UV Işınımı Nedir?

UV ışınımı, görünür ışıktan daha kısa dalga boylarına sahip elektromanyetik ışınımdır. Uluslararası Aydınlatma Sözlüğü'ne (CIE S 017/E:2020) göre UV-A 315 ila 400 nm, UV-B 280 ila 315 nm ve UV-C 100 ila 280 nm olarak sınıflandırılır. Göz için görünmezdir ve yalnızca radyometreler veya spektroradyometreler ile kaydedilebilir.

"UV" kısaltması ultraviyole ışınımı ifade eder. Bu genellikle UV ışığı olarak adlandırılır, çünkü "ışık" genel olarak ışınımdan daha az tehlikeli algılanır. Tanım olarak, insan gözüyle görülebilen ışınımı ışık olarak tanımlarız. Bu nedenle, tam anlamıyla UV ışığı diye bir şey yoktur.  Bu, kullanıcı için önemli bir gerçektir, çünkü kullanıcılar gerçek tehlikeyi algılayamaz. Görülebilir olan ışık, UV tarafından tetiklenen bir lüminesanstan ibarettir. Bu lüminesans genellikle onu tetikleyen UV ışınımından çok daha zayıf ve daha az tehlikelidir. Bu nedenle ultraviyole ışınımının ölçülmesi önemlidir. Bu amaçla hassas UV radyometrelerimiz kullanılabilir.

UV-A, UV-B ve UV-C Spektral Aralıkları

UV ışınımı üç spektral aralığa ayrılır. UVA, 315 nm ile 400 nm arasındaki spektral aralığı kapsar. ABD kaynaklarında 320–400 nm spektral aralığı da UVA olarak adlandırılır. UVA spektral aralığı teknik olarak sıklıkla UV yapıştırma ve verniklerin kürlenmesi için kullanılır. Ayrıca lüminesans ve floresan testleri de genellikle UVA ile gerçekleştirilir (burada kara ışık terimiyle tanımlanır).

* Görünür ışınımın sınırları net olarak tanımlanmamıştır, çünkü gözün duyarlılığı her iki uçta da kademeli olarak azalır. CIE S 017/E:2020'ye göre alt sınır genellikle 360 nm ile 400 nm arasında, üst sınır ise 760 nm ile 830 nm arasında kabul edilir. Uygulamada genellikle 380 nm ila 780 nm kullanılır.

380 ila 400 nm aralığı bu nedenle hem UV-A'ya hem de görünür ışınıma aynı anda dahildir. Bu bir hata değil, iki farklı referans büyüklüğünün sonucudur: UV aralığı dalga boyuna göre, görünür ışınım ise gözün duyarlılığına göre tanımlanır – ve bu duyarlılık aniden sona ermez.

Ardından, kısa dalga aralığında UVB spektral aralığı yer alır. UVB ışınımı, UVA ışınımına göre daha zengin enerjiye sahiptir ve uzun maruziyet sürelerinde cilt hasarına yol açabilir. Teknik olarak UVB ışınımı, UVA veya UVC ışınımına göre daha az kullanılır; ancak fotostabilitede (ışığa karşı kararlılıkta), yani UV yaşlanmasında veya hava koşullarına maruz kalmada önemli bir rol oynar, zira doğal güneş ışığı az miktarda UVB ışınımı içerir.

UVC ışınımı, 100 nm ile 280 nm arasındaki bir ışınımdır. Hava, yaklaşık 200 nm'nin altındaki UVC ışınımını absorbe ettiğinden, bu değer genellikle alt sınır dalga boyu olarak kabul edilir. UVC ışınımı, cıvalı düşük basınç lambalarıyla verimli bir şekilde üretilebilir. UV ışınım verimi, birkaç yüz watt aralığındaki elektrik gücüyle %40'a kadar çıkabilir. Baskın emisyon yaklaşık 254 nm'dedir. Önemli uygulamalar arasında yüzeylerin dezenfeksiyonu, gıda ambalajlarının dezenfeksiyonu ve içme suyunun dezenfeksiyonu yer alır. UV polimerizasyonu için, yaklaşık 400 W ile 24 kW arasında elektrik gücüne sahip Hg orta basınç lambası yaygın olarak kullanılır. Burada yüksek güç, saniyenin çok kısa dilimlerinde yüksek hızlara ve proses sürelerine olanak tanır.

Aşağıdaki tarayıcı, 150 ila 800 nm arasındaki herhangi bir dalga boyunu yukarıda adı geçen aralıklara yerleştirir ve frekans, foton enerjisi ve dalga sayısını — tipik kaynak ve uygun ölçüm ekipmanıyla birlikte — verir.

Aşağıdaki şekilde farklı elektromanyetik ışınım türleri ve özellikleri gösterilmektedir:

1. Ultraviyole ışınım (UV)
   • Vakum UV (VUV) ve uzak UV (FUV) – birlikte UV-C –, orta UV (UV-B) ve yakın UV (UV-A) olarak alt bölümlere ayrılır
   • Dalga boyu aralığı: 100 nm ila 400 nm
   • Foton enerjisi: 12,4 eV ila 3,1 eV
   • Tipik detektörler: CsI, Cs₂Te, SiC
2. Görünür ışınım (VIS)
   • Dalga boyu aralığı: 380 nm ila 780 nm
   • Foton enerjisi: 3,3 eV ila 1,6 eV
   • Tipik detektörler: multi-alkali fotoçoğaltıcı (PMT), Si
3. Kızılötesi ışınım (IR)
   • Yakın IR (IR-A, IR-B), orta IR ve uzak IR (birlikte IR-C) olarak alt bölümlere ayrılır
   • Dalga boyu aralığı: 780 nm ila 1 mm (10⁶ nm)
   • Foton enerjisi: 1,6 eV ila 0,001 eV
   • Tipik detektörler: Si, Ge, InGaAs, InAs, PbSnTe, PbSnSe

Vakum UV, bu adı havanın kabaca 200 nm'nin altındaki radyasyonu kuvvetle absorbe etmesinden alır: oksijen ayrışır ve ozon oluşur. Bu nedenle bu aralıktaki ölçümler nitrojen ile temizleme veya vakum gerektirir. Pratikte kullanılan kısmı ise 185 nm'deki cıva hattıdır – yüzey temizliği ve AOP için UV ozon üretiminin temelini oluşturur.