Figur 1: Målinger af UVB stråling på en vand-ret flade på en klar dansk forårsdag.

Ultraviolet strålingOpgaver og øvelser

UVB MÅLINGERVed hjælp af en UVB-sensor(Frederiksen type 2872.61)og en Science Workshopdatalogger blev hosståendedata indsamlet på en klarsolskinsdag. Grafen viser,at UVB-indstrålingen på envandret flade stiger tilca. 6 UVI (ultraviolet in-tensitetsenheder) midt pådagen på denne forårsdag iDanmark (56,10 N).

En UVB indstråling på énUVI svarer til 25 mW/m2 ogudgør således en megetlille del at solens ind-strålingseffekt, som er på ca. 1000 W/m2, når alle bølgelængdermedregnes. UVB strålingen har dog en væsentlig skadevirkning,fordi fotonenergierne er høje, og der er en sammenhæng mellemUVB-doseringen og skader (solskoldning eller hudkræft) påubeskyttet menneskehud.

Erfaringsmæssigt giver en total UVB dosering på 210 J/m2 ensynlig påvirkning af sart hud, idet huden lige begynder atrødme. En sådan dosering kaldes også for én MED (minimalerythemisk dosering) eller én rødmedosering.

UVI og MEDDer er en sammenhæng mellem UVI og MED. Man kan forstå dennesammenhæng, hvis man lige husker på, at 1 watt svarer til 1joule/sekund, og at 1 mW = 0,001 W:

1 UVI = 25 mW/m2 svarer til 90 J/m2 på én time

ØVELSE 1Vis nu, at 1 MED/time svarer til 2,33 UVI.

ØVELSE 2Figur 1 viser, at der mellem kl. 08:30 og kl. 09:30 om mor-genen var en gennemsnitlig påvirkning på ca. 2 UVI på en vand-ret flade. Ligger man i vandret stilling, vil man i alt mod-tage en dosis på ca. 2"90 J/m2 = 180 J/m2. Er dette nok til enrødmedosering (1 MED)?

ØVELSE 3Nu ligger man sig i vandret stilling under middagssolen frakl. 13:00 til 14:00, hvor intensiteten er på ca. 6 UVI. Finddoseringen i joule/kvadratmeter. Hvor mange rødmedoseringersvarer dette til?

ØVELSE 4Hvor længe bør man maksimalt opholde sig i solen mellem kl. 13og 14 for at holde UVB doseringen nede på under én MED?

ØVELSE 5På internettet kan man finde data fra Lauder, New Zealand, derviser, at en graf som figur 1 optaget den 12. januar (højsom-mer i den sydlige halvkugle) har et maksimum på ca. 11 UVI.Besvar øvelserne 3 og 4 for dette tilfælde.

ØVELSE 6En turist i Danmark opholder sig uden hudbeskyttelse på over-kroppen fra morgen til aften (kl. 08 til kl. 18). Vi antagerat et vandret hudstykke på en skulder har været udsat forsolens stråler i hele perioden, og at indstrålingsgrafen frafigur 1 gælder. Find den samlede UVB dosering i MED.

HUDFAKTORENFor at tage hensyn til forskellige hudtyper, har man indførtbegrebet hudfaktor (Skin Factor). Referenceværdien er sat til8. En værdi på 4 svarer til hud, der er dobbelt så følsom overfor UVB, og en værdi på 16 vil svare til hud, der er halv såfølsom. Tabel I viser en oversigt over hudtyper og hud-faktorer.

Hudtype Hudfarve/beskrivelse Hudfaktor

bruner aldrig,brænder altid

meget lys mælkefarvet hud,bliver meget let solbrændt

4-10

bruner af og tilmen oftestbrænder

lidt brun, ofte fregner, bræn-der ofte, lyserød, rød hud-farve udvikler til lysebrun

10-12

bruner normaltbrænder sjældent

lysebrun, brun eller oliven-farvet, brænder sjældent,bliver hurtigt brun

11-14

bruner altid,brænder næstenaldrig

brun, mørkebrun eller sorthud, der sjældent brænder ogbliver hurtigt brun

12-16

Tabel I: EPA (Environmental Protection Agency, USA) hudklassifikationer og

hudfaktorer.

ØVELSE 7En person med hudfaktor 12 udsættes for UVB indstrålingen visti figur 1. Hvor længe skal vedkommende opholde sig ubeskyttetfor at blive udsat for 1 MED midt på dagen i Danmark?

