Ultraviyole Işınları (Mor Ötesi Işınlar)

Ultraviyole ışınları (Alm."Ultraviolette Strahlen"; Fr. "Rayons", "Ultraviolets"; İng. "Ultraviolet Rays"), görünen ışın ile X-ışınları arasında kalan elektromanyetik radyasyonlardır. Ultraviyole (mor ötesi) ışınların dalga boyları, X-ışınlarınınkinden uzun, görünen ışınlarınkinden ise kısadır. Dalga boylarının kısalığı sebebiyle  insan gözüyle görülemezler. Fakat bazı böcekler; mesela bal arıları tarafından rahatlıkla görülebilirler.

Ultraviyole ışınlarının varlığı, ilk defa 1801 yılında Ritter adındaki bir Alman fizikçisi tarafından tespit edilmiştir. Ritter, X ışığının kimyasal maddelere etkisini incelerken mor ışığın ötesindeki karanlık bantta enerji çıkışının olduğunu fark etmiştir.[1]

Elektromenyetik ışınım, dalga boyuna göre çeşitli sınıflara ayrılır. Bunlar, en uzun dalga boyundan en kısasına doğru radyo, mikrodalga, kızılötesi, görünür, morötesi X-ışını ve gama ışınımlarıdır. Dalga boyu arttıkça, ışınımın enerjisi de artar.

Morötesi ışınım, dalga boyu 10 ile 400 nm arasındaki ışınıma denir. Gözümüz, 40 ile 70 nm dalga boyları arasına duyarlıdır ve bunun dışındaki ışınımı algılayamaz. Görebildiğimiz en küçük dalga boylu ışınımı mor olarak algıladığımızdan, bundan daha küçük dalgaboyuna sahip olan ışınıma "morötesi ışınım" adı verilir.

Işıkta olduğu gibi, M.Ö. ışımada da, dalga boyu nanometre (nm) olarak tanımlanır. 1 metrenin bir milyarda biridir.[2]

Görünen ışın ile mor ötesi ışınların arasındaki ısınır radyasyonun dalga boyu, 4000 Angstrom (1 Angstrom = 10^-8 cm) olarak kabul edilir. Ancak bu sınır, yaşa göre değişir. Genç kimseler, mor ötesi bölgesine ait 3130 Angstrom (A^o)'luk dalga boylu radyasyonları görebilirler.

Ultraviyole ışın bandı,kabaca üç bölgeye ayrılır:

1. 4000-3000 A^o arasındaki "yakın" bölge.
2. 3000-2000 A^o arasındaki "uzak" bölge.
3. 2000-40 A^o arasındaki "vakum" ultraviyole bölgesi.

Ultraviyole ışınlarının en büyük kaynağı, Güneş'tir. Güneş'ten yayılan enerjinin yaklaşık %9'u, ultraviyole radyasyonudur. Bunun da ancak %14'ü 3000 A^o'dan küçük dalga boylu bölgeye aittir. Güneş'ten gelen mor ötesi ışınların yarıdan fazlası, atmosferde tutulur. Atmosferde tutulan (absorde olan) radyasyonun  ekserisi, küçük dalga boylu radyasyonlardır. Öyle ki 3000 A^o olan küçük dalga boylu ışınlar, yeryüzüne hemen hemen hiç gelmez.

Ultraviyole ışınlar, görünen ışınlar gibi optik kurallara uyarlar. Kuvars, florit ve damıtık sudan rahatlıkla geçtikleri halde, görünen ışınlar için geçirgen olan birçok madde tarafından tutulurlar. Örneğin basit bir pencere camı, 3000 A^o'dan kısa dalga boylu ışınları geçirmez. 2000 A^o'dan kısa dalga boylu ışınların havanın kısa bir mesafesinde tutulmaları ihmâl edilebilecek kadar az olduğu halde, atmosfer tabakası boyunca tutulma yeterli olmaktadır. Daha kısa dalga boylu radyasyonlar, oksijen tarafından tutulur. Bu olayla da oksijenden Ozon meydana gelir.

