자외선/UVA, UVB, UVC/SPF지수와 PA지수/자외선차단제 사용방법//자외선 종류 및 파장별 특성//가시광선, 자외선, 적외선에 대한 이해

[풍경소리]

● 자외선[(紫外線), UV : Ultraviolet rays]이란 ?

태양광의 스펙트럼을 사진으로 찍었을 때, 가시광선보다 짧은 파장으로 눈에 보이지 않는 빛이다. 사람의 피부를 태우거나 살균작용을 하며, 과도하게 노출될 경우 피부암에 걸릴 수도 있다.

1801년 독일의 화학자 J.W.리터가 자외선이 가지는 사진작용[感光作用]에서 처음 발견하였다. 자외선은 파장이 약 397∼10nm인 전자기파의 총칭으로서, 극단적으로 파장이 짧은 자외선은 x선과 거의 구별되지 않는다. 적외선을 열선이라고 하는데 대응하여 자외선은 화학작용이 강하므로 화학선이라 하기도 한다. 또 파장의 길이에 따라 근자외선(파장 290nm 이상), 수정범위(水晶範圍)의 자외선(수정을 투과하는 290∼190nm), 슈만선(190∼120nm), 라이만선(120∼60nm), 밀리컨선(60nm 이하) 등으로 세분하거나, 190nm 이하의 파장을 가지는 자외선을 원자외선(遠紫外線)이라고도 한다.

자외선은 태양광의 스펙트럼에서 가시광선보다 짧은 파장을 가지는 빛으로, 살균 작용에 주로 적용되나 피부암의 원인이 되기도 한다. 파장은 10~380㎚의 범위를 가지며 불가시광선으로 태양광선 중 약 1%정도 함유되어 있다. 

자외선은 피부에 손상을 주는 것으로 알려져 있는 태양광선의 일부분이다. 

자외선은 파장의 길이에 따라 

UVA(장파장 : 200~280nm), 

UVB(중파장 : 280 or 290~320nm), 

UVC(단파장 : 320~400nm)로 나눌수 있다. 

이중에서 UVA와 UVB가 피부손상의 원인이 되며 UVC는 지구의 대기권을 통과 할 수 없었으나 최근 오존층파괴등의 환경오염으로 인해 UVC에 의한 피부손상마저도 우려되고 있다. 자외선은 자자기 스팩트럼으로 측정할 수 잇으며 나노미터(NM=nanometer=100만분의 1밀리미터)로 표시된다.

인체에 가장 치명적인 UVC와 UVB일부는 오존층에 흡수되고 우리가 가장 우려해야 할 자외선은 UVA와 UVB일부 이다. 참고로 UVA.B.C에서 

A는 Ageing(단순노화), 

B는 Burn(sunburn(선번 : 햇빛화상)을 일으킬 정도), 

C는 Cancer(암을 일으킬정도)의 약자 이다.

태양광선은 오전 10시에서 오후 4시까지 가장 강하며 백사장이나 수면, 눈등에 반사된 태양광선은 자회선의 강도가 85%나 증가될수 있다. 심지어 비오는 날은 20%, 구름낀 흐린 날에도 자외선은 80%정도까지 지면에 도달한다.

또한 유리도 통과하기 때문에 차안에서도 안심할 수 없다. 태양등(조명)도 해로운 자외선을 방출하기 때문에 태양등아래에서 선탠을 하는것 또한 피부의 손상을 일으킬 수 있으므로 좋지 않다. UVB는 여름에 특히 강하며 선번, 홍반을 일으킨다. 우리가 흔히 아는 SPF지수는 UVB 차단지수다 .

■ 자외선의 종류

자외선의 종류로는 UV-A(320~400nm), UV-B(280~320nm), UV-C(200~280nm)로 분류하며, 

  

태양은 광범위한 파장을 가진 빛 에너지를 방출한다. 가시광선의 파란색이나 보라색 광선보다 더 짧은 파장을 가진 자외선 복사는 살갗을 태우고 건강에 해로운 영향을 준다. 성층권에 존재하는 오존층은 대부분의 해로운 자외선이 지구상의 생명체에 도달하는 것을 막아준다. 그러나 성층권의 오존층이 얇아지면 지표에 도달하는 자외선 복사량이 증가한다.

과학자들은 UV-C, UV-B, UV-A 세 가지 종류로 UV 복사를 분류한다. 성층권 오존층은 이러한 종류의 UV를 모두 흡수하는 것이 아니라 일부분을 흡수한다.

 

(1) UV-A (ultraviolet Ageing=자외선 단순노화, 320~400nm) : 

오존층에 흡수되지 않는다. 파장영역이 0.32~0.40㎛에 해당하는 자외선 UV-A 는 UV-B에 비하여 에너지량이 적지만 피부를 그을릴 수 있다. 

