Некоторые лазеры уф диапазона

Молекула, атом, ион	Спектральная область, мкм	Параметры лазерного излучения
		мощность, Вт	длительность импульса, нc	давление, мм рт. ст.
Н2	0,1098 – 0,127	1 – 5∙103	< 1	25
N2	0,3159(0,3371)	1 – 20∙106	4 – 6	20 – 70
Хе2*	0,1721	75∙10б	10	7,5 атм Хе+ +15 атм Аr
Аr2*	0,1261	5∙107	4 – 15	52 атм Аr

К техногенным источникам УФ излучения относятся некоторые металлургические печи и домны по выплавке высокотемпературных металлов и сплавов с применением кислородного дутья, мощных электронных и плазменных потоков и т. п. Перечисленные процессы не исчерпывают всего многообразия техногенных источников УФ излучения.

3. Биологическое действие уф излучения

В основе биологического действия УФ излучения лежат фотохи­мические процессы молекул биополимеров, которые возникают в организмах при поглощении верхними слоями тканей растений или кожи животных и человека падающего излучения.

В зависимости от интенсивности и длины волны УФ излучение действует двояко на живые организмы. С одной стороны, малые дозы УФ облучения оказывают благотворное влияние на человека и животных, способствуя образованию витаминов группы В. С дру­гой стороны, УФ облучение оказывает вредное (губительное) дейст­вие на живые организмы. Установить границу дозволенного и губи­тельного в ряде случаев бывает очень сложно.

Лечебное действие. Применение в медицине ИК, видимых и УФ излучений осуществляется в специальном ее разделе, называемом физиотерапией (светолечение). При этом используются как искус­ственные, так и естественные источники излучения. Среди искус­ственных источников используются тепловые (лампы накаливания, электросветовые ванны и т.д.) и люминесцирующие (ртутно-кварцевые лампы, люминесцентные эритемные и дуговые бактерицид­ные лампы).

Действие оптических излучений на человеческий организм опре­деляется интенсивностью, временем облучения (дозировкой), глуби­ной проникновения излучения в зависимости от его длины волны.

Ранее отмечалось, что наибольшей глубиной прони­кновения обладают СВЧ излучения, затем в сторону уменьшения ИК и видимый диапазон. Минимальная глубина проникновения наблюдается для УФ лучей. В случае применения ИК излучения эффект покраснения кожи – эритема – может появиться через не­сколько минут после начала облучения и спустя 2 – 8 часов при действии УФ (скрытый, латентный период). Этот эффект зависит от спектральной чувствительности кожи на разных участках тела, воз­раста, состоянии организма и т. д.

Максимальным эритемным действием обладает УФ излучение с длиной волны 0,2967 и 0,2537 мкм. Покраснение кожи – эрите­ма – через 3-4 дня переходит в защитную пигментацию (загар) кожи. Ультрафиолетовое облучение (местное или общее) применя­ют в широком диапазоне действий:

• компенсация ультрафиолетовой недостаточности (в районах Севера);

• болеутоляющее и противовоспалительное средство (при нев­ритах, невралгии, радикулитах, миозитах, бронхитах, плевритах, кожных заболеваниях и нарушениях обмена веществ, профилактике рахита, ОРЗ и т.д.);

• увеличение сопротивляемости к различным инфекциям (на­пример, к гриппу и т.п.).

Применение видимого и ИК излучений для теплового воздейст­вия целесообразно как рассасывающее и болеутоляющее средство.

Однако эти методы противопоказаны при активней форме ту­беркулеза, новообразованиях, «щитовидной» болезни, заболеваниях почек и др.

С развитием лазерной терапии возможности этого направления современной медицины широко раздвинулись и обогатились. По­явились совершенно уникальные методы лечения с применением традиционной медицины и лазерной техники.

Вредное действие УФ излучений. Учитывая большую энергию квантов УФ излучения и их способность вызывать деструкцию молекулярных и межмолекулярных связей, а также непосредственно влиять на внутриклеточные ткани с образованием радикалов, УФ лучи представляют серьезную опасность для клетки живого ор­ганизма. Большие дозы УФ излучения могут вызывать ожоги кожи и канцерогенные реакции, повреждения глаз и другие нежелатель­ные процессы. Кванты УФ диапазона непосредственно влияют на синтез пигментов, активность ферментов и гормонов, интенсив­ность процессов фотосинтеза и т.п. УФ излучение больших доз оказывает губительное воздействие на микроорганизмы и культи­вируемые клетки высших животных и растений.

УФ лучи с длиной волны 0,24-0,28 мкм особенно сильно оказывают летальное и мутагенное действие, так как этот спектр совпадает со спектром поглощения нуклеиновых кислот (ДНК и РНК). При поглощении квантов УФ диапазона происходят хи­мические изменения ДНК за счет образования димеров, которые препятствуют нормальному удвоению ДНК в процессе деления клетки. Это приводит к гибели клетки или изменению ее наследст­венных свойств, т. е. образованию мутаций.

Дополнительно возможен процесс повреждения УФ излучения биологических мембран и последующего нарушения синтеза раз­личных компонентов мембран и клеточной оболочки.

До сих пор неясно, нужно ли облучать семена и проростки даже малыми дозами УФ излучения.

Большинство живых клеток обладает способностью восстанав­ливаться от повреждений, вызванных УФ излучением. Способность к выживанию в условиях сильной солнечной радиации на ранних стадиях эволюции у разных биологических объектов разная. Чувст­вительность разных клеток к УФ излучению резко отличается. Например, доза УФ излучения, которая приводит к гибели 90% клеток, для некоторых штаммов клеточной палочки составляет 10, 100, 800 эрг/мм², а для некоторых бактерий 7000 эрг/мм².

Мутации некоторых генов существенным образом влияют на чувствительность клеток к УФ излучению. Некоторые гены увели­чивают чувствительность к УФ излучению, а некоторые мутации генов нарушают синтез белка и строение клеточных мембран.

Механизм воздействия УФ излучения на живые организмы до конца не изучен, тем более невозможно предсказать последствия выживаемости разных биообъектов при увеличении интенсивности УФ излучения и смещению его спектра в сторону коротких волн. Этот процесс крайне нежелателен. Человечеству нужно позаботить­ся, чтобы атмосфера и озоновый слой оставались надежной защи­той от губительного коротковолнового УФ излучения.