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-{{menu>strahlung}}
 ====== UV-Strahlung ======
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 ===== UVA, UVB und UVC =====
-Historisch wurden die einzelnen Bereich der UV-Strahlung danach unterteilt, welche Materialien UV-Strahlung absorbieren bzw nach welchen Schichten die Strahlung noch nachweisbar ist. Die Grenzen werden je nach Fachbereich und Anwendung anders gesetzt, diese Aufstellung orientiert sich an DIN 5031.
+Historisch wurden die einzelnen Bereich der UV-Strahlung danach unterteilt, welche Materialien UV-Strahlung absorbieren bzw nach welchen Schichten die Strahlung noch nachweisbar ist. Die Grenzen werden je nach Fachbereich und Anwendung anders gesetzt.
-| Strahlung unterhalb von 100 nm wird im Weltall absorbiert, da bei dieser Wellenlänge das Seriengrenzkontinuum von Wasserstoff liegt, mit dem das Weltall mit sehr geringem Druck gefüllt ist. Unterhalb von 100 nm spricht man von Röntgenstrahlung |
+  * **Röntgenstrahlung** < 100 nm\\ Strahlung unterhalb von 100 nm wird im Weltall absorbiert, da bei dieser Wellenlänge das Seriengrenzkontinuum von Wasserstoff liegt, mit dem das Weltall mit sehr geringem Druck gefüllt ist. Unterhalb von 100 nm spricht man von Röntgenstrahlung.
-^ 100 nm - 200 nm: Vakuum-UV (VUV) ^
+  * **Vakuum-UV** 100 nm - 200 nm\\ Strahlung mit Wellenlängen kleiner als 200 nm wird von Luft von Stickstoff und Sauerstoff absorbiert, kann sich in Luft daher nur wenige Millimeter weit ausbreiten.
-| Strahlung mit Wellenlängen kleiner als 200 nm wird von Luft von Stickstoff und Sauerstoff absorbiert, kann sich in Luft daher nur wenige Millimeter weit ausbreiten |
+  * **UV-C**: 200 nm - 280 nm\\ Strahlung unterhalb von 280 nm wird von Ozon absorbiert, kann daher die Erdatmosphäre nicht erreichen. Tatsächlich kommt auch unterhalb von 290 nm keine UV-Strahlung auf der Erdoberfläche an und auch unterhalb von 300 nm ist die UV-Strahlung sehr gering.
-^ 200 nm - 280 nm: UV-C ^
+  * **UV-B**: 280 nm - 315 nm / 320 nm\\ Bei Strahlung der Wellenlänge kleiner als 315 nm nahm man in den 1930er Jahren die Grenze für die Schädigung von DNA an. Neuere Erkenntnisse zeigen, dass die Grenze eher bei 320 nm festzusetzen sei. Im europäischen Raum ist die Definition 280-315 nm häufiger, im amerikanischen Raum eher 280-320 nm.
-| Strahlung unterhalb von 280 nm wird von Ozon absorbiert, kann daher die Erdatmosphäre nicht erreichen (tatsächliche liegt diese Grenze bei 290nm) |
+  * **UV-A**: 315 nm / 320 nm - 380 nm / 400 nm\\ Oberhalb von 380 nm beginnt nach DIN der Strahlungsbereich den das menschliche Auge wahrnehmen kann, und der als Licht bezeichnet wird. Häufig wird aber auch die runde Grenze von 400 nm genutzt.
-^ 280 nm - 315 nm: UV-B ^
+      * In der Dermatologie und bei der Beurteilung von Sonnenschutzmitteln wird die UVA-Strahlung weiter unterteilt in **UV-A 1**: 340 - 400 nm und **UV-A 2**: 320 - 340 nm. Ich nutze hier eine ähnliche Unterteilung, da kurzwelliges UVA (UVA2) eine wichtige Rolle bei der Vitamin-D3-Regulierung spielt und langwelliges UVA (UVA1) für Reptilien sichtbar ist.