UVA는 자외선 A로서 우리가 일부 말하는 자외선으로 오존층에 영향을 받지 않으며, 태양광선에서 가장 많이 방출되고, 에너지는 약하지만 진피층까지 깊숙히 침투하여 색소침착, 콜라겐손상으로 인한 주름의 원인이 됩니다.

피부를 태우는 주역은 UV-B이지만 UV-A는 피부를 벌겋게 만들 뿐 아니라 피부 면역 체계에 작용하여 피부 노화에 따른 장기적 피부 손상을 일으킬 수 있다. 최근에는 UV-A 노출 시간이 피부를 그을릴 정도로 길어지면 피부암 발생의 위험이 UV-B의 경우와 같아진다는 연구 결과가 보고되기도 하였다. 

자외선이 인체에 도달하면 표피층 아래로 흡수되는데, 이 해로운 광선에서 피부를 보호하기 위하여 인체 면역 작용이 발동한다. 그 예로 일부 세포는 자외선에 노출될 때 멜라닌이란 검은 색소를 생성하는데 그것이 자외선의 일부를 흡수한다. 따라서, 백인종과 같이 멜라닌을 적게 생성하는 사람은 UV-B에 대한 자연적 보호막도 적은 셈이다.

일명"생활자외선"으로 불리는 자외선A(UVA)는 계절에 상관없이 작용해, 외출 시 햇빛뿐만 아니라 창문이나 커튼도 통과해 피부에 악영향을 미친다. 피부 톤을 칙칙하게 만들고 장시간 노출된 경우 피부 노화를 촉진시킨다.

UVA(PA+,PA++,PA+++)는 파장이 길다. UVA는 피부 깊숙이 침투할 뿐만 아니라 UVB보다 장기적인 손상을 준다. UVA는 계절과 시간에 상관없이 항상 존재한다.

UVA는 UVB보다 20배 정도 더 강하고 피부에 해로운 UVA는 유리창을 통과함은 물론 피부 깊숙이 침투해 주름과 기미, 주근깨를 생기게 한 다.

(2) UV-B [ultraviolet Burn(Sunburn)=자외선 햇빛화상, 290~320nm] : 

대부분은 오존층에 흡수되지만, 일부는 지표면에 도달한다. 지구에 극소량이 도달하는 UV-B는 파장영역이 UVA보다  짧은 0.28~0.32㎛에 해당하는 자외선이다. UV-B는 색소에 화학변화를 일으켜 퇴색시켜 동물체의 피부를 태우고 피부 조직을 뚫고 들어가며 때로는 피부암을 일으키는데, 피부암 발생의 원인은 대부분 태양 광선의 노출 및 UV-B와 관련이 있다. 또, UV-B는 피부에서 프로비타민 D를 활성화시켜 인체에 필수적인 비타민 D로 전환시킨다.

UVB는 자외선 B로서 오존층을 갉아먹으면서 들어오는데, 자외선A에 비해 1/100정도의 양만 방출되나 영향력은 훨씬 강합니다. 표피, 진피상투까지 침투하여 색소를 침착시키며 일광화상을 만들기도 합니다. 인체에 해로워 백내장, 피부암을 유발하는 안좋은 파장이기도 하나 우리몸에서 없어서는 안될 비타민 D를 생성해줍니다.

비타민D는 햇빛 중에 자외선 UVB를 통해서 합성이 되는데 이 UVB는 유리창을 통과하지 못한다. 그렇기 때문에 자동차나 건물의 유리를 통과한 햇볕은 비타민D 생성과는 상관이 없기 때문에 건강에 크게 도움이 안 된다는 것이다. 

UVB는 유리창을 통과하지 못하므로, 비타민D 생성을 위해서는 유리창을 통하지 않고 직접 햇볕을 쬐어야 한다.

(3) UV-C [ultraviolet cancer=자외선 암을 일으킬정도, 200~290nm] : 

오존층에 완전히 흡수된다. 파장영역이 0.20~0.29㎛인 자외선 중 UV-C는 염색체 변이를 일으키고 단세포 유기물을 죽이며, 눈의 각막을 해치는 등 생명체에 해로운 영향을 미친다. 다행히 UV-C로 알려진 이 범위의 자외선은 대기 중 성층권에 존재하는 오존층에 흡수되어 지구상의 생명체를 보호하는 역할을 하고 있다. 오존층이 파괴되어 자외선이 지표에 도달하는 양이 많아지게 되면 인간이나 다른 생명체의 활동에 악영향을 끼치게 된다. 

UVC는 오존층을 생성하며 파괴되는 파장이기 때문에 우리에게 접하지 않게 되는 지상까지는 도달하지 못하는 자외선이지만, 현재 인공적으로 만들어 소독이나 살균에 주로 쓰입니다. 그러나 오존층이 점차 파괴됨에 따라 지상까지 도달하기도 하는데 이로 인해 가볍게는 일광화상에서 심하게는 피부암등의 최악의 영향을 미치기도 합니다.

