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紫外線（UV；紫外線とも呼ばれる）は、波長が100～400ナノメートルの電磁波であり、可視光線より短く、X線より長い。波長が10～100ナノメートルのものは極端紫外線と呼ばれ、軟X線といくつかの特性を共有する。紫外線は太陽光に含まれており、太陽からの全電磁波放射の約10%を占める。また、アーク放電、チェレンコフ放射、水銀灯、日焼けランプ、ブラックライトなどの特殊な照明からも発生する。
紫外線の光子は可視光の光子よりもエネルギーが大きく、約 3.1 ～ 12電子ボルトで、原子をイオン化するために必要な最小エネルギー付近です。[ 1 ] : 25-26長波長紫外線は、その光子のエネルギーが十分ではないため、電離放射線とはみなされませんが、化学反応を引き起こし、多くの物質を発光または蛍光させることができます。化学的および生物学的効果を含む多くの実用的な応用は、紫外線が有機分子と相互作用する方法から派生しています。これらの相互作用には、分子内の軌道電子をより高いエネルギー状態に励起し、化学結合を切断する可能性があります。対照的に、長波長放射線の主な効果は、これらの分子の振動状態または回転状態を励起し、温度を上昇させることです。[ 1 ] : 28短波長紫外線は電離放射線です。[ 2 ]その結果、短波長紫外線はDNA を損傷し、接触する表面を殺菌します。
For humans, suntan and sunburn are familiar effects of exposure of the skin to UV, along with an increased risk of skin cancer. The amount of UV radiation produced by the Sun means that the Earth would not be able to sustain life on dry land if most of that light were not filtered out by the atmosphere.[3] UV light from the Sun at wavelengths shorter than approximately 300 nm is absorbed in the atmosphere, primarily by ozone and molecular oxygen, before it reaches the ground.[4] However, UV (specifically, UVB) is also responsible for the formation of vitamin D in most land vertebrates, including humans.[5] The UV spectrum, thus, has effects both beneficial and detrimental to life.
The lower wavelength limit of the visible spectrum is conventionally taken as 400 nm. Although ultraviolet rays are not generally visible to humans, 400 nm is not a sharp cutoff, with shorter and shorter wavelengths becoming less and less visible in this range.[6] Insects, birds, and some mammals can see near-UV (NUV), because they can see somewhat shorter wavelengths than what humans can see.[7]
Humans generally cannot use ultraviolet rays for vision. The lens of the human eye and surgically implanted lenses produced since 1986 block most radiation in the near UV wavelength range of 300–400 nm; shorter wavelengths are blocked by the cornea.[8] Humans also lack color receptor adaptations for ultraviolet rays. The photoreceptors of the retina are sensitive to near-UV but the lens does not focus this light properly, causing UV light bulbs to look fuzzy.[9][10] People lacking a lens (a condition known as aphakia) perceive near-UV as whitish-blue or whitish-violet.[6] Near-UV radiation is visible to insects, some mammals, and some birds. Birds have a fourth color receptor for ultraviolet rays; this, coupled with eye structures that transmit more UV gives smaller birds "true" UV vision.[11][12]
「紫外線」とは「紫の向こう側」（ラテン語のultra 、「向こう側」に由来）を意味し、紫は可視光線の中で最も周波数の高い色です。紫外線は紫の光よりも周波数が高く（したがって波長が短い）、より強い光です。
紫外線は、1801年2月にドイツの物理学者ヨハン・ヴィルヘルム・リッターが、可視光スペクトルの紫色の端のすぐ外側にある目に見えない光線が、紫色の光そのものよりも早く塩化銀を染み込ませた紙を黒くすることを観察したことで発見されました。彼はこの発見をAnnalen der Physik [ 13 ] [ 14 ]に非常に短い手紙で発表し、後に化学反応性を強調し、前年に可視光スペクトルの反対側で発見された「熱線」と区別するために、それらを「（脱）酸化光線」（ドイツ語: de-oxidierende Strahlen ）と呼びました。より単純な用語「化学線」はその後すぐに採用され、19世紀を通じて広く使われましたが、この放射線は光とは全く異なるものだと主張する人もいました（特にジョン・ウィリアム・ドレーパーは、それらを「チソニック光線」と名付けました[ 15 ] [ 16 ]）。「化学線」と「熱線」という用語は最終的に、それぞれ紫外線と赤外線という用語に置き換えられました。[ 17 ] [ 18 ] 1878年に、短波長の光が細菌を殺すことで殺菌効果があることが発見されました。1903年までに、最も効果的な波長は約250 nmであることが知られていました。1960年には、紫外線がDNAに及ぼす影響が確立されました。[ 19 ]
