UV-Strahlung

[opengeiger.de]

Es tut sich was am unteren Ende des Spektrums der ionisierenden Strahlung!

Die Industrie, die ionisierende Strahlung gewinnbringend als technologische Neuerung einsetzen will, hat es wirklich nicht ganz einfach. Vermutlich liegt das in der Kanzerogenität dieser Art der elektromagnetischen Strahlung begründet, was der potentiellen Kundschaft die Angst in die Glieder fahren lässt oder noch schlimmer, die Strahlenschützer auf den Plan ruft. Aber manchmal gelingt es eben doch, dass die Leute es nicht merken und die Leute mit dem langen Zeigefingen nicht schnell genug in die Puschen kommen. Mir scheint es derzeit wieder so zu sein, denn Covid-19 hat es vermutlich möglich gemacht, dass man richtig kräftige Strahlungsquellen für ionisierende Strahlung wieder ganz nach Herzenslust frei kaufen kann und damit böse Organismen und Keime einfach wegbruzeln kann. Die Rede ist von UV-C Desinfektionsgeräten. Da passiert es dann schon mal, dass eine ganze Familie den Sonnenbrand bekommt und unter dem Verlust von Sehschärfe klagt, weil sie ihre Wohnräume ein wenig zu kräftig desinfiziert haben, wie das Eidgenössische Bundesamt für Gesundheit letzthin berichtet hat. Vermutlich hat die Desinfektionslampe auch nicht nur UV-C abgestrahlt, sondern auch jede Menge UV-B, das die empfindlicheren Hautschichten erreicht. An der Uni Köln hat ein Doktorand ermittelt, dass bei einer UV-C-Bestrahlungsdosis von 13 J/m2 die Anzahl der DNA-Strangbrüche in etwa der Anzahl, die durch Röntgenbestrahlung mit 1 Gy erzielt wird, entspricht. Jetzt muss man sich also fragen, wie bekommt man technisch so einfach 13 J/m2 UV-C hin, so dass man es billig bei Amazon oder Ebay kaufen kann? Also wenn ich mich jetzt nicht gerade verrechne, sind das 1.3 mW*s/cm2. Wenn ich mir jetzt so die Fortschritte der Halbleiterindustrie bei den III-V Halbleitern im Bereich der AlGaN basierten Deep-UV-Leds (210-365nm) anschaue, dann sehe ich die ersten Modelle, die man einfach so im Handel kaufen kann, und die locker mal 1W Strahlungsleistung und mehr erreichen. Da ist dann zwar ein schöner Warnbepper vor UV-Strahlung drauf, aber das hindert offensichtlich niemand am Handel damit. Man bekommt auch ganze UV-C LED Streifen und kann so seine eigene Covid-19 Desinfektionslampe selbst designen und bauen. Wenn man nun von 1W Strahlungsleistung einer Deep-UV-LED ausgeht, kann man leicht ausrechnen, dass selbst die minimale erythemale Hautdosis (beginnender Sonnenbrand) von etwa 25-40 J/m2 ratz fatz erreicht ist, wenn man die LED in nur geringem Abstand zur Hautoberfläche positioniert. Sofern man sich dafür interessiert, dann könnte man aber auch beim Robert-Koch-Institut nachlesen, dass das maligne Melanom der Haut (meist durch die solare UV-Strahlung hervorgerufen) bei Frauen auf Platz 3 und bei Männern auf Platz 4 der Krebsinzidenzen liegt (Tendenz steigend). Also so gesehen, konkurriert die UV-Strahlung doch ganz gut mit der ionisierenden Strahlung aus der Radioaktivität, oder nicht? Aber wenn es um Desinfektion von bösen pandemischen Viren geht, scheint das nicht wirklich wichtig zu sein. Wer dann noch weiter runter will mit der Wellenlänge (und damit höher rauf in der Strahlungsenergie) kann sich auch bei Ebay entweder eine 222nm Excimer Lampe oder eine UV-Niederdruck-Entladungslampe auf Quecksilberdampf-Basis beschaffen, solche Lampen haben die Hauptlinie bei 254nm aber auch noch eine Linie bei 185nm mit immerhin noch bis zu 12% der Strahlungsleistung.  Bei 100nm ist dann aber abrupt Schluss mit lustig, denn da beginnt dann offiziell das Röntgenspektrum und ab da geht dann bekanntlich für den Hobbyisten so gut wie gar nichts mehr.

