紫外線を考えるサイト

紫外線の概要

紫外線の波長ごとの特徴 [編集] 近紫外線 （波長 380-200nm） UV-A （波長315nm-380nm） 太陽光線の内5.6%通過。皮膚の真皮層に作用し蛋白質を変性させる。細胞の物質交代の進行に関係しており、細胞の機能を活性化させる。また、UV-Bによって生成されたメラニン色素を酸化させて褐色に変化させる。サンタン(suntan)。 UV-B （波長280nm-315nm） 太陽光線の内0.5%通過。表皮層に作用するが、色素細胞がメラニンを生成し防御反応を取る。これがいわゆる日焼けである。また UV-B には発癌性が指摘されるが発癌するのは高齢者、しかも肌の露出した部分のみというケースが多い。サンバーン(sunburn)。 UV-C （波長200nm-280nm） オゾン層で守られている地表には今のところ到達しない。強い殺菌作用があり、生体に対する破壊性が最も強い。 遠紫外線、真空紫外線 (VUV) （波長 200nm-10nm） 酸素分子や窒素分子によって吸収されるため、通常は地表には到達しない。真空中でないと進行しないため「真空紫外線」 (Vacuum Ultra Violet)と呼ばれる。 極端紫外線 （波長10nm以下） 極端紫外線は、物質の電子状態の遷移により放出される。X線との境界はあいまいである。30nm近辺の波長は、価電子帯の電子が伝導帯に遷移する際に放出されるのに対し、それより短い波長のものは、内側の核電子のエネルギー状態の変化により放出される。この長波長側の端は、He+によるEUV/XUV放射が30.4nmである。波長の短いものはサイクロトロン放射によっても放出される。この領域の紫外線は、X線と分類されることもある。 発見 [編集] 赤外線が発見されてすぐ、ドイツの物理学者ヨハン・ウィルヘルム・リッターが、スペクトルの反対側である、紫より短いスペクトルを探し始めた。1801年に、光に反応する銀の塩化物を使用して、紫の外側の目に見えない光を発見した。これは、化学光(chemical light)と呼ばれた。その頃、リッターを含めた科学者は、光は、「酸化発熱要素」（赤外線）、「照明要素」（可視光）、「水素化還元要素」（紫外線）の3つから構成されていると結論づけていた。スペクトルの他の領域との統合は1842年、マケドニオ・メローニ、アレクサンドレ・エドモンド、ベックーレルらの研究まで分からなかった。その間、紫外線は、「科学線放射(arctinic radiation)」とも呼ばれていた。 健康への影響 [編集] 人間が、太陽の紫外線に長時間さらされると、皮膚、目、免疫系へ急性もしくは慢性の疾患を引き起こす可能性がある。大気で除去されるUVCは、過去ほとんど注意が払われていなかったが、高エネルギーであるため、UVAやUVBよりはるかに危険である。例えば、UVCを使用する、池型滅菌装置などは、光源を池型滅菌装置の外でスイッチを入れると被曝の危険性が存在する。 皮膚 [編集] UVA,UVB,UVCは皮膚を形成するコラーゲンの繊維にダメージを与え、皮膚の加齢を加速する。一般に、UVAは危険性が一番小さいが、皮膚の加齢、DNAへのダメージ、皮膚がんの可能性等に影響を及ぼす。UVAは、日焼けを引き起こすことはないが、UVBより深く皮膚の中に浸透し、SPFテストで測定することができない。 UVBは、皮膚がんを引き起こす。生物のDNAは吸収スペクトルが250nm近辺に存在しており、紫外線が照射されると、皮膚等の細胞中のDNAを構成する分子は励起される。このDNA分子の励起は、DNA螺旋を構成する「はしご」を切り離し、隣接する塩基で、チミン-チミン、シトシン-シトシン、ウラシル-ウラシル等の二量体を形成する。これの二量体は、通常生成することはなく、DNA配列の混乱、複製の中断、ギャップの生成、複製のミスを発生させる。これは、がん等の突然変異を引き起こす。 紫外線による突然変異は、バクテリアにおいて簡単に観察されることができる。これは、地球環境問題でオゾンホールやオゾン層の破壊が懸念される理由の1つである。 紫外線照射に対する防御として、人間の体は茶色の色素のメラニンを分泌し、日焼けすることにより、紫外線の平均レベル(人種により異なる)を下げようとする。この色素は紫外線の侵入を阻害し、より深い部分の皮膚組織へのダメージを減らす。また、市販の日焼け止めローション、クリームも紫外線の侵入を防ぐ[要出典]。これらの製品では、「SPF値」「PA」と呼ばれる紫外線防御効果が記載されている。 SPF値はSun Protection Factorの略で主に日焼けの原因であるUVBの遮断率を表している。SPF25の場合は、無対策の場合と比較して紫外線が1/25になり、SPF100は1/100になる。PAはProtection of UVAの略で、UVAの遮断に対する効果を表している。 PAは+（効果がある）、++（かなり効果がある）、+++（非常に効果がある）の3段階で表記される。PAがSPFと異なり、数値で表記されないのは、UVAのブロック率を評価する良い分析法が存在しないためである。 目 [編集] 強度の強いUVBは目に対して危険で、紫外眼炎(電気性眼炎)や、白内障、翼状片と瞼裂斑形成になる可能性がある。 保護メガネは、紫外線(特に短波長の紫外線)にさらされる環境で働く場合や、その様な環境にいる場合には有効である。保護メガネで覆われていない横から目に入る紫外線を防止するために、高高度の登山家が使用するようなゴーグル状の完全に覆われた保護メガネを使用したほうが曝露に対するリスクが減少する。登山家は、大気による減衰が小さくなり、雪や氷による反射が存在することにより、通常より高いレベルの紫外線にさらされるため、そのような完全に覆われた保護メガネを使用している。 通常のメガネは、わずかの保護効果がある。ガラスはUVAに対して透明であるのに対し、プラスチックは通過率がガラスより低いため、プラスチックレンズは、ガラスのレンズより保護効果があり、材質(例えば、ポリカーボネート)によっては、ほとんどの紫外線が妨げる場合もある。ただし、いくら良いレンズによる保護措置を行ったとしても、レンズ以外の経路を経由した紫外線からは目を完全に守ることは出来ない。レンズ以外の経路を経由する光を確認するには、レンズの部分をアルミホイルのような不透明なもので覆って、明るい光のそばに立つことで確認することができる。ほとんどのコンタクトレンズは紫外線を吸収し網膜を保護する。 紫外線による利点 [編集] 紫外線による利点は、皮膚におけるビタミンDの生成である。グラント(2002)は、UVB照射時間が短いことが、ビタミンDの欠乏を起こし、アメリカで何万もの死者が生じていると主張している。ビタミンD欠乏は、骨軟化症(くる病)を生じさせ、骨の痛みや、体重増加時には骨折などの症状を生じさせる。 他にも皮膚の疾患(例えば乾癬と白斑)の治療において、紫外線の利用が可能である。これには、311nmの波長による紫外線が効果的である。また、精神病の治療に、精神賦活薬（PUVA療法）とともに、UVA、UVB紫外線が利用される場合がある。


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