 

■ 자외선에 대한 오존층의 역할

지상으로부터 약 13∼50km 사이의 성층권에 있는 오존층은 태양광선 중 자외선을 차단함으로써 사람을 비롯한 지구상의 생명체를 보호하는 역할을 하고 있다. 오존층이 파괴되어 자외선을 차단하는 능력이 떨어지게 되면 지표면에 도달하는 자외선의 양은 증가한다. 따라서 대기오염이 심해지면서 오존층을 파괴하여 오존의 양이 감소하면 지표면에 도달하는 자외선의 양이 증가하여 사람에 좋지 않은 영향을 주게 된다.

※ 참조항목 

자외선지수	자외선지수는 태양고도가 최대인 남중시각(南中時刻) 때 지표에 도달하는 자외선 B(UV-B) 영역의 복사량을 지수식으로 환산한 것으로, 태양에 대한 과다 노출로 예상되는 위험에 대한 예보를 제공하고, 야외에서 일하거나 운동하거나 놀 때 우리가 어느 정도로 주의해야 하는 좋음(0~2), 보통(3∼5), 약간나쁨(6∼7), 나쁨(8∼10), 매우나쁨(11 이상) 등 크게 5단계로 분류된다.
오존	산소 원자 3개로 이루어진 산소의 동소체로서 훨씬 덜 안정되어 있다.
오존층	성층권에서 많은 양의 오존이 있는 높이 25~30km 사이에 해당하는 부분으로 온도분포가 주로 오존의 복사성질에 의해 결정된다.

1. 자외선과 대기

6,000℃를 넘는 고온체(高溫體)인 태양의 표면에서는 상당히 짧은 파장의 자외선도 방출되고 있는데, 그 중 270nm보다 짧은 파장의 자외선은 지표까지 도달하지 않고 상층 대기 중의 산소나 오존 등에 흡수된다. 또, 그 밖의 자외선도 대부분이 공기 중의 수증기 ·분진 ·매연 등에 흡수되거나 이들에 의해 산란되기 때문에 극히 적은 부분만 지상에 도달하게 된다. 자외선의 양이 저지대보다 고지대 쪽에 많고 도회지보다는 해안지역에 많은 것은 이 때문이며, 즉 지표를 둘러싸고 있는 대기는 지상의 생물을 강렬하고 유해한 자외선의 조사(照射)로부터 보호하는 역할을 하고 있다.

한편, 이러한 대기에 의한 자외선의 흡수는 대기 자체의 형성에 큰 영향을 미친다. 예를 들면 자외선의 흡수에 의해 해리 또는 이온화[電離]된 대기 중의 기체분자는 대기 상층에 이온층 ·오존층을 형성한다. 또 대기 중에 산소가 끊임없이 보급되고 있는 것도, 자외선을 흡수한 수증기가 산소로 해리하고, 가벼운 수소가 지구권 밖으로 달아나 산소만이 지표 부근에 남아 있는 결과라 생각된다.

2. 자외선의 투과

많은 물질은 자외선에 대하여 불투명하지만 그 정도는 물질의 종류나, 자외선의 파장에 따라 여러 가지 값을 가진다. 보통의 유리는 매우 파장이 긴 자외선만을 통과시키지만(크라운유리에서는 350nm), 수정이나 형석(螢石) ·암염 등은 대략 190nm까지의 비교적 단파장의 자외선을 잘 통과시키므로 이들 물질이 자외선분광기 등에 이용된다. 또 액체 속에서는 물이 자외선에 대한 투명도가 높아서 185nm까지의 자외선을 통과시키며, 250nm의 자외선에 대해서는 두께 5cm의 물에서 15%, 20cm의 물에서는 50% 정도밖에 흡수되지 않는다. 한편 사람의 피부에 대해서도 긴 파장의 자외선일수록 투과력이 강하여, 390nm보다 파장이 긴 자외선은 진피(眞皮)까지 도달하지만 300nm 이하인 단파장의 자외선은 표피 내에서 투과가 저지된다.

3. 작용과 이용

자외선은 화학작용 ·생리작용이 크며, 사진건판을 강하게 감광시킨다. 표백작용이 강하므로 안료 ·염료 등은 햇빛에 포함되어 있는 자외선에 의해 색이 바랜다. 또, 피부가 햇볕에 그을리게 되는 것도 자외선의 화학작용에 의한 것으로서, 파장 325∼290nm의 범위에 있는 자외선은 이 작용[紅斑作用]을 뚜렷하게 나타낸다. 더욱이 자외선에는 살균작용이 있으며, 특히 250nm 부근의 파장을 가진 것은 큰 살균력을 가지고 있어서 1cm2 당 100μW의 강도를 가진 자외선을 1분간 쪼이면 대장균, 디프테리아균, 이질균 등은 99%가 죽는다. 그런데 물은 비교적 자외선을 잘 투과시키므로, 예를 들면 우물물의 살균, 소독에는 자외선 조사가 효과가 있지만, 자외선에 불투명한 식기 ·의류 등에서는 표면살균만 된다.

