Che cos'è la radiazione UV?

La radiazione UV è una radiazione elettromagnetica con lunghezze d'onda inferiori a quelle della luce visibile. Secondo il Vocabolario Internazionale dell'Illuminazione (CIE S 017/E:2020) essa si divide in UV-A da 315 a 400 nm, UV-B da 280 a 315 nm e UV-C da 100 a 280 nm. È invisibile all'occhio e può essere rilevata solo con radiometri o spettroradiometri.

L'abbreviazione "UV" indica la radiazione ultravioletta. Essa viene spesso identificata come luce UV, poiché "luce" suona generalmente meno pericoloso di "radiazione". Per definizione, identifichiamo come luce la radiazione visibile all'occhio umano. Quindi, in senso stretto, la luce UV non esiste realmente. Questo è un fatto importante per l'utilizzatore, poiché quest'ultimo non può percepire il pericolo reale. L'eventuale luce visibile è soltanto luminescenza, indotta dalla radiazione UV. Questa luminescenza è spesso molto più debole e meno pericolosa della radiazione UV che la induce. Per questo motivo, la misurazione della radiazione ultravioletta è importante. A tale scopo si possono utilizzare i nostri radiometri UV di precisione.

Gli intervalli spettrali UV-A, UV-B e UV-C

La radiazione UV è suddivisa in tre intervalli spettrali. L'UVA copre l'intervallo spettrale da 315 nm a 400 nm. Nelle fonti statunitensi, l'intervallo spettrale 320–400 nm viene anch'esso indicato come UVA. L'intervallo spettrale UVA viene spesso utilizzato tecnicamente per l'incollaggio UV e la polimerizzazione delle vernici. Inoltre, i test di luminescenza e fluorescenza vengono spesso eseguiti con UVA (qui definita con il termine luce nera).

* I limiti della radiazione visibile non sono definiti in modo netto, perché la sensibilità dell'occhio si attenua gradualmente a entrambe le estremità. Secondo la CIE S 017/E:2020 il limite inferiore si colloca generalmente tra 360 nm e 400 nm, quello superiore tra 760 nm e 830 nm. Nella pratica si usa per lo più l'intervallo da 380 nm a 780 nm.

Il campo da 380 a 400 nm appartiene quindi contemporaneamente all'UV-A e alla radiazione visibile. Non si tratta di un errore, ma del risultato di due diverse grandezze di riferimento: il campo UV è definito dalla lunghezza d'onda, la radiazione visibile dalla sensibilità dell'occhio – e questa non si interrompe bruscamente.

Successivamente, in un intervallo di lunghezze d'onda corte, si trova la banda spettrale UVB. La radiazione UVB è più ricca di energia rispetto alla radiazione UVA e può causare danni alla pelle in caso di tempi di esposizione prolungati. Dal punto di vista tecnico, la radiazione UVB viene utilizzata meno frequentemente rispetto alla radiazione UVA o UVC, tuttavia svolge un ruolo importante nella fotostabilità, cioè nell' invecchiamento UV o nell'esposizione agli agenti atmosferici, poiché la luce solare naturale contiene una quota minore di radiazione UVB.

La radiazione UVC è una radiazione compresa tra 100 nm e 280 nm. Poiché l'aria assorbe la radiazione UVC al di sotto di circa 200 nm, questo valore viene spesso considerato come il limite inferiore della lunghezza d'onda. La radiazione UVC può essere generata in modo efficiente da lampade a mercurio a bassa pressione. Il rendimento della radiazione UV arriva a circa il 40%, con una potenza elettrica nell'ordine di diverse centinaia di watt. L'emissione dominante è di circa 254 nm. Applicazioni importanti sono la disinfezione delle superfici, così come degli imballaggi alimentari e la disinfezione dell'acqua potabile. Per la polimerizzazione UV è ampiamente diffusa la lampada Hg a media pressione, con una potenza elettrica compresa tra circa 400 W e 24 kW. In questo caso, l'elevata potenza consente velocità elevate e tempi di processo dell'ordine di frazioni di secondo.

L'esploratore qui sotto posiziona qualsiasi lunghezza d'onda tra 150 e 800 nm negli intervalli indicati sopra e fornisce frequenza, energia del fotone e numero d'onda — insieme alla tipica sorgente e alla strumentazione di misura corrispondente.

La figura seguente mostra i diversi tipi di radiazione elettromagnetica e le loro proprietà:

1. Radiazione ultravioletta (UV)
   • Suddivisa in UV da vuoto (VUV) e UV lontano (FUV) – insieme UV-C –, UV medio (UV-B) e UV vicino (UV-A)
   • Intervallo di lunghezze d'onda: da 100 nm a 400 nm
   • Energia del fotone: da 12,4 eV a 3,1 eV
   • Rivelatori tipici: CsI, Cs₂Te, SiC
2. Radiazione visibile (VIS)
   • Intervallo di lunghezze d'onda: da 380 nm a 780 nm
   • Energia del fotone: da 3,3 eV a 1,6 eV
   • Rivelatori tipici: fotomoltiplicatore multialcalino (PMT), Si
3. Radiazione infrarossa (IR)
   • Suddivisa in IR vicino (IR-A, IR-B), IR medio e IR lontano (insieme IR-C)
   • Intervallo di lunghezze d'onda: da 780 nm a 1 mm (10⁶ nm)
   • Energia del fotone: da 1,6 eV a 0,001 eV
   • Rivelatori tipici: Si, Ge, InGaAs, InAs, PbSnTe, PbSnSe

Vacuum UV porta questo nome perché l'aria assorbe fortemente la radiazione al di sotto di circa 200 nm: l'ossigeno viene scisso e si forma ozono. Le misurazioni in questo campo richiedono quindi un lavaggio con azoto o il vuoto. La parte utilizzata nella pratica è la riga del mercurio a 185 nm – la base per la generazione di ozono UV per la pulizia delle superfici e gli AOP.