รังสีอัลตราไวโอเลต คืออะไร มีประโยชน์อย่างไร

รังสีอัลตราไวโอเลต หรือ ที่รู้จักกันดีว่า รังสียูวี

รังสีอัลตราไวโอเลต คืออะไร ? มีประโยชน์อย่างไร?

รังสีอัลตราไวโอเลต หรือ ที่รู้จักกันดีว่า รังสียูวี (Ultraviolet)  และยังมีอีกชื่อหนึ่งคือ รังสีเหนือม่วง เป็นช่วงหนึ่งของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าที่มีความยาวคลื่นสั้นกว่าแสงที่มองเห็น แต่ยาวกว่ารังสีเอกซ์อย่างอ่อน มีความยาวคลื่นในช่วง 400-10 นาโมเมตร  และมีพลังงานในช่วง 3-124 ev ซึ่งตาของมนุษย์ไม่สามารถมองเห็นได้ มีคุณสมบัติไม่แตกตัว (non-ionizing) เนื่องจากสเปกตรัมของมันประกอบด้วยคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าที่มีความถี่สูงกว่าคลื่นที่มนุษย์มองเห็นเป็นสีม่วง รังสีอัลตราไวโอเลตเป็นช่วงรังสีที่อยู่ระหว่างชนิดรังสีที่แตกตัวได้ และแตกตัวไม่ได้ ประกอบด้วย 3 ชนิดความยาวคลื่น คือ

-UVA หรือที่เรียกกันอีกชื่อหนึ่ง คือ Long wave UVR หรือ Black light ความยาวคลื่น 315 – 400 mm มีระดับพลังงาน 3.10 – 3.94 ev

-UVB หรือที่เรียกกันอีกชื่อหนึ่ง คือ Middle UVR หรือ Sunburn radiation ความยาวคลื่น 280 – 315 nm มีระดับพลังงาน 3.94 – 4.43 ev

-UVC หรือที่เรียกกันอีกชื่อหนึ่ง คือ Short wave UVR หรือ Germicidal radiation ความยาวคลื่น 100 – 280 nm มีระดับพลังงาน 4.43 – 12.4 ev

ช่วงความยาวคลื่นที่มากกว่ารังสีอัลตราไวโอเลต คือ

  • ช่วงคลื่นที่ตามองเห็น Visible Radiation (light) ความยาวคลื่น 400 – 760 nm
  • รังสีอินฟาเรด (Infrared Radiation : IR) ความยาวคลื่น 760 – 3000 nm ช่วงคลื่นที่ตามนุษย์ไม่สามารถมองเห็น แหล่งกำเนิดรังสีอัลตราไวโอเลต

1.การแผ่รังสีของดวงอาทิตย์ (Solar radiation) เป็นแหล่งกำเนิดสำคัญของการแผ่รังสีที่ส่องมาถึงโลก โดยประกอบด้วยรังสี UVC UVB และ UVA รวมถึงช่วงคลื่นที่มนุษย์มองเห็น และรังสีอินฟาเรด แต่รังสีบางส่วนจะถูกดูดซับไว้ในชั้นบรรยากาศ ส่วนที่เหลือสามารถส่องมาถึงผิวโลกในระดับไม่เป็นอันตรายต่อมนุษย์

2.แหล่งที่มนุษย์สร้างขึ้น (artificial sources) ได้แก่วัตถุชนิดที่ถูกทำให้ร้อน จนมีอณุหภูมิสูง มากกว่า 25000 องศาเคลวิน สามารถปล่อยรังสีอัลตราไวโอเลตได้ ซึ่งเป็นวัตถุ อุปกรณ์ที่มนุษย์ประดิษฐ์ขึ้นสำหรับการใช้ประโยชน์ในด้านต่างๆ เช่น ทางการแพทย์ ทางการเกษตร เป็นต้น

