Was ist UV-Strahlung?

Die Abkürzung „UV“ steht für ultraviolette Strahlung. Oft wird diese im alltäglichen Sprachgebrauch auch als UV-Licht bezeichnet, da Licht im Allgemeinen harmloser klingt als Strahlung. Definitionsgemäß bezeichnet man jedoch Strahlung, die das menschliche Auge wahrnimmt, als Licht. Daher gibt es streng genommen überhaupt kein UV-Licht. Dies ist insbesondere für den Anwender von Bedeutung, da die eigentliche Gefahr für das menschliche Auge nicht erkennbar ist. Das eventuell sichtbare Licht ist die Lumineszenz, die durch UV angeregt wird. Sie ist meist viel schwächer als die anregende UV-Strahlung. Die Messung von ultravioletter Strahlung ist daher unerlässlich. Auf unsere präzisen UV Radiometer können Sie sich verlassen.

Spektralbereiche UV-A, UV-B und UV-C

UV-Strahlung wird unterteilt in drei Wellenlängenbereiche. UVA deckt den Spektralbereich von 315 nm bis 400 nm ab. International wird auch der Spektralbereich 320 - 400 nm als UVA bezeichnet. Im technischen Bereich eignet sich der UVA-Spektralbereich vor allem für das UV-Kleben mit UV-LEDs und zum Härten von Lacken. Zudem wird die Lumineszenz- und Fluoreszenzprüfung mit UVA durchgeführt (hier mit dem Begriff Schwarzlicht beschrieben).

Übersicht der Spektralbereiche

	ILV (CIE S 017/E:2011)
UV-A	315 – 400 nm
UV-B	280 – 315 nm
UV-C	100 – 280 nm

Kurzwellig schließt sich der UVB-Spektralbereich an. UVB-Strahlung ist energiereicher als UVA und kann bei längerer Exposition zu Hautschäden führen. Technisch kommt UVB-Strahlung seltener zum Einsatz als UVA oder UVC, spielt aber bei der Photostabilität, also der UV-Alterung oder Bewitterung eine wichtige Rolle, da in der natürlichen Sonnenstrahlung UVB-Strahlung zu einem geringen Anteil enthalten ist.

Als UVC-Strahlung wird Strahlung zwischen 100 nm und 280 nm bezeichnet. Da Luft unterhalb von ca. 200 nm UVC-Strahlung absorbiert, wird dies oft als untere Grenzwellenläge angesehen. UVC-Strahlung kann effizient durch Quecksilber-Niederdrucklampen erzeugt werden. Die UV-Strahlungsausbeute beträgt bis zu ca. 40 %, bei elektrischen Leistungen im Bereich einiger hundert Watt. Die dominante Emission liegt bei ca. 254 nm. Wichtige Anwendungen sind die Desinfektion von Oberflächen sowie Lebensmittelverpackungen und die Trinkwasserdesinfektion. Für die UV-Polymerisation ist der Hg-Mitteldruckstrahler mit elektrischen Leistungen zwischen ca. 400 W und 24 kW weit verbreitet. Die hohen Leistungsdichten erlauben dabei hohe Bahngeschwindigkeiten und Prozesszeiten innerhalb von Sekundenbruchteilen.

Das nachfolgende Bild zeigt, die verschiedene Arten elektromagnetischer Strahlung und ihre Eigenschaften:

Ultraviolettstrahlung (UV):
- Unterteilt in Vakuum-UV, Fernes UV, Mittleres UV und Nahes UV
- Wellenlängenbereich: 100-400 nm
- Photonenenergie: 12,4-3,1 eV
- Beispielhafte Empfänger: Cs-I, Cs-Te, SiC
Sichtbare Strahlung (VIS):
- Wellenlängenbereich: 380-780 nm
- Photonenenergie: 3,3-1,6 eV
- Empfänger: Multi-Alkali-PMT, Si
Infrarotstrahlung (IR):
- Unterteilt in Nahes IR, Mittleres IR und Fernes IR
- Wellenlängenbereich: 780 nm - 10^6 nm
- Photonenenergie: 1,6-0,001 eV
- Empfänger: Si, Ge, InGaAs, InAs, PbSnTe, PbSnSe

Spektralbereiche: UV, Licht, IR und ihre Detektoren

Normative Einteilung der UV-Strahlung

Die Einteilung der ultravioletten (UV) Strahlung in Spektralbereiche variiert je nach Norm und Anwendung. Im Folgenden werden die unterschiedlichen Spektralbereiche der UV-Strahlung und ihre Einteilung in verschiedenen Normen sowie ihre spezifischen Anwendungen ausführlich beschrieben.

