Гамма-излучение солнца поразило астрономов. Строение солнца

Кандидат физико-математических наук Е. ЛОЗОВСКАЯ.

С наступлением теплых летних дней нас так и тянет погреться на солнышке. Солнечный свет улучшает настроение, стимулирует образование в коже жизненно необходимого витамина D, но в то же время, к сожалению, способствует появлению морщин и увеличивает риск развития рака кожи. Значительная часть как полезных, так и вредных эффектов связана с той частью солнечного излучения, которая невидима для человеческого глаза, - ультрафиолетом.

Спектр электромагнитного излучения и спектр солнца. Граница между ультрафиолетом В и С соответствует пропусканию земной атмосферы.

Ультрафиолет вызывает различные повреждения молекул ДНК в живых организмах.

Интенсивность ультрафиолета B зависит от широты и времени года.

Одежда из хлопка служит хорошей защитой от ультрафиолета.

Солнце служит главным источником энергии для нашей планеты, а поступает эта энергия в виде излучения - инфракрасного, видимого и ультрафиолетового. Ультрафиолетовая область расположена за коротковолновой границей видимого спектра. Когда речь идет о влиянии на живые организмы, в ультрафиолетовом спектре солнца обычно выделяют три области: ультрафиолет А (УФ-А; 320-400 нанометров), ультрафиолет В (УФ-В; 290-320 нм) и ультрафиолет С (УФ-С; 200-290 нм). Деление это достаточно произвольно: граница между УФ-В и УФ-С выбрана из тех соображений, что свет с длиной волны менее 290 нм не достигает поверхности Земли, поскольку земная атмосфера, благодаря кислороду и озону, выполняет роль эффективного природного светофильтра. Граница между УФ-В и УФ-А основана на том, что излучение короче 320 нм вызывает гораздо более сильную эритему (покраснение кожи), чем свет в диапазоне 320-400 нм.

Спектральный состав солнечного света во многом зависит от времени года, погоды, географической широты и высоты над уровнем моря. Например, чем дальше от экватора, тем сильнее коротковолновая граница сдвигается в сторону длинных волн, поскольку в этом случае свет падает на поверхность под косым углом и проходит большее расстояние в атмосфере, а значит, сильнее поглощается. На положение коротковолновой границы влияет и толщина озонового слоя, поэтому под "озоновыми дырами" на поверхность Земли попадает больше ультрафиолета.

В полдень интенсивность излучения на длине волны 300 нм в 10 раз выше, чем за три часа до этого или три часа спустя. Облака рассеивают ультрафиолет, но только темные тучи способны блокировать его полностью. Ультрафиолетовые лучи хорошо отражаются от песка (до 25%) и снега (до 80%), хуже от воды (менее 7%). Поток ультрафиолета возрастает с высотой, приблизительно на 6% с каждым километром. Соответственно в местах, расположенных ниже уровня моря (например, у берегов Мертвого моря), интенсивность излучения меньше.

ЖИЗНЬ ПОД СОЛНЦЕМ

Без света жизнь на Земле не могла бы существовать. Растения используют солнечную энергию, запасают ее с помощью фотосинтеза и обеспечивают энергией через пищу всех остальные живые существа. Человеку и другим животным свет обеспечивает возможность видеть окружающий мир, регулирует биологические ритмы организма.

Эту жизнерадостную картину немного осложняет ультрафиолет, поскольку его энергии достаточно, чтобы вызвать серьезные повреждения ДНК. Ученые насчитывают более двух десятков различных болезней, которые возникают или усугубляются под действием солнечного света, среди них пигментная ксеродерма, плоскоклеточный рак кожи, базалиома, меланома, катаракта.

Конечно, в процессе эволюции наш организм выработал механизмы защиты от ультрафиолета. Первый барьер, который преграждает потенциально опасному излучению доступ в организм, - кожа. Практически весь ультрафиолет поглощается в эпидермисе, наружном слое кожи толщиной 0,07-0,12 мм. Чувствительность к свету во многом определяется наследственной способностью организма производить меланин, темный пигмент, который поглощает свет в эпидермисе и тем самым защищает более глубокие слои кожи от фотоповреждений. Меланин вырабатывают особые клетки кожи - меланоциты. Ультрафиолетовое облучение стимулирует выработку меланина. Наиболее интенсивно этот биологический пигмент образуется при облучении светом УФ-В диапазона. Правда, эффект проявляется не сразу, а спустя 2-3 дня после пребывания на солнце, зато сохраняется в течение 2-3 недель. При этом ускоряется деление меланоцитов, возрастает число меланосом (гранул, содержащих меланин), увеличивается их размер. Свет УФ-А диапазона тоже способен вызывать загар, но более слабый и менее стойкий, поскольку число меланосом не увеличивается, а происходит лишь фотохимическое окисление предшественника меланина в меланин.

По восприимчивости к солнечным лучам выделяют шесть типов кожи. Кожа типа I очень светлая, она легко обгорает и совсем не покрывается загаром. Кожа типа II легко обгорает и покрывается слабым загаром. Кожа типа III быстро покрывается загаром и обгорает в меньшей степени. Кожа типа IV еще более устойчива к солнечным лучам. Кожа типов V и VI темная от природы (например, у коренных жителей Австралии и Африки) и почти не подвержена повреждающему действию солнца. У представителей негроидной расы риск развития немеланомного рака кожи ниже в 100 раз, а меланомы - в 10 раз по сравнению с европейцами.

Наиболее уязвимы к действию ультрафиолета люди с очень светлой кожей. У них даже кратковременное пребывание на ярком солнце вызывает эритему - покраснение кожи. За возникновение эритемы отвечает в основном УФ-В излучение. В качестве меры действия ультрафиолета на организм часто используют такое понятие, как минимальная эритемная доза (МЭД), то есть такая, при которой глазом заметно слабое покраснение. На самом деле величина МЭД различна не только у разных людей, но и у одного человека на разных участках тела. Например, для кожи живота белого незагорелого человека величина МЭД составляет около 200 Дж/м 2 , а на ногах - в три с лишним раза выше. Эритема обычно возникает через несколько часов после облучения. В тяжелых случаях развивается настоящий солнечный ожог с волдырями.

Какие вещества в эпидермисе кроме меланина поглощают ультрафиолет? Нуклеиновые кислоты, аминокислоты триптофан и тирозин, уроканиновая кислота. Наиболее опасны для организма повреждения нуклеиновых кислот. Под действием света в диапазоне УФ-В образуются димеры за счет ковалентных связей между соседними пиримидиновыми (цитозином или тимином) основаниями. Поскольку пиримидиновые димеры не вписываются в двойную спираль, эта часть ДНК теряет способность к выполнению своих функций. Если повреждения небольшие, специальные ферменты вырезают дефектный участок (и это еще один довольно эффективный механизм защиты). Однако, если ущерб больше, чем способность клетки к ремонту, клетка гибнет. Внешне это проявляется в том, что обожженная кожа "слезает". Повреждение ДНК может приводить к мутациям и как следствие - к раковым заболеваниям. Происходят и другие повреждения молекул, например образуются сшивки ДНК с белками. Кстати, видимый свет способствует залечиванию повреждений нуклеиновых кислот (это явление называется фотореактивацией). Предотвращать опасные последствия фотохимических реакций помогают антиоксиданты, содержащиеся в организме.

Еще одно следствие ультрафиолетового облучения - подавление иммунитета. Возможно, такая реакция организма призвана ослабить воспаление, вызванное солнечным ожогом, однако при этом снижается устойчивость к инфекциям. Сигналом для подавления иммунитета служат фотохимические реакции уроканиновой кислоты и ДНК.