화학 ·생리작용으로서는 그 밖에 구루병(비타민 D2결핍증)을 방지하는 작용이 알려져 있는데, 그것은 체내에서 에르고스테롤(프로비타민 D2)이 자외선에 의해 비타민 D2로 변하기 때문이다. 자외선은 가시광선보다도 파장이 짧으므로 형광작용 ·광전작용도 강하다. 그 중 형광작용은 형광등에 널리 이용되고 있으며, 곰팡이의 검출, 보석류의 감정, 선광(選鑛) 등에 응용된다. 또 물질의 자외선에 대한 반사율은 가시광선에 대한 반사율과는 다르므로, 물질에 자외선을 비추어 사진을 찍으면 가시광선에 의한 것과는 다른 모양이 나타난다. 이 현상은 자외선사진법으로서, 고문서(古文書)의 감정이나 범죄수사 등에 이용되고 있다. 또한 자외선의 응용으로는 자외선현미경 등이 있다.

4. 광원과 측정기

자외선의 인공광원으로서는 보통 방전관 내에서 수은을 들뜨게 하여, 그 때 발생하는 빛의 자외선 부분을 이용하는 수은등(저압 또는 고압)이 쓰이고 있다. 일반적으로 태양등이라고 불리는 것도 수은등을 말하는 경우가 많다. 자외선 광원으로서는 그 밖에 수은아크등 ·탄소아크등 ·수소방전관 ·헬륨방전관 ·라이만방전관 등이 자외선 흡수스펙트럼 연구 등에 쓰인다. 한편 자외선의 검출측정기로서는 형광체 ·사진건판 ·광전관 ·광전지 등이 쓰인다.

이 중에서 사진건판은 자외선을 발견하는 단서가 된 것으로, 감광막의 젤라틴이 230nm 부근에서 자외선을 흡수하고, 특히 185nm 이하에서는 매우 강하게 흡수하므로, 이보다도 파장이 짧은 원자외선을 검출하는 데는 젤라틴의 양을 극단적으로 감소시킨 슈만건판을 사용해야 한다. 또 자외선의 강도를 측정하는 광전관은 대체로 320nm를 한계로 하며, 그보다도 파장이 긴 자외선에는 감지되지 않으므로, 그 이하의 파장을 가진 자외선의 측정에만 사용되고 있다.

기상청은 세계기상기구(WMO)와 세계보건기구(WHO)의 활용지침에 따라 총자외선지수를 다음과 같이 산출하고 있다. 

단계	설명	행동요령
위험 (11이상)	햇볕에 노출 시  수십 분 이내에도  피부 화상을 입을 수  있어 가장 위험함.	가능한 실내에 머물러야 함. 외출 시에는 긴 소매 옷을 입고 모자와 선글라스를 쓰며 자외선 차단제를 정기적으로 발라야 함.
매우높음 (8∼10)	햇볕에 노출 시  수십 분 이내에도  피부 화상을 입을 수  있어 매우 위험함.	햇볕이 강한 오전 10시부터 오후 3시까지 외출을 피하고 실내나 그늘에 머물러야 함. 외출 시에는 긴 소매 옷을 입고 모자와 선글라스를 쓰며 자외선 차단제를 정기적으로 발라야 함.
높음 (6∼7)	햇볕에 노출 시  1∼2시간 내에도  피부 화상을 입을 수  있어 위험함.	한낮에는 그늘에 머물러야 함. 외출 시에는 긴 소매 옷을 입고 모자와 선글라스를 쓰며 자외선 차단제를 정기적으로 발라야 함.
보통 (3∼5)	햇볕에 노출시  2∼3시간 내에도  피부 화상을 입을 수 있음.	외출 시에는 모자와 선글라스를 쓰며, 자외선 차단제를 발라야 함.
낮음 (2이하)	햇볕 노출에 대한  보호조치가 필요하지 않음.	햇볕에 민감한 피부를 가진 분은 자외선 차단제를 발라야 함.
*자외선 노출 시간에 따른 피부 화상은 개인에 따라 차이가 있을 수 있다. *햇볕에 민감한 피부를 가진 분은 위에서 제시된 보호조치보다 강한 보호조치가 필요하다. *자외선 차단제는 햇볕에 노출되기 30분 전에, 2시간마다 발라야 한다.