พลังงานของช่วงคลื่นที่แผ่ออกมาจากดวงอาทิตย์ ตั้งแต่ช่วงคลื่นสั้นต่างๆไปจนถึง 175 นาโนเมตร จะถูกดูดซับด้วยออกซิเจนในชั้นสตราโทสเฟียร์ที่ความสูงประมาณ 100 กิโลเมตร และพลังงานความยาวคลื่นตั้งแต่ 175 ถัง 280 นาโนเมตร หรืออยู่ในช่วงคลื่นอัลตร้าไวโอเลตซี (UVC) จะถูกชั้นโอโซนทำลาย ซึ่งช่วงคลื่นเหล่านี้มีระดับพลังงานสูงมาก หากผ่านเข้ามายังพื้นผิวโลกจะเป็นอันตรายต่อ สิ่งมีชีวิตบนพื้นโลก แต่ปัจจุบันชั้นโอโซนถูกทำลายลงอย่างมาก ทำให้รังสียูวีซี (UVC) ลงมายังพื้นผิวโลกเพิ่มมากขึ้น

สำหรับพลังงานในช่วงคลื่นตั้งแต่ 280 – 3000 นาโนเมตร ประกอบด้วยรังสีอัลตร้าไวโอเลตบี (UVB) 280 – 315 นาโนเมตร รังสีอัลตร้าไวโอเลต (UVA) 315 – 400 นาโนเมตร ช่วงคลื่นที่ ตามนุษย์สามามองเห็น 400 – 760 นาโนเมตร และรังสีอินฟาเรด 760 – 3000 นาโนเมตร

ช่วงคลื่นที่ตาสามารถมองเห็นได้ และช่วงคลื่นรังสีอินฟาเรดจะสามารถเข้าสู่ผิวหนังของมนุษย์ได้ แต่จะไม่ถูกดูดซับไว้จึงไม่เป็นอันตรายต่อร่างกายมนุษย์ แต่รังสีอัลตร้าไวโอเลตเอ และบี (UVA) , (UVB) สามารถเข้าสู่ผิวหนัง และถูกดูดซับไว้โดยรังสี (UVA) จะเข้าสู่ผิวหนังชั้นลึกสุด และดูดซับมากกว่ารังสี (UVB)

รังสี UVB มีค่าพลังงานมากกว่ารังสี UVA มีผลสามารถทำลายดีเอ็นเอ (DNA) และเป็นสาเหตุของการเกิดมะเร็งส่วนผิวหนังได้รังสี UVA ถึงแม้จะมีระดับพลังงานที่ต่ำกว่า แต่ยังสามารถแทรกเข้าสู่ผิวได้ลึกกว่า หากสัมผัสในระยะเวลานาน และต่อเนื่องจะทำให้เซลล์ผิวหนังอ่อนล้า เสื่อมเร็ว แลดูเหี่ยวย่น จนถึงระดับรุนแรงที่อาจเกิดเป็นเซลล์มะเร็งขึ้นได้ งสี UV หากได้รับในระดับที่ต่ำจะมีประโยชน์ต่อการสร้างวิตามินดี และช่วยกระตุ้นการเจริญเติบโตของร่างกาย แต่หากได้รับในปริมาณที่มากเกินไปจากประโยชน์จะกลายเป็นการทำลายต่อระบบภูมิคุ้มกัน การทำลายเนื้อเยื่อเซลล์ ทำให้ผิวหนังแลดูเหี่ยวหยุ่นจนถึงขั้นระดับรุนแรงกลายเป็นเซลล์มะเร็ง

อันตรายจากรังสีอัลตราไวโอเลต/รังสียูวี

ผิวหนังเป็นสิ่งแรกที่จะได้รับปริมาณรังสีมากที่สุด ถือเป็นส่วนที่ช่วยป้องกันร่างกายจากรังสีชนิดต่างๆ สำหรับรังสียูวี (UV) มีอันตรายต่อผิวหนังสามารถทำให้เกิดรอยไหม้ (Sunburn) และความผิดปกติของสารพันธุกรรม นองจากนี้ยังก่อให้เกิดกระบวนการลิปิดเพอร์ออกซิเดชั่น (Lipid peroxidation) และการอักเสบแบบเฉียบพลัน รวมไปถึงการเสื่อมสภาพของเนื้อเยื่ออันเกิดจากการเกิดอนุมูลอิสระของรังสียูวี มีการศึกษาผลกระทบของรังสียูวีต่อสัตว์น้ำ และสัตว์ครึ่งบกครึ่งน้ำ พบว่า รังสียูวีบีมีผลต่อการทำงานของระบบภูมิคุ้มกันในปลา และมีผลกระทบรุนแรงต่อเยื่อบุผิวบริเวณเหงือกปลา ทำให้เนื้อเยื่อบุผิวหลุดออกจนเหงือกปลากดสั้น ในส่วนของสัตว์ครึ่งบกครึ่งน้ำ พบว่ารังสียูวีบีมีผลทำให้ตัวอ่อนในระยะฟักตัวมีความผิดปกติ อัตราการเติบโตลดลง และเกิดความผิดปกติของผิวหนัง รวมถึงระบบภูมิคุ้มกัน