МОДА НА ЗАГАР - СИМВОЛ ИНДУСТРИАЛЬНОГО ОБЩЕСТВА

Долгое время белая кожа считалась отличительной чертой знатных и богатых: сразу было видно, что ее обладателям не приходится с утра до ночи работать в поле. Но в ХХ веке все изменилось, бедные слои населения теперь проводили целые дни на заводах и фабриках, а богатые могли позволить себе отдыхать на свежем воздухе, у моря, демонстрируя красивый золотистый загар. После Второй мировой войны мода на загар приобрела массовый характер; загорелая кожа стала считаться признаком не только достатка, но и отменного здоровья. Разрослась туристическая индустрия, предлагающая отдых у моря в любое время года. Но прошло некоторое время, и врачи забили тревогу: оказалось, у любителей загара частота рака кожи возросла в несколько раз. И в качестве спасительного средства было предложено всем без исключения пользоваться солнцезащитными кремами и лосьонами, в состав которых входят вещества, отражающие или поглощающие ультрафиолет.

Известно, что еще во времена Колумба индейцы имели обыкновение раскрашивать себя красной краской, чтобы защититься от солнца. Возможно, древние греки и римляне использовали для этих целей смесь песка с растительным маслом, поскольку песок отражал солнечные лучи. Применение химических солнцезащитных средств началось в 1920-х годах, когда в качестве солнцезащитного средства была запатентована парааминобензойная кислота (ПАБК). Однако она растворялась в воде, так что защитный эффект исчезал после купания, и к тому же раздражала кожу. В 1970-е годы на смену ПАБК пришли ее эфиры, почти нерастворимые в воде и не вызывающие сильного раздражения. Настоящий бум в области солнцезащитной косметики начался в 1980-е годы. Поглощающие ультрафиолет вещества (в косметологии за ними закрепилось название "УФ-фильтры") стали добавлять не только в специальные "пляжные" кремы, но и почти во все косметические продукты, предназначенные для использования в дневное время: крем, жидкую пудру, губную помаду.

По принципу действия УФ-фильтры можно разделить на две группы: отражающие свет ("физические") и поглощающие ("химические"). К отражающим средствам относятся разного рода минеральные пигменты, прежде всего диоксид титана, оксид цинка, силикат магния. Принцип их действия прост: они рассеивают ультрафиолет, не давая ему проникнуть в кожу. Окись цинка захватывает область длин волн от 290 до 380 нм, остальные - несколько меньше. Основной недостаток отражающих средств тот, что они представляют собой порошок, непрозрачны и придают коже белый цвет.

Естественно, что производителей косметики больше привлекали прозрачные и хорошо растворимые "химические" УФ-фильтры (известные в фотохимии как УФ-абсорберы). К ним относятся уже упоминавшаяся ПАБК и ее эфиры (сейчас их почти не используют, так как появились сведения, что они разлагаются с образованием мутагенов), салицилаты, производные коричной кислоты (циннаматы), антраниловые эфиры, оксибензофеноны. Принцип действия УФ-абсорбера заключается в том, что, поглотив квант ультрафиолета, его молекула изменяет свою внутреннюю структуру и преобразует энергию света в тепло. Наиболее эффективные и светостойкие УФ-абсорберы работают по внутримолекулярному циклу переноса протона.

Большинство УФ-абсорберов поглощают свет только в УФ-В области. Обычно солнцезащитные средства содержат не один УФ-фильтр, а несколько, как физических, так и химических. Общее содержание УФ-фильтров может превышать 15 процентов.

Для характеристики защитной эффективности кремов, лосьонов и прочей косметической продукции стали использовать так называемый солнцезащитный фактор (по-английски "sun protection factor", или SPF). Идея солнцезащитного фактора была впервые предложена в 1962 году австрийским ученым Францем Грайтером и принята представителями косметической и фармацевтической промышленности. Солнцезащитный фактор определяется как отношение минимальной дозы ультрафиолета, необходимой для возникновения эритемы при действии на защищенную кожу, к дозе, вызывающей такой же эффект при незащищенной коже. Получила широкое распространение популярная интерпретация: если без защиты вы обгораете за 20 минут, то, намазав кожу кремом с защитным фактором, скажем, 15, получите солнечный ожог только пробыв на солнце в 15 раз дольше, то есть через 5 часов.

ОБМАНЧИВОЕ ЧУВСТВО ЗАЩИТЫ

Казалось бы, решение проблемы ультрафиолета найдено. Но на деле все не так просто. В научной литературе стали появляться сообщения, что у людей, которые постоянно пользуются солнцезащитными препаратами, частота возникновения таких разновидностей рака кожи, как меланома и базалиома, не только не снизилась, но и возросла. Было предложено несколько объяснений этого обескураживающего факта.

Первым делом ученые предположили, что потребители неправильно пользуются солнцезащитными средствами. При тестировании кремов принято наносить на кожу 2 мг крема на 1 см 2 . Но, как показали исследования, люди часто наносят более тонкий слой, в 2-4 раза меньше, соответственно уменьшается и фактор защиты. Кроме того, кремы и лосьоны частично смываются водой, например во время купания.

Нашлось и другое объяснение. Как уже отмечалось, большинство химических УФ-абсорберов (а именно они наиболее широко используются в косметике) поглощают свет только в УФ-В области, предотвращая развитие солнечного ожога. Но, по некоторым данным, меланома возникает под действием УФ-А излучения. Не пропуская УФ-В излучение, солнцезащитные средства блокируют природный предупреждающий сигнал - покраснение кожи, замедляют образование защитного загара, и в результате человек получает избыточную дозу в области УФ-А, которая как раз и может спровоцировать рак.

Результаты опросов показывают, что те, кто пользуется кремами с более высоким фактором защиты, проводят на солнце больше времени, а значит, неосознанно подвергают себя большему риску.

Нельзя забывать и о том, что смесь химических веществ, которые входят в состав защитных кремов, при длительном воздействии ультрафиолета может стать источником свободных радикалов - инициаторов окисления биомолекул. Некоторые из УФ-фильтров потенциально токсичны либо вызывают аллергию.

"СОЛНЕЧНЫЙ" ВИТАМИН

Настало время вспомнить о том, что поми-мо многочисленных негативных эффектов ультрафиолета есть и позитивные. И самый яркий пример - фотосинтез витамина D 3 .

В эпидермисе содержится довольно много 7-дигидрохолестерола, предшественника витамина D 3 . Облучение светом УФ-В диапазона запускает цепочку реакций, в результате которых и получается холекальциферол (витамин D 3), пока еще не активный. Это вещество связывается с одним из белков крови и переносится в почки. Там оно превращается в активную форму витамина D 3 - 1, 25-дигидроксихолекальциферол. Витамин D 3 необходим для всасывания кальция в тонком кишечнике, нормального фосфорно-кальциевого обмена и образования костей, при его недостатке у детей развивается тяжелое заболевание - рахит.

После облучения всего тела в дозе 1 МЭД концентрация витамина D 3 в крови возрастает в 10 раз и возвращается к прежнему уровню через неделю. Применение солнцезащитных средств подавляет синтез витамина D 3 в коже. Дозы, необходимые для его синтеза, невелики. Считается достаточным ежедневно проводить на солнце примерно по 15 минут, подставляя солнечным лучам лицо и руки. Суммарная годовая доза, необходимая для поддержания уровня витамина D 3 , составляет 55 МЭД.

Хронический дефицит витамина D 3 приводит к ослаблению костной ткани. К группе риска относятся темнокожие дети, живущие в северных странах, и пожилые люди, которые мало бывают на свежем воздухе. Некоторые исследователи считают, что увеличение частоты заболеваемости раком при использовании солнцезащитных средств связано именно с блокировкой синтеза витамина D 3 . Не исключено, что его дефицит приводит к возрастанию риска рака толстой кишки и молочной железы.

Другие полезные эффекты ультрафиолета связаны в основном с медициной. Ультрафиолетом лечат такие заболевания, как псориаз, экзема, розовый лишай. Датский врач Нильс Финсен в 1903 году получил Нобелевскую премию за применение ультрафиолета в лечении волчаночного туберкулеза кожи. Метод облучения крови ультрафиолетом сейчас успешно применяют для лечения воспалительных и других заболеваний.

