منبع uv [بایگانی] - سایت علمی نخبگان جوان

توجه ! این یک نسخه آرشیو شده میباشد و در این حالت شما عکسی را مشاهده نمیکنید برای مشاهده کامل متن و عکسها بر روی لینک مقابل کلیک کنید : منبع uv

Rez@ee

15th January 2011, 10:02 AM

فرابنفش با طول موجی بین 100 تا 400 نانومتر به Extreme UV ،Vacum UV ،UV-C ،UV-B ،UV-A تقسیم میشوند.

ماوراء بنفش با طول موج بلند یا ماوراءبنفش A:

این اشعه بین طول موجهای 39/0 و 315/0 میکرومتر قرار دارد. نسبت این اشعه در نور آفتاب، قوس الکتریکی ذغال و چراغ های الکتریکی معمولی زیاد است.

ماوراء بنفش با طول موج متوسط یا ماوراء بنفش B:

این اشعه بین طول موجهای 315/0 و 28/0 میکرومتر است. این اشعه در نور چراغ بخار جیوه و قوسهای الکتریکی با الکترودهای فلزی وجود دارد. تاثیر آنها بر پوست شدید است.

(مفصل در بحث لامپ بخار جیوه)

ماوراء بنفش با طول موج کوتاه یا ماوراء بنفش C:

این اشعه شامل طول موجهای کوتاهتر از 28/0 میکرومتر است و فقط در قوس الکتریکی جیوه وجود دارد.

Vacum UV :

هوای معمولی در مقابل طول موجهایnm 200 و پائین تر از آن بصورت شیشه ای مات عمل کرده و آنها را از خود عبور نمیدهد. علت این امر به لطف قابلیت بسیار بالای جذب تابش فرابنفش موج کوتاه توسط “اکسیژن” جو امکان پذیر شده است. در حالی که مثلا عنصری مانند نیتروژن کاملا برعکس در برابر UV در مجموع میتوان گفت که هوا یا جو نسبت به عبور تابش امواج خیلی کوتاه و مضر فرابنفش بسیار سختگیرانه عمل مینماید. همین عکس العمل است که کره خاکی را برای انسانها و بسیاری از جانداران قابل سکونت ساخته است و باز به همین دلیل در صنایعی که نیاز به استفاده از تابش فرابنفش موج کوتاه زیر nm 200 باشد (مانند صنایع ساخت نیمه هادیها) این عملکرد تنها در محیط های تخلیه شده از اکسیژن امکان پذیر خواهد بود. مانند شیشه ای شفاف عمل کرده.

Extreme UV :

مشخصه این دامنه موج بسیار کوتاه تابش فرابنفش، دو تاثیر متفاوت آنها با ماده است: طول موج بلندتر از nm 30 اساسا با ویژگیها و توان ترکیبی مواد در سطح الکترونی–شیمیایی سر و کار دارند در حالیکه طول موجهای کوتاهتر از nm 30 تابش فرابنفش تنها تعاملی دارند با اوربیتالهای الکترونی و هسته اتمها.

همان گونه که قبلا نیز اشاره شد، باند XUV به شدت توسط بسیاری از عناصر شناخته شده متعارف قابل جذبند بنابراین فاقد اثر پایدارند. اما امروزه این امکان به وجود آمده که حتی بتوان تصاویر چند لایه ای که قادر به انعکاس حدود 50% از تابشهای XUV باشند را در شرایط سهل و عادی بدست آورد.

از تکنولوژی اخیر در ساختن تلسکوپهایی جهت تصویرپردازی خورشیدی که قبلا امکان ثبت آنها با هیچ تلسکوپ دیگری وجود نداشت استفاده میشود. اکنون دو پدیده تلسکوپیک SOHO/EIT و همچنین TRACE توانسته اند به برکت بکارگیری از تکنولوژی Extreme UV تصاویر خیره کننده ای از خورشید و سایر سیارات و ستارگان و کهکشانهای دور ونزدیک دردسترس آدمی قرار بدهند.