Aber auch die Gegenseite zu den Quellen, nämlich die Sensorik entwickelt sich gerade äußerst rasant, so sind Photodioden aus GaN und SiC bis runter zu 225nm zu haben und sie werden bereits mit spektralen Filtern, Diffusoren, TIA, ADC und I2C-Interface zu Smart UV-Sensors zusammenintegriert (zum Beispiel der VEML6075 von Vishay), der zwar noch zu haben aber auch schon wieder abgekündigt ist. Dementsprechend gibt's dann auch von Adafruit, Seeed und MicroE UV-Breakouts für praktisch jeden Mikrocontroller. Nur was man da so genau misst, das ist nicht immer so klar, da ist von UVA, UVB und UV-Index die Rede, aber laut der einen oder anderen Uni, die mal mit Profi-Equipment nachgemessen hat, sind diese Angaben meist nur so tendenziell richtig, also ganz wie bei Geigerzähler aus dem Warenhaus und der jeweiligen Sensitivität für Alpha, Beta und Gamma-Strahlung. Nichts destotrotz kann man immer noch im Datasheet des Sensors, der auf so einem Breakout verbaut ist, noch durchaus brauchbare Spezifikationen finden, aus denen Genaueres hervorgeht. Oder man baut sich den smarten Sensor eben selber, aus Photodiode, TIA und dem in den Mikrocontrollern meist vorhandenen integrierten ADCs. Im Grunde genommen ist es dieselbe Schaltungstechnik wie bei einem Beta-Strahlungsdetektor mit BPW34 PIN-Dioden, nur muss man da dann keine einzelnen Quanten mehr zählen, sondern die vielen Quanten verschmelzen zu einem kontinuierlichen Photostrom im nA-Bereich. Wenn man den Sensor mit einer Photodiode selberbaut, kann man die Verstärkung gleich zweistufig auslegen und mit dem zweiten OP noch einen zweiten Messbereich vorsehen, so dass man die schwächeren Prüfstrahler von den etwas deftigeren besser unterscheiden kann. Kalibriert bekommt man die Sensoren in der Nähe einer Messstation des UV-Messnetzes des BfS oder von UV-Messstationen der Ämter oder Uni's in größeren Städten, denn der größte Prüfstrahler ist ja bei schönem Sommerwetter mit blauem Himmel für alle frei zugänglich und hat auch ordentlich ,,Schmackes".

Dann kann es schon losgehen mit einigen Experimenten und man kann gleich ganz demonstrativ testen, bei welcher UV-C-Dosis die Hefezellen im ,,Federweißen" vor lauter DNA-Strahlenschäden ihre Arbeit aufgeben. Aber vorher sollte man sich vielleicht noch eine UV-Brille kaufen und sich das Wichtigste zum Schutz vor der UV-Strahlung zu Gemüte führen. Wenn das Hefezellen Experiment schließlich gelingt, dann kann man vielleicht auch die pubertierende Tochter ganz schnell davon überzeugen, dass man beim UV-Härten von Gel-Farben für die künstlichen Fingernägel vielleicht doch etwas auf die Haut aufpassen sollte. Und ja, man könnte auch mit einem kleinen Arduino-Mikrocontroller, einem UV-Breakout und ner schnuckeligen UV-Quelle vielleicht schon ganz spielerisch sehr effizient Werbung für die Sonnencreme machen (nicht nur bei der Jugend).

Viel Spaß!   