ผลต่อโครงสร้างทางเคมี

รังสียูวีบีมีผลต่อการเปลี่ยนแปลงโครงสร้างโมเลกุลของสารชีวเคมีหลายชนิดที่สำคัญได้แก่ การเกิดไทมีนไดเมอร์ (Thymine dimer) ที่เป็นสาเหตุของการเกิดมะเร็งหรือการกลายพันธุ์

การค้นพบ

หลังจากที่รังสีอินฟราเรดถูกค้นพบ นักฟิสิกส์ชาวเยอรมันชื่อ โยฮันนื วิลเฮล์ม ริตเตอร์ (Johann Wilhelm Ritter) ได้ทดลองค้นหารังสีที่อยู่ตรงข้ามกับรังสีที่อยู่ตรงข้ามกับรังสีอินฟราเรด นั่นคือ รังสีอินฟราเรดมีความยาวคลื่นยาวมากกว่าแสงสีแดง แต่ริตเตอร์ต้องการจะหารังสีที่มีความยาวคลื่นสั้นกว่าสีม่วง เข้าได้ใช้กระดาษอาบซิลเวอร์คลอไรด์วางไว้กลางแดด พบว่ากระดาษนั้นเปลี่ยนเป็นสีดำ ริตเตอร์เรียกรังสีนี้ว่า deoxidizing rays ต่อมาก็เปลี่ยนชื่อเป็นยูวีดังเช่นในปัจจุบัน

โทษการที่ได้รับรังสีอัลตราไวโอเลต

การที่ได้รับรังสีอัลตราไวโอเลตมากกว่าที่ควร ก่อให้เกิดอันตรายกับระบบต่างๆ ของร่างกายได้รังสีอัลตราไวโอเลตในช่วง UVC มีพลังงานสูงที่สุด แต่พบได้น้อยเพราะบรรยากาศกรองเอาไปหมดแล้ว ทว่าเครื่องมือฆ่าเชื้อในน้ำดื่มอาจปล่อยรังสีช่วงนี้ออกมาก็ได้