波長が 200 nm 未満の紫外線は 、空気中の酸素に強く吸収されるため「真空紫外線」と名付けられ、1893 年にドイツの物理学者ヴィクトル・シューマンによって発見されました。[ 20 ]紫外線を UVA、UVB、UVC に分割することは、1932 年 8 月 17 日にコペンハーゲンのクリスチャンスボー城で開催された第 2 回国際光会議の委員会によって「満場一致」で決定されました。[ 21 ]
紫外線（UVR）の電磁スペクトルは、最も広義には10～400ナノメートルと定義され、 ISO規格ISO 21348 で推奨されているいくつかの範囲に細分化することができます。 [ 22 ]
紫外線スペクトルのさまざまな部分で使用するために、いくつかの固体デバイスと真空デバイスが検討されてきました。多くのアプローチは可視光検出デバイスを応用しようとしていますが、これらは可視光に対する不要な応答やさまざまな不安定性に悩まされる可能性があります。紫外線は適切なフォトダイオードと光電陰極によって検出でき、これらは紫外線スペクトルのさまざまな部分に感度を持つように調整できます。高感度紫外線光電子増倍管が利用可能です。分光計と放射計は紫外線放射の測定用に作られています。シリコン検出器はスペクトル全体で使用されています。[ 28 ]
真空紫外（VUV）波長（200 nm未満）は空気中の分子状酸素 によって強く吸収されますが、150～200 nm付近の長波長は窒素を透過することができます。そのため、科学機器は高価な真空チャンバーを必要とせずに、酸素のない雰囲気（純窒素、または短波長の場合はアルゴン）で動作することで、このスペクトル範囲を使用できます。重要な例としては、193 nmフォトリソグラフィー装置（半導体製造用）や円偏光二色性分光計などがあります。[ 29 ]
VUV計測機器の技術は、長年にわたり太陽天文学によって大きく推進されてきた。光学系を用いてVUVを汚染する不要な可視光を除去することは可能であるが、一般的に検出器はVUV以外の放射線に対する応答によって制限されるため、太陽光を遮断するデバイスの開発は重要な研究分野となっている。シリコンダイオードと比較すると、ワイドギャップ固体素子や高カットオフ光電陰極を備えた真空素子は魅力的な選択肢となり得る。
極端紫外線（EUV、またはXUVとも呼ばれる）は、物質との相互作用の物理における遷移によって特徴付けられます。[ 30 ]： 2約30 nmより長い波長は 主に原子の外殻価電子と相互作用し、それより短い波長は主に内殻電子と原子核と相互作用します。EUVスペクトルの長波長側は、30.4 nmの顕著なHe + スペクトル線によって決まります。EUVは既知のほとんどの物質に強く吸収されますが、垂直入射でEUV放射の最大約50%を反射する多層光学素子を合成することは可能です。この技術は1990年代のNIXTおよびMSSTA観測ロケットによって開拓され、太陽撮像用の望遠鏡の製造に使用されています。極端紫外線探査衛星も参照してください。
一部の資料では、「ハードUV」と「ソフトUV」という区別が用いられています。例えば、天体物理学の場合、境界はライマン限界（波長91.2 nm、水素原子を基底状態からイオン化するのに要するエネルギー）にあり、「ハードUV」の方がエネルギーが高いとされています。[ 31 ]同じ用語は、美容、光電子工学などの他の分野でも使用されることがあります。ハード/ソフトの境界の数値は、類似した科学分野であっても必ずしも一致するとは限りません。例えば、ある応用物理学の出版物では、 ハードUVとソフトUVの境界を190 nmとしています。[ 32 ]
非常に高温の物体は紫外線を放出します（黒体放射を参照）。太陽は 、10 nmで X 線に交差する極端紫外線を含むすべての波長で紫外線を放出します。非常に高温の恒星（O 型や B 型など）は、太陽よりも比例して多くの紫外線を放出します。地球の大気圏上層部における宇宙空間の太陽光（太陽定数を参照）は、約 50% の赤外線、40% の可視光、10% の紫外線で構成され、真空中での総強度は約 1400 W/m 2です。[ 33 ]
大気は、太陽が空で最も高い位置（天頂）にあるとき、太陽の紫外線の約 77% を遮断し、紫外線の波長が短いほど吸収が増加します。太陽が天頂にあるときの地上では、太陽光は可視光線が 44%、紫外線が 3%、残りが赤外線です。[ 34 ] [ 35 ]地球表面に到達する紫外線放射のうち、95% 以上が長波長の UVA であり、残りはわずかな UVB です。UVC はほとんど地球表面に到達しません。[ 36 ]大気を通過した後も紫外線放射として残る UVA と UVB の割合は、雲量と大気の状態によって大きく左右されます。「部分的に曇り」の日には、雲の間から見える青空も (散乱) UVA と UVB の発生源となり、これらは空のその部分からの可視の青色光と同じようにレイリー散乱によって生成されます。UVB は植物ホルモンの大部分に影響を与えるため、植物の発達にも重要な役割を果たします。[ 37 ]全面曇天時には、雲による吸収量は雲の厚さと緯度に大きく依存し、特定の厚さとUVAおよびUVBの吸収との相関関係を明確に測定することはできません。[ 38 ]
UVCの波長の短い部分、そして太陽から放出されるさらに高エネルギーの紫外線は、酸素に吸収され、二酸素の紫外線光分解によって生成された単一の酸素原子が他の二酸素と反応することで、オゾン層にオゾンを生成します。オゾン層は、ほとんどのUVBと、空気中の通常の酸素によって遮断されない残りのUVCを遮断する上で特に重要な役割を果たしています。
紫外線吸収剤は、有機材料（ポリマー、塗料など）に使用される分子で、紫外線を吸収することで材料の紫外線劣化（光酸化）を抑制する働きをします。吸収剤自体も時間とともに劣化する可能性があるため、風化した材料中の吸収剤濃度を監視する必要があります。
日焼け止めでは、アボベンゾン、オキシベンゾン[ 39 ]、オクチルメトキシシンナメートなどのUVA/UVB光線を吸収する成分は、有機化学吸収剤または「遮断剤」です。これらは、二酸化チタンや酸化亜鉛などの無機紫外線吸収剤/「遮断剤」とは対照的です。[ 40 ]
衣類の場合、紫外線防御指数（UPF）は、日焼けの原因となる紫外線を、生地の保護がない場合とある場合で比較した比率を表し、日焼け止めの紫外線防御指数（SPF）と同様です。一般的な夏用生地のUPFは約6で、これは紫外線の約20%が透過することを意味します。[ 41 ]
ステンドグラスに懸濁したナノ粒子は、紫外線が画像の色を変える化学反応を引き起こすのを防ぎます。[ 42 ]ステンドグラスの色基準チップのセットは、火星表面の高レベルの紫外線によって色褪せないため、 2019年のESA火星探査車ミッションのカラーカメラの校正に使用される予定です。 [ 43 ]
