Лазерное излучение

 Работа с  Л. и. требует строгого соблюдения  соответствующих правил техники безопасности. Прежде всего необходима защита глаз. Эффективны, например, теневые защитные устройства. Следует оберегать от поражения Л. и. кожные покровы, особенно пигментированные участки. Для защиты от поражения отражённым Л. и. с возможного пути луча удаляют блестящие (зеркальные) поверхности. Предположения о возможности возникновения ионизирующего излучения при работе высокоинтенсивных лазеров не подтвердились.

В. А. Думчев, Н. Н. Шуйский. 

Предупреждение  поражений лазерным излучением включает систему мер инженерно-технического, планировочного, организационного, санитарно-гигиенического характера.?

В основу классификации  лазеров положена степень опасности  лазерного излучения для обслуживающего персонала:

класс I - выходное излучение не опасно для глаз;

класс II - опасно для глаз прямое или зеркально отраженное излучение;

класс III - опасно для глаз прямое, зеркально, а также диффузионно отраженное излучение на расстоянии 10 см от отражающей поверхности и для кожи прямое или зеркально отраженное излучение;

класс IV - опасно для кожи диффузионно отраженное излучение на расстоянии 10 см от отражающей поверхности.

Биологические эффекты от действия луча лазера на живые ткани заключаются в  термическом, энергетическом, фотохимическом и механическом воздействии, а также электрострикции и образовании в пределах клетки микроволнового ЭМП. Эти воздействия нарушают жизнедеятельность как отдельных органов, так и организма в целом. Выделяют два механизма: первичный и вторичный. Первичный механизм проявляется в виде органических изменений в облучаемых тканях. Вторичный механизм проявляется как реакция организма на облучение.

В качестве приоритетных критериев при оценке степени опасности генерируемого лазерного излучения приняты: энергия или мощность излучения, плотность энергии излучения, длительность воздействия излучения и длина волны.

Предельно допустимые уровни, требования к устройству, размещению и безопасной эксплуатации лазеров  позволяют разрабатывать мероприятия  по обеспечению безопасных условий  труда при работе с ними. Санитарные нормы и правила определяют величины ПДУ для каждого режима работы, участка оптического диапазона по специальным формулам и таблицам.

Таблица 4. А ПДУ лазерного излучения [6]

Нормируется энергетическая экспозиция облучаемых тканей.

Например, значения ПДУ энергетической экспозиции при  облучении ультрафиолетовой областью спектра приводятся в та б л. 4.

Предупреждение  поражений лазерным излучением включает систему мер инженерно-технического, планировочного, организационного и  санитарно-гигиенического характера.

При использовании  лазеров 11-111 классов в целях исключения облучения персонала необходимо ограждение лазерной зоны или экранирование пучка излучения. Экраны и ограждения должны быть огнестойкими, не выделять токсичных веществ при нагреве и изготовлены из материалов с наименьшим коэффициентом отражения. Лазеры IV класса опасности размещаются в отдельных изолированных помещениях и обеспечиваются дистанционным управлением. При размещении в одном помещении нескольких лазеров следует исключить возможность взаимного облучения операторов, работающих на аналогичных установках.

Для удаления возможных  токсичных газов, паров и пыли оборудуется приточно-вытяжная вентиляция. Для защиты от шума применяется звукоизоляция  установок, звукопоглощение и др.

В качестве индивидуальных средств защиты используют очки со специальными стеклами - фильтрами, щитки, маски, халаты светло-зеленого или голубого цветов.

К индивидуальным средствам защиты, обеспечивающим безопасные условия труда при работе с  лазерами, относятся специальные  очки, щитки, маски, обеспечивающие снижение облучения глаз до ПДУ.

Средства индивидуальной защиты применяются только в том  случае, когда коллективные средства защиты не позволяют обеспечить требования санитарных правил.

Методы  защиты от лазерного  излучения

К организационным  защитным мероприятиям относятся:

· Организация  рабочих мест с определением всех необходимых защитных мероприятий и учетом специфики конкретных обстоятельств использования лазерных установок;

· Обучение персонала  и контроль знаний правил техники  безопасности;

· Организация  медицинского контроля и т.д.

Технические мероприятия и средства защиты подразделяются на коллективные и индивидуальные. Коллективные включают в себя:

· Средства нормализации внешней среды;

· Автоматические системы управления технологическим  процессом;

· Использование  предохранительных устройств, приборов, различных ограждений лазерно - опасной зоны;

· Использование  телеметрических и телевизионных  систем наблюдения;

· Применение заземления, зануления, блокировки и т.д.

Биологическое воздействие лазерного излучения  на организм делится на две группы:

* первичные эффекты  или органические изменения, возникающие  непосредственно в облучаемых  тканях персонала;

* вторичные эффекты  - различные неспецифические изменения,  возникающие в тканях в ответ  на облучение.

Основные негативные проявления на организм человека: тепловые, фотоэлектрические, люминесцентные, фотохимические.

При попадании  лазерного излучения на поверхность  металла, стекла и др. происходит отражение  и рассеивание лучей.