한편 최근 5년간 안면도의 일별 최대 총자외선지수의 월평균을 분석한 결과, 10월 총자외선지수가 5.0(보통)으로 나타나 햇볕에 노출 시 2~3시간 내에도 피부에 영향을 줄 수 있다는 결과가 나왔다.  

특히, 10월 맑은 날 오전 10시부터 오후 3시까지는 총자외선지수가 보통단계(3~5)로 햇볕에 노출 시 2~3시간 내에도 피부에 영향을 줄 수 있으니 주의해야 한다. 

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 ● SPF지수(sun protection factor)와 PA((Protection Grade of UVA)지수

자외선 차단지수에는 크게 두 가지가 있다. 자외선 B 차단지수인 SPF(SUN PROTECT FACTOR로 UVB의 차단효과를 나타내는 지수) 와 자외선 A 차단지수인 PA(Protection Grade of UVA : UVA를 얼마나 차단하는지 정도를 나타내는 지수)지수다.

◆ SPF는 sun protection factor의 약자로, UVB를 얼마나 차단하는지 정도를 나타낸다.

피부가 태양광선에 노출되었을 때 홍반(紅斑-여러가지 외적, 내적인 자극에 의해서 발생하는 가장 흔한 피부 반응 중 하나로, 피부가 붉게 변하는 것과 혈관의 확장으로 피가 많아 고이는 것을 의미한다)이 생기는 시간을 지연시킬 수 있는 비율을 수치화한 것이다.

• 썬크림 제품에 표시되어 있는 SPF의 값은 자신의 피부가 자외선에 노출 되었을 때, 커버되는 시간을 표기 한 것이다.
• SPF수치 : 10~15분이 자외선에서 보호되는 시간이다.
• 예를 들어 SPF 25 의 보호시간은 25*10~15분이니 약250분~375분 지속가능한 시간이다.

◆  PA 는 Protection Grade of UVA 의 약자이며 UVA를 얼마나 차단하는지 정도를 나타낸다.

(+) 기호로 세단계로 나타낸다.. PA + / PA ++ / PA+++ 당연히 ‘+’ 세개가 가장 잘 차단한다. ++정도면 충분하다고 한다

자외선차단지수(SPF)는 UVB를 차단하는 제품의 차단효과를 나타내는 지수로서 3가지로 나누고 있다.

먼저 파장이 200∼290nm인 자외선 C(UVC)와 290∼320nm인 자외선 B(UVB)그리고 320∼400nm인 자외선 A(UVA)로 나누고 있다 한다.

● 자외선차단제 사용방법

장시간 햇볕이 센 야외에서 활동을 해야 한다면 SPF 30 PA ++ 이상 제품을 선택하세요

지수가 클수록 덧발라야 하는 횟수가 줄어들어 간편하지만 그만큼 화학성분이 많은 만큼 알레르기의 원인이 되기도 합니다.

자외선차단제는 엄지손톱정도의 양을 외출 30분전에 미리 꼼꼼하게 발라야 합니다. 한번에 많은 양을 바르기보다는 여러번 덧바르는 것이 효과적입니다.

메이크업을 하지 않았따면 2~4시간에 한번 덧발라주시고 메이크업 상태라면 자외선 차단 효과가 있는 팩트 등으로 자외선차단을 보강해주시면 됩니다.

단, 차단지수가 높은 것과 차단 능력은 비례하지 않는다. 무조건 숫자가 높다고 좋다는 것 아니란 얘기다. 농도가 짙어지면 그만큼 피부에 무리를 줄 수 있으므로 때와 장소에 맞게 사용하는 것이 좋다.

잡티는 물론 주름없는 건강한 피부를 간직하고 싶다면 A와 B를 동시 에 차단할 수 있는 자외선 차단 제품을 선택하는 것이 중요하다. 3~5월의 자외선은 여름에 비해 강도가 떨어지는 반면 전체량이 많고 겨우내(한 겨울동안 죽) 자외선에 대한 저항력이 떨어져 있어 훨씬 위협적이다. 게다가 우리나라의 자외선 양은 유럽에 비해 2~4배 가량 높은 편이 어서 1년 내내 자외선에 대한 경계경보를 결코 늦출 수 없다.

일상생활에서는 SPF 20~30/PA+ ~ ++ 가 적당하며,

해수욕장 등 야외활동이 많은 경우에는 SPF 50/PA+++ 정도로 차단지수가 높은 것을 사용하는 것이 좋다. 