СОЛОМЕННАЯ ШЛЯПКА ОТ ЗАГАРА

Вопрос о том, полезен или вреден ультрафиолет, не имеет однозначного ответа: и да, и нет. Многое зависит от дозы, спектрального состава и особенностей организма. Избыток ультрафиолета безусловно опасен, но на защитные кремы полностью полагаться нельзя. Требуются дополнительные исследования, чтобы установить, в какой степени употребление солнцезащитных средств может способствовать развитию раковых заболеваний.

Лучшее средство уберечь кожу от солнечного ожога, преждевременного старения, а заодно и снизить риск развития рака - одежда. Для обычной летней одежды характерны защитные факторы выше 10. Хорошими защитными свойствами обладает хлопок, правда в сухом виде (при намокании он пропускает больше ультрафиолета). Не забудьте про шляпу с широкими полями и солнцезащитные очки.

Рекомендации достаточно просты. Избегайте бывать на солнце в самые жаркие часы. Будьте особенно осторожны с солнцем, если принимаете лекарства, обладающие свойствами фотосенсибилизаторов: сульфаниламиды, тетрациклины, фенотиазины, фторхинолоны, нестероидные противовоспалительные препараты и некоторые другие. Фотосенсибилизаторы входят и в состав некоторых растений, например зверобоя (см. "Наука и жизнь" № 3, 2002 г.). Усиливать действие света могут ароматические вещества, входящие в состав косметики и духов.

Учитывая, что у ученых есть сомнения в эффективности и безопасности солнцезащитных кремов и лосьонов, не пользуйтесь ими (а также дневной косметикой с высоким содержанием УФ-фильтров) без особой необходимости. Если такая необходимость возникла, отдавайте предпочтение тем средствам, что обеспечивают защиту в широком спектре - от 280 до 400 нм. Как правило, такие кремы и лосьоны содержат окись цинка или другие минеральные пигменты, поэтому имеет смысл внимательно прочесть состав на этикетке.

Защита от солнца должна быть индивидуальной, в зависимости от места жительства, сезона и типа кожи.

Особенности воздействия прямых солнечных лучей на организм сегодня интересуют многих, в первую очередь тех, кто желает провести лето с пользой для себя, запастись солнечной энергией и приобрести красивый здоровый загар. Что же собой представляет солнечное излучение и какое влияние оно оказывает на нас?

Определение

Солнечные лучи (фото ниже) — это поток радиации, которая представлена электромагнитными колебаниями волн, имеющих разную длину. Спектр излучения, испускаемого солнцем, разнообразен и широк как по длине и частоте волны, так и по воздействию на человеческий организм.

Виды солнечных лучей

Различают несколько областей спектра:

Гамма-излучение.
Рентгеновское излучение (длина волны - менее 170 нанометров).
Ультрафиолетовое излучение (длина волны - 170-350 нм).
Солнечный свет (длина волны - 350-750 нм).
Инфракрасный спектр, оказывающий тепловое воздействие (длин волны - более 750 нм).

В плане биологического влияния на живой организм самыми активными являются ультрафиолетовые солнечные лучи. Они способствуют образованию загара, оказывают гормонопротективное воздействие, стимулируют выработку серотонина и других важных компонентов, повышающих жизненный тонус и жизнеспособность.

Ультрафиолетовое излучение

В ультрафиолетовом спектре выделяют 3 класса лучей, которые по-разному воздействуют на организм:

А-лучи (длина волны - 400-320 нанометров). Обладают наименьшим уровнем радиации, в солнечном спектре на протяжении дня и года остаются постоянными. Для них почти не существует преград. Вредное влияние солнечных лучей этого класса на организм наиболее низкое, вместе с тем их постоянное присутствие убыстряет процесс естественного старения кожи, потому как, проникая до росткового слоя, они повреждают структуру и основание эпидермиса, разрушая волокна эластина и коллагена.
В-лучи (длина волны - 320-280 нм). Лишь в определенные время года и часы дня доходят до Земли. В зависимости от географической широты и температуры воздуха обычно проникают в атмосферу с 10 до 16 часов. Эти солнечные лучи принимают участие в активации синтеза в организме витамина Д3, что выступает их главным положительным свойством. Однако при длительном воздействии на кожу они способны изменить геном клеток таким образом, что они безудержно начинают размножаться и формировать рак.
С-лучи (длина волны - 280-170 нм). Это самая опасная часть спектра УФ-излучения, безоговорочно провоцирующая развитие рака. Но в природе все очень мудро устроено, и вредные солнечные лучи С, как и большая часть (90 процентов) В-лучей, поглощаются озоновым слоем, не доходя до поверхности Земли. Так природа охраняет все живое от вымирания.

Положительное и отрицательное влияние

В зависимости от длительности, интенсивности, периодичности воздействия УФ-излучения в человеческом организме развиваются положительные и отрицательные эффекты. К первым можно отнести образование витамина Д, выработку меланина и формирование красивого, ровного загара, синтез регулирующих биоритмы медиаторов, выработку важного регулятора эндокринной системы - серотонина. Вот поэтому мы после лета чувствуем прилив сил, рост жизненного тонуса, хорошее настроение.

Отрицательные эффекты ультрафиолетового воздействия заключаются в ожогах кожи, повреждении коллагеновых волокон, появлении дефектов косметологического характера в виде гиперпигментации, провоцировании раковых заболеваний.

Синтез витамина Д

При воздействии на эпидермис энергия солнечного излучения преобразуется в тепло или расходуется на фотохимические реакции, в результате которых в организме осуществляются различные биохимические процессы.

Поступление витамина Д происходит двумя путями:

эндогенным - за счет образования в коже под воздействием УФ-лучей В;
экзогенным - за счет поступления с пищей.

Эндогенный путь - это довольно сложный процесс реакций, протекающих без участия ферментов, но при обязательном участии УФ-облучения В-лучами. При достаточной и регулярной инсоляции количество витамина Д3, синтезируемого в коже во время фотохимических реакций, в полной мере обеспечивает все потребности организма.

Загар и витамин Д

Активность фотохимических процессов в коже напрямую зависит от спектра и интенсивности воздействия ультрафиолетового облучения и находится в обратной зависимости от загара (степени пигментации). Доказано, что чем более выражен загар, тем больше времени нужно для накопления провитамина Д3 в коже (вместо пятнадцати минут три часа).

С точки зрения физиологии это объяснимо, поскольку загар - это защитный механизм нашей кожи, и образовавшийся в ней слой меланина выполняет функцию определенного барьера на пути как УФ-лучей В, служащих медиатором фотохимических процессов, так и лучей класса А, которые обеспечивают термическую стадию превращения в коже провитамина Д3 в витамин Д3.

А вот поступающий с пищей витамин Д только компенсирует дефицит в случае недостаточной выработки в процессе фотохимического синтеза.

Образование витамина Д при нахождении на солнце

Сегодня уже установлено наукой, что для обеспечения суточной потребности в эндогенном витамине Д3 достаточно пребывать под открытыми солнечными УФ-лучами класса В в течение десяти-двадцати минут. Другое дело, что такие лучи в солнечном спектре присутствуют не всегда. Их наличие зависит как от сезона года, так и от географической широты, поскольку Земля при вращении меняет толщину и угол атмосферного слоя, через который солнечные лучи проходят.

Поэтому излучение солнца не постоянно способно образовывать в коже витамин Д3, а только тогда, когда в спектре присутствуют УФ-лучи В.

Солнечное излучение в России

В нашей стране с учетом географического расположения богатые УФ-лучами класса В периоды солнечного излучения распределяются неравномерно. Например, в Сочи, Махачкале, Владикавказе они длятся около семи месяцев (с марта по октябрь), а в Архангельске, Санкт-Петербурге, Сыктывкаре продолжаются около трех (с мая по июль) или даже меньше. Прибавьте к этому число пасмурных дней в году, задымленность атмосферы в крупных городах, и становится ясно, что большая часть жителей России испытывает нехватку гормонотропного солнечного воздействия.

