Gluehlampen - Wirkungsgrad und UV-Belastung

18/02/2010 - 14:12 von Ralf . K u s m i e r z | Report spam
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Hallo,

ich hörte kürzlich die Behauptung, der vermehrte Einsatz von
Halogenglühlampen würde die Hautkrebsinzidenz erhöhen. Die Begründung
dafür sollte deren erhöhte UV-C-Emission sein.

Das erschien mir ziemlich absurd, deswegen habe ich mal ein bißchen
gerechnet:

Annahmen:
- Die Glühfàden von Metallfadenglühlampen emittieren wie Schwarze
Strahler, d. h. das Emissionsspektrum kann durch das Plancksche
Strahlungsgesetz beschrieben werden.
- Die Emissionstemperaturen werden zu 2700 K für normale Glühlampen
und zu 3000 K für Halogenlampen angenommen.
- Als sichtbares Licht wird der Wellenlàngenbereich von 380-780 nm
angesehen, als UV-C der Wellenlàngenbereich von 200-280 nm (der
kurzwelligere Vakuum-UV-Bereich von 100-200 nm wird nicht betrachtet,
weil dort erstens kaum emittiert wird und zweitens diese extrem kurzen
Wellenlàngen nicht wirksam werden können, weil sie bereits im
Lampenglas und der umgebenden Luft stark absorbiert werden).

Man erhàlt im Wellenlàngenbereich maximale spektrale Emissionsdichten
für 2700 K bei 1073 nm und für 3000 K bei 966 nm (in der
Frequenzbereichsdarstellung liegen die Maxima um den Faktor 1,76 in
den langwelligeren Bereich verschoben). Das fand ich zunàchst einmal
schon ziemlich verblüffend: Für Glühlampen werden Wirkungsgrade von 3
% (Normalglühlampen) und 4-5 % bei Halogenlampen angegeben - bei 2700
K liegen aber schon 8,7 % der Strahllungsleistung im Sichtbaren, bei
3000 K sogar 13,1 % (ca. 51 % mehr). Die Diskrepanz ist wohl dadurch
zu erklàren, daß die Lichtstrahlung noch mit der spektralen
Empfindlichkeitskurve des Ausges bewertet werden muß, wobei die
Referenzwellenlànge im Bereich der höchsten Empfindlichkeit bei 555 nm
liegt - im Grünen liegen die spektralen Emissionsdichten der
Glühlampen aber schon wieder deutlich niedriger, zudem wird wohl auch
nicht die maxiaml mögliche Abstrahlung erreicht, sondern ein Teil des
Lichts bereits in der Lampe wieder absorbiert.

Interessiert hatte mich aber die UV-C-Emission: Nach der
Strahlungsformel kann der UV-C-Anteil bei 2700 K höchstens 8,9e-6 der
Gesamtleistung (ca. 0,10 Promille der Lichtleistung) und bei 3000 K
höchstens 4,3e-5 der Gesamtleistung (ca. 0,33 Promille der
Lichtleistung) betragen. Halogenlampen emittieren, bezogen auf die
elektrische Leistung, also möglicherweise die 4,8-fache UV-C-Menge
gegenüber Normalglühlampen und bezogen auf die Lichtleistung die
3,2-fache Intensitàt.

Der Punkt ist aber: Bezogen auf die winzigen Gesamtintensitàten kann
ich mir schlicht nicht vorstellen, daß die Exposition mit
Glühlampenlicht ein Krebsinduktion bewirken könnte. Also ist das wohl
ein Màrchen (kennt jemand die Quelle?), oder gibt es andere
Emissionsmechanismen (z. B. eine Art Röntgenstrahlung durch freie
Elektronen im Kolben, die einige 10 oder 100 eV Quantenenergie
erzeugen könnten)?


Gruß aus Bremen
Ralf
R60: Substantive werden groß geschrieben. Grammatische Schreibweisen:
adressiert Appell asynchron Atmosphàre Autor bißchen Ellipse Emission
gesamt hàltst Immission interessiert korreliert korrigiert Laie
nàmlich offiziell parallel reell Satellit Standard Stegreif voraus
 

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#1 Rolf Bombach
18/02/2010 - 15:43 | Warnen spam
On 18.02.2010 14:12, Ralf . K u s m i e r z wrote:

ich hörte kürzlich die Behauptung, der vermehrte Einsatz von
Halogenglühlampen würde die Hautkrebsinzidenz erhöhen. Die Begründung
dafür sollte deren erhöhte UV-C-Emission sein.

Der Punkt ist aber: Bezogen auf die winzigen Gesamtintensitàten kann
ich mir schlicht nicht vorstellen, daß die Exposition mit
Glühlampenlicht ein Krebsinduktion bewirken könnte. Also ist das wohl
ein Màrchen (kennt jemand die Quelle?), oder gibt es andere
Emissionsmechanismen (z. B. eine Art Röntgenstrahlung durch freie
Elektronen im Kolben, die einige 10 oder 100 eV Quantenenergie
erzeugen könnten)?



Es ist schlicht Unsinn. Es war richtig, dass früher insbesondere
die Niedervolt-Halogenlampen deutlich UV bis in UVB abgegeben haben.
Ich konnte damit gut OH-Absorptionsmessungen bei 310nm durchführen,
allerdings auf der Basis von Photon Counting.
Dass es sich dabei um irgendwie medizinisch signifikanten Mengen
handelt, hatte ich schon damals bezweifelt. Da müsste man dann
auch Gasherde wegen UV-Emissionen verbieten ;-].

Wie dem auch sei, alles Schnee von gestern. Seit Jahren sind
die Quarzglàser mit Cer oder dergleichen dotiert, welche das
UV absorbieren. Steht dann ja auch fett "UV-Stop" oder so was
drauf. Seither funktionieren meine Messungen auch nicht mehr,
gewisse Spektrometerhersteller sind da jetzt ganz schön am
Rotieren ;-).

Geheimnisvolle Vorgànge, die zu Röntgenstrahlen führen könnten,
kann ich mir nicht vorstellen. Die Lampe ist mit vergleichsweise
hohem Druck an Inertgas, Argon oder Krypton, bei 230V plus
Stickstoff, gefüllt. Die von dir genannten Energien kàmen eh
nicht durch Quarz hindurch.

mfg Rolf Bombach

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