放射線物理学

可視光線と紫外線の影響

太陽の光がなければ、地球上に生命は存在できません。植物は、光合成の過程で太陽光線のエネルギーを利用して、動物の基本的な食物とエネルギーの有機源として機能する炭水化物とタンパク質を生成します。光は、多くの生物学的システムに強力な調整の影響を与えます。危険な太陽の強い紫外線のほとんどは、上層大気によって効果的に吸収されます。高度が高く、赤道の近くでは、紫外線強度は海面や北緯よりも大きくなります。

2200オングストローム以下の非常に短い波長の紫外光は、細胞にとって非常に有毒です。中間の範囲では、細胞に対する最大の殺害効果は約2600オングストロームです。遺伝物質を構成する細胞の核酸は、この領域の光線を強く吸収します。水銀蒸気、キセノン、または水素アークランプで容易に利用できるこの波長は、空気の殺菌浄化に非常に効果的です。

体組織への可視光と紫外光の浸透は小さいため、皮膚と視覚装置への光の影響のみが重要です。入射光が外部の素因を追加せずに皮膚に作用するとき、科学者は内因性の作用について話します。対照的に、多くの化学的または生物学的薬剤は、光の作用のために皮膚を調整する可能性があります。これらの後者の現象は、光線力学的作用に分類されます。可視光線は、致死量の紫外線に続いて投与されると、曝露された細胞の回復を引き起こすことができます。この現象は光回復と呼ばれ、遺伝子の損傷した核酸を正常な形に戻すことができるさまざまな酵素システムの発見につながっています。日光の直接作用に曝された一部の植物では、光回復メカニズムが継続的に機能している可能性があります。

地球の表面は、遠紫外線を吸収する大気の最上層と、近紫外線のほとんどを吸収する成層圏のオゾン分子によって、太陽の致命的な紫外線から保護されています。それでも、個人の皮膚細胞で働く酵素機構が、遺伝子の核酸への紫外線による損傷を継続的に修復していると考えられています。多くの科学者は、エアゾールスプレー製品やさまざまな技術的アプリケーションで使用されているクロロフルオロカーボンが成層圏のオゾン層を破壊しているため、人が地上でより強い紫外線に曝されていると考えています。

全体的な光強度だけでなく、特別な組成も生物に異なる影響を与えることを示すいくつかの証拠があります。たとえば、カボチャでは、赤色光は蒸留花の生産に有利であり、青色光は有毛花の発達につながります。グッピーの男性と女性の比率は、赤色光によって増加します。赤色光はまた、マウスの特別な系統におけるいくつかの腫瘍の増殖率を加速するように見えます。入射光の強度は、光感知器官の発達に影響を与えます。たとえば、完全な暗闇の中で飼育されている霊長類の目は、発達が大幅に遅れます。