[opengeiger.de]

Ich habe nun mal mit der Osram Oslon UV3636 (siehe Messaufbau letzter Beitrag), die laut Datenblatt bei 350mA Betriebsstrom etwa 50mW Strahlungsleistung abgibt eine Zimmerpflanze bestrahlt und geschaut, ob sich vielleicht Strahlenschäden von der ionisierenden UV-C Strahlung nachweisen lassen. Ich habe die High-Power UV-C LED aber erstmal nur mit 130mA betrieben, um sicherzustellen, dass sie sich nur unwesentlich erwärmt (sie ist auf dem weißen Trägerboard mit gutem thermischen Kontakt montiert). Damit erzeugt sie dann laut Datenblatt auch nur etwa 40% der Strahlungsleistung, daher gehe ich von etwa 20mW UV-C ,,harter" Strahlung bei 275nm aus. Mit der so betriebenen UV-C LED habe ich dann für 30min in 1cm Abstand ein Blatt der Zimmerpflanze (Pilea peperomioides) bestrahlt und nach 1 Tag Erholungsdauer auf Strahlenschäden untersucht.

Das Ergebnis ist ziemlich beeindruckend muss ich sagen, ich denke man kann den schwarzen Fleck auf dem Blatt sehr deutlich erkennen . Von daher gehe ich davon aus, dass man es mit dieser UV-C LED auch gut schaffen kann, auf der menschlichen Haut wenigstens eine deutliche Hautrötung zu erreichen. Von dem Eigenversuch schrecke ich allerdings noch etwas zurück. Welche Art von Strahlenschäden in der Pflanze genau entstanden sind, kann ich nicht sagen, aber die schnelle Wirkung deutet laut Literatur auf die Wechselwirkung der Strahlung mit Wassermolekülen im Blattgewebe hin, wobei das Wassermolekül unter dem Einfluss der ionisierenden Strahlung in ein Hydroxidradikal, ein Wasserstoffatom und ein Elektron zerfällt. Die aggressiven Hydroxylradikale, aber auch der Wasserstoff, greifen dann alle möglichen Zellbestandteile an, einschließlich der Zuckermoleküle in der DNA und der RNA. Bei Strahlenschäden in der menschlichen Haut ist das ganz vergleichbar, nur dass die Mastzellen der geschädigten Haut zusätzlich noch als Reaktion Histamin ausschütten, ähnlich wie bei Verbrennungen und Entzündungen, welches die peripheren Blutgefäße erweitert und so zur Rötung der Haut führt. Daher hat auch einer der ersten Strahlenschützer, Arthur Mutscheller 1925 als Grenzwert für die dauerhafte Exposition gegenüber Röntgenstrahlung 1% der Dosis, die innerhalb von 30-Tagen eine Hautrötung hervorruft (threshold erythema-dose, TED) vorgeschlagen und genau das wurde auch von der Strahlenschutzorganisation ICRP 1934 als erster Grenzwert so übernommen. Dieser Grenzwert von 0.2 Röntgen pro Tag galt für die beruflich exponierten Personen. Das sind etwa 73uSv/h oder 640mSv im Jahr, ein stolzer Wert also. Bei der Röntgenstrahlung sind wir mit dem Strahlenschutz bis heute doch etwas weitergekommen. Bei der UV-Strahlung sind wir aber immer noch bei der Hautrötung. Da gibt es immer noch die minimale Erythemdosis (MED), an der die Empfehlungen und der international gültige UV-Index festgemacht werden. Für den nordischen Hauttyp II liegt diese Dosis bei 25-40mJ/cm2 oder bei etwa 7uW/cm2 über eine Stunde. Diese Dosis bekommt man mit der Osram Oslon 3636 High Power UV-C LED und entsprechender Fokussierung mit Leichtigkeit hin. Das erklärt dann vielleicht auch das fatale Ergebnis an der Zimmerpflanze. Mit typischen, frei erhältlichen Prüfstrahlern aus dem Alpha, Beta oder Gamma Bereich ist man dagegen noch weit, weit weg von der Hautrötung oder von schwarzen Flecken auf Pflanzenblättern. Dem freien Verkauf solcher UV-C High Power LEDs könnte man allerdings zugutehalten, man schädigt ja ,,nur" die Haut oder ,,nur" die Augenlinse durch diese Art der ionisierenden Strahlung und keine inneren Organe.

[NoLi]

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Von daher gehe ich davon aus, dass man es mit dieser UV-C LED auch gut schaffen kann, auf der menschlichen Haut wenigstens eine deutliche Hautrötung zu erreichen. Von dem Eigenversuch schrecke ich allerdings noch etwas zurück.
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Das erinnert mich irgendwie an an die Selbstversuche von P. Curie und H. Becquerel mit ihren Radiumsalz-Röhrchen...
W.C. Röntgen war da cleverer, er benutzte für Durchleuchtungen die Hand seiner Frau...