نوع پرتو طول موج نامهای دیگر UVA 315-400 nm UVبلند، نور سیاه UVB UVB 280-315 nm UVمتوسط، UV اریتما UVC 100-280 nm UVکوتاه، UV میکروب کش

تولید پرتوهای ماوراء بنفش

چنانچه حرارت منبع نوری به اندازه کافی زیاد باشد در این صورت پرتو UV نیز تولید میگردد. عبور جریان الکتریسیته از داخل بخار یونیزه شده (اغلب از بخار جیوه استفاده میشود)،UVR میگردد. گازها در حرارت و فشار معمولی هادی جریان نیستند اما تحت فشار کم و حرارت زیاد میتوانند هادی الکتریسیته نیز باشند. موجب تولید

منابع اشعه فرابنفش خیلی زیاد است برخی از آنها عبارتند از:

منبع طبیعی UV:

خورشید ساطع کننده اشعه فرابنفش در هر سه باند UV-C ،UV-B ،UV-A به مقدار فراوان است و لکن به علت ویژگی جذب UV در لایه اوزون اتمسفر، 90% تابش فرابنفشی که به زمین میرسد از نوع باند (کمتر مضر) UV-A است.

قوس الکتریکی ذغال:

نسبت اشعه فرابنفش در قوس الکتریکی ذغال نسبتا کم است اما اگر اکسیدهای فلزی به الکترود ذغال اضافه شود مقدار این اشعه افزایش می یابد. به همین دلیل الکترودهایی میسازند که در آنها یک غلاف ذغالی دور اکسید فلزی را گرفته است. قوسهایی که الکترود آنها از فلز خالص ساخته شده باشند نیز به نسبت زیاد اشعه فرابنفش دارند.

لامپهای بخار جیوه:

لامپهای بخار جیوه مهمترین منبع تولید اشعه فرابنفش است که با مصرف کم نیروی الکتریکی مقدار زیادی اشعه فرابنفش تولید میکنند.

اصول عملکردی:

با اعمال ولتاژ روی زوج الکترود درون لامپ، این نوسانات موجب شکل گیری الکترون ها و یونهای آزاد جیوه میگردد. در این هنگام جریان الکتریکی در داخل لامپ برقرار میشود (یعنی الکترونی به الکترود اضافه میشود و از الکترود دیگر کنده میشود)، این مساله سبب شتاب گرفتن الکترون میشود، که شتاب گرفتن الکترونها برخوردهای متعددی را بین اتمهای جیوه سبب میشود: نوسان بین الکترونها و اتمهای جیوه به وجود می آید.

برخوردهای الاستیک که تاثیری روی اتم ندارد.

کنده شدن یک الکترون از اتم که موجب یونیزه شدن اتم میشود.

جابجایی یک الکترون به سطوح انرژی بالاتر که موجب برانگیختگی اتم میشود.

وقتی الکترونهای برانگیخته به سطوح انرژی طبیعی خود برمیگردند انرژی خود را متناسب با سطوح انتقال الکترون به صورت فوتون آزاد میکند. که ویژگی طول موج فوتون منتشر شده از اتمهای جیوه در محدوده انتهایی طیف نور مرئی و ماوراء بنفش قرار دارد. در این حالت یک طیف خطی ایجاد میشود و شدت آن در فشارهای مختلف لامپ و آلیاژهای مختلف فلزی نظیر یدید سرب تغییر میکند. البته این فوتون توسط شیشه های مخصوص و کوارتز فیلتر میشود.

