DE489471C - Verfahren zur Messung und Dosierung von Strahlungsintensitaeten, insbesondere im Gebiete der ultravioletten Strahlen - Google Patents

Description

• Verfahren zur Messung und Dosierung von Strahlungsintensitäten, insbesondere im Gebiete der ultravioletten Strahlen Die fortlaufende Kontrolle der für den physiologisch wirksamen Ultraviolettbereich. zwischen etwa 250 #t #t und 38o #t #t gebräuchlichen Lichtquellen, vor allem der Quarzquecksüberlampen, ist wegen der zeitlichen Inkonstanz dieser Lampentypen von erheblicher Wichtigkeit; auch, ist die Bestimmung des Ultraviolettgehalts des Tageslichts in verschiedenen Gegenden sowie die Abnahme dieses Ultraviolettgehalts nach dem Durchgang durch Fenster usw. häufig erwünscht. Es ist bekannt, daß gewisse als phototrop bezeichnete Substanzen, z. B. synthetische Edelsteine, bei der Bestrahlung mit sichtbarem oder ultraviolettem Licht charakteristische Farbänderungen aufweisen, die nach Unterbrechung der Bestrahlung mehr oder minder rasch zurückgehen. . Bei diesen Stoffen nimmt die auftretende Verfärbung mit der Dauer der Bestrahlung zu, und der auftretende Färbungsgrad erlaubt ohne genaue Feststellung der Bestrahlungszeit nur einen Rückschluß auf die Menge, nicht aber auf die Intensität der verfärbenden Strahlung.
• Es hat sich nun gezeigt, daß man die Messung und Dosierung von Strahlungsintensitäten, insbesondere im Gebiet der ultravioletten Strahlen, in einfacher Weise vornehmen kann, wenn man die Farbänderung phototroper Substanzen verwendet, deren Empfindlichkeitsgebiet mit dem zu untersuchenden Spektralgebiet praktisch identisch ist, wobei man entsprechend dosierte Mengen von Stoffen zusetzt, welche die photochemische Farbänderung rückgängig machen und so die Ausbildung reproduzierbarer Färbungsgrade ermöglichen. Diese Färbungsgrade erreichen nach kurzer Belichtungszeit der einwirkenden Strahlungsintensität entsprechende Endwerte, welche zweckmäßig mit Hilfe lichtbeständiger Färbungsskalen kolorimetrisch zahlenmäßig bestimmt werden.
• Als phototrope Substanzen für Ultraviolett kommen, wie sich auf Grund exakter spektrographischer Bestimmungen gezeigt hat, vor allem die Lösungen phototroper basischer Farbstoffe, z. B. der Leukocyanide, Carbinole oder Schwefligsäureverbindungen von Farbstoffen der Triphenylmethanreihe, in Betracht. Diese Lösungen bleiben im sichtbaren und im kurzwelligen ultravioletten Gebiet farblos, nehmen aber bei der Bestrahlung mit Ultraviolett des Gebietes von 2zo bis 350 #t #t kräftige Färbungen an. Dieser photochemischen Farbänderung wirken die gemäß der Erfindung zuzusetzenden Stoffe, z. B. Cyankalium, Kalilauge, schweflige Säure, entgegen und führen die Ausbildung eines stationären Zustandes zwischen Farbbildung infolge der Strahlung einerseits und Farbrückgang infolge ihrer spezifisch chemischen Wirkung andererseits herbei, so daß mit der Intensität der wirkenden' Strahlung eindeutig verknüpfte Färbungsgrade entstehen.
• Die zahlenmäßige Bestimmung der erzielten Färbungsgrade und damit der zu untersuchenden Strahlungsintensität erfolgt zweckmäßig kolorimetrisch, indem die bestrahlten Proben nach Erreichung des stationären Zustandes in eine entsprechend abgestufte Färbungsskala eingereiht werden. Der Vergleich der Färbungen läßt sich am besten führen, wenn es gelingt, den phototrop sich bildenden Farbstoff in einer nicht phototropen Form zu gewinnen und als Vergleichssubstanz zu verwenden. Eine Eichung der Skala in gebräuchlichen Maßeinheiten, z. B. in Energieeinheiten der Strahlung pro cm 2, oder unter Umständen in Maßeinheiten, die mit der physiologischen Wirkung der Strahlung, z. B. derErythemerzeugung auf der Haut; zusammenhängen, kann dann mittels einmalig durchgefü$rter Vergleichsversuche erfolgen. Mit Hilfe der erwähnten Lösungen und Zusatzstoffe gelingt es z. B. leicht, die Messung und Dosierung der Strahlungsintensitäten des medizinisch wichtigen Ultraviolettgebietes (Höhensonne) durchzuführen. Beispiel i Zu ioo Teilen einer kaltgesättigten äthylalkoholischen Lösung von Kristallviolettleukocyanid werden vier Teile einer kaltgesättigten Lösung von Cyankalium in Äthylalkohol hinzugefügt. Die farblose Lösung wird in ein Quarzröhrchen gefüllt und in verschiedener Entfernung mindestens eine Minute dem Lichte einer Quarzquecksilberlampe ausgesetzt. Je nach der Entfernung von der Lichtquelle entsteht eine mehr oder weniger tiefe Färbung, deren Grad mit Hilfe einer Farbskala festgestellt werden kann. Letztere kann man z. B. wie folgt herstellen o,oz g krist. Kristallviolett (B. A. S. F.) werden in ioo ccm absolutem Alkohol gelöst.
• io ccm dieser Lösung werden mit io,6 ccm absolutem Alkohol verdünnt und gut durchgeschüttelt. Von dieser Lösung werden wiederum io ccm mit io,6 ccm absolutem Alkohol verdünnt und so fort, bis man io Verdünnungen erhält, welche die io Grade der Farbskala darstellen.
• So gibt eine Lichtquelle von der Art der Quarzquecksilberlampen folgende Werte