Norbert

[NuclearPhoenix]

Total interessanter Versuch und wirklich eindrucksvoll wie schnell sich hier drastische Schäden an dem Blatt ergeben haben. Nachdem ich diesen schwarzen Fleck aber gesehen habe, würde ich mir das Ding nie an die Haut schnallen

[nukulus]

hm.... hast du während der bestrahlung der pflanze mal deren temperatur gemessen?

[DL8BCN]

Hallo, ja das ist wirklich ein interessanter Versuch.
Da hat Bernd sich richtig viel Arbeit gemacht.
Das Ergebnis überrascht mich aber nicht wirklich.
Es ist ja bekannt, daß kurzwellige UV-Strahlung Zellschäden verursacht.
Wenn der Abstand groß genug, oder die Zeit kürzer gewählt worden wäre, wäre vermutlich auch nichts passiert.
Das gilt für menschliche Zellen genauso wie für pflanzliche Zellen.(Sonnenbrand)
Das ganze hat ja aber nicht direkt etwas mit Radioaktivität zu tun.

[opengeiger.de]

hm.... hast du während der bestrahlung der pflanze mal deren temperatur gemessen?

Ja, ganz wichtiger Punkt, denn sonst könnte es ja eine thermische Verbrennung sein! Deswegen habe ich den Strom durch die LED auch soweit abgesenkt (auf 130mA), dass die LED keine spürbare Erwärmung mehr zeigte. Man kann dann zusätzlich davon ausgehen, dass die abgegebene Strahlungsleistung der LED deutlich geringer ist als die Verlustleistung der LED (ganz ähnlich wie bei der Röntgenröhre). Die Effizienz dieser LEDs ist auch wirklich nicht so dolle. Und ich hatte etwa 10mm Abstand (Luft), das heißt thermisch gab es da so gut wie keinen nennenswerten Energieübertrag.

[opengeiger.de]

Ja, nun wollte ich jetzt doch auch mal messtechnisch nachprüfen was so ein netter UV-B bzw. UV-C Prüfstrahler an ionisierender Strahlung raushaut, wenn er schon so gewaltige Strahlenschäden an einer Zimmerpflanze hinterlässt. Ich habe also noch mal eine 35mW UV-B LED von Luminus gekauft (XST-3535-UV), die ihren Peak zwischen 270 und 286nm hat, also am linken Rand des UV-B Wellenlängenspektrums, ganz ähnlich zur Osram Oslon 3636. Dann kaufte ich noch das UV-AB Messgerät UV505 von Extech dazu. Diese taiwanesische Firma gehört mittlerweile zur renommierten Firma FLIR. Als weiteren Prüfstrahler habe ich noch eine sehr alte "Original Hanau" Höhensonne ergattert, die vermutlich noch mit einer Quecksilber Niederdruck-Entladungslampe ausgestattet ist und von der bekannt ist, dass wenn man ungebräunt mehr als 20min davorsitzt, man einen schönen Sonnenbrand bekommt. Man riecht auch gleich das Ozon, das die harte UV-C Strahlung bei 254nm erzeugt, wenn man die Lampe einschaltet. Aber so eine Hg-Niederdruck-Röhre hat auch ein paar Peaks bei größeren Wellenlängen (niedrigeren Energien), die sogar bis in den sichtbaren Bereich reichen.

