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자외선 대하여
UV자외선
2012-03-15

 

자외선 파장 범위

우주선, 자외선, 가시광선, 적외선, 마이크로파등은 모두 전자파임.

전자파는 광파와 같이 진공중을 매초 30만킬로미터 속도로 전달됨.

이 전자파 전체중에서 약 380nm(나노메타)이하의 복사선을 자외선이라 명명했음.

파장의 단위는 nm을 사용하고 각 단위와의 비교는 다음과 같음.

나노메타(nm) 1nm=0.0000001 cm

미크론(μ) 1μ=0.0001 cm

이 자외선중에서 일반적으로 사용되는 파장은 185 - 380nm로 300nm이상의 근자외선은 지상에 도달하는 태양광선속에 포함되어 있음.

자외선은 파장이 짧은 것부터 순차적으로 오존생성, 살균, 홍반, 광화학작용등이 있음.

또 이것들의 파장은 각각 유효한 파장대역 자외선을 효율적으로 배출하는 인공광원에 의해 넓게 각 방면에서 응용되고 있음.

자외선 분류

자외선은 파장에 따라 다음과 같이 분류됨.

자외선 (10nm - 397nm)

- 원적외선

*미리칸선 (연X선에 따르는 범

위 - 60nm)

*라이만선 (60nm - 120nm)

*슈만선 (120nm - 190nm)

- 수정범위의 자외선 (190nm - 290nm)

- 근적외선 (290nm-397nm)

(*표는 각 파장 발견자의 이름)

*지상에 도달하는 태양광선중에서 이 일부분이 포함되어 있음.

지표에서의 태양광

태양에서는 항상 다량 에네르기가 지표면에 방사되고 있음.

이 방사 에네르기를 파장에 따라 분석하면 그 비율은 다음과 같이 됨.

290 - 380nm 1 - 5 % (자외선)

380 - 760nm 40 - 44 % (가시광선)

760nm이상 55%(적외선)

293nm이하의 파장은 태양에서 방사되고 있지만 지구를 둘러싸고 있는 수증기, 오존, 먼지, 기타 물질에 의해 흡수되어 지표에는 도달하지 않음.

자외선 특징

자외선 작용

자외선 특정 파장을 중심으로 그 부근 대역에 있는 파장물질이 각각 현저한 작용을 나타냄.

그 특정 파장과 그 주작용은 다음과 같이 분류됨.

음이온 생성

150 - 200nm 자외선에 의해 생성되고, 진통, 최면, 상쾌감, 피로회복 등 작용이 있음.

오존생성

공기중 산소에 150 - 200nm 자외선을 조사하면 다음과 같은 반응이 일어나 산소분자 일부가 오존으로 변화함.

O2 + 자외선 --------> 2O

2O2 + 2O --------> 2O3

오존은 탈취, 살균, 표백산화작용이 있음.

살균작용

자외선 살균작용은 210 - 329nm사이에서 강하게 나타나며 그 중에서도 250 - 260nm파장에서 살균작용은 최강이 됨.

살균램프에서 방사되는 253.7nm자외선은, 최강 살균 작용이 있는 파장과 대강 일치하고 있음.

홍반작용

자외선 조사에 의해 늘 보여지는 것은 피부 홍반현상으로 바다나 산과 같은 자외선량이 많은 곳에서 특히 나타남.

피부에 자외선이 조사되면, 수시간후에 모세 혈관 확장(홍반)이 시작됨.

이 반응과 더불어 피부 표피 세포 변성이 일어나고 약 24시간 경과후에 반응이 종료함.

자외선 조사량이 많으면 피부가 꺼칠꺼칠하고 아픔을 느끼게 됨.

광화학작용

광화학 반응은 빛작용에 의해 일어나는 화학반응을 말함.

예를 들면, 염산, 메칠렌청의 산화, 유화아연의 환원, 형광작용, 합성화학에서는 광중합, 인쇄관계에서는 잉크경화, 시사프린타등에 응용됨.