窓ガラスなどの一般的なソーダ石灰ガラスは、UVAに対して部分的に透明ですが、より短い波長に対しては不透明で、350 nmを超える光の約90%を透過しますが、300 nm 以下の光の90%以上を遮断します。 [ 44 ] [ 45 ] [ 46 ]ある研究では、自動車の窓は周囲の紫外線の3～4%を透過させ、特に紫外線が380 nmを超える場合はその傾向が顕著であることがわかりました。[ 47 ]他の種類の自動車の窓は、335 nmを超える紫外線の透過率を低下させることができます。 [ 47 ]溶融石英は、品質によっては真空紫外波長に対しても透明になることがあります。結晶石英やCaF2やMgF2などの結晶は、 150 nmまたは160 nmの波長までよく透過します。[ 48 ]
ウッドガラスは、第一次世界大戦中に秘密通信のために可視光を遮断する目的で開発された、約9%の酸化ニッケル(II)を含む濃い紫青色のバリウムナトリウムケイ酸塩ガラスです。320nmから400nmの波長域で透明であるため、赤外線昼光と紫外線夜間通信の両方を可能にし、さらに長波長の赤外線と遠赤色光も透過します。紫外線透過率が最も高いのは365nmで、これは水銀灯の波長の一つです。
ブラックライトランプは長波長のUVA放射を放出し、可視光はほとんど放出しません。蛍光ブラックライトランプは他の蛍光灯と同様に動作しますが、内管表面に可視光の代わりにUVA放射を放出する蛍光体を使用しています。一部のランプは、波長が400ナノメートルより長い可視光をほぼすべて遮断する濃い青紫色のウッドガラス 光学フィルターを使用しています。[ 49 ]これらの管から発せられる紫色の光は紫外線そのものではなく、 コーティングによってろ過されずに残った水銀の404 nmスペクトル線からの可視の紫色の光です。他のブラックライトは、より高価なウッドガラスの代わりに普通のガラスを使用しているため、動作中は目には水色に見えます。
白熱ブラックライトも製造されており、白熱電球の外殻に可視光を吸収するフィルターコーティングが施されています（下記のセクションを参照）。これらは安価ですが、非常に非効率的で、出力のほんのわずかな割合しか紫外線として放出されません。一部の水銀蒸気ブラックライトは、可視光を強く吸収しながらUV-Aを透過するウッドガラスの外殻を使用しています。[ 50 ]
ブラックライトは、不要な可視光を最小限に抑える必要がある用途で使用されます。主な用途は、多くの物質が紫外線にさらされた際に発する蛍光（色付きの光）を観察することです。UVA/ UVBを放出する電球は、日焼けランプや爬虫類飼育など、その他の特殊な用途にも販売されています。
水銀蒸気ランプは、水銀とアルゴンを充填した溶融石英管で構成されており、253.7 nmと185 nmのUVCバンドに2つのピークを持つ紫外線と、いくらかの可視光を放出します。これらのランプによって生成される紫外線の85%から90%は253.7 nmにあり、殺菌剤として非常に効果的です。これらのランプは、追加の殺菌効果を持つオゾンを生成するのに効果的な185 nmの紫外線も生成します。[ 51 ]このような管は、通常の蛍光灯管の2倍または3倍のUVCパワーを持っています。これらの低圧ランプの典型的な効率は約30～40%であり、これはランプが消費する100ワットの電力ごとに、約30～40ワットの総紫外線出力を生成することを意味します。また、水銀の他のスペクトル線により、青みがかった白色の可視光も放出します。これらの「殺菌」ランプは、研究室や食品加工業界における表面の消毒に広く使用されています。[ 52 ]
「ブラックライト」白熱電球も、可視光のほとんどを吸収するフィルターコーティングを施した白熱電球で作られています。溶融石英管のハロゲンランプは、一部の科学機器において、400～300 nmの近紫外線領域の安価な紫外線光源として使用されています。フィラメント電球は黒体スペクトルのため、紫外線光源としては非常に効率が悪く、黒体スペクトルで説明されるように、エネルギーのほんのわずかしか紫外線として放出されません。
科学目的のために、異なるガスを含む特殊なUVガス放電ランプは、特定のスペクトル線でUV放射を生成します。アルゴンおよび重水素アークランプは、窓なしまたはフッ化マグネシウムなどのさまざまな窓を備えた安定した光源としてよく使用されます。[ 53 ]これらは、化学分析用のUV分光装置の発光源としてよく使用されます。
より連続的な発光スペクトルを持つその他の紫外線光源には、キセノンアークランプ（一般的に太陽光シミュレーターとして使用される）、重水素アークランプ、水銀キセノンアークランプ、メタルハライドアークランプなどがあります。
発光ダイオード（LED）は、紫外線領域の放射線を放出するように製造できます。2019年には、過去5年間の著しい進歩を経て、365 nm以上の波長のUVA LEDが利用可能になり、1.0 Wの出力で50%の効率を実現しました。現在、最も一般的なUV LEDは395 nmと365 nmの波長で、どちらもUVAスペクトルに属します。定格波長はLEDが出力するピーク波長ですが、それよりも高い波長と低い波長も存在します。[ 54 ]
より安価で一般的な 395 nm UV LED は可視スペクトルに非常に近く、紫色を発します。スペクトルのより奥にある他の UV LED は、それほど多くの可視光を発しません。[ 55 ] LED は、 UV 硬化アプリケーション、絵画や玩具などの蓄光物体の充電、偽造通貨や体液の検出用ライトなどの用途に使用されます。UV LED は、デジタル印刷アプリケーションや不活性 UV 硬化環境にも使用されます。2000 年代初頭から始まった技術の進歩により出力と効率が向上したため、UV 硬化アプリケーションで使用する従来の UV ランプの代替としてますます実行可能になり、より高強度のアプリケーション向けの新しい UV LED 硬化システムの開発は、UV 硬化技術の分野における主要な研究テーマとなっています。[ 56 ]
UVC LEDは急速に発展しているが、効果的な消毒を検証するには試験が必要となる可能性がある。広範囲の消毒に関する引用文献は、殺菌灯として知られる非LED UV光源[ 57 ]に関するものである。[ 58 ]また、液体クロマトグラフィー装置で重水素ランプの代替として線状光源としても使用されている。[ 59 ]
紫外線および真空紫外波長域で発光するエキシマレーザーは、多くの産業で広く利用されている。[ 60 ]： 3 193 nmで動作するアルゴンフッ化物エキシマレーザーは、フォトリソグラフィーによる集積回路製造で日常的に使用されている。コヒーレント光源は、 Ar2 *エキシマレーザーに特徴的な126 nm付近の波長限界まで利用可能である。[ 60 ]： 41
375 nm の直接 UV 発光レーザーダイオードが利用可能です 。[ 61 ] UV ダイオード励起固体レーザーは、1990 年代にローレンス リバモア国立研究所で開発されたプロセスであるセリウム添加リチウムストロンチウムアルミニウムフッ化物結晶 (Ce:LiSAF) を使用して実証されています。[ 62 ] 325 nm より短い波長は、ダイオード励起固体レーザーで商業的に生成されています。紫外線レーザーは、低周波レーザーに周波数変換を適用することによっても作成できます。[ 63 ]
