CC BY
106УДК: 613.165- 614.7
В. В. Таранов
УЛЬТРАФИОЛЕТОВОЕ ИЗЛУЧЕНИЕ И ЕГО ИЗМЕРЕНИЕ
ИКХХВ НАН Украины, г. Киев РЕЗЮМЕ
Показана возможность получать оптимальное значение ультрафиолетового излучения. Для этого разработан и изготовлен измеритель - дозиметр, который и позволяет проводить измерение плотности излучения в области 360 нм в диапазоне от 0.1 до 99 мВт на см2. Программирование 4-х индивидуальных доз с подачей звукового сигнала по ее достижению и обеспечивает оптимальное значение при принятии процедур. Ключевые слова: ультрафиолетовое излучение, дозиметр, облучение кожи.
SUMMARY
The accurate measurement of UV radiation level is essential to determine its optimal amount. To achieve this goal we designed and produced the UV radiation meter/monitor. Our monitor allows measurements of UV radiation density of 0.1 - 99 mW/cm2 at wavelength around 360nm. The incorporated programmable unit allows to set up a sound alarm for up to 4 individual UV radiation doses. Keywords: ultraviolet radiation, dosimeter, exposure of the skin
Исследования ученых доказали, что ультрафиолетовые (УФ) лучи обладают бактерицидным, вита-минообразующим, десенсибилизационным и противовоспалительным действием. На живой организм эти лучи действуют как стимулятор обмена веществ, тканевого дыхания, иммунобиологических процессов, компенсаторно-приспособительных реакций, защитных сил организма, нормальной деятельности вегетативной системы, являются основой современной фототерапии. Облучение кожи УФ светом стимулирует изменение кровеносных сосудов, торможение роста эритемы, эдемы, прямую и непрямую пигментацию (загар), стимуляцию деления клеток и канцерогенез.
Под влиянием стимулированного УФ светом возникает сложный комплекс биохимических и морфологических изменений в коже. Эритема кожи человека возникает после открытого (латентного) периода, продолжительность которого пропорциональна интенсивности облучения. Для высокой интенсивности облучения продолжительность латентного периода может сократиться. Эритема начинает развиваться через 4 - 6 часов после облучения, при этом интенсивность ее возрастает, а через 18-20 часов начинает уменьшаться. На месте облучения через несколько дней (4-5 дней) вместо эритемы кожа шелушится, а вместо отпавшего рогового слоя образуется новый, более прочный слой. Эпидермис на месте эритемы остается несколько месяцев. Спектр действия эритемы имеет максимум 297 нм, далее идет провал на 280 нм и снова рост интенсивности в более коротковолновой области спектра. Поэтому рассматривают два вида эритемы - длинноволновую (длина волны возбуждения 297 нм) и коротковолновую (длина волны возбуждения 254 нм). Если снимать роговой слой кожи, то чувствительность к свету с длиной волны 297 нм возрастает и уменьшается чувствительность к длине волны 254 нм. Этот факт свидетельствует о том, что акцепторы биологически активного света ответственны за эритему. Коротковолновая и длинноволновая эритемы имеют различные хромофоры и механизмы фотохимических реакций и ее интенсивность измеряется биодозиметром.
Первый простой биодозиметр был разработан И.Ф. Горбачовым. Он состоит из металлической пластинки с 6 отверстиями, щелями или кольцами, которые поочередно заслоняются подвижной заслонкой. Аналогичный дозиметр одновременно предложил Дальфельд, поэтому часто биодозиметр для УФ эритемы называют дозиметром Горбачева-Дальфельда. Биодозиметер прикрепляют на ту часть тела, которую облучают, все остальные части тела при этом закрыты, затем через равные промежутки времени последовательно открывают по одному отверстию биодозиметра и делают облучения. Чем больше отверстий биодозиметра, тем точнее можно определить условия, необходимые для получения УФ эритемы. Реакция кожи наступает через 2- 3 часа после облучения, однако для лучшей биодозиметрии рассматривают на следующий после облучения день. На том месте, где кожа облучалась через биодозиметр, появляется определенное количество различной степени визуально выразительных покраснений.