 

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자외선 종류 및 파장별 특성

파장에 따른 전자파의 분류

전 자 파	파 장
o 극초단파 /전파  o 적외선(赤外線)  o 가시(可視)광선  o 자외선(紫外線)  o 자외선A (UVA)  o 자외선B (UVB)  o 자외선C (UVC)  o 진공자외선(Vaccum UV)  o X-선  o γ-선	1㎜ 이상  760㎚∼1000㎛  400㎚∼760㎚  320㎚∼400㎚  290㎚∼320㎚  200㎚∼290㎚  10㎚∼200㎚  0.1㎚∼100Å

  이들 중 흔히 악성 종양의 치료에 쓰이는 감마선과 엑스선은 자외선보다 파장이 짧아 많은 에너지를 갖고있어 조직에 조사(radiation)할 경우 조직의 분자를 이온화시키므로 이온화방사선 혹은 전리방사선이라고도 부른다. 자외선보다 파장이 긴 적외선, 극초단파(microwave)나 전파(radiowave)등은 열을 발생시킬 정도의 충분히 큰 양이 아니라면 생물체에 큰 영향을 미치지 않는다. 자외선은 이러한 전리방사선과 비전리방사선의 중간 영역에 해당하며 대략 파장이 100㎚에서 400㎚인 전자파를 말한다. 

자외선은 또한 파장의 크기에 따라 UVA, UVB, UVC 세 종류로 나누는데, 학자들 중에는 UVA와 UVB의 경계를 320㎚가 아닌 315㎚를 사용하기도 한다. 한편 파장이 200㎚미만인 자외선은 공기를 몇 ㎝만 통과해도 거의 다 흡수되어 버리기 때문에 인체에 직접적인 작용을 미치지는 않는다. 그래서 파장이 200㎚미만인 자외선을 진공 자외선 영역(vacuum UV region)이라 한다. 자외선의 파장별 특성은 표 1.15.2와 같다.

표 1.15.2. 자외선의 파장별 특성
 

구    분	UVA	UVB	UVC
홍반(紅斑) 발생력  발현시기  즉시 색소 침착  색소 생성력  일광화상 세포생성	약 4∼6시간 강 중등도 미약	강 2∼6시간 약 강 강	강 0.5∼1.5시간 음 약 강

나. 발생원

  자외선의 가장 큰 발생원은 태양이다. 그 외에도 우리 주위에는 산업, 의료, 미용 등의 용도로 사용하는 다음과 같은 인공 자외선 발생원이 있다.

 - 백열등(Incandescent source) : 텅스텐 램프(tungsten lamp), 수은등(mercury lamp) 등

 - 전기 발생체(Electric discharges) : 용접 아크(welding arcs), 탄소 아크(carbon arcs)

 - 형광등(Fluorescent lamps)

 - 레이저(Lasers) : 엑시머(eximer) 레이저, 기체(gas) 레이저

  한편 지구 표면에 도달하는 자외선의 양은 다음과 같은 여러 요소에 의해 영향을 받는다. 자외선의 파장, 태양의 천정각, 대기권 상층부에 도달한 태양광선의 초기 스펙트럼, 오존층 두께와 수직 분포, 구름, 에어로졸, 이산화황 등과 같은 대기 오염인자에 의한 흡수, 분산, 반사, 지면의 반사 특성, 주변물체의 음영, 해발 고도 등이 이에 해당한다. 

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가시광선, 자외선, 적외선에 대한 이해

[출처~~~無相의 세상 살아가는 이야기/]

봄철과 여름철이 되면 자외선 때문에 많이 신경 쓰이는 계절이다. 자외선은 봄철의 자외선이 가을철의 자외선보다 피부에 훨씬 나쁜 영향을 끼친다고 한다. 요즘 황사 때문에 흐린 날이 많았지만 황사가 걷히고 나면 태양이 작렬하는 자외선의 계절이 도래될 것이다.

저의 블로그를 찾아주시는 많은 분들에게 작은 정보가 될 수도 있지 않을까 싶어 가시광선과 적외선, 그리고 자외선에 대한 자료를 올려보았다. 조금이나마 생활에 도움이 되었으면 하는 바람이다. -無相-

▶ 가시광선(可視光線, Visible Rays)

전자기파(電磁氣波) 중에서 사람의 눈에 보이는 범위의 파장을 가지고 있는 것. 파장의 범위는 사람에 따라 다소 차이가 있으나, 대체로 380∼770nm이다. 단색광인 경우 700∼610nm는 빨강, 610∼590nm는 주황, 590∼570nm는 노랑, 570∼500nm는 초록, 500∼450nm는 파랑, 450∼400nm는 보라로 보인다.

대기를 통해서 지상에 도달하는 태양복사의 광량은 가시광선 영역이 가장 많다. 사람의 눈의 감도(感度)가 이 부분에서 가장 높은 것은 그 때문이라고 한다.

▶ 적외선(赤外線, Infrared Ray)

적외선은 가시광선이 빨.주.노.초.파.남.보 順으로 프리즘을 통해 나타날 때 빨강색 바깥쪽에 나타난다고 해서 적외선이라고 부른게 되었다. 태양이나 물체가 내는 복사열의 대부분은 이 적외선으로 이루어져 있으므로 적외선을 열선이라고도 한다.