紫外線レーザーは、産業（レーザー彫刻）、医療（皮膚科、角膜切除）、化学（MALDI）、自由空間光通信、コンピューティング（光ストレージ）、集積回路の製造などに応用されている。[ 64 ] [ 65 ]
真空紫外（V-UV）帯（100～200 nm）は、2つ以上の長波長レーザーの和周波数または差周波数混合による気体中の非線形4 波混合 によって生成できます。生成は一般的に気体（例えば、193 nm付近で2光子共鳴するクリプトン、水素） [ 66 ]または金属蒸気（例えば、マグネシウム）で行われます。レーザーの1つを波長可変にすることで、V-UVを調整できます。レーザーの1つが気体または蒸気の遷移と共鳴すると、V-UVの生成が強化されます。ただし、共鳴は波長分散も生成するため、位相整合によって4 波混合の調整範囲が制限される可能性があります。差周波数混合（すなわち、f 1 + f 2 − f 3）は、位相整合によってより大きな調整が可能になるため、和周波数混合よりも優れています。[ 66 ]
特に、水素またはクリプトン中で、Ar F (193 nm) エキシマレーザーの 2 つの光子と波長可変可視光または近赤外レーザーとの差周波混合により、100 nm から 200 nm までの波長可変 V-UV が共鳴的に増強されます。[ 66 ]実際には、フッ化リチウムのカットオフ波長を超える適切なガス/蒸気セル窓材料がないため、チューニング範囲は約 110 nm より長くなります。窓のない構成を使用して、75 nm までの波長可変 V-UV が実現されました。[ 67 ]
レーザーは、極端紫外線リソグラフィー のために、13.5 nmの非コヒーレント極端紫外線 (E-UV) 放射を間接的に生成するために使用されてきました。E-UV はレーザーから放出されるのではなく、エキシマレーザーによって励起された非常に高温のスズまたはキセノンプラズマ中の電子遷移によって放出されます。[ 68 ]この技術はシンクロトロンを必要としませんが、X 線スペクトルの端の UV を生成できます。シンクロトロン光源は、 10 nm の UV と X 線スペクトルの境界にあるものを含め、すべての波長の UV を生成することもできます。
紫外線が人間の健康に及ぼす影響は、日光浴のリスクと利点に関係しており、蛍光灯と健康などの問題にも関係しています。日光を浴びすぎると有害ですが、適度な日光浴は有益です。[ 69 ]
紫外線（特にUVB）は体内でビタミンDを生成するように作用し[ 70 ]、ビタミンDは生命維持に不可欠です。人間は適切なビタミンDレベルを維持するためにある程度の紫外線照射を必要とします。世界保健機関によると：[ 71 ]
日光を少し浴びることが体に良いことは間違いありません！しかし、 夏の間、週に2～3回、手、顔、腕を5～15分程度軽く日光に当てるだけで、ビタミンDのレベルを高く保つには十分です。
ビタミンDは食品やサプリメントからも摂取できます。[ 72 ]ただし、過度な日光浴は有害な影響をもたらします。[ 71 ]
紫外線は特定の皮膚疾患の治療にも用いられます。現代の光線療法は、乾癬、湿疹、黄疸、白斑、アトピー性皮膚炎、限局性強皮症の治療に成功裏に用いられてきました。[ 73 ] [ 74 ]さらに、紫外線、特にUVBは、最も一般的な皮膚細胞であるケラチノサイトの細胞周期停止を誘導することが示されています。 [ 75 ]そのため、日光療法は、皮膚細胞が通常よりも速く、あるいは必要以上に分裂する乾癬や剥脱性口唇炎などの疾患の治療候補となり得ます。[ 76 ]
ヒトの場合、紫外線への過剰な曝露は、眼の屈折系と網膜に急性および慢性の有害な影響を及ぼす可能性があります。高地ではリスクが高まり、初夏まで雪が地面を覆い、天頂でも太陽の位置が低い高緯度地域に住む人々は特にリスクが高いです。 [ 77 ]皮膚、概日リズム、免疫系も影響を受ける可能性があります。[ 78 ]
さまざまな波長の光が人間の角膜や皮膚に及ぼす影響の差は、「紅斑作用スペクトル」と呼ばれることがあります。[ 79 ]作用スペクトルは、UVA は即座に反応を引き起こすのではなく、むしろ UV は315 nm の UVB バンドの開始付近から始まる波長で光角膜炎 や皮膚の発赤を引き起こし始め (肌の色が薄い人ほど敏感である) 、300 nm まで急速に増加することを示しています。皮膚と目は、 低波長の UVC バンドにある 265～275 nm の UV による損傷に最も敏感です。さらに短い波長の UV では、損傷は継続しますが、大気を透過する量が少ないため、目に見える影響はそれほど大きくありません。WHO標準紫外線指数は、特定の時間と場所での作用スペクトルの影響を考慮して UV 曝露を重み付けすることにより、人間の皮膚に日焼けを引き起こす UV 波長の総強度を広く公表した測定値です。この標準は、日焼けのほとんどが UVA バンドと UVB バンドの境界付近の波長の UV によって発生することを示しています。
UVB放射線への過剰な曝露は、日焼けだけでなく、一部の皮膚がんを引き起こす可能性があります。しかし、赤みや目の刺激の程度（これらは主にUVAによって引き起こされるものではありません）は、紫外線によるDNAの直接的な損傷を反映しているものの、紫外線の長期的な影響を予測するものではありません。[ 80 ]
紫外線のすべての波長帯はコラーゲン繊維を損傷し、皮膚の老化を促進します。UVAとUVBはどちらも 皮膚のビタミンAを破壊し、さらなる損傷を引き起こす可能性があります。[ 81 ]
UVB放射線はDNAに直接的な損傷を与える可能性がある。[ 82 ]この癌との関連性は、オゾン層破壊とオゾンホールの懸念の理由の一つである。
最も致死性の高い皮膚がんであるメラノーマは、主にUVA放射線とは無関係のDNA損傷によって引き起こされます。これは、すべてのメラノーマの92%で直接的なUVシグネチャー変異がないことからわかります。[ 83 ]時折の過剰曝露や日焼けは、長期にわたる中程度の曝露よりもメラノーマのリスク要因として大きいと考えられます。[ 84 ] UVCは最もエネルギーが高く、最も危険なタイプの紫外線であり、変異原性または発がん性など、さまざまな有害な影響を引き起こします。[ 85 ]
以前は、UVAは無害またはUVBよりも害が少ないと考えられていましたが、今日では、間接的なDNA損傷（活性酸素種などのフリーラジカル）を介して皮膚がんの原因となることが知られています。 [ 86 ] UVAは、ヒドロキシルラジカルや酸素ラジカルなどの非常に反応性の高い化学中間体を生成し、それがDNAを損傷する可能性があります。UVAによって皮膚に間接的に引き起こされるDNA損傷は、主にDNAの一本鎖切断から構成されますが、UVBによって引き起こされる損傷には、チミン二量体またはシトシン二量体の直接的な形成と二本鎖DNA切断が含まれます。[ 87 ] UVAは全身の免疫抑制作用があり（日光曝露による免疫抑制効果の大部分を占める）、皮膚の基底細胞ケラチノサイトに対して突然変異誘発作用があります。[ 88 ]