Dann habe ich noch den so ziemlich besten Breitband UV Sensor, der hierzulande erhältlich ist, erstanden. Das ist der TOCON_ABC7 von sglux, den es bei Farnell für stolze 132 Euro gibt. Er hat aber den Verstärker schon gleich mit ins Gehäuse integriert und hat daher einen 0-5V analogen Signalausgang, den man bequem an den ADC-Eingang eines Mikrocontrollers anschließen kann. Zum Auslesen habe ich einen einfachen Arduino Uno benutzt, der tut seinen Job gut um den analogen Signalausgang mit analogRead() zu lesen und die digitalen Wert von 0-1023 (10bit ADC) auszugeben. Dann entspricht der Digitalwert 1023 dem spezifizierten Maximalwert des Sensors von 18mW/cm2. Seine spektrale Empfindlichkeit reicht von 225nm bis 375nm und sein spektrales Maximum fällt mit dem der XST-3535-UV LED zusammen. Aber so einfach ist das mit dem Messen von ionisierender Strahlung auch am unteren Ende des Spektrums nicht. Da man die Strahlung nicht sieht, kann man die ungeübten und gutgläubigen Kunden auch gut übers Ohr hauen und selbst der Experte, der viel misst, misst viel Mist.

Aber nun der Reihe nach. Zuerst habe ich das Messgerät von Extech bei blauem Himmel und strahlendem Sonnenschein um die Mittagszeit getestet. Die Ergonomie des handlichen Messgeräts ist recht gut, es hat nicht zu viel Schnickschnack und lässt sich auch einfach bedienen. Es hat aber so nützliche Details wie ein Schraubgewinde für ein Fotostativ. Das Gerät zeigte brav sein 4.15mW/cm2 an was recht gut zu dem UV-A Wert der amtlichen Messstation in der Nähe passte, welche die UV-A Strahlung von 4.118 (mW/cm2) und die UV-B Strahlung mit 0.097mW/cm2 anzeigte. Was aber auch klar sein muss, in der natürlichen Sonnenstrahlung ist die UV-B Strahlungsleistung gegenüber der UV-A Strahlungsleistung fast vernachlässigbar, auch wenn die UV-B Strahlung für den Hauptteil der bösen Strahlungsschäden in der Haut sorgt. UV-C Strahlung ist im städtischen Flachland nicht zu erwarten, sie wird in der Atmosphäre komplett absorbiert. So weit so gut. Als ich aber das Messgerät vor meine UV-B/C Prüfstrahler (die LEDs) hielt, zeigte das UV505 von Extech hartnäckig eine 0 an. Bei der Hanau Höhensonne erreichte die Anzeige gerade mal 44mikroW/cm2 in einer Distanz von gerade mal 10cm vor der Entladungsröhre. Gut, wenn die Hauptlinie bei 254nm liegt ist das formal gesehen UV-C, vielleicht hat das Gerät ja genau da eine scharfe Kante in der spektralen Empfindlichkeit zu den kürzeren Wellenlängen hin (bei 280nm).

Als ich nun aber den TOCON Sensor vor die UV-LEDs hielt erreichte dieser in wenigen Millimeter Abstand bereits den Fullscale Wert von 1023 also 18mW/cm2. Und das gleiche vor der Höhensonne in etwa 10cm Abstand. Das passt aber nun ganz gut zusammen. Bei 130mA Strom sollten die LEDs bei 20mW Strahlungsleistung liegen. Da der TOCON-Sensor auch für 254nm noch mindestens 50% seiner maximalen Empfindlichkeit hat, kann man davon ausgehen, dass die Höhensonne in 10cm Abstand mit ihrer Strahlungsleistung in der Größenordnung von 30-40mW/cm2 liegt. Und das passt auch zur maximalen Aufenthaltsdauer der ungeübten Haut, bevor Hautrötung eintritt, die in der Anleitung der Höhensonne angegeben ist.