Вероятно, поэтому интуитивно мы стремимся к солнцу и рвемся на южные пляжи, при этом забывая, что солнечные лучи на юге абсолютно другие, непривычные нашему организму, и, кроме ожогов, могут спровоцировать сильнейшие гормональные и иммунные всплески, способные увеличить риск онкологических и иных недугов.

Вместе с тем южное солнце способно исцелять, просто во всем должен соблюдаться разумный подход.

Ученые из США и Израиля обнаружили, что интенсивность гамма-излучения Солнца зависит от его активности и положения источника на поверхности, что противоречит всем существующим теоретическим моделям.

Для этого исследователи проанализировали данные космического гамма-телескопа «Ферми», собранные в 2008–2018 годах. Статья опубликована в Physical Review Letters, кратко о ней сообщает Physics, препринт работы выложен на сайте arXiv.org. Расширенная версия работы опубликована в Physical Review D (препринт).

Несмотря на то, что бо?льшая часть излучения Солнца приходится на видимую (44 процента) и инфракрасную (48 процентов) области спектра, наша звезда также является ярким источником гамма-лучей. Энергия фотонов гамма-излучения (гамма-квантов) превышает 100 килоэлектронвольт, что примерно в сто тысяч раз больше энергии фотонов видимого света. В настоящее время ученые рассматривают два принципиально разных механизма образования таких высокоэнергетических фотонов. С одной стороны, фотоны могут разгоняться в солнечном гало за счет обратного комптоновского рассеяния на электронах космических лучей. Этот эффект довольно хорошо изучен на практике и в теории; в то же время, он работает только во время солнечных вспышек и не позволяет получить энергию более четырех гигаэлектронвольт.

С другой стороны, гамма-кванты могут рождаться внутри Солнца, когда разогнанные до околосветовых скоростей протоны космических лучей врезаются в молекулы солнечного . Этот процесс не привязан к солнечным вспышкам и позволяет получить фотоны c энергиями порядка 100 гигаэлектронвольт. Впрочем, ученые до сих пор плохо понимают физику этого процесса. Единственная теоретическая модель, которая объясняет излучение гамма-квантов солнечным диском, - модель SSG (Seckel, Stanev & Gaisser), - была разработана в 1991 году и плохо согласуется с данными наблюдений.

В 2014 году группа ученых под руководством Кенни Нг (Kenny Ng) проанализировала данные космического телескопа «Ферми», наблюдавшего за Солнцем в течение шести лет, и обнаружила у солнечного гамма-излучения несколько свойств, которые нельзя объяснить в рамках модели SSG. Во-первых, интенсивность излучения солнечного диска более чем в 50 раз превышала интенсивность излучения короны (на энергии порядка 10 гигаэлектронвольт).

Во-вторых, энергия фотонов достигала 100 гигаэлектронвольт. В-третьих, интенсивность гамма-излучения оказалась отрицательно скоррелирована с солнечной активностью - другими словами, поток гамма-квантов был максимален, когда интенсивность солнечных вспышек и число солнечных пятен были минимальны. Модель SSG предсказывает гораздо меньшую интенсивность излучения, а также не может объяснить сезонные колебания интенсивности. К сожалению, собранных данных оказалось недостаточно, чтобы разработать корректную теорию, а потому ученые продолжили наблюдения.

Теперь исследователи представили результаты аналогичного анализа - однако на этот раз наблюдения покрывали практически весь 11-летний цикл солнечной активности (с 2008 по 2018 год) и были более качественными (то есть имели большее пространственное и энергетическое разрешение) за счет изменения алгоритма обработки данных. Это позволило ученым выделить еще несколько особенностей солнечного гамма-излучения.

Оказалось, что интенсивность излучения зависит не только от фазы цикла, но и от положения точки на поверхности Солнца - иначе говоря, в излучении можно выделить полярную и экваториальную компоненту, которые по-разному изменяются со временем. Полярная компонента практически постоянна в ходе солнечного цикла, а ее спектр резко обрывается после 100 гигаэлектронвольт. В то же время, экваториальная компонента резко возрастает в минимумах солнечной активности (в данном случае, в 2009 году) и пренебрежимо мала в остальные промежутки времени, а ее спектр простирается вплоть до 200 гигаэлектронвольт. Суммарно за весь период наблюдений астрономы зарегистрировали девять фотонов с энергиями более 100 гигаэлектронвольт - все они пришли из экваториальных областей, причем восемь из них были излучены в 2009 году (предыдущий минимум) и еще один в начале 2018 года (начало нового минимума). Кроме того, 13 декабря 2008 года исследователи зафиксировали одно «сдвоенное» событие - две практически одновременные вспышки с энергией более 100 гигиэлектронвольт (вспышки были разделены временны?м промежутком около 3,5 часов). Ученые отмечают, что эти вспышки могут быть связаны с корональным выбросом массы, который начался 12 декабря.

Разумеется, объяснить эти зависимости в рамках модели SSG нельзя, поскольку она предсказывает, что интенсивность излучения не зависит от времени и положения точки на поверхности Солнца. Поэтому ученые рассмотрели несколько альтернативных моделей - например, фокусировку или захват космических лучей магнитными полями Солнца - но ни одна из них так и не смогла воспроизвести наблюдаемые зависимости. Тем не менее, авторы статьи продолжают наблюдать за Солнцем и надеются, что в будущем корректная модель все-таки будет разработана.

С тех пор, как в 2008 году космический телескоп «Ферми» был запущен на орбиту, он успел сделать несколько крупных открытий. Например, в ноябре 2015 года телескоп обнаружил самый мощный гамма-пульсар, светимость которого в двадцать раз превышала светимость предыдущего рекордсмена. В июне 2016 он зафиксировал гамма-всплеск, полная энергия которого эквивалентна массе полной аннигиляции вещества Солнца (~2,5?1054 эрг). В октябре 2017 «Ферми» впервые в истории зарегистрировал гамма-излучение, пришедшее практически одновременно с гравитационными волнами от сливающихся нейтронных звезд.

Кроме того, с помощью телескопа ученым удалось увидеть вспышку на обратной стороне Солнца и показать, что темная материя не причастна к избытку гамма-излучения, исходящего из центра Млечного пути. Подробнее про работу телескопа «Ферми» можно прочитать в статьях астрофизика Бориса Штерна, приуроченных к десятилетию миссии.

Поскольку космические лучи поглощаются веществом Солнца, в окрестности звезды их интенсивность резко падает - получается, будто отбрасывает характерную «тень» в свете гамма-излучения. Измеряя, как эта тень смещается в течение года, в январе этого года группа The Tibet AS? оценила величину межпланетного магнитного поля и показала, что результаты наблюдений почти в полтора раза расходятся с теорией потенциального магнитного поля. Это указывает на то, что некоторые приближения, необходимые для работы теории, на практике не выполняются.