Ultraviyole ışınların şiddeti, foto-elektrik hücreler veya radyometrelerle ölçülür. Kezâ, kimyevî maddelere ya da fotoğraf materyallerine olan etkilerinden de ölçülebilirler.[1]

Ultraviyole İndeks

Önceleri birkaç ülke ultraviyole indeksini kendileri için bağımsız olarak formüle etmiş ve kendi insanlarını bilgilendirmek amacı ile kullanmışlardır. Ancak daha sonra, Dünya Sağlık Örgütü (WHO) ve Dünya Meteoroloji Örgütü (WMO)’nün önderliğinde, başka birçok organizasyonun katılımı ile ultraviyole indeksine bir standart getirilmiştir. UV indeks, insanların güneşin zararlı ultraviyole radyasyonundan korunmaları için geliştirilmiş bir ölçüdür. Genel anlamda, verilen indeks değerine göre insanların önlem almalarını ve korunmalarını amaçlar.

Tanım olarak, gün içerisinde güneş tam tepede iken yer yüzeyine ulaşması beklenen ve insan sağlığına zararlı olabilecek UV radyasyon miktarının, 0’dan 15’e kadar uzanan bir ölçek üzerinde sınıflandırılmasına UV İndeksi denir. Diğer bir deyişle, yatay bir yüzeye güneşten gelen ultraviyole radyasyon miktarlarının bir sınıflandırılmasıdır.[3]

Ultraviyole Işınların Etkileri

Ultraviyole radyasyonları, foto-kimyanın bir bölümünü teşkil eden bazı kimyevî reaksiyonların gerçekleşmesini sağlar. Renklerin Güneş etkisiyle açılması veya solması, bu reaksiyonlara bir örnek gösterilebilir. Ultraviyole ışınlarının kezâ biyolojik etkileri de vardır.3050 A^o'dan kısa dalga boylu ışınlar, insan cildinde güneş yanığı meydana getirir. 3050-2900 A^o arasındaki dalga boyları, "Suntan" olarak bilinen pigmentasyona (boyadan meydana gelen renklilik) sebep olur.

Ultraviyole ışınlarının diğer önemli biyolojik etkisi de, insan derisinde ergosterolden D vitamini meydana getirmeleridir. Güneş ışığının bu etkisi, "raşitizm" denilen hastalığının önlenmesini veya tedavi edilmesini sağlar.

Ultraviyole ışınlarının önemli bir başka yönü de bakterileri öldürme ve tesirsiz hâle getirme özellikleridir. Bu nedenle hastanelerin bazı bölümlerinde, çocuk odalarında ve sterilize hava gereken birçok ameliyatta ultraviyole lambaları kullanılır.[1]

İnsanlar Üzerine Etkisi

Toplam ozondaki değişim sonucunda, bulutsuz günlerde, insan derisindeki ultraviyole ışınlarının neden olduğu yanma olaylarında, ozon yoğunluğunda görülen her %1’lik azalmaya karşılık %1.3’lük artış gözlenmiştir. Akut olarak UV-B’ye maruz kalınması güneş yanıklarına, kronik olarak UV-B’ye maruz kalınması ise cildin esnekliğini kaybetmesine ve deri yaşlanmasının hızlanmasına neden olur. Bazı durumlarda ise güneş ışığına karşı şiddetli
alerjik reaksiyonlar kaydedilmiştir.