Опасные и вредные  факторы работы ОКГ:

* лазерное облучение  (прямое, рассеянное, отраженное);

* световое излучение  от импульсных ламп;

* ультрафиолетовое  излучение от кварцевых газоразрядных  трубок;

* шумовые эффекты;

* ионизирующее  излучение;

* электромагнитные  поля ВЧ и СВЧ от генераторов  накачки;

* инфракрасное  излучение и тепловыделение от оборудования и нагретых поверхностей;

* агрессивные  и токсические вещества, используемые  в конструкции лазера.

Степень воздействия  лазерного излучения на организм человека зависит от длины волны, интенсивности (мощности и плотности) излучения, длительности импульса, частоты импульсов, времени воздействия, биологических особенностей тканей и органов. Наиболее биологически активно ультрафиолетовое излучение, вызывающее фотохимические реакции.

За счет термического действия лазерного излучения на коже возникают ожоги, а при энергии более 100 Дж происходит разрушение и сгорание биоткани. При длительном воздействии импульсного излучения в облученных тканях энергия излучения быстро преобразуется в теплоту, что ведет к мгновенному разрушению тканей.

Нетермическое действие лазерного излучения связано  с электрическими и фотоэлектрическими эффектами.

Поток энергии, попадая на биологические ткани, вызывает в них изменения, наносящие  вред здоровью человека. Опасно это  излучение и для органов зрения. Особенно опасно, если лазерный луч пройдет вдоль зрительной оси глаза. Если луч лазера фиксируется на сетчатке глаза, то может произойти коагуляция сетчатки, в результате чего возникнет слепота в пораженной области сетчатки. При этом необходимо помнить, что опасность для органов зрения представляет не только прямой, но и отраженный лазерный луч, даже если отражающая его поверхность незеркальная.

В качестве основного  критерия при нормировании лазерного  излучения принята степень изменений, которые происходят под его воздействием в органах зрения и коже. Согласно СанНиП 5804-91 “Санитарные нормы и правила устройства и эксплуатации лазеров” и ГОСТ 12.1.040-83 “ССБТ. Лазерная безопасность. Общие требования” установлены предельно допустимый уровень (ПДУ) лазерного излучения в зависимости от длины волны (табл. 2.6.7.).

За ПДУ лазерного  излучения принимается энергетическая экспозиция облучаемых тканей. Энергетической экспозицией называется отношение  падающей энергии к площади этого  участка. Единицей измерения является Дж/см².

Суммирующий биологический  эффект лазерного излучения оценивается  с учетом одновременного воздействия  различных параметров излучений  и времени воздействия. Например, энергетическая экспозиция на роговице глаза и коже за общее время  облучения в течение рабочей смены в диапазоне длин волн 0,2…0,4 мкм составляет 10^-8-10^-3 Дж/см².

Методы защиты от лазерного излучения подразделяются на: инженерно-технические, организационные, санитарно-гигиенические, планировочные, а также включают использование  средств индивидуальной защиты.

Цель организационных  методов защиты - исключить попадание  людей в опасные зоны при работе на лазерных установках. Этого можно  достичь, проводя соответствующее  обучение операторов безопасным приемам  труда и проверку знаний инструкций по проведению работ. При этом необходимо помнить, что доступ в помещение лазерных установок разрешается только лицам, непосредственно на них работающим; опасная зона должна быть четко обозначена и ограждена стойкими непрозрачными экранами.

 

Таблица 5.

ПДУ лазерного  излучения в зависимости от длины  волны

Принятие мер  лазерной безопасности зависит от класса лазера. Все лазеры должны быть промаркированы знаком лазерной опасности с надписью “Осторожно! Лазерное излучение!”.

Лазеры должны размещаться в специально оборудованных  помещениях, а на дверях помещений  лазеров II, III и IV классов должны быть установлены знаки лазерной опасности.

Лазер IV класса опасности должны располагаться  в отдельных помещениях, стены  и потолки должны быть отделаны покрытиями с матовой поверхностью (с высоким  коэффициентом поглощения), в помещении  не должно быть зеркальных поверхностей.

При размещении лазеров II, III, IV классов с лицевой  стороны пультов и панелей  управления должно быть свободное пространство шириной не менее 1,5м при однорядном расположении лазеров и шириной  не менее 2,0 м при двухрядном. С  боковых и задних стенок лазеров при наличии открывающихся дверей, съемных панелей должно быть свободное расстояние не менее 1 м.

Инженерно-технические  и планировочные методы защиты предусматривают  уменьшение мощности применяемого лазера и надежную экранировку, правильную установку оборудования (луч лазера должен быть направлен на капитальную не отражающую огнестойкую стену), исключение блеска отражающих поверхностей и предметов, создание обильного освещения, чтобы зрачок глаза всегда имел минимальные размеры.

Лазеры IV класса обязательно должны иметь дистанционное управление, а дверь в помещение должна иметь защитную блокировку со звуковой и световой сигнализацией.

Излучение лазеров II, III, IV классов не должно попадать на рабочие места. Материалы для  экранов и ограждений должны быть не горючими с минимальными коэффициентами отражения по длине волны генерирующего лазера. Под воздействием лазера материалы не должны выделять токсических веществ.