UVB光子は直接DNA損傷を引き起こす可能性があります。UVB放射線は皮膚細胞のDNA分子を励起し、隣接するピリミジン塩基間に異常な共有結合を形成させて二量体を生成します。DNA中のUV誘発ピリミジン二量体のほとんどは、約30種類のタンパク質を使用するヌクレオチド除去修復と呼ばれるプロセスによって除去されます。[ 82 ]この修復プロセスを免れたピリミジン二量体は、プログラム細胞死（アポトーシス）の一種を誘発したり、突然変異につながるDNA複製エラーを引き起こしたりする可能性があります。[ 89 ]
UVBはmRNAを損傷します[ 90 ]。これにより、皮膚の炎症や日焼けにつながる迅速な経路が引き起こされます。mRNAの損傷は、リボ毒性ストレス応答においてZAK-αと呼ばれるタンパク質を介してリボソームで最初に反応を引き起こします。この反応は細胞監視システムとして機能します。このRNA損傷の検出に続いて、炎症シグナル伝達と免疫細胞の動員が起こります。UVBによる皮膚の炎症や急性日焼けは、DNA損傷（検出が遅い）ではなく、この損傷によって引き起こされます。[ 91 ]
紫外線に対する防御として、皮膚中の褐色の色素メラニンの量は、適度な（肌質によって異なる）レベルの紫外線にさらされると増加します。これは一般的に日焼けとして知られています。メラニンの役割は、紫外線を吸収して無害な熱としてエネルギーを放散し、紫外線による直接的および間接的なDNA損傷から皮膚を保護することです。UVAは、既に存在するメラニンを酸化し、メラノサイトからのメラニン放出を誘発することで、数日間持続する速やかな日焼けをもたらします。UVBは、体内でより多くのメラニンを生成するように刺激するため、日焼けが現れるまでに約2日かかります。
医療機関は、患者が日焼け止めを使用して紫外線から身を守ることを推奨しています。5種類の日焼け止め成分がマウスの皮膚腫瘍を予防することが示されています。しかし、一部の日焼け止め化学物質は、生きた細胞と接触した状態で光照射されると、潜在的に有害な物質を生成します。[ 92 ] [ 93 ]皮膚の下層に浸透する日焼け止めの量は、損傷を引き起こすのに十分な量になる可能性があります。[ 94 ]
日焼け止めは、UVBを遮断することで日焼けの原因となる直接的なDNA損傷を軽減し、通常のSPF値は、この放射線がどれだけ効果的に遮断されるかを示します。そのため、SPFは「UVB保護係数」を意味するUVB-PFとも呼ばれます。[ 95 ]ただし、この評価では、UVAに対する重要な保護に関するデータは提供されません。[ 96 ] UVAは主に日焼けの原因ではありませんが、間接的なDNA損傷を引き起こし、発がん性も認められているため、依然として有害です。いくつかの研究では、UVAフィルターがないことが、日焼け止め使用者の方が非使用者よりもメラノーマの発生率が高い原因である可能性が示唆されています。[ 97 ] [ 98 ] [ 99 ] [ 100 ] [ 101 ]一部の日焼け止めローションには、UVA光線から保護するのに役立つ二酸化チタン、酸化亜鉛、アボベンゾンが含まれています。
メラニンの光化学的性質により、メラニンは優れた光防御剤となります。しかし、日焼け止めの化学物質はメラニンほど効率的に励起状態のエネルギーを散逸させることができないため、日焼け止めの成分が皮膚の下層に浸透すると、活性酸素種の量が増加する可能性があります。[ 102 ] [ 92 ] [ 93 ] [ 103 ]角質層を透過する日焼け止めの量は、損傷を引き起こすのに十分な量である場合もあれば、そうでない場合もあります。
2006年に発表されたHansonらの実験では、未処理の皮膚と日焼け止め処理した皮膚における有害な活性酸素種（ROS）の量が測定されました。最初の20 分間は、日焼け止めの膜が保護効果を発揮し、ROSの数は少なくなりました。 しかし、60分後には、吸収された日焼け止めの量が非常に多くなり、未処理の皮膚よりも日焼け止め処理した皮膚の方がROSの量が多くなりました。[ 102 ] この研究は、紫外線が日焼け止めを塗布した生きた皮膚細胞に浸透するのを防ぐために、日焼け止めを2時間以内に塗り直す必要があることを示しています。 [ 102 ]
紫外線は、全身性エリテマトーデス、シェーグレン症候群、シニア・アッシャー症候群、酒さ、皮膚筋炎、ダリエ病、キンドラー・ウェアリー症候群、ポロケラトーシスなど、いくつかの皮膚の状態や疾患を悪化させる可能性があります。 [ 104 ] [ 105 ]
目は、265～275 nm の低波長 UVC 帯の紫外線による損傷に最も敏感です。この波長の放射線は、地球表面の太陽光にはほとんど含まれていませんが、アーク溶接で使用される電気アークなどの人工光源から放出されます。これらの光源に保護なしで曝露すると、「溶接閃光」または「アーク眼」（光角膜炎）を引き起こし、白内障、翼状片、瞼裂斑の形成につながる可能性があります。程度は低いものの、太陽光に含まれる 310～280 nm の UVB も光角膜炎（「雪目」）を引き起こし、角膜、水晶体、網膜が損傷を受ける可能性があります。[ 106 ]
紫外線にさらされる人にとって、保護眼鏡は有益です。光は横からも目に入るため、高地登山のように曝露のリスクが高まる場合は、通常、目全体を覆う保護眼鏡が必要です。登山者は、大気によるフィルタリングが少ないことと、雪や氷からの反射の両方により、通常よりも高いレベルの紫外線にさらされます。[ 107 ] [ 108 ] 通常の未処理の眼鏡でも、ある程度の保護効果があります。ほとんどのプラスチックレンズは、ガラスレンズよりも保護効果が高いです。これは、前述のように、ガラスはUVAに対して透明であり、レンズによく使われるアクリル樹脂はそれほど透明ではないためです。ポリカーボネートなどの一部のプラスチックレンズ素材は、本質的にほとんどの紫外線を遮断します。[ 109 ]
紫外線劣化は、日光にさらされたプラスチックに影響を与えるポリマー劣化の一形態です。この問題は、変色や色あせ、ひび割れ、強度低下、崩壊といった形で現れます。劣化の影響は、日光への曝露時間と日光の強度に比例して増大します。紫外線吸収剤を添加することで、この影響を抑制できます。
敏感なポリマーには、熱可塑性樹脂やアラミドなどの特殊繊維が含まれます。紫外線吸収は、鎖構造の敏感な部分で鎖の劣化と強度低下を引き起こします。アラミドロープは、強度を維持するために熱可塑性樹脂の被覆で保護する必要があります。
多くの顔料や染料は紫外線を吸収して変色するため、絵画や織物は、紫外線の一般的な発生源である日光と蛍光灯の両方から特別な保護が必要になる場合があります。窓ガラスは有害な紫外線をある程度吸収しますが、貴重な美術品には特別な遮蔽が必要です。多くの美術館では、例えば水彩画や古代の織物の上に黒いカーテンをかけています。水彩画は顔料濃度が非常に低い場合があるため、紫外線から特別な保護が必要です。アクリル（プレキシガラス）、ラミネート、コーティングなど、さまざまな種類の額縁用ガラスは、紫外線（および可視光線）に対する保護の程度が異なります。[ 110 ]
紫外線は、化学反応を引き起こしたり、物質の蛍光を励起したりする能力があるため、多くの用途があります。次の表[ 111 ]は、UVスペクトルの特定の波長帯の用途を示しています。