İnsanlar zamanlarının çoğunu dışarıda, güneşli ortamlarda geçirmekten hoşlanırlar. Çalışarak, oynayarak veya egzersiz yaparak gün boyu sürdürülen aktivitelerde, genellikle vücudumuzun çoğu yeri açıkta kalır. Birçok insan, güneş ışınlarına çok fazla maruz kalmanın cilt kanserine neden olduğunu bilmektedir. En son yapılan tıbbi araştırmalar UV ışınlarına maruz kalmanın cilt kanseri (melanoma, temel hücre kanseri, pullu hücre kanseri), diğer cilt
problemleri, katarakt, diğer göz problemleri ve bağışıklık sisteminin baskı altına alınması gibi ciddi sağlık problemlerine neden olabileceğini göstermiştir

UV-B ışınlarına uzun süreli maruz kalınması durumunda; önce insan derisinde bozulma, 40 yaşlarında tümör oluşumu ve 50 yaşlarında ise ileri safhada kanser görülebilmektedir. Ozon yoğunluğunda %10’luk bir azalma olduğunda deri kanserinde %50–80’e varan oranlarda artış görülmektedir. Eğer insanlar 15 yaşından önce yüksek düzeyde UV-B ışınlarına maruz kalmışsa, 30 yaşlarında öldürücü bir deri kanserine yakalanma riski oldukça fazladır. Bunların dışında dudak, tükürük bezleri ve göz içi kanserleri gibi diğer kanser türlerindeki artış riski ise henüz bilinmemektedir.

Kanser ile UV radyasyonu arasındaki ilişki, detaylı bir biçimde Uluslararası Kanser Araştırmaları Ajansı’nın yayınlarında tartışılmış ve UV radyasyonunun cilt kanserlerinin oluşumu ile ilişkili olduğu kesin olarak belirlenmiştir.

Ultraviyole Spektrumu

Güneş ışınımı spektrumunda yer alan ultraviyole radyasyonun canlı varlıklara uygulanması, bu canlı varlıklar üzerinde bir takım olumsuz etkilerin meydana gelmesine neden olur. Burada geçen canlı varlıklar deyimi; insan, hayvan ve bitkiyi kapsamaktadır. Ultraviyole radyasyonun biyolojik etkileri, 280–400 nm dalga boyu aralığındaki güneş radyasyonunun mevcut spektrum içerisindeki yoğunluğuna bağlıdır. Mevcut ultraviyole radyasyonun biyolojik etkisinin tespiti ise, spektrumun anılan aralıktaki her bir dalga boyunun tekrar sayılarının bulunmasına bağlıdır. Burada radyasyon birimi W/m²’dir. Belli bir güneşe maruz kalma periyodu için biyolojik yönden etkili ultraviyole miktarı (J/m²), farklı dalga boylarındaki (200–400 nm arasında) etkili radyasyon miktarlarının toplamı ile belirlenir. Bu etkili ultraviyole radyasyon miktarı ise uluslararası yayınlarda (literatürde) “erythemal” olarak geçer ve bu radyasyonun etkisiyle ciltte görülen olağan dışı kırmızılığı ifade eder.

Cildin Minimum Yanma Dozu (Minimal Erythemal Dose-MED)

Güneş yanığı, insan cildi üzerinde, cildin güneşe maruz kalmasından kaynaklanan güneşin zararlı bir etkisidir. Bu nedenle ultraviyole radyasyonun cilde zarar verici etkisinin bilinmesi ve değerlendirilmesi gerekir. Anılan amaç doğrultusunda geliştirilen, minimum etkili radyasyon miktarı (minimal erythemal dose-MED), ultraviyole radyasyonun zararlı (ciltte olağan dışı kızarmalara neden olan) miktarının belirlenmesi için kullanılır ve sayısal bir değerdir. Anlaşılacağı üzere MED ultraviyole radyasyon birimidir. MED değeri önceden güneş yanığı olmamış bir cildin olağan dışı kızarmasına neden olan miktardır. Bununla beraber, insanlar farklı cilt tip ve yapısına sahip olduklarından, aynı miktarda güneş radyasyonuna maruz kaldıklarında ciltleri farklı etkileşime uğrar. Yapılan bir çalışmada, Avrupa kıtasındaki insanların 1 MED ultraviyole radyasyona karşı aynı tepkimeleri vermeleri için tespit edilmiş radyasyon miktarının 200 ile 500 J/m² arasında değiştiği bulunmuştur. Ciltlere göre farklı MED değerleri Çizelge 1’de özetlenmiştir. Herkes için MED birimi değişmeyeceği için, aynı birime karşı insanların alacağı farklı önlemler belirlenmiştir. [3]