Именно такое тяжелое измерения дозы, где нужно каждый раз проверять чувствительность кожи человека и без возможности измерять мощность луча, и способствовало нашей разработке современного дозиметра УФ луча. В основе современного прибора: измеритель мощности в УФ области солнечного спектра и дозатор, запрограммированный на три типа кожи и его массы. Оптическая часть прибора всего включает систему фильтров и фотоприемник с необходимым диапазоном чувствительности. Электрическая часть измеряет плотность и подсчитывает заранее установленную дозу по ее накоплению подает звуковой сигнал. Уже сегодня измерители применяться для контроля за УФ лампами при их работе в отделениях физиотерапии. Оценивая плотность солнечного луча, даются рекомендации по дозам, а именно срока получения солнечных ванн (процедур) во время отдыха на пляжах, в соляриях, на лечение в санаториях. Включение именно рекомендованной дозы при получении процедуры позволит получить сигнал при ее достижении. Первые применения прибора, в том числе в г. Евпатории (санаторий «Победа», МРЦ «Буревестник») продемонстрировали возможность проводить изме-
рения в разное время и давать рекомендации по приему процедуры в зависимости от состояния погоды именно в это время. Интересно отметить, что уже белые облака на небе изменяли плотность более чем в три раза, а серые - в пять раз, что также отличало наши показатели для конкретного места региона. Проверить изменение солнечного луча за светлое время суток позволили в безоблачные дни с 7:00 утра до 19 часов и сравнить результаты с данными биоклиматической станции г. Евпатория. Данные измерений нашего дозиметра приведены сразу в единицах плотности, а результаты измерений станции - в калориях, как это было принято еще много лет назад: мощность солнечного луча 0,697 мВт на см2соответствует 1 кал на см2 на 1 минуту времени, что позволяет сопоставить наши результаты.
Сравнивались результаты также с современным зарубежным прибором «Оепега1Тоо1 ИУ аЬ» дали возможность нам проводить проверку и калибровку данных в УФ части солнечного луча, а именно в эритемной его области 280 - 400 нм. Незначительное отличие - это разница нашего прибора именно в утренние и вечерние часы, когда именно мощность на длины волны 360 нм меньше за область 300 - 400 нм, а именно действие солнечной более короткой УФ линии. Оптимальное для каждого человека облучение позволит получить и естественной витамин Д, и откинуть подальше такие заболевания как артрозы и артриты, и получить желаемую темную кожу. Мы убеждены, что использование современного малогабаритного прибора сохранит наших детей от первых вредных ожогов на солнце и позволит получить его полезное действие. Интересные данные уже получены сегодня - серые облака помогают нам: ведь именно при наличии их на небосклоне солнечный поток в эри-темной зоне составляет от 5 до 10 мВт/см2, а уже в слабый дождь спадает до 2-х мВт/см2. Также нужно учитывать ослабление УФ луча на одежде. Так,
© ТАРАНОВ В.В., 2015
изменение солнечного потока при наличии легкой одежды на теле, белой футболки, плавок приводит к снижению излучения в 3 - 6 раз в зависимости от плотности ткани.
Понимание биофизических реакций, когда первичным запускающим импульсом является квант излучения, энергия которого в УФ области не менее 5 эВ (1кеВ = 1,27/длины волны, нм ), требует не только учитывать тип кожи и ее характеристики, а также и массу тела в целом. Доза - это распределение энергии и потока излучения по всему телу. Энергетическую характеристику поля получают, оценивая в каждой конкретной зоне его возможный эффект взаимодействия с человеком, как объектом действия. Отметим, что полученная доза, именно к массе тела и есть единицей поглощения (Дж/кГ). В приборе серии ЛАМБИТ доза является программированной, а не предварительно заданной из-за того, что оптимальная доза - индивидуальный параметр для каждого человека. Другая возможность прибора позволяет получать информацию о плотности УФ луча и проводить ее регистрацию за счет современного ПК. Круглосуточный мониторинг солнечного луча позволит давать полезные рекомендации по его применению, учитывая уже утреннее показание солнечного излучения в этом месте на Земле, прогнозировать солнечную радиацию в течении дня на данной широте. Обозначим, что на лечебную и профилактическую активность УФ излучения влияет само время облучения и его интенсивность. Большая интенсивность по короткой экспозиции ведет к быстрому развитию и угасанию УФ эритемы. Малая интенсивность на протяжении длительного времени вызывает замедленную реакцию кожи и большую пигментацию. Исследование именно полосы УФ луча, которая отвечает за коротковолновую и длинноволновую ее часть, позволяет проводить полезные исследования действия различного хромофора, механизма фотохимических реакций.
Поступила 15.10.2014