적외선의 파장범위는 가시광선의 장파장 끝의 0.76∼0.8㎛를 하단으로 하고, 상단은 1mm정도까지이다. 적외선은 1800년에 허셀(F.W.Herschel)이 가시광선 스펙트럼의 끝보다 긴 파장쪽에 열효과가 큰 부분이 있음을 발견하게 되어 알려지게 되었고, 1835년 앙페르는 이것이 가시광선과 같은 종류의 광파임을 밝혀냈다.-

적외선의 구분은 일정하지 않다. 파장의 기준을 어떻게 정하느냐에 따라 차이가 있기 때문이다. 적외선은 거의 대부분이 고체에 흡수되어 버린다. 그러나 암염(NaCl)이나 칼륨염(KCl)은 적외선을 잘 투과시키는 성질이 있어 적외선용의 분광기에는 이들 물질로 만든 렌즈나 프리즘이 사용된다.-

적외선은 열작용 외에 사진작용이나 형광작용을 방해하기도 한다. 사진건판에 전등빛을 비춰주고 다음에 적외선을 비춰주면 그 부분만은 환원되지 않는다. 즉 현상해도 적외선이 비춰지지 않은 부분처럼 까맣게 되지 않는다. 또 어떤 종류의 형광물질에 빛을 비춰주고 다시 적외선을 비춰주면 적외선이 비춰진 부분만은 형광이 없어져버린다.-

적외선을 이용한 적외선 사진은, 눈으로는 안개 따위들 때문에 잘 보이지 않는 원거리의 경치등이 명확히 찍혀지는 특징이 있으므로 측량 등에 널리 사용되고 있다.-

▶ 자외선(紫外線, Ultraviolet Rays)

자외선은 태양광의 스펙트럼을 사진으로 찍었을 때 가시광선의 단파장보다도 바깥쪽에 나타나는 눈에 보이지 않는 빛으로 약 1백∼3천9백70Å에 이르는 파장으로 된 넓은 범위의 전자파를 말한다. 적외선을 열선이라 하는데 반해 자외선은 화학작용이 강하므로 화학선이라고도 한다.-

자외선은 대부분 대기중의 산소, 오존, 수증기, 분진등에 의해 흡수되거나 산란되기 때문에 극히 적은 부분만이 지상에 도달한다. 피부가 자외선에 노출되면 그 화학작용으로 그을리게 된다. 그러나 다량의 자외선에 노출되었을 경우에는 자외선의 화학작용에 의해 신체조직이 변형되어 암을 유발하기도 한다.-

그래서 실험실에서 실험동물의 돌연변이나 면역작용의 이상을 일으킬 때에 강한 자외선을 사용한다. 그러나 자외선이 반드시 나쁜 것만은 아니다. 자외선은 살균력을 가지고 있어 대장균, 디프테리아균, 이질균 등을 죽일 때 사용된다.-

또한 구루병(비타민 D2결핍증)을 방지하는 작용도 있는데, 이는 체내에서 에르고스테롤(프로비타민 D2)이 자외선에 의해 비타민D2로 변하기 때문이다. 자외선은 X선의 장파장 끝인 10nm정도부터 4백nm의 파장을 가진 전자기파를 통칭하는 것으로 빛의 스펙트럼일 경우 보라색의 바깥쪽에 해당하므로 이렇게 부른다.-

자외선이 가진 에너지는 분자를 해리 시켜 화학반응을 일으키거나 원자와 분자를 이온화 시키고 일부 전자를 들뜨게 하기에 충분한 정도의 크기이다. 물질에 따라서는 흡수한 에너지를 그 물질에 특유한 형광으로 내보내는데 형광등은 바로 이 성질을 이용한 것이다.-

자외선이 갖는 강력한 광화학작용은 살균작용에 이용되며, 물리나 화학 연구 분야에서는 원자와 분자결정의 분광학적 연구에 필요한 광원으로 중요하게 사용된다.

*	색	파장	스펙트럼		공업용 사용 예(레이저)
		360
	↑ 자외선	380	↑	자외선	살균 장치
		400nm
	바이올렛	420
		440		430nm	(블루레이저)
		460			HD DVD롬, MAMMOS,
		480			HD DVD램, MPSIL
	블루그린	500nm
		520
	그린	540
가시한계		560		가시광선
(눈으로	옐로-그린	580
느낄 수	옐로	600nm
있는 한계)		620
	오렌지	640		650nm	MO, PD, DVD롬, CD-RW,
		660			DVD램
	레드	680			소형 Laser포인터
		700nm			630-680nm(650nm)   5mW
	짙은 레드	720			Class II (III A) Laser
		740
		760
	↓ 적외선	780	↓	적외선 780nm	CD롬, CD-R등 컴퓨터저장기
		800nm		< Photo TR	PNA2602(PN205)
		820			Beam light   830nm  50mW
		830		<야시경>	(ClassIIIb Laser)
		850		0.85μm	광단국?중계장치(FT-2,3)
		1000nm
		1300nm		1.3μm	광단국?중계장치(FT-3C)
	↑ 적외선	1500nm(1.5μm)	↑	적외선  1.5μm