写真フィルムは紫外線に反応しますが、カメラのガラスレンズは通常、350 nm より短い紫外線を遮断します。屋外撮影では、紫外線による不要な青みや露出過多を防ぐために、わずかに黄色がかった紫外線遮断フィルターがよく使用されます。近紫外線での撮影には、特殊なフィルターが使用される場合があります。350 nm より短い波長での撮影には、放射線を吸収しない特殊な石英レンズが必要です。 デジタルカメラのセンサーには、色の再現精度を向上させるために紫外線を遮断する内部フィルターが搭載されている場合があります。これらの内部フィルターは取り外せる場合もあれば、搭載されていない場合もあり、その場合は外部の可視光フィルターを使用してカメラを近紫外線撮影に対応させます。紫外線での使用を想定して設計されたカメラも少数存在します。[ 113 ]
反射紫外線を利用した写真撮影は、皮膚の打撲痕の検出、文書の改ざん、絵画の修復作業など、医学、科学、法医学の調査において幅広く活用されています。紫外線照射によって生じる蛍光を撮影する際には、可視光の波長が使用されます。
紫外線天文学では、測定によって星間物質の化学組成、および恒星の温度と組成が解明されます。オゾン層が多くの紫外線周波数を遮断するため、地球表面の望遠鏡には紫外線が届きません。そのため、紫外線の観測のほとんどは宇宙から行われます。[ 114 ]
電気機器におけるコロナ放電は、その紫外線放出によって検出できる。コロナは電気絶縁の劣化やオゾンおよび窒素酸化物の放出を引き起こす。[ 115 ]
EPROM（消去可能プログラマブル読み出し専用メモリ）は、紫外線照射によって消去されます。これらのモジュールは、チップ上部に透明な（石英製の）窓があり、そこから紫外線が照射されます。
紫外線照射下で青色光を発する無色の蛍光染料は、紙や布地の蛍光増白剤として添加されます。これらの染料から発せられる青色光は、紙や布地に存在する可能性のある黄ばみを打ち消し、色や白をより白く、あるいはより鮮やかに見せる効果があります。
原色に発光する紫外線蛍光染料は、塗料、紙、繊維製品などに使用され、日光下での発色を際立たせたり、紫外線ランプを照射した際に特殊効果を発揮したりする。紫外線下で発光する染料を含むブラックライト塗料は、様々な美術や美的用途に用いられている。
通貨の偽造や、運転免許証やパスポートなどの重要書類の偽造を防ぐため、用紙には紫外線透かしや、紫外線照射下で見える蛍光多色繊維が埋め込まれている場合があります。切手には紫外線照射下で発光する蛍光体が埋め込まれており、切手と手紙の向きを自動的に判別できるようになっています。
紫外線蛍光染料は、多くの用途（例えば、生化学や法医学）で使用されています。一部の催涙スプレーは、噴射された攻撃者に容易に洗い流せない目に見えない化学物質（紫外線染料）を残すように設計されており、警察が後日攻撃者を特定するのに役立ちます。
非破壊検査の中には、紫外線によって蛍光染料を励起させ、様々な材料の欠陥を強調表示するものがあります。これらの染料は、毛細管現象によって表面の欠陥に浸透する場合（浸透探傷検査）もあれば、鉄系材料中の磁気漏洩場に捕捉されたフェライト粒子に結合する場合もあります（磁粉探傷検査）。
UVは、犯罪現場で精液、血液、唾液などの体液の位置特定や識別に役立つ捜査ツールです。[ 116 ]例えば、射精液や唾液は、体液が付着した表面の構造や色に関係なく、高出力UV光源で検出できます。[ 117 ] UV-visマイクロ分光法は、繊維や塗料片などの微量証拠や、問題のある文書の分析にも使用されます。
その他の用途としては、様々な収集品や美術品の真贋鑑定、偽造通貨の検出などが挙げられる。紫外線に反応する染料で特別にマーキングされていない素材でも、紫外線照射下で特徴的な蛍光を発したり、短波長紫外線と長波長紫外線で異なる蛍光を発したりすることがある。
マルチスペクトル画像処理技術を用いることで、判読不能なパピルス、例えばパピルス荘やオキシリンコスの焼損したパピルス、あるいはアルキメデスのパリンプセストなどを読み取ることが可能になる。この技術では、赤外線または紫外線領域の異なるフィルターを用いて判読不能な文書を撮影し、特定の波長の光を捉えるように微調整する。こうして、パピルス表面のインクと紙を区別するのに最適なスペクトル領域を見つけることができる。
シンプルなNUV光源は、羊皮紙上の色あせた鉄系インクを強調するために使用できる。[ 118 ]
紫外線は、定期的な清掃や消毒が不十分な表面に残っている有機物の堆積物を検出するのに役立ちます。ホテル業界、製造業、その他、清潔度や汚染レベルが検査される業界で使用されています。[ 119 ] [ 120 ] [ 121 ] [ 122 ]
多くのテレビニュース局の定番ニュース企画では、調査報道記者が同様の装置を使ってホテル、公衆トイレ、手すりなどの不衛生な状態を明らかにする。[ 123 ] [ 124 ]
UV/Vis分光法は、化学における化学構造の分析手法として広く用いられており、中でも共役系が最もよく知られています。UV照射は、特定の試料を励起するためによく用いられ、蛍光発光は分光蛍光光度計で測定されます。生物学研究では、UV照射は核酸やタンパク質の定量に用いられます。環境化学では、UV照射は水試料中の新規汚染物質の検出にも用いられることがあります。[ 125 ]
汚染制御用途では、紫外線分析器は、例えば化石燃料発電所の排ガス中の窒素酸化物、硫黄化合物、水銀、アンモニアの排出を検出するために使用されます。[ 126 ]紫外線は、 UV波長での油膜の高い反射率、油中の化合物の蛍光、または水中のラマン散乱によって生成されたUVの吸収のいずれかによって、水面にこぼれた油の薄い膜を検出できます。 [ 127 ] UV吸収は、廃水中の汚染物質を定量化するためにも使用できます。最も一般的に使用される254 nmのUV吸収は、通常、NOMを定量化するための代替パラメータとして使用されます。[ 125 ]光ベースの検出のもう1つの形式は、蛍光特性に基づいて汚染物質を検出および識別するために励起-発光マトリックス（EEM）を使用します。 [ 125 ] [ 128 ] EEMは、蛍光体の発光と励起の違いに基づいて、NOMの異なるグループを識別するために使用できます。特定の分子構造を持つNOMは、広範囲の励起/発光波長で蛍光特性を持つことが報告されています。[ 129 ] [ 125 ]紫外線ランプは、一部の鉱物や宝石の分析の一部としても使用されます。
一般的に、紫外線検出器は、炭化ケイ素や窒化アルミニウムなどの固体素子、またはガス封入管を検知素子として使用します。スペクトルのどの部分の紫外線にも感度を持つ紫外線検出器は、太陽光と人工光の両方の照射に反応します。例えば、水素の燃焼炎は185～260ナノメートルの範囲で強く放射し、赤外線領域では非常に弱く放射しますが、石炭の燃焼は紫外線帯では非常に弱く放射し、赤外線波長では非常に強く放射します。したがって、紫外線検出器と赤外線検出器の両方を使用して動作する火災検知器は、紫外線検出器のみを使用するものよりも信頼性が高くなります。事実上すべての火災はUVC帯で何らかの放射線を放出しますが、この帯の太陽からの放射線は地球の大気に吸収されます。その結果、紫外線検出器は「太陽光に反応しない」、つまり太陽からの放射線に反応して警報を発しないため、屋内でも屋外でも容易に使用できます。
