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活用事例

紫外線強度と距離の関係

光の明るさは、その光源から離れるにつれて弱くなることを、私たちは日常生活を通じて知っています。例えば、デスクライトの机を照らす明るさは、デスクライトを机に近づけると明るくなり、遠ざけると暗くなることを、誰もが経験を通じて知っています。

紫外線の強さも光と同様に、光源(ブラックライト)を離すと紫外線強度は低下し、光源を近づけると強くなります。
それでは、紫外線の強さと距離は、具体的にどのような関係になっているのでしょうか? 距離が倍になると、紫外線の強度は半分になるのでしょうか?
このページでは、紫外線強度と距離の関係について説明します。

紫外線強度と距離の関係

光源からの距離が倍になると紫外線強度は半分の強さになり、距離が半分になると紫外線強度は2倍強くなる。単純にこのように考える方もいるかもしれませんが、紫外線強度と距離は「逆2乗の法則」の関係にあります。
逆2乗の法則とは、物理量の大きさがその発生源からの距離の2乗に反比例するという法則です。

以下は、1m距離の紫外線強度が5,000μW/cm²というブラックライトを用いて、紫外線強度と光源からの距離をイラストで示したものです。

蛍光磁粉探傷試験や蛍光浸透探傷試験では、試験面の紫外線強度が1,000μW/cm²以上必要なことが規格(JIS Z 2323:2017)で規定されています。
ブラックライトを試験面から離すことで、より広い面積を照射する事ができるため作業性は向上しますが、紫外線強度は低下します。紫外線強度と距離は「逆2乗の法則」の関係にあるため、僅かな距離の違いでも紫外線強度は相対的に大きく変化します。作業性を優先するあまり、距離を離すことで紫外線強度が1,000μW/cm²未満にならないように注意が必要です。

紫外線強度の測定に38cm(40cm)距離が使用される理由

非破壊検査用ブラックライトの仕様の紫外線強度の欄には、「38cm距離(40cm距離)での紫外線強度」との注記がされていることを見かけますが、この38cmや40cmに意味はあるのでしょうか?
38cmは、アメリカで使用されている15インチからきています。15インチをセンチメートルに変換すると38cmになることから、この38cm距離が使用されるようになりました。(※国内メーカーのブラックライトでは、38cmではなく40cmを使用しているところもあります。これは38cmが中途半端な数字のため、代わりに繰り上げた40cmを使用しています。)

この38cm(40cm)という距離は、他のブラックライトと紫外線強度を比較するための基準距離として用いられています。
もしこの基準がなければ、複数のブラックライトの紫外線強度を比較する事が難しくなります。例えば、A社で販売しているブラックライトは50cm距離から5,000μW/cm²、B社のブラックライトは80cmの距離から7,000μW/cm²では、紫外線強度測定の距離が異なるため単純に比較する事ができません。「逆2乗の法則」を元に、自分である特定の距離における紫外線強度を計算して、比較しなければいけません。
このようなことを防ぐために、38cm(40cm)という距離を基準に紫外線強度を測定・表示しています。