Umgekehrt kann man daraus aber auch schließen, dass man mit den beiden LEDs auch sehr punktuell einen Sonnenbrand auf der ungeübten Haut erzeugen kann, wenn man sie der Hautoberfläche auf den Zentimeterbereich nähert. Und eine UV dichte Brille sollte man bei solchen Versuchen schon aufsetzen, wenn man den ,,grauen Star" in jungen Jahren vermeiden will. Wenn man das UV505 Messgerät nun beurteilen möchte, sucht man sich die Finger wund nach der spektralen Empfindlichkeitskurve. Das nährt dann doch den Verdacht, dass es zwischen 270 und 286nm also am linken Rand des UV-B Bereichs bereits völlig blind ist. Es ist also zur Messung der Strahlungsintensität für diese Art der Desinfektions-LEDs völlig ungeeignet. Für ein endgültiges Urteil müsste man noch versuchen eine LED zwischen 290nm und 315nm zu finden. Das ist aber schwierig, da die Hersteller von Bräunungsgeräten für UV-B eher auf Entladungsröhren als auf LEDs setzen, da diese die Strahlung großflächiger verteilen können. Und bei den Nagelhärtungsgeräten nehmen sie vermutlich eher UV-A LEDs, weil sich die Strahlenvernetzung der Gel-Lacke schon gut mit längeren Wellenlängen starten lässt und die Mädels beim Lackieren ihrer Fingernägel dann weniger Sonnenbrand an den Händen bekommen. Aber tendenziell würde ich nun sagen, das Gerät misst die Strahlungsleistung des Sonnenlichts ganz gut, weil das von UV-A dominiert wird und man das UV-B von der Leistung her dagegen vernachlässigen kann. Für reine UV-B Strahlung scheint aber die spektrale Bandbreite für eine genaue Messung nicht auszureichen.    

[Flipflop]

Ich gehe manchmal mehrere Tage in die Berge und habe ich mich mit dem Thema Wasseraufbereitung beschäftigt und mir so ein Steripen gekauft. Weil unhandlich brauche ich heute einfach ein Filtersystem von der gleichen Firma. Da ich keine Uv Lampe hatte versuchte ich mein Uranglas mit dem Seripen zu prüfen. Ist gemäss Hersteller UvC und an der Luft riecht man sofort das Ozon. Geht nicht so gut. Aber UvC wirkt. Interessant ist auch wie sich verschiedene Mineralien unter Uv/a/b/c verhalten. Wenn ich in die Berge gehe kann ich einreiben was ich will und kriege immer einen Sonnenbrand. Und wichtig,eine geeignete Sonnenbrille nicht vergessen, 

https://eu.katadyngroup.com/produkte/wasseraufbereitung/wasseraufbereitung-uv/1039/steripen-classic-3-uv-wasserentkeimer

[NoLi]

Bundesamt für Strahlenschutz: Desinfektion mit UV-C-Strahlung

https://www.bfs.de/DE/themen/opt/anwendung-alltag-technik/uv/uv-c-strahlung/uv-c-desinfektion.html



Fachverband für Strahlenschutz e.V.: Leitfaden ,,Ultraviolettstrahlung künstlicher Quellen"

https://www.fs-ev.org/fileadmin/user_upload/04_Arbeitsgruppen/08_Nichtionisierende_Strahlung/02_Dokumente/Leitfaeden/fs-05-131-aknir_uv_strahlung-1.pdf

Norbert

[opengeiger.de]

Da ich keine Uv Lampe hatte versuchte ich mein Uranglas mit dem Seripen zu prüfen. Ist gemäss Hersteller UvC und an der Luft riecht man sofort das Ozon. Geht nicht so gut. Aber UvC wirkt.

Interessantes Gerätchen der Steripen und relativ günstig (72Euro). Scheint irgendeine Entladungsröhre zu sein und außenrum vermutlich Quarzglas. Nur schade, dass die technischen Infos noch nicht bereitgestellt werden. Mich hätte mal interssiert wieviel UV-C Leistung die Röhre so erzeugt. Damit Wasser nennenswert entkeimt wird, müsste die Röhre schon ein paar 100mWatt erzeugen.

Warum die Fluoreszenz mit Uranglas nicht funktioniert kann ich mir denken. Das wird auch ne Niederdruck Hg Lampe mit 254nm sein. Dieses Licht dringt so gut wie nicht mehr in normales Glas ein. Die Uranglas Murmeln etc. sind aber aus ganz normalem Glas. Da nimmst Du besser UV-A. Da gibts die 365nm UV-A LEDs, mit denen kommst Du tief ins Glas rein und das leuchtet dann auch ziemlich eindrucksvoll. Noch chicer sieht es aus, wenn Du das Licht im Sekundentakt pulst. Aber es braucht auch nicht unbedingt ein Uranglas. Ein Fläschen Tonic-Water (Chinin) oder ein Marmeladengläschen gefüllt Persil-Waschlauge (opt. Aufheller) tut's auch. Das leuchtet dann richtig krass blau. Wenn Du da jedoch mit UV-C von außen drauf leuchtest, siehst Du kaum was, denn das Marmeladenglas und die Tonic-Flasche ist auch ein fast perfektes UV-C Filter. Destilliertes Wasser ist dagegen UV-transparent bis unter 200nm. Als UV-C transparentes Glas nimmt man meines Wissens nach spezielles Bor-Silikat Glas, oder synthetisches Quartz-Glas.

