यूवी विकिरण क्या है?

यूवी विकिरण एक विद्युतचुंबकीय विकिरण है जिसकी तरंगदैर्घ्य दृश्य प्रकाश से कम होती है। इंटरनेशनल लाइटिंग वोकैबुलरी (CIE S 017/E:2020) के अनुसार इसे UV-A (315 से 400 nm तक), UV-B (280 से 315 nm तक) और UV-C (100 से 280 nm तक) में विभाजित किया गया है। यह आंखों के लिए अदृश्य होता है और इसे केवल विकिरणमापी (रेडियोमीटर) या स्पेक्ट्रोरेडियोमीटर से ही मापा जा सकता है।

संक्षिप्त नाम "UV" पराबैंगनी विकिरण के लिए है। इसे प्रायः यूवी प्रकाश के रूप में पहचाना जाता है, क्योंकि "प्रकाश" सामान्यतः विकिरण की तुलना में कम खतरनाक प्रतीत होता है। परिभाषा के अनुसार, हम उस विकिरण को प्रकाश कहते हैं जो मानव आंख को दिखाई देता है। अतः, सख्ती से कहा जाए तो, यूवी प्रकाश वास्तव में अस्तित्व में नहीं है। यह उपयोगकर्ता के लिए एक महत्वपूर्ण तथ्य है, क्योंकि उपयोगकर्ता वास्तविक खतरे को महसूस नहीं कर पाते। संभावित रूप से दिखाई देने वाला प्रकाश केवल ल्यूमिनेसेंस है, जो यूवी द्वारा प्रेरित होता है। यह ल्यूमिनेसेंस प्रायः प्रेरक यूवी विकिरण की तुलना में कहीं अधिक कमजोर और कम खतरनाक होता है। इसी कारण से, पराबैंगनी विकिरण का मापन महत्वपूर्ण है। इसके लिए हमारे सटीक यूवी विकिरणमापी का उपयोग किया जा सकता है।

वर्णक्रमीय क्षेत्र UV-A, UV-B और UV-C

यूवी विकिरण को तीन वर्णक्रमीय क्षेत्रों में विभाजित किया गया है। UVA, 315 से 400 nm तक के वर्णक्रमीय क्षेत्र को कवर करता है। अमेरिकी स्रोतों में, 320–400 nm के वर्णक्रमीय क्षेत्र को भी UVA कहा जाता है। UVA वर्णक्रमीय क्षेत्र का उपयोग तकनीकी रूप से प्रायः यूवी आबंधन और वार्निश के क्योरिंग के लिए किया जाता है। इसके अतिरिक्त, ल्यूमिनेसेंस और फ्लोरोसेंस परीक्षण प्रायः UVA के साथ किए जाते हैं (यहां इसे ब्लैक लाइट शब्द द्वारा परिभाषित किया गया है)।

* दृश्य विकिरण की सीमाएँ स्पष्ट रूप से परिभाषित नहीं हैं क्योंकि आँख की संवेदनशीलता दोनों सिरों पर धीरे-धीरे क्षीण होती जाती है। CIE S 017/E:2020 के अनुसार, निचली सीमा को सामान्यतः 360 nm से 400 nm के बीच तथा ऊपरी सीमा को 760 nm से 830 nm के बीच माना जाता है। व्यवहार में सामान्यतः 380 nm से 780 nm तक का उपयोग किया जाता है।

380 से 400 nm तक की सीमा इसलिए एक साथ UV-A और दृश्य विकिरण दोनों से संबंधित है। यह कोई त्रुटि नहीं है, बल्कि दो भिन्न संदर्भ राशियों का परिणाम है: यूवी परास तरंगदैर्घ्य द्वारा परिभाषित होता है, जबकि दृश्य विकिरण आँख की संवेदनशीलता द्वारा - और यह अचानक समाप्त नहीं होती।

