紫外線とは
紫外線は、可視光よりも短い波長を持つ電磁放射です。国際照明用語集（CIE S 017/E:2020）によると、紫外線はUV-A（315〜400 nm）、UV-B（280〜315 nm）、UV-C（100〜280 nm）に分類されます。紫外線は肉眼では見えず、放射計または分光放射計でのみ記録できます。
「UV」という略語は紫外線放射を意味します。「放射」よりも「光」という言葉の方が一般的に危険性が低く聞こえるため、これはしばしば「UV光」と呼ばれます。定義上、人間の目に見える放射を「光」と呼びます。したがって、厳密に言えば、UV光というものは実際には存在しません。これは利用者にとって重要な事実です。なぜなら、利用者は実際の危険性を知覚できないからです。目に見える可能性のある光は、UVによって誘発される発光にすぎません。この発光は、誘発元となるUV放射よりもはるかに弱く、危険性も低いことがよくあります。このため、紫外線の測定が重要となります。そのために弊社の高精度UV放射計をご利用いただけます。
UV-A、UV-B、UV-Cのスペクトル領域
紫外線は3つのスペクトル領域に分けられます。UVAは315 nmから400 nmまでのスペクトル領域をカバーします。米国の資料では、320〜400 nmのスペクトル領域もUVAと呼ばれることがあります。UVAスペクトル領域は、技術的にはUV接着やワニスの硬化によく使用されます。さらに、発光試験や蛍光試験もUVAで行われることが多く（ここではブラックライトという用語で定義されます）。
次に、短波長域にはUVB分光範囲があります。UVB放射はUVA放射よりもエネルギーが高く、長時間の照射により皮膚障害を引き起こす可能性があります。技術的には、UVB放射はUVAやUVCほど頻繁には使用されませんが、天然の太陽光にはUVB放射がわずかに含まれているため、光安定性、すなわち紫外線劣化や耐候性において重要な役割を果たしています。
UVC放射は100 nmから280 nmの間の放射です。空気は約200 nm以下のUVC放射を吸収するため、これがしばしば下限波長とみなされます。UVC放射は水銀低圧ランプによって効率的に発生させることができます。UV放射収率は最大約40 %に達し、電力は数百W範囲です。主たる発光は約254 nmです。重要な用途としては、表面の消毒、食品包装の消毒、および飲料水の消毒が挙げられます。UV重合には、電力が約400 Wから24 kWの間の水銀中圧ランプが広く使用されています。ここでは、高出力により高速化が可能となり、プロセス時間を数秒以内に短縮できます。
次の図は、様々な種類の電磁放射とその特性を示しています：
- 紫外線（UV）
- 真空紫外線（VUV）と遠紫外線（FUV）－両者を合わせてUV-C－、中紫外線（UV-B）、近紫外線（UV-A）に細分される
- 波長範囲：100 nm〜400 nm
- 光子エネルギー：12.4 eV〜3.1 eV
- 代表的な検出器：CsI、Cs2Te、SiC
- 可視光線（VIS）
- 波長範囲：380 nm〜780 nm
- 光子エネルギー：3.3 eV〜1.6 eV
- 代表的な検出器：マルチアルカリ光電子増倍管（PMT）、Si
- 赤外線（IR）
- 近赤外線（IR-A、IR-B）、中赤外線、遠赤外線（合わせてIR-C）に細分される
- 波長範囲：780 nm〜1 mm（106 nm）
- 光子エネルギー：1.6 eV〜0.001 eV
- 代表的な検出器：Si、Ge、InGaAs、InAs、PbSnTe、PbSnSe
真空紫外線（Vacuum UV）という名称は、空気がおよそ200 nm以下の放射を強く吸収することに由来します。酸素が分解されオゾンが生成されるためです。したがって、この波長域での測定には窒素パージまたは真空が必要です。実用上使用されるのは水銀の185 nm線であり、これは表面洗浄やAOPのためのUVオゾン発生の基礎となっています。
著者:マーク・パラヴィア博士
マーク・パラヴィア博士（Dr.-Ing.）は、エトリンゲンにあるOpsytec Dr. Gröbel GmbHの代表取締役であり、認定校正機関の責任者を務めています。KIT照明工学研究所でパルスキセノンエキシマ放電に関する研究を行った後、現在は光放射計測技術に焦点を当てています。同氏はDIN規格委員会FNL 7「光放射」の副委員長を務めるとともに、DVGWのUV消毒プロジェクトグループのメンバーでもあります。