[DG0MG]

Interessantes Gerätchen der Steripen und relativ günstig (72Euro). Scheint irgendeine Entladungsröhre zu sein und außenrum vermutlich Quarzglas. Nur schade, dass die technischen Infos noch nicht bereitgestellt werden.

Es scheint nichts hochtechnisches zu sein: Eine dünne Leuchstoffröre, wie sie früher in Case-Modding-Lampen und Scannerbeleuchtungen drin war - aber ohne Leuchtstoff. Dazu ein Spannungswandler. Hier zeigt jemand den Steripen zerlegt: https://www.survivalisme-attitude.com/t815-le-steripen#7727

[etalon]

... Als UV-C transparentes Glas nimmt man meines Wissens nach spezielles Bor-Silikat Glas, oder synthetisches Quartz-Glas.

Hoi Bernd, schön dass du wieder da bist 

Sehr interessantes Experiment!

Und ja, bei den kurzen Wellenlängen verwendet man eigentlich ausschließlich synthetisches Quarzglas (fused silica) oder aber CaF2...

Grüße Markus

[opengeiger.de]

So nun bin ich mit der Zimmerpflanze etwas vorsichtiger vorgegangen und hab als erstes ein Bestrahlungsgerätchen gebaut, bei dem ich den Abstand genau einstellen kann. Dann bin ich zu einer 275nm High-Power LED XST 3535 von Luminus übergegangen, sie hat einen Dom aus Quarzglas über dem LED Chip und erreicht damit einen Öffnungswinkel von 60°. Dann sind die optischen Verhältnisse geordneter. Außerdem habe ich die LED noch auf einem Kühlblech montiert, so dass sie auch bei ordenlich elektrischer Power handwarm bleibt. Dann habe ich einen Bestrahlungskreis mit etwa 1cm Durchmesser gewählt, so dass die Strahlungsleistung ein wenig verteilt wird. Ich habe dann das Blatt so eine Stunde lang mit 200mA LED-Strom bestrahlt. Und ja, man sieht 12Stunden nach der Bestrahlung immer noch Strahlenschäden in Form eines  "Sonnenbrands" bei der Pflanze, aber jetzt nur noch sachte  .

Da ja gerade auch die Diskussion um die Heilwirkung des Radon läuft, warum nich mal UV-B nehmen statt Radon, dann beschränkt man die Bestrahlung auf die Haut als Organ und bekommt auch seine positiven Botenstoffe! Vielleicht hilft ja ein UV-B Sonnenbad genauso gegen Arthrose?    

[opengeiger.de]

Nachdem ich nun doch etwas mehr Vertrauen in meine Messtechnik entwickelt habe, habe ich den Selbsttest doch einmal gewagt.   Dazu habe ich mein kleines Bestrahlungsgerätchen mit der Luminus XST3535 UV-C Led mit 275nm in etwa 5cm Abstand über der Innenseite meines winterblassen Unterarms positioniert. Die optische Linse auf der LED erzeugt in diesem Abstand ein kreisförmiges Strahlungsfeld mit etwa 7cm Durchmesser. Um den Effekt etwas deutlicher werden zu lassen, habe ich, so wie die Profi's das auch machen, eine Maske hergestellt, allerdings invers. Ich habe eine Cent Münze als Maske genommen und damit man sie im UV-Licht besser sieht, mit einem flächengleichen weißen Papier beklebt und sie ins Zentrum des Strahlungsfeldes gelegt. Die Bestrahlungs-Parameter habe ich dann so berechnet: Die LED gibt laut Datenblatt im Mittel 50mW Strahlungsleistung ab, wenn der Strom 350mA beträgt. Das war mir allerdings noch etwas zu viel, auch wegen der Eigenerwärmung der LED und ihrer thermischen Stabilität. Also bin ich runter auf 250mA. Da gibt sie dann laut Datenblatt nur noch etwa 75% der Leistung ab. Die Leistung verteilt sich nun so grob gleichmäßig auf der Fläche des Strahlungsfeldes, das sind dann also grob 1mW/cm2. Nun habe ich mal auf 20min Bestrahlungszeit gepeilt, dann ergibt das 1200mJ/cm2. Die Strahlenschutzkommission gibt als minimale Erythem-gewichtete Hautdosis (MED) für den vorderen Unterarm 42.4+/-10.4mJ/cm2 an, allerdings bei einer Wellenlänge von 297nm. Bei 275nm, so sagen die Kurven, bekommt man nur eine Erythem-gewichtete Wirksamkeit von etwa 5%. Also würde ich bei vergleichbaren 58mJ/cm2 liegen. Das passt also dann in etwa.

