UV-Strahlen

Zuletzt aktualisiert am: 24.10.2017

Autor: Prof. Dr. med. Peter Altmeyer

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Synonym(e)

Ultraviolette Strahlen ; UVA-Strahlen; UVB-Strahlen; UVC-Strahlen; UV-Licht ; UV-Strahlung

Definition

Elektromagnetische, stark ionisierende und für das menschliche Auge unsichtbare Strahlung mit Wellenlängen von ca. 30-400 nm. UV-Strahlen schließen sich an das energiereiche (violette) Ende des sichtbaren Lichts an. Ab ca. 30 nm gehen sie in den Bereich der Röntgenstrahlung über. Sie zählen neben dem sichtbarem Licht und der Infrarotstrahlung zur Gruppe der optischen Strahlung, da sie gebrochen, reflektiert, transmittiert, absorbiert und/oder gebeugt werden können. Nur etwa 7% der gesamten Strahlungsenergie der Sonne erreichen die Erdoberfläche. Die Atmosphäre absorbiert vorrangig die kurz-und mittelwellige UVC- und UVB-Strahlung.

Einteilung

  • Das ultraviolette Spektrum umfasst Wellenlängen von 1 nm bis 380 nm. Die Energie eines Ultraviolett-Lichtquanten liegt im Bereich von ca. 3,3 eV (380 nm) bis ca. 1000 eV (1 nm).
  • Die Strahlung im ultravioletten Bereich wird unterteilt in:
    • UVA (auch Schwarzlicht oder Blacklight; 400-315 nm; 3.10−3.87 eV)
    • UVA-1 (bezeichnet den langwelligen Bereich der UVA-Strahlung); 340-400 nm
    • UVB (auch Dornostrahlung; 315−280 nm; 3.87-4.43 eV)
    • UVC ( 280−100 nm; 4.43−6.20 eV)
    • Fernes UV, Vakuumstrahlung (auch FUV, VUV; 200−10 nm; 6.20−124 eV)
    • Extremes UV (auch EUV, XUV; 31−1 nm; 40-1240 eV)
Unterhalb 200 nm wird UV durch molekularen Sauerstoff (O2) absorbiert. Dabei wird der molekulare Sauerstoff (O2) in zwei freie Sauerstoffatome (2 O) gespalten, die jeweils mit einem weiteren Molekül Sauerstoff (O2) zu Ozon (O3) weiterreagieren. Derart kurzwellige Strahlung wird von Luft (Sauerstoffgehalt etwa 21%) absorbiert und kann sich folglich nur in einem Vakuum ausbreiten. Sie wird daher auch Vakuum-Ultraviolett (VUV) genannt.

Allgemeine Information

UVA-Strahlen
  • UVA-Strahlen bewirken Direktpigmentierung, die durch Photooxidation farbloser Melaninvorstufen und durch Umschichtung der Melanosomen in den Melanozyten hervorgerufen wird (innerhalb von 5-10 Min.; Dauer: 3-8 Stunden).
  • UVA-2-Strahlen sind im Bereich zwischen UVB - u. UVA1-Spektrum angesiedelt u. verursachen Hauterscheinungen, die entweder für das UVA-Spektrum oder das UVB-Spektrum typisch sind.
  • UVA-1-Strahlen sind Bestandteil aller natürlichen bzw. künstlichen Licht- oder UV-Strahlenquellen und werden nicht von ungefärbtem Glas absorbiert. Im Gegensatz zu UVB baut die Haut durch UVA-Strahlung keine Lichtschwiele auf, bietet somit vermutlich auch keinen (oder nur geringen) Sonnenschutz (selbst bei aufgebauter Bräunung) und hinterlässt auch keine sichtbaren Schäden. Daher bleiben ihre Auswirkungen auch lange Zeit unbemerkt. Unumstritten ist jedoch, dass langdauernde und intensive UVA-Bestrahlungen die Haut gefährden.
  • Pathologische, bevorzugt durch UVA-Strahlen ausgelöste Reaktionen sind:
UVB-Strahlen UVC-Strahlen
  • UVC-Strahlen (energiereichste Strahlen des UV-Spektrums) werden vor allem durch die Ozonschicht in der Stratosphäre fast vollständig aus dem Sonnenlicht ausgefiltert (UVC Strahlen im Bereich 100-200 nm können von Sauerstoff- oder Stickstoffmolekülen bzw. im 200-300 nm Bereich von Ozon absorbiert werden). Durchdringende Reststrahlung verursacht insbes. Konjunktivitis photoelectrica und Keratokonjunktivitis photoelectrica. Vermehrtes Auftreten im Hochgebirge (Schneeblindheit) sowie bei Lichtbogenblendung. Äußerst gefährlich für Kontaktlinsenträger.

    Cave! UVC-Strahlen werden u.a. beim Schweißen u. beim Schneidbrennen frei.

Hinweis(e)

Im Sonnenlicht, das zur Erde gelangt, sind neben sichtbarem Licht und Infrarot nur UVA und UVB enthalten. UVC wird in der Stratosphäre (Atmosphäre) durch Ozon vollständig absorbiert. Die Intensität der UV-Bestrahlung ändert sich je Jahres- und Tageszeit, der Bewölkung, der Ozonschicht und der geografischen Lage. So steigt sie alle 1000 Meter um ungefähr 20 %. Streustrahlen z.B. an der Wasseroberfläche oder im Schnee steigern die Intensität der UV-Strahlung ebenfalls. Auf Inseln ist sie wegen der schwebstoffarmen Luft besonders intensiv (s.u. Lichtschutz).

Literatur
Für Zugriff auf PubMed Studien mit nur einem Klick empfehlen wir Kopernio Kopernio

  1. Al Mahroos M et al. (2002) Effect of sunscreen application on UV-induced thymine dimers. Arch Dermatol 138: 1480-1485
  2. Brem R et al. (2010) DNA breakage and cell cycle checkpoint abrogation induced by a therapeutic thiopurine and UVA radiation. Oncogene 29:3953-3963
  3. Esser C et al. (2010) UV-Strahlen und Pigmentierung. Hautarzt 61:561-566
  4. Hadshiew IM et al. (2002) Photoprotective mechanisms of human skin. Modulation by oligonucleotides. Hautarzt 53: 167-173
  5. Krins A et al. (1999) Measurement and evaluation of natural and artificial UV radiation. Hautarzt 50: 701-705
  6. Schindl A et al. (2001) Reciprocity regulation in photobiology. An overview. Hautarzt 52: 779-785
  7. Schoppelrey HP, Breit R (1999) UV-therapy in HIV-infected patients. Hautarzt 50: 643-648

Tabellen

 

Bereich                                       Abkürzung Wellenlänge Eindringtiefe in die Haut Erythemwirksamkeit Karzinogenität
Kurzwelliges UV-Licht                                            UVC 100-280 nm < 50 μm (meist vollständig von der Epidermis absorbiert)          +++       +++
Mittelwelliges UV-Licht                                            UVB 280-320 nm 50-100 μm (Epidermis oder Stratum papillare)            ++        ++
Langwelliges UV-Licht                                            UVA 320-400 nm 0,5-5 mm (Stratum papillare oder reticulare)              +         ++
                                          UVA2 320-340 nm 0,5-5 mm              +          ++
                                          UVA1 340-400 nm 0,5-5 mm               +           ++

 

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