्ण है जो प्रयुक्त स्रोत के वर्णक्रम में, तुलनीय ज्यामिति में मापा गया हो।

स्रोत

1. Signify/Philips (2020): UV Purification Application Information, तालिका 3 "Reflectance of various materials to UV-254 nm radiation" – माप विधि बताए बिना संकलन – मुक्त स्रोत
2. Endo et al. (2021), Scientific Reports – 254 nm, समाकलन गोले के साथ स्पेक्ट्रोफोटोमीटर – मुक्त स्रोत
3. Ushio America (2022): 222 nm पर सामग्रियों की परावर्तनशीलता – KrCl लैंप, d:d, अनिश्चितता लगभग 7 % – मुक्त स्रोत
4. Claus (Ushio) & Cooksey (NIST), CORM 2022 – 222 nm, NIST 8°:d तथा Ushio d:d – मुक्त स्रोत
5. Ma et al. (2023), Science of the Total Environment – 222 तथा 254 nm, 45°/45° – मुक्त स्रोत
6. Quill et al., Porex: Ultraviolet Reflectance of Microporous PTFE – कुल परावर्तनशीलता 250–500 nm – मुक्त स्रोत
7. BAuA रिपोर्ट F2422 (जर्मन संघीय व्यावसायिक सुरक्षा एवं स्वास्थ्य संस्थान) – 200–400 nm का अभारित औसत; 230 nm से क्षेत्रीय माप – मुक्त स्रोत
8. CIS UVC (2024): AN011 Reflective Materials – मुक्त स्रोत
9. Alanod: UV Applications Brochure – मुक्त स्रोत
10. Anomet: Reflective Aluminum – Anolux MIRO UVC तथा UVS, 254 nm – मुक्त स्रोत
11. Labsphere: Technical Guide – Reflectance Coatings and Materials – मुक्त स्रोत
12. Turner & Parisi (2018): Ultraviolet Radiation Albedo and Reflectance in Review, Int. J. Environ. Res. Public Health – सौर यूवी – मुक्त स्रोत
13. Petersen et al. (2025), Microbiology Spectrum – 222 nm, 45°/45° – मुक्त स्रोत
14. Wengraitis & Reed (2012), Photochemistry and Photobiology – 37 सीलिंग टाइलें, समाकलन गोले के साथ वर्णक्रमीय माप – मुक्त स्रोत

सभी मान संबंधित लेखकों और निर्माताओं के आँकड़े हैं, जिन्हें 28 सितंबर 2026 को मूल स्रोतों के साथ जाँचा गया। मिश्रधातु, सतह फिनिश, परत मोटाई, जीर्णन और माप ज्यामिति भिन्न परिणामों की ओर ले जाती हैं; सुरक्षा-प्रासंगिक डिज़ाइनों के लिए वास्तव में प्रयुक्त सामग्रियों पर माप आवश्यक हैं।

डॉ.-इंग. मार्क परावीआ Ettlingen में Opsytec Dr. Gröbel GmbH के प्रबंध निदेशक हैं और प्रत्यायित अंशांकन प्रयोगशाला के प्रमुख हैं। KIT के Institute of Lighting Technology में स्पंदित ज़ेनॉन एक्साइमर विसर्जन पर अपने शोध के बाद, आज उनका मुख्य कार्यक्षेत्र प्रकाशिक विकिरण मापन है। वे DIN मानक समिति FNL 7 "Optical radiation" के उपाध्यक्ष हैं और DVGW की यूवी विसंक्रमण परियोजना समूह के सदस्य हैं।