Mit diesen Bestrahlungsparametern bin ich also ins Experiment. Unmittelbar nach dem Experiment konnte ich keine Hautrötung erkennen. Sie bildete sich dann erst so etwa 2 Stunden danach schwach aus. Aber etwa 10 Stunden nach der Bestrahlung war sie mehr als deutlich zu erkennen und sie bildete, wie auch bei einer Autoradiographie, die Maske sauber ab. Da die Hautrötung doch recht deutlich war, denke ich mal, lag ich etwas über der MED. 

Ja damit ist also endgültig bewiesen, dass man mit den UV-C Strahlungsquellen, die man so frei im Handel kaufen kann, sich ordentliche Strahlenschäden zufügen kann. Die LED ist nun vielleicht die harmlosere Quelle, die Entladungslampen zur Desinfektion haben meist eine deutlich höhere Effizienz. Und so ein billiges UV-Messgerät aus dem Internet ist völlig blind für UV-C. Wenn man da was messen will, muss man sich das Messgerät mit einem zu der Wellenlänge passenden Sensor selberbauen. Der TOCON_ABC7 von sglux zeigte im obigen Beispiel übrigens deutlich mehr an Dosis an, also man hat auch noch etwas das Kalibrierproblem, wie bei den Geigerzählern. 
   
Und was bedeutet das Experiment ganz allgemein? Tja, meiner Meinung nach sieht man, dass die Ängste der Bevölkerung schon sehr ungleichmäßig verteilt sind. Einen Sonnenbrand riskiert doch jeder mal, oder? Und über die Jugend im Freibad reden wir dabei noch gar nicht. Aber es ist dieselbe Hautrötung wie wenn man zu lange mit einer Röntgenröhre auf ein Körperteil draufstrahlt, nur dass halt beim Röntgenlicht die Strahlenschäden nicht nur auf die Epidermis beschränkt bleiben. Den Hautzellen ist dabei aber wurstegal, ob die DNS-Schäden durch 5eV Photonen oder 50keV Photonen entstanden sind. Es kommt nur darauf an, dass die Photonen die Atome der Zell-Moleküle ionisieren können. Wenn das der Fall ist und die Dosis stimmt, dann rötet sich die Haut eben. Ein Strahlenschützer würde den Koller kriegen, wenn die Patienten mit geröteter Haut aus dem Röntgen kämen. Bei der Strahlentherapie gehört das allerdings zu den Nebenwirkungen, aber da reden wir dann über Gray's und es gibt eine Diagnose, die das rechtfertigt. Aber man muss sich nun mal vorstellen, da findet einer eine Co-60 Strahlenquelle und bekommt ne Hautrötung, weil er sie zu lange in der Hand hält, was gäb das für eine Pressemeldung? Naja, vielleicht gehen wir jetzt alle aber auch ganz artig in die Apotheke und kaufen ne gute Sonnencreme und eine UV-dichte Sonnenbrille. Und irgendwann werden sich die Strahlenschützer die Consumer UV-C Quellen schon noch vornehmen. Was ich gelesen habe, sind die UV-B Strahlungsquellen in Solarien schon auf 30mW/cm2 Strahlungsleistung beschränkt. In diesem Sinne wünsche ich einen sonnigen Sommer!