Вопросы к занятию
1. Характеристика солнца как источника энергии. 2. Солнечная активность и влияние ее на здоровье человека. 3. Значение видимой части солнечной энергии в жизнедеятельности организма человека. 4. Характеристика ультрафиолетовой радиации и ее гигиеническая оценка. 5. Использование искусственных источников ультрафиолетового излучения. Солнечное голодание и его профилактика. 6. Инфракрасное излучение и его влияние на организм человека. Цель занятия
Ознакомить студентов со значением солнечной радиации в жизни человека.
Указания для самостоятельной работы студентов
1. Определить биодозу у здорового человека с помощью биодозиметра Горбачева-Дальфельда, используя излучение ртутно-кварцевой лампы (ПРК). 2. Ознакомиться с расчетом установок для санации воздуха помещений искусственными источниками ультрафиолетового излучения - лампами БУВ. 2

1. Определение биодозы у здорового человека В настоящее время практически применяются три типа искусственных источников ультрафиолетового излучения.
1. Эритемные люминесцентные лампы (ЭУВ) - источники ультрафиолетового излучения в областях А и В. Максимум излучения лампы - область В (313 нм). Лампа применяется для профилактического и лечебного облучения детей. 2. Прямые ртутно-кварцевые лампы (ПРК) и дуговые ртутно-кварцевые лампы (ДРТ) являются мощными источниками излучения в ультрафиолетовых областях А, В, С и видимой частях спектра. Максимум излучения лампы ПРК находится в ультрафиолетовой части спектра в области В (25% всего излучения) и С (15% всего излучения). В связи с этим лампы ПРК применяются как для облучения людей профилактическими и лечебными дозами, так и для обеззараживания объектов внешней среды (воздуха, воды и т.д.). 3. Бактерицидные лампы из увиолевого стекла (БУВ) являются источниками ультрафиолетового излучения в области С. Максимум излучения ламп БУВ - 254 нм. Лампы применяются только для обеззараживания объектов внешней среды: воздуха, воды, различных предметов (посуды, игрушек). Пороговой эритемной дозой, или биодозой, называется количество эритемного облучения, которое вызывает едва заметное покраснение - эритему - на коже незагорелого человека спустя 6-10 часов после облучения. Эта пороговая эритемная доза непостоянна: она зависит от пола, возраста, состояния здоровья и других индивидуальных особенностей.
Биодоза устанавливается экспериментально у каждого или выборочно у наиболее ослабленных лиц, которые будут подвергаться облучению. Определение биодозы проводится с помощью биодозиметра тем же источником искусственного ультрафиолетового излучения, который будет применен для профилактического облучения (лампы ЭУВ или ПРК).
На сгибательной поверхности предплечья или на эпигастральной области укрепляют биодозиметр Горбачева-Дальфельда, представляющий собой пластинку из нержавеющей стали с 6 отверстиями. Облучаемая поверхность должна находится на расстоянии 1 м от источника. Закрывая последовательно отверстия биодозиметра (через 1 минуту), определяют минимальное время облучения, после которого через 6-10 часов появляется эритема.
Экспериментально установлено, что для профилактики ультрафиолетовой недостаточности здоровым людям необходимо ежедневно получать 1/10-3/4 биодозы.
2. Расчет установок для санации воздуха помещений искусственными источниками ультрафиолетового излучения - лампами БУВ
Наибольшее практическое значение имеет применение ламп БУВ для дезинфекции или санации воздуха закрытых помещений с большим скоплением людей; ожидальные поликлиник, групповые комнаты детских садов, помещения для рекреаций в школах и т.д. Существует 2 метода санации воздуха помещений лампами БУВ: в присутствии людей в помещении и в их отсутствии.
Мощность бактерицидного облучения ламп БУВ зависит от мощности, потребляемой лампой из сети. При расчете бактерицидной установки необходимо, чтобы на 1 м3 объема данного помещения приходилось 0,75-1 вт мощности, потребляемой лампой из сети (Промышленность производит лампы номинальной мощностью 15 вт (БУВ-15), 30 вт (БУВ-30) и 60 вт (БУВ-60)).
Время облучения воздуха в закрытых помещениях не должно превышать 8 часов в сутки. Лучше всего производить облучение 3 - 4 раза в день с перерывами для проветривания помещения, так как образуются озон и окислы азота, ощущаемые как посторонний запах.
Приложение 1
Солнечная активность, влияние ее изменений на здоровье человека

Если на границе земной атмосферы ультрафиолетовая часть солнечного спектра составляет 5%, видимая часть - 52% и инфракрасная часть - 43%, то у поверхности земли ультрафиолетовая часть составляет 1%, видимая - 40% и инфракрасная часть солнечного спектра - 59%.
Например, на высоте 1000 м интенсивность солнечной радиации состав

. .
ляет 1,17 кал/(см2 мин); на высоте 2000 м она увеличится до 1,26 кал/(см2 мин), на высоте 3000 м - до 1,38 кал/(см2 . мин). В зависимости от высоты стояния солнца над горизонтом изменяется отношение прямой солнечной радиации к рассеянной, что имеет существенное значение в оценке биологического действия солнечной радиации. Например, при высоте стояния солнца над горизонтом 400 это отношение составляет 47,6%, а при высоте стояния солнца 600 оно увеличивается до 85%.
5

Кроме общебиологического влияния на все системы и органы, ультрафиолетовая радиация оказывает специфическое действие, свойственное определенному диапазону волн. Известно, что коротковолновая ультрафиолетовая радиация с диапазоном волн от 275 до 180 мкм повреждает биологическую ткань. На поверхности земли биологические объекты не подвергаются губительному действию коротковолновой ультрафиолетовой радиации, так как в верхних слоях атмосферы происходят рассеяние и поглощение волн с длиной волны менее 290 мкм. На поверхности земли зарегистрированы наиболее короткие из всего спектра ультрафиолетовой радиации волны в диапазоне от 290 до 291 мкм.
Ультрафиолетовая радиация в диапазоне волн от 320 до 275 мкм оказывает специфическое антирахитическое действие, что проявляется в синтезе витамина D. Ультрафиолетовая радиация антирахитического спектра относится к коротковолновой радиации, поэтому легко поглощается и рассеивается в запыленном атмосферном воздухе.
6

Длинноволновая часть солнечного спектра представлена инфракрасными лучами. По биологической активности инфракрасные лучи делятся на коротковолновые с диапазоном волн от 760 до 1400 мкм и длинноволновые с диапазоном волн от 1500 до 25 000 мкм. Все неблагоприятные воздействия инфракрасного цвета возможны лишь при отсутствии надлежащих мер защиты и профилактических мероприятий. Одна из важных задач санитарного врача заключается в своевременном предупреждении заболеваний, связанных с неблагоприятным воздействием инфракрасной радиации.
Дневная освещенность на открытой площадке зависит от погоды, поверхности почвы, высоты стояния солнца над горизонтом. Запыленность воздуха заметно влияет на дневную освещенность. При низкой освещенности быстро наступает зрительное утомление, снижается работоспособность. Большое значение имеет чистота стекол. Загрязненные стекла, особенно при двойном остеклении, снижают естественную освещенность до 50-70%.
Значение видимой части спектра солнечной энергии в жизнедеятельности человека

Дневная освещенность на открытой площадке зависит от погоды, поверхности почвы, высоты стояния солнца над горизонтом. Средняя освещенность по месяцам в средней полосе России колеблется в широких пределах - от 65 000 лк в августе до 1000 лк и менее в январе.
Запыленность воздуха заметно влияет на дневную освещенность. В крупных промышленных городах естественная освещенность на 30-40% меньше, чем в районах с относительно чистым атмосферным воздухом. Минимальная освещенность наблюдается и ночью. В безлунную ночь освещенность создается светом звезд, рассеянным свечением атмосферы и собственным свечением ночного неба. Небольшой вклад в общую освещенность вносит свет, отраженный от светлых земных объектов.
Видимый свет оказывает общебиологическое действие. Это проявляется не только в специфическом влиянии на функции зрения, но и в определенном воздействии на функциональное состояние центральной нервной системы и через нее на все органы и системы организма. Организм реагирует не только на ту или иную освещенность, но и на весь спектр солнечного света. Оптимальные условия для зрительного аппарата создают волны зеленой и желтой зоны спектра.