  Entfernung Grade der Skala

  von der Lichtquelle

  i. 20 cm 7 bis 8 °

  2. q0 - 7 °

  3. 6o - 6 °

  q.. ioo - 5 °

  Beispiel 2 Zu ioo Teilen einer kaltgesättigten äthylalkoholischen Lösung von Fuchsinleukocyanid werden 6 Teile einer kaltgesättigten Lösung. von Cyankalium in Äthylalkohol hinzugefügt. Die zunächst schwach rot gefärbte Lösung entfärbt sich beim schwachen Anwärmen. Wird die farblose Lösung in einem Quarzgefäß dem Sonnenlicht ausgesetzt, so entsteht nach kurzer Zeit (i bis z Minuten) eine Rotfärbung, deren Tiefe sich, auch bei längerer Dauer der Belichtung nicht mehr ändert (Vergleich mit einer Standardlösung). Im diffusen Tageslicht tritt eine bei weitem schwächere Rotfärbung auf, und im Lichte einer elektrischen Glühlampe entsteht überhaupt keine Färbung. Im Dunkeln wird die gefärbte Lösung nach etwa 2o Minuten wieder farblos. Auf diese Weise ist es möglich, den Ultraviolettgehalt beliebiger Lichtquellen quantitativ zu erfassen. Auch durch Zusatz einer genau dosierten Menge von Kalilauge zur Lösung der Carbinolbase von Fuchsin oder eines anderen Triphenylmethanfarbstoffes kann eine brauchbare, zur Messung der Intensität ultravioletter Lichtquellen dienende Lösung erhalten werden. Beispiel 3 In eine wäßrige Lösung von i g Malachitgrün in Zoo ccm Wasser wird Schwefeldioxyd eingeleitet, bis völlige Entfärbung eingetreten ist. Die farblose Lösung wird auf siedender Wasserbase erwärmt und dadurch vom überschüssigen Schwefeldioxyd befreit. Sobald sich ein sattgrüner Farbton bemerkbar macht, wird die Lösung abgekühlt, wobei sie sich wieder völlig entfärbt. Eine auf diese Weise dargestellte Lösung enthält gerade den zur Einstellung eines stationären Zustandes bei der Bestrahlung nötigen Überschuß an schwefliger Säure.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH: Verfahren zur Messung und Dosierung von Strahlungsintensitäten, insbesondere im Gebiete der ultravioletten Strahlen, z. B. von Quarzquecksilberlampen im therapeutisch wichtigen Spektralgebiet, mit Hilfe der Farbänderung phototroper Substanzen, dadurch gekennzeichnet, daß man solche Substanzen verwendet, deren Empfindlichkeitsgebiet mit dem zu untersuchenden Spektralgebiet praktisch identisch ist und ihnen Stoffe zusetzt, die die photochemische Farbänderung rückgängig zu machen suchen, so daß ein der Intensität der Strahlungsquelle entsprechender, konstanter Färbungsgrad erzielt wird.