   FT-3C ; Fiber Optical DS3C Transmission System
   FT-T   ; Fiber Optical Transmission System-Repeater

★ 자외선 차단의 ABC 10問10答

노출의 계절 여름. 그러나 피부 관리를 잘못했다가는 ‘노화의 계절’이 될 수도 있다. 피부 노화의 주범인 자외선이 가장 기승을 부리는 계절이기 때문이다. 자외선 차단의 ABC를 10문10답으로 알아봤다.

＊자외선이란?

태양광선에는 열을 전달해 따뜻함을 느끼게 해주는 적외선,빨주노초파남보로 나뉘어 사물이 여러 색깔을 띨 수 있도록 해주는 가시광선, 그리고 자외선이 있다. 자외선은 전체 태양광선 중 약 2％를 차지하며 살균, 비타민D 합성 등 유익한 작용을 하기도 한다. 그러나 피부 노화나 피부암의 주원인으로 작용하기도 한다.

＊UVA와 UVB의 차이는?

=파장에 따라 자외선은 A, B, C로 나뉜다. 자외선A(UVA)는 계절이나 날씨에 별로 영향을 받지 않고 일정량 내리쬔다. 흐린 날이나 실내에서도 피부 깊숙이 영향을 끼쳐 피부 노화를 일으킨다. 자외선B(UVB)는 피부 표피에 작용해 피부가 타거나 벌겋게 달아오르게 만든다.

여름철 해변에서 화상을 입는 경우가 자외선B에 의한 것. 자외선C는 발암성이 높지만 오존층에 의해 차단돼 지구상에는 도달하지 않는다.

＊SPF와 PA란?

SPF는 UVB에 대한 차단지수를, PA는 UVA에 대한 차단지수를 뜻하며 SPF는 숫자로, PA는 +의 개수로 강도를 표시한다. SPF 지수가 15라면 자외선차단제를 바른 피부는 바르지 않은 피부보다 UVB 15배나 되는 자외선 광량을 받아야 붉은 홍반이 나타난다고 이해하면 된다.

UVA는 피부 노화의 주범이므로 자외선차단제를 고를 때는 항상 PA지수까지 표시돼 있는 것을 골라야 한다. 일상생활에서는 SPF25에 PA++를, 야외활동시에는 SPF 30~40에 PA++ 정도를 고르면 적합하다.

＊아침에 한번만 바르면 된다?

일반적으로 실생활에서 자외선차단제의 지속력은 2~3시간에 불과하다. 따라서 2~3시간마다 덧발라줘야 한다. 화장을 하는 여성들을 위해 화장 위에 덧뿌려도 흡수되는 스프레이형 자외선차단제도 나오므로 이를 활용하도록 한다.

＊파라솔이나 그늘에 있으면 위험하지 않다?

지표에서의 반사광도 문제가 된다. 직사광선이 아니어도 자외선에 의한 피부 손상이 생길 수 있다.

＊어린이는 자외선차단제를 안 발라도 된다?

아이들은 성인보다 자외선 방어 능력이 현저히 낮아 꼭 자외선차단제를 발라줘야 된다. 피부는 어린 시절 유해한 자외선으로부터 받은 피해를 평생 기억한다. 비쉬, 코리아나, 라꾸베, 바세린 등에서 어린이용 자외선차단제가 출시되고 있다.

＊밤에는 안전한가?

자외선차단제는 사계절 내내 발라야 하지만 밤에는 안전하다. 형광등 등 인공등에는 자외선이 거의 들어있지 않다.

＊머리카락에도 손상을 주나?

머리카락도 피부의 일종이다. 햇볕에 많이 노출된 머리카락은 색이 갈색으로 변하고 머릿결도 거칠어진다. 특히 여름철 해변에서 무방비 상태로 머리카락을 노출하면 금방 머릿결이 상한다. 헤어제품에도 자외선차단제가 포함된 제품이 나오고 있다.

＊인공 선탠은 안전하다?

자외선A 치료기로 인공선탠을 하는 곳이 있는데, 이는 자외선A에 의한 피부손상이 문제가 된다. 인공선탠보다는 차라리 발라서 착색이 되게 하는 셀프 태닝제품을 피부과에서는 권한다. 놩물속에서는 안전하다?=물속에 들어가면 안전하다고 생각하지만 물속에서도 자외선의 양은 별로 줄지 않는다