Ultraviyole Işınlarının Kullanım Alanları

Ultraviyole ışığı sayesinde mikrop kırma işlemi, çok sık başvurulan en etkili dezenfeksiyon yöntemlerinden biridir. Tüp benzeri cam bir kılıfın içine yerleştirilmiş ultraviole lambası sayesinde cihaza giren suya dozajı ayarlı uv ışığı verilir. Bu özel ışın suda bulunan bakteri, virüs,küf ve mantar sporlarının DNA yapısını bozarak onları derhal etkisiz hale getirir. 200 litre/ saatten 500.000 litre/saate kadar modelleri mevcuttur.

Dezenfektan olarak yararlanilan özel ışığa, kısa dalga boylu ışık veya UV-C ışığı denmektedir. Bu ışık boyu 200 nm (nanometre) ile 280 nm arası UV-C bandına girmektedir. Dezenfeksiyon için gerekli olan ışığın dalga boyu 253.4 nm (0.0002534 mm) dir. Bu lambalar yararlanılacakları ortamlara göre değişik sekillerde aplikasyonu yapılarak sterilizatör olarak kullanılmaktadır. UV lambaları her yıl değiştirilmesi gereken ekipmanlardır. Bu değiştirme işlemi sırasında ayrıca quartz tüpün temizlenmesi faydalı olur.[4]

Ultraviyole Işınları ve Fluoresan Lambalar

Ultraviyole ışınlar, fosforlu madde olarak bilinen bazı maddelere geldiği zaman; bu maddeler, görünen ışın yaymaya başlarlar. Bu olay, "fluoresans" olarak bilinir. Fluoresans lambalar, esas itibariyle ultraviyole ışınlarını kesen bir tür camdan yapılmıştır. Ampulün iç tarafı, ince bir fluoresan madde ile kaplanmıştır. Böylece ultraviyole ışınlar, bu fluoresan madde tarafından tutulur ve görünen ışın olarak yayılır. Bu işlem, görünen ışın üretimi için yeterlidir.[1]

Ultraviyole Üniteleri

Paslanmaz çelik gövdenin içinde tek UV lambası kullanarak yapılan ünitelerdir. Küçük kapasiteler için oldukça uygun olan modellerimiz, boyutlarının uygunluğu ile de çok rahat duvara monte edilebilir.

Elektronik pano üzerinde bulunan LED lamba vasıtasıyla sistemin arızaya geçişi hemen görülerek müdahale edilir.Ayrıca pano üzerindeki sayaç vasıtasıyla lambanın ömrü takip edilebilir.[5]

Ultraviyole (UV) Cihazı

Ultrtaviyole UV LambaUltraviyole cihazı, içinde bulunan uv lamba'nın yaydığı ultraviyole ışını ile sudaki bakteri, virüs, mantar gibi mikroorganizmaların hücre yapılarını bozar ve onları etkisiz hale getirir.

Ultraviyole cihazı, paslanmaz çelik gövde, uv lamba kılıfı, uv lamba ile kontrol panosu olmak üzere dört bölümden oluşur. Su paslanmaz çelik gövdenin içine girer, burada uv ışınlarına maruz kalır ve filtreden steril olarak çıkar.[6]

Başvurulan Kaynaklar

[1] Rehber Ansiklopedisi, "Ultraviyole Işınlar" madesi, cilt: 19, sayfa 327-328.
[2] tr.wikipedia.org/wiki/Morötesi
[3] www.meteor.gov.tr/FILES/arastirma/ozonuv/UVRCanliSagligi.pdf
[4] www.mayerkimya.com/ultraviyole.htm
[5] www.eurosan.com.tr/ultraviyole.htm
[6] www.minerasuaritma.com/ultraviyole_uv_lamba.html