รังสีอัลตราไวโอเลตทั้งสามชนิดคือ UVA , UVB , UVC สามารถทำให้คลอลาเจนในผิวหนังเสื่อมสภาพได้ ซึ่งเป็นเหตุหนึ่งให้เกิดริ้วรอยก่อนวัยแต่ UVA มีความรุนแรงน้อยที่สุดเพราะ ไม่สามารถก่อให้เกิดอาการแดดเผา (SUNBURN) ทว่ายังน่ากลัวอยู่ที่สามารถแปลงสภาพ DNA ได้จนอาจก่อให้เกิดมะเร็งผิวหนัง แต่ร่างกายก็สามารถป้อนกันได้ โดยการสร้างเมล็ดสีเมลานินขึ้นมา เพื่อป้องกันการทะลวงของยูวี จึงทำให้ผิวคล้ำดำมากขึ้น  นอกจากผิวหนังแล้ว รังสียูวีเป็นอันตรายต่อดวงตา โดยเฉพาะ UVB ทำให้เกิดอาการที่เรียกว่า arc eye คือรุ้สึกเหมือนมีทรายเข้าตา หรือถ้ารุ่นแรงกว่านั้นอาจทำให้เกิด โรคต้อกระจก (Cataract) อักเสบได้ โดยเฉพาะในหมู่ช่างเชื่อมโลหะ การป้องกันคือ สาวแว่นตาที่ป้องกันแสงแดด หรือทาโลชั่นที่มีค่าป้องกัน SPF50 PA+++ ขึ้นไป  นอกจากมีโทษต่อร่างกายแล้วรังสีอัลตราไวดอเลต มีผลกระทบต่อพืชด้วย คือ รังสีอัลตราไวโอเลตที่เพิ่มขึ้นมีโทษทั้งทางตรงและทางอ้อม เช่น ยับยั้งกระบวนการสังเคราะห์แสง ทำลาย DNA และเปลี่ยนแปลงองคืประกอบในพืช ทำให้ลักษณะทางกายภาพและขบวนการเจริญเติบโตของพืชเปลี่ยนแปลงไป นำสู่การเปลี่ยนแปลงมวลทางชีวภาพและผลิตผลลดลง ถึงแม้ว่าจะไม่มีกลไกที่ลดหรือซ่อมแซมและความสามารถในการปรับตัวก่อการเพิ่มระดับของ UV ที่จำกัดทำให้การเจริญของพืชได้รับผลกระทบโดยตรงจากรังสี UV-B การเปลี่ยนแปลงทางอ้อมที่เกิดจาก UVB เช่น การเปลี่ยนรูปร่างของพืชอาจสำคัญเท่าๆกันหรือบางครั้งก็มากกว่าผลกระทบในการทำลายของ UVB การเปลี่ยนแปลงนี้มีความสำคัญต่อพืชที่มีการแข่งขันกันอย่างสมดุล สัตว์ที่กินพืช โรคพืชและวัฎจักร biogeochemical เช่นกัน

ประโยชน์ของรังสีอัลตราไวโอเลต

ประโยชน์ของรังสีอัลตราไวโอเลตนั้นมีมาก ดังนั้นจะบอกคร่าวๆดังต่อไปนี้

แบล็กไลต์ (black light) เป็นหลอดที่เปล่งเปล่งรังสียูวีคลื่นความยาวที่มีสีม่วงดำ ใช้ตรวจเอกสารสำคัญ เช่น ธนบัตร , หนังสือเดินทาง , บัตรเคดิต เป็นต้น ว่าเป็นของจริงหรือปลอม หลายประเทศผลิตลายน้ำที่ไม่สามารถมองเห็นได้ในรังสีชนิดนี้ นอกจากนี้แบล็กไลต์ยังสามารถใช่ล่อแมลงให้มาติดกับ เพื่อที่จะกำจัดภายหลังได้

หลอดฟลูออเรศเซนต์ หรือที่เรียกกันว่า หลอดเรื่องแสง ใช้หลักการผลิดรังสีอัลตราไวโอเลต โดยการทำให้ไอปรอทแตกตัว จากนั้นรังสีจะไปกระทบกับสารเรืองแสงให้เปล่งแสงออกมา

ดาราศาสตร์ ตามหลังแล้ววัตถุที่มีความร้อนมากๆจะเปล่งรังสียูวีออกมา เราจึงสามารถศึกษาวัตถุบนท้องไฟได้โดยผ่านทางยูวี ทว่าต้องไปปฎิบัติในอวกาศ เพราะยูวีส่วนมากถูกโอโซนดูดซับไว้หมด

การวิเคราะห์แร่ รังสีอัลตราไวโอเลตสามารถใช้ตรวจวิเคราะห์แร่ได้ แม้ว่าจะดูเหมือนกับภายใต้แสงที่มองเห็น แต่เมื่อผ่านยูวีแล้วก็จะเห็นความแตกต่างได้

การฆ่าเชื้อดรค รังสีอัลตราไวโอเลตสามารถนำมาฆ่าเชื้อโรคได้ โดยเฉพาะในน้ำดื่ม และยังสามารถนำไปฆ่าเชื้อในเครื่องมือ หรืออาหารได้ด้วย ซึ่งปัจจุบันได้นำเทคโนโลยีเหล่านี้มาใช้กับเครื่องกรองน้ำอย่างแพร่หลาย

BLUECOOLING

ขอขอบคุณขอมูลจาก wikipedia

ขอขอบคุณขอมูลจาก siamchemi

Leave a Comment

Your email address will not be published. Required fields are marked *