Многочисленными физиологическими работами отечественных ученых Н.Г. Введенский, В.М. Бехтерев, Н.Ф. Галанин, СВ. Кравков) показано благоприятное влияние на нервно-мышечную возбудимость и психическое состояние красно-желтого света и угнетающее действие сине-фиолетовых лучей.
Хромотерапия - это бесконтактный метод лечения светом и цветом, эффективность которого научно доказана. Он основан на том, что свет, являясь электромагнитным излучением, проникает через ткани и несет необходимую энергию. Все цвета имеют свое излучение, несущее ту или иную информацию. Воздействие соответствующего цвета на определенный внутренний орган может быть целительно. Хромотерапия применяется для лечения не только физических, но и психических заболеваний и расстройств.
Все цвета имеют свое излучение, свою длину волны, способную нести информацию, по-разному воздействуя на разные органы человека. Цветом можно лечить физическое и корригировать психическое состояние человека.
Цвет - это окрашенный световой поток различной интенсивности, а свет
- это энергия. Ученые установили, что под действием определенных цветов в организме человека происходят физиологические изменения. Цвета могут стимулировать, возбуждать, подавлять, успокаивать, повышать и подавлять аппетит, создавать ощущение холода или теплоты. Это явление называется «хромодинамика». Древние цивилизации поклонялись солнцу - источнику света и цвета. Цветотерапия настраивает наши биологические часы, восстанавливает иммунную, половую, эндокринную и нервную системы. Цвет влияет на физическое состояние человека.
В обстановке с преобладанием красного цвета увеличивается мускульное напряжение, ускоряется ритм дыхания и повышается давление.
Оранжевый усиливает кровоток и улучшает пищеварение.
Желтый - стимулирует зрение, а светло-желтый успокаивает.
В зеленом окружении у человека оптимизируется кровяное давление, расширяются сосуды.
В голубой комнате замедляется дыхание и наступает болеутоляющий эффект. Кроме того, голубой цвет обладает антисептическими свойствами.
Об использовании синего цвета в лечебных целях можно услышать чаще всего, когда речь идет о бессоннице. Видимо, синий цвет тут способен помочь потому, что он умиротворяет.
Фиолетовый цвет улучшает работу сердечно-сосудистой системы, снижает температуру и аппетит, облегчает течение простудных заболеваний.
Особое гигиеническое значение света заключается в его влиянии на функции зрения. Основные функции зрения - острота зрения (способность глаза различать две точки как изолированные при максимально малом расстоянии между ними), контрастная чувствительность (способность различать степень яркости), быстрота различения (минимальное время установления величины и формы детали), устойчивость ясного видения (время ясного видения предмета).
Физиологический уровень зрения в известных пределах индивидуален, но всегда зависит от освещенности, цвета фона и детали, величины рабочих деталей и т. д.
При низкой освещенности быстро наступает зрительное утомление, снижается работоспособность. Например, при зрительной работе в течение 3 ч при освещенности 30-50 лк устойчивость ясного видения снижается на 37%, а при освещенности 100-200лк она снижается только на 10-15%. Гигиеническое нормирование освещенности рабочих мест устанавливается в соответствии с физиологическими особенностями зрительных функций. Создание достаточной естественной освещенности в помещениях имеет большое гигиеническое значение.

Естественное освещение помещений возможно не только от прямого солнечного облучения, но и от рассеянного и отраженного света от небосвода и земной поверхности.
Естественная освещенность помещений зависит от ориентации светопроемов по странам света. Ориентация окон на южные румбы способствует более длительной инсоляции помещений, чем ориентация на северные румбы. При восточной ориентации окон прямые солнечные лучи проникают в помещение в утренние часы, при западной ориентации инсоляция возможна во второй половине дня.
На интенсивность солнечного освещения помещений влияет также затемнение близлежащими зданиями или зелеными насаждениями. Если в окно невиден небосвод, то в помещение не проникают прямые солнечные лучи, освещение обеспечивается только рассеянными лучами, что ухудшает санитарную характеристику помещения.
На подоконнике при открытом окне интенсивность ультрафиолетового облучения составляет 50% общего количества ультрафиолетовых лучей на улице; в комнате на расстоянии 1 м от окна ультрафиолетовое облучение уменьшается еще на 25-20% и на расстоянии 2 м оно не превышает 2-3% ультрафиолетовых лучей на улице.
Плотная застройка квартала, близкое расположение домов приводит к еще большей потере солнечной радиации, в том числе и ее ультрафиолетовой части. Больше всего затеняются помещения, расположенные в нижних этажах, и в меньшей степени - помещения верхних этажей. На освещенность естественным светом влияют некоторые строительно-архитектурные факторы - конструкция светопроемов, затеняющие строительно-архитектурные детали, окраска стен здания и т. д. Большое значение имеет чистота стекол. Загрязненные стекла, особенно при двойном остеклении, снижают естественную освещенность до 50-70%.
Современное градостроительство учитывает эти факторы. Большие светопроемы, отсутствие затеняющих деталей, светлая окраска домов создают благоприятные условия для хорошей естественной освещенности жилых помещений.