UV検出器は、炭化水素、金属、硫黄、水素、ヒドラジン、アンモニアなど、ほとんどの火災に感度があります。アーク溶接、電気アーク、落雷、非破壊金属検査装置で使用されるX線（ただし、これは非常にまれです）、放射性物質は、UV検出システムを作動させるレベルの紫外線を発生させる可能性があります。UVを吸収するガスや蒸気が存在すると、火災からのUV放射が減衰し、検出器の炎検出能力に悪影響を及ぼします。同様に、空気中にオイルミストが存在する場合や、検出器の窓に油膜が付着している場合も、同じ影響があります。
紫外線は、非常に高解像度のフォトリソグラフィーに用いられます。このプロセスでは、フォトレジストと呼ばれる化学物質に、マスクを透過した紫外線を照射します。照射によってフォトレジスト内で化学反応が起こります。不要なフォトレジストを除去した後、マスクによって決定されたパターンがサンプル上に残ります。その後、フォトレジストが残っていないサンプルの領域をエッチング除去したり、堆積させたり、その他の方法で改変したりすることができます。
フォトリソグラフィーは、半導体、集積回路部品、[ 130 ]、およびプリント基板の製造に使用されます。電子集積回路の製造に使用されるフォトリソグラフィープロセスは、現在193 nmのUVを使用しており、極端紫外線リソグラフィーのために13.5 nmのUVを 実験的に使用しています。
光の出入りに高い透明性を必要とする電子部品（太陽光発電パネルやセンサーなど）は、紫外線硬化型のアクリル樹脂を用いて封止することができる。この方法の利点は、VOC排出量が少なく、硬化が速いことである。
特定のインク、コーティング剤、接着剤は、光開始剤と樹脂を配合して作られています。紫外線にさらされると重合反応が起こり、接着剤は通常数秒以内に硬化します。用途としては、ガラスやプラスチックの接着、光ファイバーのコーティング、床材のコーティング、オフセット印刷におけるUVコーティングや紙の仕上げ、歯科用充填材、疎水性光活性化接着剤、装飾用ネイルジェルなどがあります。
UV硬化用途のUV光源には、UVランプ、UV LED、エキシマフラッシュランプなどがあります。フレキソ印刷やオフセット印刷などの高速プロセスでは、反射板を介して移動する基板や媒体に高強度の光を集光する必要があるため、高圧水銀（Hg ）ランプまたは鉄（ Fe、ドープ）ランプが使用され、電気アークまたはマイクロ波で励起されます。低出力の蛍光灯やLEDは、静的用途に使用できます。小型の高圧ランプでは、液体充填または光ファイバーのライトガイドを介して光を集光し、作業領域に伝送することができます。
紫外線がポリマーに与える影響は、ポリマー表面の粗さや疎水性の改質に利用される。例えば、ポリメタクリル酸メチルの表面は真空紫外線によって平滑化することができる。[ 131 ]
紫外線照射は、接着剤用の低表面エネルギーポリマーを調製する際に有効である。紫外線にさらされたポリマーは酸化され、ポリマーの表面エネルギーが上昇する。ポリマーの表面エネルギーが上昇すると、接着剤とポリマー間の結合が強固になる。
UV-C 光は、空気を消毒し微生物の増殖を防ぐことで室内空気質を改善する方法として、空調システムで使用されています。UV-C 光は、細菌、ウイルス、カビ、白カビなどの有害な微生物を殺したり不活性化したりするのに効果的です。空調システムに組み込まれる場合、紫外線は通常、エアハンドラーや蒸発器コイルの近くなどの場所に配置されます。空調システムでは、UV-C 光はシステム内の気流に照射することで機能し、有害な微生物が室内環境に再循環される前に殺したり不活性化したりします。空調システムでのその有効性は、光の強度、照射時間、気流速度、システムコンポーネントの清浄度などの要因に依存します。[ 132 ] [ 133 ]
二酸化チタンとUVC照射による触媒化学反応を利用して、有機物の酸化により、病原体、花粉、カビの胞子が無害な不活性副産物に変換されます。しかし、二酸化チタンとUVCの反応は直線的な経路ではありません。不活性副産物段階の前に数百の反応が起こり、最終段階に向かう途中でホルムアルデヒド、アルデヒド、その他のVOCを生成する結果の反応を阻害する可能性があります。したがって、二酸化チタンとUVCの使用には、成功のために非常に特定のパラメータが必要です。UVの浄化メカニズムは光化学プロセスです。室内環境の汚染物質はほぼすべて有機炭素ベースの化合物であり、240～280 nmの高強度UVに曝されると分解されます。短波長紫外線は、生きた微生物のDNAを破壊することができます。[ 134 ] UVCの有効性は、強度と照射時間に直接関係しています。
UVは、一酸化炭素やVOCなどのガス状汚染物質を低減することも示されています。[ 135 ] [ 136 ] [ 137 ] 184 nmと254 nmで放射するUVランプは、室内とランプ室の間で空気を循環させることで、低濃度の炭化水素と一酸化炭素 を除去できます。この構成により、処理された空気にオゾンが混入するのを防ぎます。同様に、184 nmで動作する単一のUV光源を通過させてから五酸化鉄に通すことで、UVランプによって生成されたオゾンを除去して空気を処理することもできます。
紫外線ランプは、生物学研究室や医療施設で使用される作業スペースや器具の殺菌に使用されます。市販の低圧水銀蒸気ランプは、放射の約86%を254ナノメートル（nm）で放出し、265 nmが殺菌効果のピーク曲線です。これらの殺菌波長の紫外線は、微生物のDNA/RNAを損傷して増殖できなくし、無害にします（微生物が死滅しない場合でも）。[ 138 ]微生物は小さな隙間やその他の日陰の場所で紫外線から遮られる可能性があるため、これらのランプは他の殺菌技術の補助としてのみ使用されます。
UVC LEDは商業市場では比較的新しいもので、人気が高まっています。[ 139 ]これらのLEDは単色性（±5 nm）であるため、消毒に必要な特定の波長をターゲットにすることができます。病原体は特定のUV波長に対する感受性が異なるため、これは特に重要です。LEDは水銀を含まず、瞬時にオン/オフでき、1日を通して無制限にサイクルできます。[ 140 ]
紫外線を用いた消毒は、廃水処理用途で一般的に使用されており、都市の飲料水処理でも使用が増加している。多くのミネラルウォーターのボトラーは、水を殺菌するために紫外線消毒装置を使用している。太陽光による水消毒[ 141 ]は、自然の太陽光を使用して汚染水を安価に処理するために研究されている。UVA照射と水温の上昇により、水中の微生物が死滅する。
紫外線は、不要な微生物を殺菌するために、いくつかの食品加工工程で利用されています。例えば、高強度の紫外線源に果汁を流すことで、果汁の低温殺菌を行うことができます。このような処理の有効性は、果汁の紫外線吸収率に依存します。
