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자외선의 정의 및 특징

자외선은 태양으로부터 지구에 도달하는 빛의 일부분으로 눈에 보이지 않는 빛이며, 사람의 피부를 태우거나 살균작용을 일으킨다.

1801년 독일의 화학자 J.W.리터가 사진의 감광작용[感光作用]에서 처음 발견하였으며, 파장이 약 397∼10nm인 전자기파의 총칭이다. 

적외선을 열선이라고 하는데 대응하여 자외선은 화학작용이 강하므로 화학선이라 하기도 한다. 

자외선은 그림과 같이 가시광선 보다는 짧은 파장을 갖고 있으며 X광선 보다는 긴 파장을 갖고 있다.  

자외선은 파장에 따라 UVA, UVB, UVC, 진공자외선 (Vacuum UV)으로 구분되는데 이러한 각각의 영역에 따라 특성이 상이하다. 

(1) UV-A (320~400nm) : Black Light라고도 하며 실내에서 선태닝을 하거나 푸른 조명을 할 때 사용된다. 

오존층에 흡수되지 않으며, UV-B에 비하여 에너지량은 적지만 피부를 그을릴 수 있다. 피부를 태우는 주역은 UV-B이지만 UV-A는 피부를 벌겋게 

만들 뿐 아니라 피부 면역 체계에 작용하여 피부 노화에 따른 장기적 피부 손상을 일으킬 수 있다.  

자외선이 인체에 도달하면 표피층 아래로 흡수되는데, 이 해로운 광선에서 피부를 보호하기 위하여 인체 면역 작용이 발동한다.  

그 예로 일부 세포는 자외선에 노출될 때 멜라닌이란 검은 색소를 생성하는데 그것이 자외선의 일부를 흡수한다. 

또한 TiO2등의 광촉매가 활성화될 수 있는 에너지원으로 사용할 수 있어 최근에는 광촉매을 이용한 수처리, 대기처리에 사용되고 있다. 

(2) UV-B (280~320nm) : 대부분은 오존층에 흡수되지만, 일부는 지표면에 도달한다.  

지구에 극소량이 도달하는 UV-B는 파장영역이 0.28~0.32㎛에 해당하는 자외선이다.  

UV-B는 동물체의 피부를 태우고 피부 조직을 뚫고 들어가며 때로는 피부암을 일으키며, UV-B는 피부에서 프로비타민 D를 활성화시켜 인체에  필수적인 비타민 D로 전환시키기도 한다. 

강한 홍반작용을 나타내는 자외선 파장은 260nm와 290nm이고 320nm이상의 파장에서는 홍반작용이 거의 없다.

자외선이 흡수되면 2~5시간 후에 히스타민 호성물질이 유리되어 모세혈관을 확장시킨다. 자외선 조사량이 너무 많을 때에는 모세혈관의 투과 성이 증대되고 조직의 부종이 생기며, 수포현상과 박피현상이 생긴다.

(3) UV-C (200~280nm) : 살균선이라고 하며 DNA와 단밸질 그리고 오존이 잘 흡수하는 파장이다. UV-C는 염색체 변이를 일으키고 단세포  

유기물을 죽이며, 눈의 각막을 해치는 등 생명체에 해로운 영향을 미치지만, 이 범위의 자외선은 성층권의 오존에 의해 거의 모두 흡수된다. 

UV-C가 살균자외선으로 특징되어지는 것은 세포내에 존재하는 DNA가 UVC를 잘 흡수하기 때문이며, 그중에서도 253.7nm의 파장이 DNA에 가장 잘 흡수되기 때문에 일반적으로 자외선 살균램프는 253.7nm의 파장을 가장 효과적으로 방사할 수 있도록 설계되어 있다. 

지구의 오존층이 얇아지거나 구멍이 나는 것의 문제제기가 꾸준히 되고 있는데, UVC와 같은 자외선이 지상에 도달하면 생태계에 치명적인 해를 줄 수 있는 것도 그 이유중의 하나이다. 

(4) Vacuum UV (100~200m) : 진공자외선이라고 하는데 이는 파장이 너무 짧아 흡수성이 높고 투과력이 매우 낮다.  

특히 185nm의 파장은 산소를 오존으로 바꾸는 성질이 있기 때문에 저농도의 오존을 발생시킬 때 사용되며 반도체 산업등에서는 미량의 유기물질 등을 제거하는데 응용되기도 한다.