لامپهای فلورسنت

لامپهای فلورسنت شامل لوله های تخلیه کم فشار جیوه هستند که با پوشش فسفری از داخل پوشیده شده اند. این لایه امواج کوتاه ماوراء بنفش را (خط طیفی با طول موج nm254 ) جذب میکند که این سبب برانگیختگی اتمهای فسفر و تشعشع مجدد ولی با طول موج بلنتدتر میشود این پوشش فسفری ترکیبی از فسفر، بورات و سیلیکات است، میزان این ترکیب فسفری تعیین کننده طول موجهای خاص و مقدار انتشار هر کدام از آن طول موجهاست.

خروجی این لامپها با حرارت تغییر میکند. بهترین خروجی را این لامپها در دمایC ˚4ارائه میدهند. این لامپها همانند لامپهای فلورسنت روشنایی هستند. از این لامپها در فیزیوتراپی استفاده میشود که از نظر شکل و اندازه شبیه لامپهای فلورسنت روشنایی معمولی هستند اما در داخل دارای یک پوشش فسفری هستند تا دائما طیف بین nm280و nm 380(با حداکثر خروجی در طیف 313 nm) و خطوطی در نور مرئی آبی و سبز تولید کنند خروجی این لامپها دو طیف UV-B و UV-AUV-C تولید نمیشود. بوده و هیچ نوع 250-

به منظور درمان کل بدن، لامپهای فلورسنت بلند را در یک نیم استوانه قرار میدهند و آنرا روی تخت بیمار قرار میدهند و یا اینکه لامپها را داخل استوانه ایستاده نصب میکنند. به منظور درمانهای موضعی نیز از مجموعه هایی با لوله های فلورسنت کوتاهتر استفاده میشود. تونل تراکتین که شامل 4 لامپ بلند cm120 است در یک نیم استوانه در کنار هم قرار گرفته است. که میتوان آنرا در فواصل مختلف از تخت بیمار تنظیم کرد و یا حرکت داد اما در این روش میزان تشعشعات کم بوده و میزان تابش روی پوست قسمتهای مختلف ناهمگون است بخصوص در طرفین تنه. اخیرا لوله های فلورسنت با طیف خروجی بسیار محدود طراحی شده که تنها طول موجهای محدودی را با دامنه چند نانومتر فراهم میکنند یکی از انواع آنها طول موجی برابر nm311 تولید میکند.

نوع مشابهی از لامپ فلورسنت که مقادیر فراوانی پرتو UV-A تولید میکند برای درمان پسوریازیس همراه با حساس کننده داروئی Psoralen بعنوان درمان PUVA بکار میرود. در این مولدها پوشش فسفری متفاوت بوده و منجر به تابش طول موج nm 315 تا nm 400 و چندین طیف خطی در محدوده مرئی سبز و آبی میگردد. (شکل 2-10) یک لایه منعکس کننده بین شیشه و لایه فسفری روی نیمی از محیط داخلی در طول لوله وجود دارد. این پوشش باعث میشود که تشعشعات به مقدار فراوانی به سمت بیمار منتشر شود که وقتی چندین عدد از این لامپها در کنار هم قرار میگیرند موجب تشعشع فراوان و یکنواخت ماورائ بنفش در سطح بدن بیمار میگردد. تعدادی از لامپها (48 عدد از یک نوع) روی دیوارهای کابین درمانی سوار شده و بیمار در داخل کابین می ایستد تا تمام بدن تحت تابش UV-A قرار گیرد.

تمام لامپهای فلورسنت هنگام استفاده دارای اثر روشنایی هستند که این ناشی از تشعشعات مرئی داخل لامپ است که البته هیچ ربطی به تشعشع UV ندارد. در مدت استفاده از این لامپها به تدریج خروجی آنها کاهش میابد میزان این کاهش برای لوله های فلورسنت روشنایی ناچیز است اما عمر مفید لامپهای ماورائ بنفش دارای پوشش فسفری با پایداری کم حدود هزار ساعت است. استفاده از جریان هوای خنک در اطراف لامپها منجر به پایداری بیشتر خروجی لامپ و راحتی بیشتر بیمار میگردد.