パルス光（PL）は、200～280 nmのUVCを豊富に含む強力な広帯域スペクトルのパルスを使用して表面上の微生物を殺菌する技術です。パルス光は、 1秒間に数回フラッシュを生成できるキセノンフラッシュランプで機能します。消毒ロボットはパルスUVを使用します。[ 142 ]
ろ過された遠紫外線（222 nm）光の抗菌効果は、細菌や真菌を含むさまざまな病原体に対して、病原体の増殖を抑制することが示されており、有害な影響が少ないため、病院や長期介護施設などの医療現場での信頼性の高い消毒に不可欠な知見を提供します。[ 143 ]また、UVCはSARS-CoV-2ウイルスの分解にも効果的であることが示されています。[ 144 ]
ほとんどの鳥類、爬虫類、昆虫（ミツバチなど）、そしてネズミ、トナカイ、犬、猫などの少数の哺乳類は、近紫外線波長を見ることができます。[ 145 ]多くの果物、花、種子は、人間の色覚と比較して、紫外線波長では背景からより強く際立ちます。サソリは紫外線照射下で光ったり、黄色から緑色に変色したりするため、これらのクモ類の駆除に役立ちます。ネオゴノダクティルス・エルステディなどのシャコは、紫外線波長を感知して狩りや生存に役立てています。[ 146 ]多くの鳥類は、通常の波長では見えないが紫外線では見える羽毛の模様を持っており、犬、猫、人間を含む一部の動物の尿やその他の分泌物は、紫外線で見つけやすくなります。害獣駆除技術者は、げっ歯類の尿の跡を検出して、侵入した住居を適切に処理することができます。
チョウは、性別認識や交尾行動のためのコミュニケーションシステムとして紫外線を利用します。例えば、Colias eurytheme というチョウでは、オスはメスの位置を特定し識別するために視覚的な手がかりに頼っています。オスは、交尾相手を見つけるために化学刺激を使用する代わりに、メスの後翅の紫外線反射色に引き寄せられます。[ 147 ] Pieris napiというチョウでは、環境中の紫外線放射が少ないフィンランド北部のメスは、南部のメスよりもオスを引き付けるための紫外線信号が強いことが示されました。これは、メスが放出する紫外線信号を増やすよりも、オスの目の紫外線感度を高める方が進化的に難しいことを示唆しています。[ 148 ]
多くの昆虫は、飛行経路の目安として天体から放出される紫外線を利用している。局所的な紫外線発生源は通常、この経路探索を妨害し、最終的には飛翔昆虫を引き寄せることになる。
緑色蛍光タンパク質（GFP）は、遺伝学においてマーカーとしてよく用いられる。タンパク質など多くの物質は、生化学や関連分野で注目される紫外線領域に顕著な光吸収帯を持つ。このような研究室では、紫外線測定が可能な分光光度計が一般的に使用されている。
虫除け器と呼ばれる紫外線トラップは、様々な小型の飛翔昆虫を駆除するために使用されます。昆虫は紫外線に誘引され、装置に接触すると電気ショックで殺されるか、捕獲されます。また、昆虫学者は、動物相調査の際に夜行性昆虫を採集する ために、様々なデザインの紫外線トラップを使用しています。
紫外線照射は、乾癬や白斑などの皮膚疾患の治療に有効です。皮膚が光過敏状態にあるときに、ソラレンを服用してUVAを照射することは、乾癬の有効な治療法です。ソラレンは肝臓に損傷を与える可能性があるため、PUVA療法は患者の生涯を通じて限られた回数しか使用できません。
UVB光線療法は、治療効果を得るために追加の薬剤や局所製剤を必要とせず、照射のみで効果を発揮します。ただし、光線療法は、アントラリン、コールタール、ビタミンAおよびD誘導体などの特定の局所治療、またはメトトレキサートやソリアタンなどの全身治療と併用すると効果的です。[ 149 ]
爬虫類は ビタミンD の生合成やその他の代謝プロセスに UV-B を必要とします。 [ 150 ]特に、基本的な細胞/神経機能や骨や卵の生成のためのカルシウムの利用に必要なコレカルシフェロール(ビタミン D 3 ) が必要です。UV -A 波長も多くの爬虫類に見え、野生での生存能力や個体間の視覚的コミュニケーションに重要な役割を果たしている可能性があります。したがって、一般的な爬虫類の飼育ケージでは、多くの飼育種が生存するために、蛍光 UV-A / UV-B 光源 (種に適したスペクトル強度と範囲) が利用可能でなければなりません。コレカルシフェロール(ビタミンD 3 )を単純に補給するだけでは不十分です。代謝的に「飛び飛び」する完全な生合成経路があり (過剰摂取のリスクがあります)、中間分子や代謝物も動物の健康に重要な役割を果たします。適切な量の自然光は常に人工光源よりも優れているが、世界各地の飼育者にとってはそれが不可能な場合もある。
スペクトルのUV-A部分の出力レベルが高いと、体の敏感な部分、特に目に細胞やDNAの損傷を引き起こす可能性があることはよく知られています。不適切なUV-AおよびUV-B光源の配置と使用により失明に至る場合もあります（過剰照射は光角膜炎と呼ばれます）。多くの飼育者にとって、適切な熱源も用意する必要があり、その結果、熱と光の「組み合わせ」製品が販売されるようになりました。飼育者は、複合UV-AおよびUV-Bランプから放射される光と熱の組み合わせに注意する必要があります。一般的なランプは、高レベルのUV-Aと低レベルのUV-Bを放出しますが、多くの場合、異なる波長で異なる固定強度を持ち、さまざまな爬虫類の代謝ニーズに合わせて調整するのが困難です。より良い戦略は、飼育者が動物の健康を最適に保つためにランプを配置して強度を制御できるように、別々のUVバンドに別々のランプを使用することです。[ 151 ]
現代の進化論モデルでは、初期の生殖タンパク質と酵素の進化は紫外線に起因するとされている。UVBは、遺伝子配列中の隣接するチミン塩基対をチミン二量体へと結合させ、複製酵素がコピーできない鎖の破壊を引き起こす。これにより、遺伝子複製とタンパク質合成中にフレームシフトが発生し、通常は細胞が死滅する。紫外線を遮断するオゾン層が形成される前、初期の原核生物が海洋表面に近づくと、ほぼ例外なく死滅した。生き残った少数の生物は、遺伝物質を監視し、ヌクレオチド除去修復酵素によってチミン二量体を除去する酵素を発達させていた。現代の有糸分裂と減数分裂に関与する多くの酵素とタンパク質は修復酵素に類似しており、紫外線によって引き起こされるDNA損傷を克服するために元々使用されていた酵素の進化した改変であると考えられている。[ 152 ]
紫外線、特にUV-Bのレベルの上昇は、化石記録における大量絶滅の原因としても推測されている。[ 153 ]
光生物学とは、非電離放射線が生物に及ぼす有益な影響と有害な影響を科学的に研究する学問であり、一般的には酸素の第一電離エネルギーである10 eV付近を境界としている。紫外線（UV）のエネルギー範囲はおよそ3～30 eVである。したがって、光生物学は紫外線スペクトルのすべてではなく、一部を扱うことになる。
目の感度範囲の限界は約310～1050ナノメートルです。
通常、人間の目は390～760nmの光線に反応します。人工的な条件下では、これを310～1,050nmの範囲に拡張することができます。
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Wiktionaryにおける「紫外線」の辞書定義