Wat is UV-straling?
UV-straling is elektromagnetische straling met golflengtes onder het zichtbare licht. Volgens het International Lighting Vocabulary (CIE S 017/E:2020) wordt deze onderverdeeld in UV-A van 315 tot 400 nm, UV-B van 280 tot 315 nm en UV-C van 100 tot 280 nm. Ze is onzichtbaar voor het oog en kan alleen worden geregistreerd met radiometers of spectroradiometers.
De afkorting "UV" staat voor ultraviolette straling. Deze wordt vaak aangeduid als UV-licht, omdat "licht" over het algemeen minder gevaarlijk klinkt dan straling. Per definitie duiden we straling die zichtbaar is voor het menselijk oog aan als licht. Strikt genomen bestaat UV-licht dus eigenlijk niet. Dat is een belangrijk feit voor de gebruiker, omdat gebruikers het werkelijke gevaar niet kunnen waarnemen. Het eventueel zichtbare licht is louter luminescentie, die wordt opgewekt door UV. Deze luminescentie is vaak veel zwakker en minder gevaarlijk dan de opwekkende UV-straling. Om deze reden is het meten van ultraviolette straling belangrijk. Daarvoor kunnen onze precieze UV-radiometers worden gebruikt.
Spectrale gebieden UV-A, UV-B en UV-C
De UV-straling wordt onderverdeeld in drie spectrale gebieden. UVA omvat het spectrale gebied van 315 nm tot 400 nm. In Amerikaanse bronnen wordt het spectrale gebied van 320–400 nm ook als UVA aangeduid. Het UVA-spectrale gebied wordt technisch vaak gebruikt voor de UV-verlijming en uitharding van vernissen. Daarnaast worden de luminescentie- en fluorescentietests vaak uitgevoerd met UVA (hier wordt dit gedefinieerd door de term zwart licht).
| Naam | Spectraal bereik volgens ILV (CIE S 017/E:2020) |
| UV-A | 315 nm tot 400 nm |
| UV-B | 280 nm tot 315 nm |
| UV-C | 100 nm tot 280 nm (in de praktijk 200 nm tot 280 nm) |
| vacuüm-UV | 100 nm tot 200 nm |
| zichtbare straling | Ondergrens: tussen 360 nm en 400 nm* |
| Bovengrens: tussen 760 nm en 830 nm* | |
| IR-A | 780 nm tot 1400 nm |
| IR-B | 1400 nm tot 3000 nm |
| IR-C | 3000 nm tot 1 mm |
* De grenzen van zichtbare straling zijn niet scherp gedefinieerd, omdat de gevoeligheid van het oog aan beide uiteinden geleidelijk afneemt. Volgens CIE S 017/E:2020 wordt de ondergrens over het algemeen tussen 360 nm en 400 nm en de bovengrens tussen 760 nm en 830 nm aangehouden. In de praktijk wordt meestal 380 nm tot 780 nm gebruikt.
Het bereik van 380 tot 400 nm behoort daarom tegelijk tot UV-A en tot zichtbare straling. Dat is geen fout, maar het gevolg van twee verschillende referentiegrootheden: het UV-bereik wordt gedefinieerd door de golflengte, zichtbare straling door de gevoeligheid van het oog – en die stopt niet abrupt.
Vervolgens is er, in een kort golfbereik, het UVB-spectrumgebied. De UVB-straling is energierijker dan de UVA-straling en kan bij langere blootstellingstijden tot huidschade leiden. Technisch gezien wordt UVB-straling minder vaak toegepast dan UVA- of UVC-straling, maar zij speelt een belangrijke rol bij de fotostabiliteit, dat wil zeggen bij de UV-veroudering of weersinvloeden, omdat het natuurlijke zonlicht in geringe mate UVB-straling bevat.
UVC-straling is straling tussen 100 nm en 280 nm. Omdat lucht UVC-straling onder ca. 200 nm absorbeert, wordt dit vaak als de onderste grensgolflengte beschouwd. UVC-straling kan efficiënt worden opgewekt met kwikdampniedrukdruklampen. Het UV-stralingsrendement bedraagt tot ca. 40 %, bij een elektrisch vermogen in het bereik van enkele honderden watt. De dominante emissie ligt bij ca. 254 nm. Belangrijke toepassingen zijn de desinfectie van oppervlakken, alsook van voedselverpakkingen en de desinfectie van drinkwater. Voor de UV-polymerisatie wordt de kwikmiddendruklamp met een elektrisch vermogen van ca. 400 W tot 24 kW veelvuldig toegepast. Hierbij maakt het hoge vermogen hoge snelheden en procestijden binnen fracties van seconden mogelijk.
De volgende afbeelding toont de verschillende soorten elektromagnetische straling en hun eigenschappen:
- Ultraviolette straling (UV)
- Onderverdeeld in vacuüm-UV (VUV) en ver-UV (FUV) – samen UV-C –, midden-UV (UV-B) en nabij-UV (UV-A)
- Golflengtebereik: 100 nm tot 400 nm
- Fotonenergie: 12,4 eV tot 3,1 eV
- Typische detectoren: CsI, Cs2Te, SiC
- Zichtbare straling (VIS)
- Golflengtebereik: 380 nm tot 780 nm
- Fotonenergie: 3,3 eV tot 1,6 eV
- Typische detectoren: multi-alkali fotomultiplicator (PMT), Si
- Infraroodstraling (IR)
- Onderverdeeld in nabij-IR (IR-A, IR-B), midden-IR en ver-IR (samen IR-C)
- Golflengtebereik: 780 nm tot 1 mm (106 nm)
- Fotonenergie: 1,6 eV tot 0,001 eV
- Typische detectoren: Si, Ge, InGaAs, InAs, PbSnTe, PbSnSe
Vacuum UV draagt die naam omdat lucht straling onder circa 200 nm sterk absorbeert: zuurstof wordt gesplitst en er ontstaat ozon. Metingen in dit bereik vereisen daarom stikstofspoeling of een vacuüm. Het deel dat in de praktijk wordt gebruikt is de kwiklijn bij 185 nm – de basis van UV-ozonvorming voor oppervlaktereiniging en AOP.
Downloads
De datasheets zijn beschikbaar in het Duits en het Engels. De Engelse versie is bindend.
Auteur: Dr. Mark Paravia
Dr.-Ing. Mark Paravia is directeur van Opsytec Dr. Gröbel GmbH in Ettlingen en leidt het geaccrediteerde kalibratielaboratorium. Na zijn onderzoek naar gepulste xenon-excimeerontladingen aan het Lichttechnisch Instituut van het KIT ligt zijn huidige focus op optische stralingsmeettechniek. Hij is vicevoorzitter van de DIN-normcommissie FNL 7 "Optische straling" en lid van de DVGW-projectgroep UV-desinfectie.