لامپهای فشار متوسط جیوه

این لامپها که به شکل U هستند زمانی بصورت وسیعی در بخشهای فیزیوتراپی استفاده میشدند. طیف خطی منتشره در محدوده ی نور مرئی و UV قرار دارد که در جدول زیر نشان داده شده.

این لامپها به همان روش توصیف شده در بالا عمل میکنند. علاوه بر این طیفها این لامپها طیف مستمری از تشعشعات مادون قرمز و مرئی را نیز منتشر میکنند. در نتیجه نباید این لامپها را نزدیک پوست قرار داد مگر اینکه بتوان آنها را سرد کرد.

لامپهای U شکل در مرکز منعکس کننده ای از جنس آلومینیوم قرار گرفته که خود نیز روی پایه ای محکم سوار شده است. از آنجائیکه این لامپها به شکل U هستند مانند مولدهای نقطه ای عمل میکنند. منعکس کننده و لامپ را میتوان به راحتی روی پایه ی عمودی بالا و پائین برد و آنرا در فاصله و موقعیت مناسب تنظیم کرد.

معمولا این مولدها را در فاصله ی 45 یا 50 سانتیمتری قرار میدهند. تمام لامپهای بخار جیوه محتوی مقادیر اندکی از گاز خنثی آرگون هستند که مرحله شروع کار لامپ را آسان و به کنترل حرکت الکترونها کمک میکنند. این گاز همچنین به طولانی شدن عمر الکترودها کمک میکند. برای شروع به کار لامپهای فشار متوسط جیوه باید ولتاژ زیادی روی سرپوشهای فلزی لامپ که روی قسمت خارجی دو سر لامپ قرار گرفته اند وارد شوند. این ولتاژ توسط ترانسفورماتور جداگانه واقع در دستگاه تامین میگردد. با فشار دکمه ی واقع روی صفحه کنترل ولتاژی حدود 400 ولت یا بیشتر روی سرپوش فلزی الکترودها اعمال میگرددکه منجر به یونیزه شدن اتم آرگون میشود. بار الکتریکی قوی منجر به جابجایی الکترون لایه خارجی اتمهای آرگون شده و از این اتمها یونهای مثبت ساخته میشود. حضور کافی یونهای مثبت و الکترونهای آزاد اجازه میدهد که جریانی درون لامپ برقرار شود به این صورت که یونهای مثبت از الکترود الکترون میگیرند و الکترونها به طرف قطب مثبت حرکت میکنند. مقدار مختصری جیوه که در دمای معمولی بصورت مایع است به خاطر گرمای ناشی از عبور جریان به سرعت بخار میشود. اتمهای جیوه که بصورت بخار درآمده اند یونیزه شده و طیفی از خود منتشر میکنند برقراری این روند حدود 5 دقیقه طول میکشد. پرتوهای UV با اکسیژن هوا واکنش نشان داده و مقادیر کمی O3 تولید میکنند کن وجود آنرا حتی با غلظت بسیار کم میتوان با بو احساس کرد.

ازن در غلظتهای زیاد سمی بوده و بنابراین باید تهویه مناسب در اطراف لامپ وجود داشته باشد. بعضی لامپهای جدید به گونه ای طراحی شده که طول موجهای UV مولد) O3(]کمتر از nm270 آن حذف میشود[.

لامپهای کرومایر

لامپ کرومایر متشکل از لامپ بخار جیوه ی فشار متوسط ماوراء بنفش است که در تماس مستقیم با بافتها هم در سطح پوست و هم در داخل حفره های بدن قرار میگرد. این خصوصیات با قرار دادن لامپ در پشت مسیرd در غیر اینصورت لامپ موجب سوختگی بافت میگردد. بنابراین می توان پرتوهای ماوراء بنفش و مرئی را با اطمینان روی بافت تاباند. امروزه از این لامپها کمتر استفاده میگردد. از چرخش آب و در نتیجه جذب مادون قرمز و سرد کردن آن بدست می آید.