UV-Strahlung

Ultraviolette Strahlung (andere Bezeichnungen: ultraviolette Strahlung, ultraviolette Strahlen, ultraviolettes Licht, UV(-)Strahlung/Strahlen/Licht; als Welle: ultraviolette Welle/Wellen, UV Welle/Wellen; als Teil des elektromagnetischen Spektrums: ultraviolettes Spektrum, UV Spektrum, ultraviolettes Band, UV Band) ist ein Strahlungsfluss von Photonen mit Wellenlänge von 10 nm bis 400 nm, also kürzer als sichtbares Licht, aber länger als weiches Röntgenstrahlung.

Es wird in nahes (CUV, 200 – 400 nm), fernes oder Vakuum (FUV, 100 – 200 nm) und extrem (EUV oder XUV, 1 – 31 nm) unterteilt. Der ultraviolette Bereich wird in UV-A mit Wellenlänge 315 nm bis 400 nm, UV-B mit Wellenlänge 280 nm bis 314 nm und UV-C mit Wellenlänge 10 nm bis 279 nm unterteilt.^[1] Entdeckt wurde im Jahr 1801 vom deutschen Physiker J. W. Ritter.

Für Organismen auf der Erde ist die intensivste Quelle der UV-Strahlung Sonne. Erdatmosphäre und der magnetosphärische Schutz der Erde absorbieren effektiv den größten Teil dieser Strahlung. Die Effizienz des Absorptionsabnimmens nimmt mit abnehmender Wellenlänge ab: während im Bereich UV-C nahezu 100 % absorbiert werden, sind es im Bereich UV-B nur 50 – 60 % und im UV-A 30 %. Das auf die Erdoberfläche einfallende UV-Spektrum besteht zu 90 – 99 % aus UV-A-Strahlung und zu 1 – 10 % aus UV-B-Strahlung. Bei jeder 300 m Höhe steigt die Intensität der UV-Strahlung um 4 %. In einer Höhe von 1 500 m ist sie um 20 % höher als auf Meereshöhe.

UV-Strahlung ist für den Menschen notwendig wegen der Synthese der Vitamine D2 und D3.

Zur Erzeugung der notwendigen Menge reichen einige zehn Minuten täglich aus.

Übermäßige Exposition der Haut durch UV-A- und UV-B-Strahlung (Sonnenbaden) führt zu Schäden. UV-A-Strahlung verursacht Hautalterung und negativ beeinflusst das Abwehrsystem des Organismus. Übermäßige Exposition der Haut durch UV-B-Strahlung verursacht Verbrennungen (Rötung). Bei intensivem und langfristigem Einfluss kann es bis zu Hauttumoren führen. Eine der Methoden, um die Haut vor negativen Auswirkungen der UV-Strahlung zu schützen, ist die Anwendung von Schutzcremes mit höherem UV-Faktor.

Ultraviolette Strahlung wirkt auf Zellen mithilfe vieler Mechanismen. Bestrahlung mit ultravioletten Strahlen verursacht die Inaktivierung intrazellulärer Enzyme, verlangsamt Zellteilung und verursacht das Auftreten natürlicher Mutationen. Einige Tiere sind darauf empfindlicher als andere, beispielsweise für einige (Regenwürmer – Lumbricidae) kann es sogar tödlich wirken. Am empfindlichsten reagierende Baustoffe lebender Organismen auf UV-Strahlung sind ungesättigte organische Verbindungen und unter diesen besonders solche, die konjugierte Doppelbindungen haben. Das sind vor allem Proteine (darunter besonders Aminosäuren Tyrosin und Tryptophan), Nukleinsäuren (vor allem ihre stickstoffhaltigen Basen) und einige Farbstoffe. Nukleinsäuren absorbieren UV-Strahlung deutlich stärker als Proteine. Da die Durchdringbarkeit der UV-Strahlung ziemlich gering ist, wirkt sie nur auf die oberflächlichen Schichten des menschlichen Körpers und zeigt sich an der Haut und am Auge.

UV-Strahlung wird in verschiedenen Bereichen und der Medizin genutzt:

• Bergsonne – (Lampe – künstliche Quelle)
• Anwendung auf schwer heilende Wunden, Drüsen, Druckstellen, auch in der Dermatologie bei Hauterkrankungen (Ekzeme, Lupus)
• Vorbeugung und Behandlung von Rachitis (Krummschenkel), wobei wöchentlich 1 bis 2 Mal eine Ganzkörperbestrahlung durchgeführt wird
• Behandlung Osteoporose
• Sterilisation der Umgebung (sogenannte germicidische Lampen mit λ=253,7nm) und auch als primäre Strahlungsquelle in Röhren
• Sterilisation des Wassers in Wasseraufbereitungsanlagen vor der Freisetzung in die Trinkwasserleitungen, aber auch z. B. in Gartenteichen, falls aufgrund der Fische keine chemische Bekämpfung von Algen angewendet wird