इसके बाद, एक लघु तरंग परिसर में, UVB वर्णक्रमीय परिसर आता है। UVB विकिरण, UVA विकिरण की तुलना में अधिक ऊर्जायुक्त होता है और लंबे समय तक उद्भासन के दौरान त्वचा को नुकसान पहुंचा सकता है। तकनीकी रूप से, UVB विकिरण का उपयोग UVA या UVC विकिरण की तुलना में कम किया जाता है, फिर भी यह प्रकाश स्थायित्व में, अर्थात यूवी जीर्णन या अपक्षय में, महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है, क्योंकि प्राकृतिक सूर्यप्रकाश में UVB विकिरण एक छोटी मात्रा में मौजूद होता है।

UVC विकिरण 100 nm से 280 nm के बीच का विकिरण है। चूंकि वायु लगभग 200 nm से नीचे UVC विकिरण को अवशोषित कर लेती है, इसे अक्सर निचली सीमा तरंगदैर्घ्य माना जाता है। UVC विकिरण को पारद निम्न-दाब लैंपों द्वारा दक्षतापूर्वक उत्पन्न किया जा सकता है। यूवी विकिरण उत्पादन दर कई सौ वाट की विद्युत शक्ति पर लगभग 40 % तक होती है। प्रमुख उत्सर्जन लगभग 254 nm पर होता है। महत्वपूर्ण अनुप्रयोगों में सतहों का विसंक्रमण, साथ ही खाद्य पैकेज और पेयजल का विसंक्रमण शामिल हैं। यूवी बहुलकीकरण के लिए, लगभग 400 W से 24 kW के बीच की विद्युत शक्ति वाला Hg मध्यम-दाब लैंप व्यापक रूप से प्रयुक्त होता है। यहां, उच्च शक्ति सेकंड के अंशों में उच्च गति और प्रक्रिया समय की अनुमति देती है।

नीचे दिया गया एक्सप्लोरर 150 से 800 nm तक किसी भी तरंगदैर्घ्य को ऊपर बताई गई श्रेणियों में रखता है और आवृत्ति, फोटॉन ऊर्जा तथा तरंगसंख्या देता है — साथ ही विशिष्ट स्रोत और उपयुक्त मापन उपकरण भी।

निम्नलिखित चित्र में विद्युतचुंबकीय विकिरण के विभिन्न प्रकार और उनके गुण दर्शाए गए हैं:

1. पराबैंगनी विकिरण (UV)
   • निर्वात यूवी (VUV) और सुदूर यूवी (FUV) में उपविभाजित – दोनों मिलकर UV-C –, मध्य यूवी (UV-B) और निकट यूवी (UV-A)
   • तरंगदैर्घ्य परास: 100 nm से 400 nm तक
   • फोटॉन ऊर्जा: 12.4 eV से 3.1 eV तक
   • विशिष्ट डिटेक्टर: CsI, Cs₂Te, SiC
2. दृश्य विकिरण (VIS)
   • तरंगदैर्घ्य परास: 380 nm से 780 nm तक
   • फोटॉन ऊर्जा: 3.3 eV से 1.6 eV तक
   • विशिष्ट डिटेक्टर: मल्टी-अल्कली फोटोमल्टीप्लायर (PMT), Si
3. अवरक्त विकिरण (IR)
   • निकट IR (IR-A, IR-B), मध्य IR और सुदूर IR (सम्मिलित रूप से IR-C) में उपविभाजित
   • तरंगदैर्घ्य परास: 780 nm से 1 mm (10⁶ nm) तक
   • फोटॉन ऊर्जा: 1.6 eV से 0.001 eV तक
   • विशिष्ट डिटेक्टर: Si, Ge, InGaAs, InAs, PbSnTe, PbSnSe

वैक्यूम यूवी को यह नाम इसलिए दिया गया है क्योंकि वायु लगभग 200 nm से नीचे के विकिरण को प्रबल रूप से अवशोषित करती है: ऑक्सीजन विभाजित हो जाती है और ओज़ोन बनता है। इसलिए इस परास में मापन के लिए नाइट्रोजन प्रवाहन या वैक्यूम की आवश्यकता होती है। व्यावहारिक रूप से उपयोग किया जाने वाला भाग 185 nm पर पारे की रेखा है – जो सतह की सफाई और AOP के लिए यूवी ओज़ोन उत्पादन का आधार है।