Figur 2: Grafen viser de forskellige UV bølge-

længders evne til at skade ubeskyttet menneske-hud. Bemærk, at andenaksen er logaritmisk.

Figur 3: Solens indstråling (fra ca.

280-3000 nm), ozonlaget og huden.(adapteret fra bogen Solsikker, s 11)

CIE 87 RESPONSKURVEN Figur 2 viser, hvordanubeskyttet menneskehuderfaringsmæssigt på-virkes af forskelligeUV bølgelængder. Jokortere bølgelængden,jo højere energien.Desuden har forskel-lige bølgelængder for-skellige evner til atgennemtrænge og til atskade hudcellerne.

Heldigvis kommer derkun meget lidt UVCstrålingen ned til osved havoverfladen selvpå den klareste dag. UVA stråling over 340 er flere tusindegange mindre skadelig end UVC. Responskurven viser, at denstørste risiko stammer fra UVB strålingen i området fra ca.300-320 nanometer.

ØVELSE 8Hvor meget mere skadelig er UVB stråling med en bølgelængde på310 nm i forhold til 320 nm stråling?

ATMOSFÆRENS BESKYTTELSEVi er af flere grunde heldige,dels fordi solens spektrumindeholder relativt lidt UVBstråling, og dels fordi ozon-laget absorberer meget afsolens UVB. Figur 3 illustrer-er, hvordan solindstrålingensforskellige bølgelængdertrænger gennem atmosfæren.

UVC opbremses effektivt afstrålingens vekselvirkning medalmindelig ilt og med ozon istratosfæren. Den påvirker kunmennesker, når man befinder sigi stor højde, eller ved udstrå-ling fra kunstige lyskilder(højtryks kviksølvslamper).Ozonlaget absorberer meget menikke al UVB indstråling frasolen. Variationer i ozonlagetstykkelse kan derfor få be-tydelig indflydelse på skade-virkningen fra UVB. I Australiaog New Zealand, hvor der bor

mange mennesker med lys hud, der udsættes for høje indstrå-lingsværdier, er man meget opmærksom på ændringer i ozonlaget.

Forskellige ozonabsorptionsbånd i atmosfæren går under for-skellige betegnelser og er ofte kaldt op efter forskerne, derførst beskæftigede sig med dem. UVC absorptionsbåndet kaldessåledes for Hartley-båndet. Huggins-båndet ligger fra 280-320nm og er meget vigtigt for UVB-absorptionen. Desuden absorbereozonlaget omend i nogen mindre grad synlig stråling i områdetfra 400-600 nm, Chappuis-absorptionsbåndet.

UVB STRÅLING I SKYGGEDet overrasker mange at opdage, at man godt kan blive bruneller solbrændt, selv om man ikke udsættes for solens direkteindstråling. Dette kan skyldes reflektion eller spredning afUVB stråling. Sand (R.25%), sne (R.80%) og vand (R.50%) ergode til at reflektere UVB stråling, idet R betegner brøkdelenaf UVB strålingen, der kastes tilbage. Sidder man på en strandunder en parasol, kan man således stadigvæk godt brunes ellerskoldes, hvis huden ikke beskyttes.

Desuden spreder luftmolekyler UV stråling meget effektivt,idet lys med korte bølgelængder spredes bedst. Lysets spred-ning vokser med 1/84, så stråling ved 300 nm spredes 16 gangebedre end rødt lys ved 600 nm. Står man på ski i bjergenebliver man således meget udsat for UVB stråling: højden øgermængden af UVB, UVB reflekteres godt fra sneen og UVB spredesaf luftmolekyler. Uden UV-beskyttende briller, kan manrisikere alvorlig øjenskader på grund at den kraftige UVB.

ØVELSE 9Benyt en følsom UVB-sonde, og undersøg mængden af UVB i for-skellige situationer. Lav evt. en collimator af et stykke sortpap, og undersøg reflektioner fra sand, sne, græs, vand ogandre materialer.

LITTERATURPer Bøge, Morten Strunge Madsen; Solsikker, et undervisnings-materiale om sol og hud til 8. og 10. klasse, KræftensBekæmpelse, Strandboulevarden 49, 2100 København Ø

Paul Eriksen; UV-stråling og UV-indeks, Forskningsafdelingen,Danmarks Meteorologiske Institut. Fra internettet.