Ультрафиолетовая радиация и ее гигиеническое значение

С физической точки зрения солнечная энергия представляет собой поток электромагнитных излучений с различной длиной волны. Спектральный состав солнца колеблется в широком диапазоне от длинных волн до волн исчезающе малой величины.
Наиболее биологически активна ультрафиолетовая часть солнечного спектра, которая у поверхности земли представлена потоком волн в диапазоне от 290 до 400 мкм.
Ультрафиолетовые лучи дают бактерицидный эффект. Под влиянием естественного ультрафиолетового облучения бактерицидного спектра происходит санация воздушной среды, воды, почвы. Бактерицидным свойством обладают лучи с длиной волны от 180-275 мкм. Слабое бактерицидное действие оказывает солнечная радиация в диапазоне волн от 200 до 310 мкм. Бактерицидное действие ультрафиолетовых лучей, доходящих до поверхности земли, снижается, так как диапазон этих волн ограничен 290-291 мкм.
Бактерицидное действие ультрафиолетовых лучей было обнаружено около 100 лет назад. Бактерицидное действие УФ излучения, в основном, обусловлено фотохимическими реакциями, в результате которых происходят необратимые повреждения ДНК. Помимо ДНК ультрафиолет действует и на другие структуры клеток, в частности, на РНК и клеточные мембраны. Ультрафиолет поражает именно живые клетки, не оказывая воздействие на химический состав воды и воздуха, что исключительно выгодно отличает его от всех химических способов дезинфекции и обеззараживания воды. Последнее свойство исключительно выгодно отличает его от всех химических способов дезинфекции. Ультрафиолет эффективно обезвреживает микроорганизмы, например такого вида, как известный индикатор загрязнения Е. Coli.
Ультрафиолет используется в настоящее время в различных областях: медицинских учреждениях (больницы, поликлиники, госпитали); пищевой промышленности (продукты, напитки); фармацевтической промышленности; ветеринарии; для обеззараживания питьевой, оборотной и сточной воды. Современные достижения свето- и электротехники обеспечили условия для создания крупных комплексов УФ-обеззараживания. Широкое внедрение УФтехнологии в муниципальные и промышленные системы водоснабжения позволяют обеспечить эффективное обеззараживание (дезинфекцию) как питьевой воды перед подачей в сети горводопровода, так и сточных вод перед их выпуском в водоемы. Это позволяет исключить применение токсичного хлора, существенно повысить надежность и безопасность систем водоснабжения и канализации в целом.
Ультрафиолет используется в настоящее время в различных областях: . медицинских учреждениях (больницы, поликлиники, госпитали); . пищевой промышленности (продукты, напитки); . фармацевтической промышленности; . ветеринарии; . для обеззараживания питьевой, оборотной и сточной воды.
Современные достижения свето- и электротехники обеспечили условия для создания крупных комплексов УФ-обеззараживания.
Для использования бактерицидного эффекта ультрафиолетовой радиации имеются специальные лампы, дающие лучи бактерицидного спектра, как правило, с меньшей длиной волны, чем в естественном солнечном спектре. Таким образом проводится санация воздушной среды в операционных, микробиологических боксах, помещениях для приготовления стерильных лекарств, сред и т. д. С помощью бактерицидных ламп возможно обеззараживание молока, дрожжей, безалкогольных напитков, что увеличивает сроки их хранения. Бактерицидное действие искусственного ультрафиолетового излучения используется для обеззараживания питьевой воды. При этом не изменяются органолептические свойства воды, в воду не вносятся посторонние химические вещества.
Ультрафиолетовое излучение наиболее активно в отношении бактерий и вирусов и малоэффективно в отношении грибов и споровых форм бактерий.
Сила проникновения ультрафиолетовых лучей невелика и распространяются они только по прямой, т.е. в любом рабочем помещении образуется множество затенённых зон, которые не подвержены бактерицидной обработке. По мере удаления от источника ультрафиолетого излучения биоцидность его действия резко снижается. Действие лучей ограничивается поверхностью облучаемого предмета, и его чистота имеет большое значение. Поскольку каждая пылинка или песчинка препятствует доступу УФ-лучей к микроорганизмам, то
УФ-излучение обеспечивает эффективное обеззараживание только чистого не запыленного воздуха и чистых поверхностей.
Бактерицидные лампы широко применяются для обеззараживания воздуха в помещениях, поверхностей (потолков, стен, пола) и оборудования в помещениях с повышенным риском распространения воздушно-капельных и кишечных инфекций.
Эффективно их использование в бактериологических, вирусологических лабораториях и в других функциональных помещениях. Перечень помещений, в которых должны устанавливаться бактерицидные облучатели, может быть при необходимости расширен отраслевыми санитарными правилами, касающимися устройства, оборудования и содержания этих помещений, или другой нормативной документацией, согласованной с органами Роспотребнадзора.
По конструкции облучатели подразделяются на три группы - открытые (потолочные или настенные), комбинированные (настенные) и закрытые. Облучатели открытого типа и комбинированные предназначены для обеззараживания помещения при отсутствии в нем людей или при кратковременном их пребывании в помещении. Подача и отключение питания бактерицидных установок с открытыми облучателями от электрической сети должны осуществляться при помощи отдельных выключателей, расположенных вне помещения у входной двери.
Облучатели закрытого типа (рециркуляторы) применяют для обеззараживания воздуха в присутствии людей с помощью обеззараживания воздушного потока в процессе его циркуляции через корпус. Выключатели для установок с закрытыми облучателями устанавливаются в любом удобном месте, там, где это необходимо. Над каждым выключателем должна быть надпись «Бактерицидные облучатели». На помещения с бактерицидными установками должен быть оформлен акт ввода их в эксплуатацию и заведен журнал регистрации и контроля.
Лампа бактерицидная:
Лампы бактерицидные (F30T8) представляют собой газоразрядные лапы низкого давления на парах ртути. Лампа бактерицидная применяется в установках для обезвреживания бактерий, вирусов и других простейших организмов.
Лампа бактерицидная имеет следующие варианты применения: для уничтожение или дезактивация бактерий, микробов и других микроорганизмов для дезинфекция воздуха, воды и поверхностей в больницах, НИИ бактериологии, фармацевтических предприятиях и предприятиях пищевой промышленности, например на молочных, пивоваренных заводах и в пекарнях для дезинфекция питьевой воды, сточных вод, плавательных бассейнов, систем кондиционирования, холодных складских помещений, упаковочных материалов и т.д. используются в целом ряде фотохимических процессов. Лампа бактерицидная получила широкое распространение в медицине.
Кварцевая лампа Солнышко предназначена для внутриполосных облучений при лечении воспалительных заболеваний (ангина, ринит любого происхождения, отит, аллергический насморк, фурункул слухового прохода и т.д.), кожных и ряда других заболеваний в лечебных, лечебно-профилактических, санаторно-курортных учреждениях, а также на дому.
Вентиляционные УФ секции обеззараживания воздуха
УФ-секции предназначены для обеззараживания воздуха в системах вентиляции помещений лечебно-профилактических учреждений, в производственных, жилых, торговых зданиях, на предприятиях пищевой промышленности, а также в овощных и фруктовых хранилищах.
Медицинские УФ бактерицидные камеры предназначены для хранения стерильных медицинских изделий, взамен старому методу с использованием простыней и применимы для любого профиля медицинской деятельности, а именно в: операционных блоках; перевязочных кабинетах; роддомах; гинекологических консультациях; стоматологических клиниках; кабинетах общего приема. Принцип работы основан на бактерицидном действии облучающего ультрафиолетового света. Работа с камерами безопасна для здоровья пользователя в связи с тем, что УФ лампа не озонирует, а оригинальная конструкция крышки камеры обеспечивает полную защиту от ультрафиолетового облучения персонала без её отключения и исключает перемешивание стерильного воздуха внутри камеры с нестерильным, находящимся снаружи. Невостребованные медицинские изделия сохраняют стерильность 7 суток.
Личная индикация УФ излучения
Человек с этим излучением сталкивается довольно часто. Во-первых, в силу своих профессиональных обязанностей -на производстве микросхем, в соляриях, в банках или обменных пунктах, где подлинность денежных купюр проверяют ультрафиолетом, в медицинских учреждениях, где УФ- излучением дезинфицируют приборы или помещение. Другая группа риска - жители средних широт, когда над их головами внезапно открывается озоновая дыра. Третья
-отдыхающие на южном взморье, особенно когда это взморье расположено в районе экватора. Всем им было бы полезно знать, когда полученная организмом доза превышает критический уровень, чтобы вовремя укрыться от опасного ультрафиолета. Лучшее средство для такой оценки -личный индикатор. И они есть, например пленки, которые меняют свой цвет, получив критическую дозу. Но такие пленки одноразовые. А материаловеды из НПО "Композит", что в подмосковном городе Королеве, решили сделать многоразовое устройство на основе кристалла иодида калия. Чем больше синего и ультрафиолетового излучение прошло через такой кристалл, тем глубже синий цвет. Если же поток ультрафиолета прервать, то кристалл через несколько часов вновь станет бесцветным. Так получается индикатор, которым можно пользоваться долго, он выдерживает более ста циклов изменения цвета. Индикатор дает лишь качественную, но не количественную оценку ситуации: если посинел, значит, доза ультрафиолета перевалила за допустимую. 19

Изготавливать индикатор ученые предлагают в виде кулона или значка. На нем закрепляют кристалл, рядом располагают цветовую шкалу значений полученной дозы. Поскольку иодид калия разрушается под действием влаги, его защищают веществом, пропускающим ультрафиолет, например, кварцевым стеклом. Пользоваться таким устройством просто: нужно вынести на солнышко. Если кристалл за несколько минут посинел, значит, Солнце неспокойно, озона в небе мало и опасный ультрафиолет легко достигает поверхности Земли. В такой день солнечные ванны следует отменить. На всякий случай. К сожалению, эта разработка входит в число замечательных идей наших ученых, которые не могут перешагнуть порог лаборатории.
Солнечное голодание и его профилактика