Die International Organization for Standardization (ISO), das Deutsche Institut für Normung und andere Organisationen, wie die CIE, haben für die Anwendungen Spektralbereiche festgelegt. Diese sind nicht immer gleich. Die gängigste Einteilung ist jedoch:

Die Einsteilung der Spektralbereiche für UV-Strahlung bis IR-Strahlung nach e-ILV der CIE & Norm CIE S 017:2020 ILV:

Bezeichnung	Spektralbereich
UV-A	315 nm bis 400 nm
UV-B	280 nm bis 315 nm
UV-C	200 nm bis 280 nm
visible radiation	Untere Grenze: 360 nm and 400 nm*
	Obere Grenze: 760 nm and 830 nm*
IR-A	780 nm bis 1400 nm
IR-B	1400 nm bis 3000 nm
IR-C	3000 nm bis 1 mm

* Es gibt keine genauen Grenzen für den Spektralbereich der sichtbaren Strahlung, da sie von der Menge des Strahlungsflusses, der die Netzhaut erreicht, und der Empfindlichkeit des Betrachters abhängen. Die untere Grenze wird im Allgemeinen zwischen 360 nm und 400 nm und die obere Grenze zwischen 760 nm und 830 nm festgelegt.

Das e-ILV bietet freien Zugang zu allen Begriffen und Definitionen, die in der internationalen Norm CIE S 017:2020 ILV: International Lighting Vocabulary, 2. Auflage, enthalten sind.

Früher häufiger und vor allem im dreisprachigen Raum wurden folgende Einteilung der UV-Strahlung verwendet:

Die Spektralbereiche für UV bis IR-Strahlung nach DIN 5030-2:1982-09 (aktuell) & DIN 5031-7:1984 (zurückgezogen)

Bezeichnung	Spektralbereich
UV-C	100 nm bis 280 nm
VUV	100 nm bis 200 nm
FUV	200 nm bis 280 nm
UV-B	280 nm bis 315 nm
UV-A	315 nm bis 400 nm
VIS	380 nm bis 780 nm
IR-A	780 nm bis 1400 nm
IR-B	1400 nm bis 3000 nm
IR-C	3000 nm bis 1000000 nm
MIR	3000 nm bis 50000 nm
FIR	50000 nm bis 1 mm

Die Normen behandeln die spektrale Strahlungsmessung; Strahler für spektrale Strahlungsmessungen und die Strahlungsphysik im optischen Bereich und Lichttechnik

Die Einteilung der Spektralbereiche nach ISO 21348:2007

Die nachfolgende Tabelle gibt eine detaillierte Übersicht über die Spektralbereiche für UVA, UVB und UVC in Nanometern (nm) und berücksichtigt spezifische Anwendungsfelder in der Luft- und Raumfahrt. Dazu zählen die Bestimmung der Solarstrahlung in natürlichen und künstlichen Umgebungen bei Raumflügen, Prüfverfahren für elektrische Leitungen in der Luftfahrt, sowie Verfahren zur Kennzeichnung von Leitungen und Kabeln mittels UV-Laser. Darüber hinaus wird die Tabelle für Konstruktionen in der Luft- und Raumfahrt herangezogen.

Bezeichnung	Spektralbereich
Vacuum-UV, VUV	10 nm bis 200 nm
Extreme UV, EUV	10 nm bis 121 nm
FUV, FAR Ultraviolet	122 nm bis 200 nm
Ultraviolet C, UVC	100 nm bis 280 nm
Ultraviolet B, UVB	280 nm bis 315 nm
Near Ultraviolet , NUV	300 nm bis 400 nm
UV-A	315 nm bis 400 nm
Licht, VIS	380 nm bis 760 nm
Lila	360 nm bis 450 nm
Blau	450 nm bis 500 nm
Grün	500 nm bis 570 nm
Gelb	570 nm bis 591 nm
Orange	591 nm bis 610 nm
Rot	610 nm bis 760 nm
Infrared, IR	760 nm bis 1000000 nm
Near Infrared, IR-A	760 nm bis 1400 nm
Middle Infrared, IR-B	1400 nm bis 3000 nm
Far Infrared, IR-C	3000 nm bis 1000000 nm

