Vad är UV-strålning?

UV-strålning är elektromagnetisk strålning med våglängder under synligt ljus. Enligt International Lighting Vocabulary (CIE S 017/E:2020) delas den in i UV-A från 315 till 400 nm, UV-B från 280 till 315 nm och UV-C från 100 till 280 nm. Den är osynlig för ögat och kan endast registreras med radiometrar eller spektroradiometrar.

Förkortningen "UV" står för ultraviolett strålning. Detta identifieras ofta som UV-ljus, eftersom "ljus" i allmänhet låter mindre farligt än strålning. Per definition identifierar vi strålning, som är synlig för det mänskliga ögat, som ljus. Strikt taget existerar UV-ljus alltså egentligen inte.  Det är ett viktigt faktum för användaren, eftersom användare inte kan uppfatta den verkliga faran. Det eventuellt synliga ljuset är endast luminescens, som induceras av UV. Denna luminescens är ofta mycket svagare och mindre farlig än den inducerande UV-strålningen. Av denna anledning är mätning av ultraviolett strålning viktig. Därför kan våra precisa UV-radiometrar användas.

Spektralområden UV-A, UV-B och UV-C

UV-strålningen delas in i tre spektralområden. UVA täcker spektralområdet från 315 nm till 400 nm. I amerikanska källor kallas spektralområdet 320–400 nm också för UVA. UVA-spektralområdet används tekniskt ofta för UV-limning och härdning av lacker. Dessutom utförs luminescens- och fluorescenstester ofta med UVA (här definierat med begreppet svartljus).

* Gränserna för synligt ljus är inte skarpt definierade eftersom ögats känslighet avtar gradvis i båda ändarna. Enligt CIE S 017/E:2020 anses den nedre gränsen generellt ligga mellan 360 nm och 400 nm och den övre gränsen mellan 760 nm och 830 nm. I praktiken används oftast 380 nm till 780 nm.

Intervallet från 380 till 400 nm tillhör därför både UV-A och synligt ljus samtidigt. Det är inget fel utan resultatet av två olika referensstorheter: UV-området definieras av våglängd, synligt ljus av ögats känslighet – och den upphör inte abrupt.

Därefter, i ett kortvågigt område, finns UVB-spektralområdet. UVB-strålningen är rikare på energi än UVA-strålningen och kan leda till hudskador vid längre exponeringstider. Tekniskt sett används UVB-strålning mer sällan än UVA- eller UVC-strålning, men den spelar en viktig roll för fotostabiliteten, dvs. vid UV-åldring eller väderpåverkan, eftersom det naturliga solljuset innehåller UVB-strålning i mindre utsträckning.

UVC-strålning är strålning mellan 100 nm och 280 nm. Eftersom luften absorberar UVC-strålning under ca 200 nm betraktas detta ofta som den nedre gränsvåglängden. UVC-strålning kan effektivt genereras med kvicksilverlågtryckslampor. UV-strålningsutbytet är upp till ca 40 %, med en elektrisk effekt i intervallet flera hundra watt. Den dominerande emissionen ligger vid ca 254 nm. Viktiga tillämpningar är desinfektion av ytor, samt livsmedelsförpackningar och desinfektion av dricksvatten. För UV-polymerisation är Hg-medeltryckslampan med en elektrisk effekt mellan ca 400 W och 24 kW vanligt förekommande. Här möjliggör den höga effekten höga hastigheter och processtider inom bråkdelar av sekunder.

Utforskaren nedan placerar valfri våglängd mellan 150 och 800 nm i intervallen som anges ovan och anger frekvens, fotonenergi och vågtal — tillsammans med den typiska källan och lämplig mätutrustning.

Följande figur visar de olika typerna av elektromagnetisk strålning och deras egenskaper:

1. Ultraviolett strålning (UV)
   • Uppdelad i vakuum-UV (VUV) och fjärran-UV (FUV) – tillsammans UV-C –, mellan-UV (UV-B) och nära UV (UV-A)
   • Våglängdsområde: 100 nm till 400 nm
   • Fotonenergi: 12,4 eV till 3,1 eV
   • Typiska detektorer: CsI, Cs₂Te, SiC
2. Synlig strålning (VIS)
   • Våglängdsområde: 380 nm till 780 nm
   • Fotonenergi: 3,3 eV till 1,6 eV
   • Typiska detektorer: multialkali-fotomultiplikator (PMT), Si
3. Infraröd strålning (IR)
   • Uppdelad i nära IR (IR-A, IR-B), mellan-IR och fjärran-IR (tillsammans IR-C)
   • Våglängdsområde: 780 nm till 1 mm (10⁶ nm)
   • Fotonenergi: 1,6 eV till 0,001 eV
   • Typiska detektorer: Si, Ge, InGaAs, InAs, PbSnTe, PbSnSe

Vakuum-UV har fått sitt namn eftersom luft absorberar strålning under ungefär 200 nm kraftigt: syre spjälkas och ozon bildas. Mätningar i detta område kräver därför kvävespolning eller vakuum. Den del som används i praktiken är kvicksilverlinjen vid 185 nm – grunden för UV-ozongenerering för ytrengöring och AOP.