Ультрафиолетовое излучение, его классификация, особенности, виды

Ультрафиолетовое излучение – это электромагнитные волны оптического диапа­зона с длинной волны от 400 до 100 нм.

Различают три области ультрафиолетового излучения:

  • Область А (длинноволновая: λ=400-315 нм)
  • Область В (средневолновая: λ=315-280 нм)
  • Область С (коротковолновая: λ=280-100 нм)

Более жёсткий ультрафиолет поглощается воздухом.

Особенности ультрафиолетового излучения:

1)     Не вызывает непосредственного зрительного ощущения.

2)     Даёт как положительный, так и отрицательный биологический эффект.

3)     Оказывает фотохимическое действие (почернение фотоматериалов).

4)     Оказывает фотоэлектрическое действие (вызывает фотоионизацию).

5)     Значительно поглощается телами живой и неживой природы.

6)     Вызывает люминесценцию.

Виды воздействия:

1)      Физическое: при поглощении ультрафиолета выделяется тепло, происходит фотоэф­фект и люминесценция.

2)      Фотохимическое и фотобиологическое:

a)      Фотосинтез (область А).

b)      Фототерапевтическое действие (укрепляющее и закаляющее действие; антирахити­ческое действие: под воздействием ультрафиолетового излучения вырабатывается витамин D).

c)      Эритемное действие (покраснение и ожоги кожи. Область В).

d)     Бактерицидное действие (Область С).

e)      Мутагенное действие (ультрафиолетовое излучение вызывает наследственные из­менения  в растительных и животных организмах).

Особенности фотобиологического действия – это наличие выраженности того или иного эффекта, в зависимости от длинны волны.

            Например, наибольшее бактерицидное действие оказывает ультрафиолетовое излучение с длинной волны 254 нм и относительной скоростью поглощения, равной 1.

Наибольшее эритемное действие при λ=297 нм, относительной скорости поглощения 0,8.

Применение в медицине:

1)     В дерматологии (лечение экземы, грибковых заболеваний).

2)      В терапии и педиатрии (профилактика и лечение рахита, хронических заболева­ний, пневмонии, аденоидов, ангины).

3)     В хирургии и в клинике инфекционных болезней (стерилизация воздуха для про­филактики больничных инфекций).

4)     В биохимии (для фотохимического синтеза биологически активных веществ, ами­нокислот).

5)     В гигиене (для стерилизации воды и предметов).

 

2). Фотохимическое действие ультрафиолетового излучения, его за­коны и их характеристика.

            Фотохимическое действие ультрафиолетового излучения заключается в химичес­ких превращениях веществ под действием ультрафиолетового излучения. Вы­ражается в разложении, полимеризации и деполимеризации веществ.

Особенности фотохимического действия:

1)      Количество прореагировавшего вещества зависит только от числа поглощённых кван­тов и не зависит от температуры.

2)      При фотохимическом действии происходят следующие реакции:

a)      Первичная (происходит с продуктами, поглотившими кванты. Эта реакция не зави­сит от температуры).

b)      Вторичная (происходит между продуктами первичной реакции и другими компо­нентами. Зависит от температуры).

c)      Цепная реакция (начальным звеном является поглощение кванта, а затем выделя­ется энергия).

3)      Сенсибилизирующее действие осуществляется в присутствии сенсибилизатора, т.е. вещества, делающего систему чувствительной к тем длинам волн ультрафиолето­вого света, к которым система чувствительна не была.

Одной из стадий фотобиологического процесса является фотохимическое действие.

Фотобиологический процесс осуществляется в несколько этапов.

1)     Физическая стадия (молекулы поглощают квант ультрафиолетового излучения).

2)     Внутримолекулярное распределение и межмолекулярный перенос энергии.

3)     Фотохимическая стадия (первичная реакция).

4)     Стадия темнового превращения (вторичная реакция).

5)     Ответная физиологическая реакция (например, загар).

Фотохимическое действие подчиняется трём законам:

1)     Закон Гротхуса-Дреппера: всякие фотохимические процессы возможны только при поглощении энергии.

2)     Закон Эйнштейна: элементарный фотохимический процесс происходит при поглоще­нии одного кванта молекулой, участвующей в реакции.

Минимальная энергия, необходимая для этого, называется энергией активации. Если энергия меньше, то происходит выделение тепла, люминесценция.

3)     Закон Бунзена-Роска: при фотохимических реакциях количество конечного про­дукта определяется облучённостью и временем облучения и пропорциональна им.

Н=Е·t, где Н – количество конечного продукта,

            Е – облучённость,

            t – время

[Лк]

 

3). Фотобиологическое действие ультрафиолетового излучения. Его виды, особенности и характеристика.

            Фотобиологическими называются процессы, происходящие в живой системе и связанные с поглощением или выделением лучистой энергии. Существуют 5 этапов фотобиологического процесса.

            Процессы, идущие с поглощением энергии ультрафиолетового  излучения подраз­деляются на позитивные и негативные.

            Позитивные:

1)     идущие с увеличением энергии (фотосинтез)

2)     идущие без увеличения энергии (фототаксис)

Негативные:

1)     Фототоксические (ожог глаз)

2)     фотоаллергические (повышенная чувствительность системы к ультрафиолету в ре­зультате сенсибилизации)

Сенсибилизаторы:

I типа: для проявления своего сенсибилизирующего действия не нуждаются в наличии кислорода. Их применяют для лечения псориаза, в антибактериальных, противомик­робных препаратах.

II типа: нуждаются в наличии кислорода (красители, продукты обмена веществ). Их фотохимическое действие происходит в три стадии:

1)     Молекулы вещества, поглотившего кванты, переходят в возбуждённое состояние.

2)     Активированная молекула передаёт энергию молекуле-акцептору.

3)     Молекула-акцептор окисляется, а продукты окисления вызывают соответствующую реакцию, таким образом в медицине используют фотобиологическое действие, вы­званное присутствием сенсибилизатора.

 

4). Источники ультрафиолетового излучения.

            Естественным источником ультрафиолетового излучения является солнце. Из-за поглощения в атмосфере, до земли, в большей степени, доходят лучи с длинной волны от 380 до 300 нм.

            Доля ультрафиолета в общем потоке солнечного излучения зависит от времени суток, от времени года, от географической широты, от состояния атмосферы, от сол­нечной активности.

            Искусственными источниками ультрафиолетового излучения являются люминес­центные, лазерные и газоразрядные источники.

            В медицине используют газоразрядные источники на парах ртути (ртутно-кварце­вые лампы):

1)     Лампы низкого давления (0,3-0,4 кПа): разряд тлеющий, действие бактерицидное.

2)     Лампы высокого давления (0,5-1МПа).

3)     Лампы сверхвысокого давления (15 МПа): используют в люминесцентных микроско­пах.

ПРЕДМЕТЫ

О НАС

«Dendrit» - портал для студентов медицинских ВУЗов, включающий в себя собрание актуальных учебных материалов (учебники, лекции, методические пособия, фотографии анатомических и гистологических препаратов), которые постоянно обновляются по ходу учебного процесса в ЯГМУ.