-| Bei Strahlung der Wellenlänge kleiner als 315 nm nahm man in den 1930er Jahren die Grenze für die Schädigung von DNA an. Neuere Erkenntnisse zeigen, dass die Grenze eher bei 320 nm festzusetzen sei, was insbesondere in den USA auch so gehandhabt wird.  |
-^ 315 nm - 380 nm: UV-A ^
-| Oberhalb von 380 nm beginnt nach DIN der Strahlungsbereich den das menschliche Auge wahrnehmen kann, und der als Licht bezeichnet wird. |
 ===== UV-Index =====
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 Der UV-Index wird aus einer spektralen Messung durch Multiplikation((Manche Autoren schreiben hier von Faltung. Eine Faltung erzeugt aus zwei Eingangsspektren und einer Integration ein Ausgangsspektrum - es treten also ähnliche Rechenelemente auf, wie bei der Multiplikation zweier Spektren mit anschließender Integration. Viele Menschen sind von den überraschenden und nützlichen Eigenschaften von Faltungen ihr Leben lang fasziniert, wenn sie sie erst einmal verstanden haben, und lassen sich vielleicht deswegen dazu hinreißen, immer dann, wenn zwei Spektren und eine Integrationen auftreten, von Faltung zu sprechen. Hier handelt es sich aber tatsächlich "nur" um eine langweilige Multiplikation der Spektren.)) mit der Wirkfunktion für Erythembildung und Integration ermittelt:
-\[UVI = \frac{\int\limits_{250 nm}^{400 nm} E_\lambda(\lambda) \cdot W(\lambda) \mathrm{d}\lambda}{2,5 µW/cm²} \]
+\[UVI = \frac{\int\limits_{250 nm}^{400 nm} E_\lambda(\lambda) \cdot W(\lambda) \mathrm{d}\lambda}{2,5 µW/cm²} = 0,4 \cdot \frac{\int\limits_{250 nm}^{400 nm} E_\lambda(\lambda) \cdot W(\lambda) \mathrm{d}\lambda}{µW/cm²} \]
-$E_\lambda(\lambda)$: Bestrahlungsstärke des Sonnenlichts, Einheit µW/cm²/nm, $\lambda$: Wellenlänge, Einheit nm, $W(\lambda)$ Erythem Wirkspektrum (CIE 1987)(($W = \begin{array}{cc} 1 & \mathrm{wenn\,\,} \lambda < 298 \mathrm{nm} \\ 10^{0,094\cdot(298-\lambda)} & \mathrm{wenn\,\,} 298 \mathrm{nm} <\lambda < 328 \mathrm{nm}\\  10^{0,015\cdot(139-\lambda)} & \mathrm{wenn\,\,}  328\mathrm{nm} <\lambda < 400\mathrm{nm} \end{array}$))
+$E_\lambda(\lambda)$: Bestrahlungsstärke des Sonnenlichts, Einheit µW/cm²/nm,
+$\lambda$: Wellenlänge, Einheit nm, $W(\lambda)$ Erythem Wirkspektrum (CIE 1987)
+$W = \left\{ \begin{array}{cc} 1 & \mathrm{wenn\,\,} \lambda < 298 \mathrm{nm} \\ 10^{0,094\cdot(298-\lambda)} & \mathrm{wenn\,\,} 298 \mathrm{nm} <\lambda < 328 \mathrm{nm}\\  10^{0,015\cdot(139-\lambda)} & \mathrm{wenn\,\,}  328\mathrm{nm} <\lambda < 400\mathrm{nm} \end{array} \right\} $
 {{ :uv:erythem_wirkfunktion.png  }}
+==== UV-Index und SED ====
+Die Standard-Erythmale-Dosis sind 100 J/m² erythemgewichtete Strahlung.
+Typische Umrechnungen:
+  * eine Stunde lang UV-Index 1 entspricht 0,9 SED
+  * 1 SED = UV-Index 1,1 x 1 h = UV-Index 3,3 x 20 min = UV-Index 6,7 x 10 min
+Typische Jahreswerte für Menschen durch natürliche Sonnenstrahlung sind 100 - 500 SED.
+==== UV-Index und MED ====
+Die minimale Erythemdosis (MED) oder  Erythemschwellendosis gibt an welche erythemgewichtete UV-Dosis nötig ist, um einen Sonnenbrand auszulösen. Das unterscheidet sich je nach Hauttyp:
+^ Fitzpatrick Hauttyp ^ MED in J/m² ^ MED in mJ/cm² ^
+| I (rötliches Haar, Sommersprossen) |  150-300  |  15–30  |
+| II (helle Haut und Haare) |  250-400  |  25–40  |
+| III (mittelhelle Haut, braune Haare) |  300-500  |  30–50  |
+| IV (olivbraune Haut, dunkle Haare) |  450-600  |  45–60  |
+| V (dunkle Haut, schwarzes Haar) |  600-900  |  60–90  |
+| VI (dunkelbraune Haut, schwarzes Haar) |  900-1500  |  90–150  |
+Die J/m² geben die Dosis an erythemgewichteter UV-Strahlung auf der Hautoberfläche an, also die Bestrahlungsstärke über einen gewissen Zeitraum. 90 J/m² =((1 J/m² = 10<sup>6</sup> µWs / 10<sup>4</sup> cm² · 1 / 3600s/h = 0,027778 µW/cm² · h)) 2,5 µW/cm² × 1h.
+Da UV-Index = 1 genau 2,5 µW/cm² entspricht, lässt sich für einen vorhandenen UV-Index ausrechnen, nach welcher Bestrahlungsdauer die Dosis für 1 MED erreicht wird.
+$ \mathrm{Sonnendauer\,in\,Stunden} = \frac{\mathrm{MED}}{90 \cdot \mathrm{UVIndex}} $, $ \mathrm{Sonnendauer\,in\,Minuten} = \frac{\mathrm{MED}}{1,5 \cdot \mathrm{UVIndex}} $
+Die US-Behörde für Lebens- und Arzneimittel FDA definiert für Sonnenstudio-Lampen 1 MED = 156 J/m². Diese Umrechnung nutzen auch einige Messgeräte, wie das Solarmeter 7.0. Damit lassen sich UV-Index und MED/h in einander umrechnen((\\ UV-Index = 1 entspricht 2,5 µW/cm²))
+  * UV-Index = 1 entspricht 0,5769 MED/h
+  * 1 MED/h entspricht UV-Index 1.73333
 ==== UV-Index und UVB-Bestrahlung im Vergleich ====