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紫外線(UV)

最終更新日 2019年3月12日

1 紫外線とは...

太陽から放射される電磁波(太陽放射)の一種です。
太陽が放射する電磁波は、波長が短いX線から紫外線、可視光線、赤外線、波長が長い電波までと非常に広範囲にわたっていますが、目に見える光かどうかで分類すると、下図のように3つに分類されます。
(1) 目に見える可視光線(波長が380~780nm)を中央に、
(2) 可視光線より波長が短く目に見えない領域(図の左側)には、「紫外線」(200~380nm)とこれよりもさらに波長の短いX線
(3) 可視光線より波長が長く目に見えない領域(図の右側)には、「赤外線」(780nm~1mm)とこれよりもさらに波長の長いマイクロ波
7色に見える虹の紫色のさらに外側に存在する目に見えない短い波長の光線が、紫外線(UV = Ultraviolet rays)です。
その反対に、赤色のさらに外側に存在する目に見えない長い波長の光線が、赤外線(IR = Infrared rays)です。

波長別の紫外線,可視光線,赤外線の区分

2 紫外線の種類

紫外線は、波長の短い方から順に、C領域紫外線(UV-C)、B領域紫外線(UV-B)、A領域紫外線(UV-A)の3つに分類されます。
一般に、光は波長が短いほど強いエネルギーを持ちますが、物質に当たると屈折する性質があります。反対に、波長が長くなるほど屈折せずに直進しやすい性質があります。このため、紫外線は、波長により異なった健康影響を引き起こします。

紫外線
種類波長範囲地表への到達率健康影響
UV-C200~280nm大気圏の酸素及びオゾンにより強く吸収を受けるため、地表には到達しません。波長が短いのでエネルギーが大きく、生物の DNAに吸収される最も有害な紫外線です。
UV-B280~315nm地上20~50km の上空に存在するオゾン層により強く吸収され、その一部が地表に到達します。皮膚の表面で吸収されるため、日焼けの原因になるほか、皮膚癌や白内障などの疾患を引き起こす原因にもなることから、「有害紫外線」と呼ばれています。
UV-A315~380nm大気圏ではほとんど吸収されないため、ほぼ 100% 地表に到達します。波長が長いので皮膚の深くまで貫通し、シミやソバカスの原因になります。

このほか、200nm 以下の波長の紫外線は、大気圏で吸収され真空中でしか存在しないので、「真空紫外線」と呼ばれています。
260nm 付近の波長の紫外線は、生物のDNAに吸収されるため、生物にとって非常に危険ですが、オゾン層により吸収されるため地表には到達しません。
また、300nm 前後の波長の紫外線は、動物の体内で骨の形成に必要なビタミンDの生成に関与しており、「健康線」あるいは「ドルノ線」と呼ばれることもあります。

3 オゾン層破壊

上記の3種類の紫外線のうちで、地球環境問題に関わりの深いのは UV-B です。
地上から放出されたフロン等は、成層圏に達し、そこで太陽からの強い紫外線を浴びて分解し、塩素原子を放出し、オゾン(O3)が高濃度で存在するオゾン層のオゾンを次々に破壊する現象が発生します。
UV-B が地表に到達する割合は、オゾン層に含まれるオゾンの量により変化するため、フロン等による「オゾン層破壊」の影響を強く受けます。

4 光化学スモッグ

大気汚染の面から見ると、紫外線は、「光化学スモッグ」を発生させる必須要因です。
大気中の二酸化窒素(NO2)は、太陽からの紫外線を受けて光化学反応を起こし、一酸化窒素(NO)と原子状酸素(O)に分解しますが、この原子状酸素と大気中の酸素分子が結合してオゾン(O3)が生成されます。これが、光化学スモッグの原因物質である「光化学オキシダント」(OX)の主成分となります。

5 紫外線の用途

紫外線は、エネルギーが大きいため、強い化学作用や生理作用があります。
紫外線の身近な用途としては、その強力な生理作用を利用して、冷蔵庫の中などの殺菌灯として使われています。

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