С физической точки зрения солнечная энергия представляет собой поток электромагнитных излучений с различной длиной волны.
Солнечная радиация является мощным лечебным и профилактическим фактором, она влияет на все физиологические процессы в организме, изменяя обмен веществ, общий тонус и работоспособность.
Ультрафиолетовая радиация в диапазоне волн от 320 до 275 мкм оказывает специфическое антирахитическое действие, что проявляется в фотохимических реакциях ультрафиолетовой радиации этого диапазона в синтезе витамина D. При недостаточном облучении ультрафиолетовыми лучами антирахитического спектра страдают фосфорно-кальциевый обмен, нервная система, паренхиматозные органы и системы кроветворения, снижаются окислительно-восстановительные процессы, нарушается стойкость капилляров, снижается работоспособность и сопротивляемость простудным заболеваниям. У детей возникает рахит с определенными клиническими симптомами. У взрослых нарушение фосфорно-кальциевого обмена на почве гиповитаминоза D проявляется в плохом срастании костей при переломах, ослаблении связочного аппарата суставов, в
быстром разрушении эмали зубов. Как указывалось выше, ультрафиолетовая радиация антирахитического спектра относится к коротковолновой радиации, поэтому легко поглощается и рассеивается в запыленном атмосферном воздухе.
В связи с этим жители промышленных городов, где атмосферный воздух загрязнен различными выбросами, испытывают «ультрафиолетовое голодание».
Недостаточность естественного ультрафиолетового излучения испытывают также жители дальнего Севера, рабочие угольной и горнорудной промышленности, лица, работающие в темных помещениях, и т.д. Для восполнения естественного солнечного облучения эти контингенты людей дополнительно облучают искусственными источниками ультрафиолетовой радиации либо в специальных фотариях, либо путем комбинации осветительных ламп с лампами, дающими излучение в спектре, близком к естественному ультрафиолетовому облучению. Наиболее перспективно и практически реально обогащение светового потока осветительных установок эритемной составляющей. Многочисленные исследования по профилактическому облучению населения Крайнего Севера, подземных рабочих угольной и горнорудной промышленности, рабочих темных цехов и других контингентов говорят о благотворительном влиянии искусственного ультрафиолетового облучения на ряд физиологических функций организма и работоспособность. Профилактическое облучение ультрафиолетовыми лучами улучшает самочувствие, повышает сопротивляемость простудным и инфекционным заболеваниям, увеличивает работоспособность. Недостаточность ультрафиолетовой радиации неблагоприятно действует не только на здоровье человека, но и на процессы фотосинтеза растений. У злаковых это приводит к ухудшению химического состава зерен с уменьшением содержания белка и увеличением количества углеводов.
Кроме лучей ультрафиолетового и инфракрасного спектра, солнце дает мощный поток видимого света. Видимая часть солнечного спектра занимает диапазон от 400 до 760 мкм.
Запыленность воздуха заметно влияет на дневную освещенность. В крупных промышленных городах естественная освещенность на 30-40% меньше, чем в районах с относительно чистым атмосферным воздухом. При низкой освещенности быстро наступает зрительное утомление, снижается работоспособность. Например, при зрительной работе в течение 3 ч при освещенности 30-50 лк устойчивость ясного видения снижается на 37%, а при освещенности 100-200лк она снижается только на 10-15%. Гигиеническое нормирование освещенности рабочих мест устанавливается в соответствии с физиологическими особенностями зрительных функций. Создание достаточной естественной освещенности в помещениях имеет большое гигиеническое значение.
Если в окно невиден небосвод, то в помещение не проникают прямые солнечные лучи, освещение обеспечивается только рассеянными лучами, что ухудшает санитарную характеристику помещения.
При южной ориентации помещений солнечная радиация внутри помещения составляет 25% наружной, при других ориентациях она уменьшается до 16%.
Плотная застройка квартала, близкое расположение домов приводит к еще большей потере солнечной радиации, в том числе и ее ультрафиолетовой части. Больше всего затеняются помещения, расположенные в нижних этажах, и в меньшей степени - помещения верхних этажей. Большое значение имеет чистота стекол. Загрязненные стекла, особенно при двойном остеклении, снижают естественную освещенность до 50-70%. Современное градостроительство учитывает эти факторы. Большие светопроемы, отсутствие затеняющих деталей, светлая окраска домов создают благоприятные условия для хорошей естественной освещенности жилых помещений.
Влияние инфракрасного излучения на организм человека

УФ – та часть солнечного излучения, которая придает коже приятный коричневый оттенок и способствует выработке в организме витамина Д, необходимого для костей. Этот витамин также участвует в регуляции деления клеток и даже в некоторой мере предотвращает развитие рака толстой кишки и желудка. Под действием солнечных лучей вырабатываются так называемые «гормоны удовольствия», эндорфины.

Организм человека умеет защищаться от вредоносных соединений, вырабатываемых под воздействием солнечных лучей. Повреждения ДНК быстро восстанавливаются благодаря особой системе, контролирующей ее целостность. А если все-таки произошло изменение в клетке, она распознается иммунной системой как чужеродная и уничтожается. К сожалению, иногда организм не справляется с этими повреждениями, тем более что УФ подавляет активность иммунной системы. Именно поэтому, приехав из теплых стран, человек нередко простывает.

В то же время, подавление иммунной системы – главный механизм лечения с помощью ультрафиолета таких заболеваний, как , атопический дерматит и некоторых других заболеваний кожи.

УФ разделяется на три спектра в зависимости от длины волны. Каждый спектр имеет свои особенности воздействия на организм человека.

Спектр С имеет длину волны от 100 до 280 нм. Это самый активный диапазон, лучи легко проникают через кожные покровы и вызывают разрушительное действие на клетки организма. К счастью, такие лучи практически не доходят до поверхности Земли, а поглощаются озоновым слоем атмосферы.
Спектр Б (УФБ) имеет длину волны 280-320 нм и составляет около 20% от всего УФ-излучения, попадающего на поверхность Земли. Эти лучи дают покраснение на коже во время пребывания на солнце. Они быстро вызывают образование активных соединений в коже человека, воздействуя на ДНК и вызывая нарушение ее структуры.
Спектр А, длина волны которого 320-400 нм, составляет почти 80% УФ-излучения, попадающего на кожу человека. Благодаря большей длине волны, эти лучи обладают в 1000 раз меньшей энергией, чем УФБ, поэтому почти не вызывают солнечных ожогов. Они значительно меньше способствуют выработке биологически активных веществ, способных оказать влияние на ДНК. Однако эти лучи проникают глубже, чем УФБ, а вырабатываемые ими вредные вещества остаются в коже значительно дольше.

Загар – это в первую очередь повреждение кожи.

Повреждающее действие солнца постепенно накапливается в организме, и может дать о себе знать многие годы спустя в виде рака кожи.

Родители, пожалуйста, обратите внимание: если ребенок получил солнечный ожог, после которого образовались пузыри, особенно если это случилось не один раз, опасность развития меланомы в будущем увеличивается в несколько раз!

Люди по-разному защищены от вредного воздействия солнечных лучей. Люди со смуглой кожей имеют более сильную защиту, а люди с рыжими волосами или блондины с голубыми глазами больше других подвержены повреждающему воздействию солнечных лучей.

УФ иногда может способствовать развитию зудящих высыпаний. При солнечной крапивнице зудящие высыпания, напоминающие ожог крапивой, развиваются в период от 30 минут до двух часов после облучения. Полиморфная световая сыпь – через 1-2 дня. Это заболевание тоже проявляется зудящими высыпаниями на месте облучения, но проходят они медленнее, чем солнечная крапивница, и выглядят по-другому. Есть и другие заболевания, для которых УФ является стимулом к развитию. Например, красная волчанка, розацеа, пеллагра (недостаток витамина В3), и другие.

Многие лекарства, принятые внутрь, могут привести к высыпаниям на коже под воздействием солнечных лучей. Есть некоторые травы, которые после контакта с кожей на солнце вызывают сильное покраснение и образование пузырей. Прежде всего, это растения из семейства зонтичных, среди которых самое сильное – борщевик. Кроме того, такой дерматит могут вызвать сельдерей, петрушка, лайм, пастернак и другие.

Как защититься от вредного воздействия солнца, и в то же время получить пользу и удовольствие от него?

Ответ прост: необходимо использовать солнцезащитный крем. Совсем не обязательно брать крем с максимальной защитой (SPF 50+). Препарат, имеющийSPF 15, уже на 80% защищает от солнечных лучей. А это значит, что часть УФБ достигнет кожи и окажет свое положительное влияние. Для того, чтобы защитные кремы от солнца были эффективны, рекомендуется их наносить за 20 минут до солнечной ванны, и возобновлять их нанесение согласно рекомендациям, обычно каждые 2 часа. Но будьте осторожны, использование этих препаратов вовсе не означает, что можно находиться под солнцем бесконечно долго. Именно эта ошибка в свое время привела к резкому увеличению заболеваемости меланомой – из-за отсутствия явных солнечных ожогов благодаря защитному крему, некоторые загорали слишком долго.

Ученые обнаружили, что для того, чтобы организм выработал нужное ему количество витамина Д, достаточно 10-15 минут в день «показывать солнцу» лицо и кисти рук.

Специалисты Клиники дерматовенерологии иаллергологии – иммунологии ЕМС с радостью дадут подробные рекомендации по защите от солнца Вам и всей вашей семье.