Weitere Normen und Einleitungen der Spektralbereiche

In einigen Gebieten der Photobiologie werden die Wellenlängenbereiche unterteilt von 200 nm bis 290 nm, von 290 nm bis 320 nm und von 320 nm bis 400 nm. Manchmal werden dabei diese Wellenlängenbereiche (fälschlicherweise) als UV-A, UV-B und UV-C bezeichnet. Ultraviolette Strahlung mit Wellenlängen kleiner 180 nm wird als Vakuum-UV-Strahlung bezeichnet. Anzumerken ist, dass Strahlung zwischen 380 nm und 400 nm als sichtbare Strahlung bezeichnet wird, obwohl dieser Wellenlängenbereich per Definition auch im Bereich der UV-Strahlung liegt.

Bei Normen zum Schutz gegen Sonnenstrahlung, zum Beispiel bei Sonnenbrillen für den allgemeinen Gebrauch, wird die obere Grenze von UV-A manchmal bei 380 nm angenommen. Bei Normen mit Schutzanforderungen gegen Strahlung von künstlichen Quellen wird die obere Grenze von UV-A gewöhnlich bei 400 nm angenommen, was mit der CIE Definition übereinstimmt. Die obere Grenze von 400 nm wird unter anderem von ICNIRP, ACGIH, der Weltgesundheitsorganisation und in der Richtlinie des Europäischen Parlaments und des Rates zum Schutz von Sicherheit und Gesundheit vor der Gefährdung durch künstliche optische Strahlung verwendet.

In einigen Anwendungen wurde das ultraviolette Spektrum auch in "fernes Ultraviolett", "Vakuum-Ultraviolett" und "nahes Ultraviolett" unterteilt; wobei jedoch die Grenzen notwendigerweise je nach Anwendung variieren (z. B. in Meteorologie, optischer Gestaltung, Photochemie und in der thermischen Physik).

Abschließend lässt sich sagen, dass die Einteilung der Spektralbereiche in UV-Strahung, Licht und IR-Strahlung anwendungsbezogen ist.

Folgende Normen haben eigene Einteilungen der Spektralbereiche für UV-Strahlung

DIN EN ISO 24444 : 2022-07 Kosmetische Mittel, speziell für Untersuchungsverfahren für Sonnenschutzmittel und die In-vivo-Bestimmung des Sonnenschutzfaktors

DIN EN ISO 24443 : 2022-08 Kosmetische Mittel, Anwendung im Bereich der Untersuchungsverfahren für Sonnenschutzmittel

DIN EN ISO 24442 : 2022-10 Bestimmung des UVA-Sonnenschutzes

DIN EN ISO 18369-1 : 2018-04 Augenoptik - Kontaktlinsen - Teil 1: Begriffe, Einteilung von Kontaktlinsenmaterialien und Empfehlungen für die Schreibweise von Kontaktlinsenspezifikationen

DIN EN 16981 : 2021-12 Photokatalyse - Glossar der Begriffe;

DIN EN IEC 62471-7; VDE 0837-471-7:2024-04 Photobiologische Sicherheit von Lampen und Lampensystemen

ISO 20473:2007-04 Bahnanwendungen - Frontscheiben für Schienenfahrzeuge

DIN EN 16782 : 2016-07 Erhaltung des kulturellen Erbes - Reinigung von porösen anorganischen Materialien - Laserstrahlreinigungsverfahren für kulturelles Erbe

DIN EN ISO 4007 : 2020-01 Persönliche Schutzausrüstung - Augen- und Gesichtsschutz

DIN EN ISO 29464 : 2020-0 Reinigung von Luft und anderen Gasen

DIN EN ISO 9488 : 2022-12 Sonnenenergie

DIN EN 13758-1 : 2007-03 Textilien - Schutzeigenschaften gegen ultraviolette Sonnenstrahlung - Teil 1: Prüfverfahren für Bekleidungstextilien

DIN EN ISO 105-A08 : 2003-01 Textilien - Farbechtheitsprüfungen - Teil A08: Vokabular der Farbmetrik

DIN EN ISO 14692-1 : 2018-02 Erdöl- und Erdgasindustrie - Glasfaserverstärkte Kunststoffrohrleitungen (GFK) - Teil 1: Begriffe, Symbole, Anwendungen und Werkstoffe

DIN EN 1330-1 : 2015-05 Zerstörungsfreie Prüfung - Terminologie

Für die oben genannten Normen können Sie eine Liste der Spektralbereiche hier herunterladen

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