자외선 응용

살균램프

살균 효력이 가장 강한 자외선 253.7nm을 효율적으로 풍부하게 방사하도록 고안된 램프로 우수한 살균력, 경제력, 사용상 쉽게 되어 있음.

살균 램프 이용은 제약회사, 연구소, 병원등은 물론 실내 공기 살균, 식품공업에서 식품 부패나 곰팡이 방지, 물살균, 포장재, 용기 등의 살균에 사용되고 있음.

수중용 살균램프(한쪽 꼭지쇠, 2중관 방식)

수중 점등용으로 고안된 특수 2중관 구조 살균램프임. 램프는 소형탱크에 집어 넣어 배관에 간단히 접속 가능한 2중관 구조로 저온에서도 살균선 저하가 적고 냄새가 없고, 경제적으로 보수도 용이함.

주로 음료용 우물물, 공업용수 살균, 양식용수, 차량용음료수, 자동판매기의 물살균과 다방면에서 이용되고 있음.

고출력 살균램프

자외선 투과율이 극히 좋은 투명 오존 렌즈(석영 유리)를 사용하여 독자 수은 제어방식을 채용한 살균 램프로 종래 살균 램프와 비교하여 살균선 출력이 대표 UP한 고성능 램프임.

다류량 물살균, 식품 및 포장 재료 표면 살균에 이용됨.

더구나 고출력 램프는 발열량이 커서 냉각을 요하는 경우가 있음.

단파장 살균램프(오존발생램프)

253.7nm외에 184.9nm자외선을 방사하도록 된 램프로 오존 및 음이온을 생성함.

살균 플러스 탈취등의 작용이 있고, 저장고 내의 살균, 화장실등의 탈취외 공기청정기 등에 이용되고 있음.

이 램프는 이용되는 유리 재질에 의해 특수 경질 유리와 석영 유리를 사용한 2종류 램프가 있음.

블랙라이트 형광램프

360nm부근 자외선을 효율적으로 방사함.

가시 광선을 흡수하고 근자외선을 효율있게 통과하는 특수 휠타 유리를 사용하고 있어서 가시 광선에 의한 휘도 콘트라스트 감소가 없음.

식품공업, 특수조명, 포충, 사진, 광공업, 섬유공업, 위조 발견등에 넓게 사용되고 있음.

기타 자외선 방사 광원

살균램프, 블랙라이트 이외의 자외선용 광원으로서는 연속 스펙트럼을 방사하는 중수소램프, 크세논램프(가시에서 자외까지), 312nm을 피크로하는 SUN LAMP. 365nm을 강하게 방사하는 고압 수은등, 370 - 420 nm사이를 피크로하는 각종 형광램프, 메타라라이드 LAMP등이 있음.

살균 램프 자외선은 눈 및 피부에 유해하고 점등중 램프를 직접 접할 경우, 또는 강한 반사 자외선을 받을 경우 필히 안경을 쓰든가, 아니면 유리 또는 자외선 불투명 플라스틱을 통해 보도록 함.

또 피부에 허용한도 이상 자외선을 받지 않도록 할 필요가 있음.

미국에서는 하루에 허용 살균선 강도로는 0.2μW × 8 시간 규정되어 있음.

램프, 반사판이 더러워져 있으면 그 부분에 살균선이 흡수되어 살균 효과가 저하되므로 정기적인 청소, 점검을 행함.

살균램프에는 수명이 표기되어 있음.

살균 램프 수명이라는 것은 점등중에 있어서 살균선 출력 감소를 고려한 수명임.

점등되지 않을때까지의 시간은 이것보다 훨씬 길지만 출력이 크게 감소한 상태로서 사용하면 예상 살균 효과를 얻을 수 없으므로 표기 수명 시간 정도까지 사용하면 새 램프로 교환하는 것이 좋음.

 
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