Лазерные излучения. Классификация лазеров по классам опасности. Воздействие ЛИ на человека, их нормирование. Методы и средства защиты от Л

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Воздействие лазерного  излучения на организм

Действие лазеров на организм зависит от параметров излучения (мощности и энергии излучения на единицу облучаемой поверхности, длины волны, длительности импульса, частоты следования импульсов, времени облучения, площади облучаемой поверхности), локализации воздействия и анатомо-физиологических особенностей облучаемых объектов.

Лазерное излучение  представляет собой вид электромагнитного  излучения, генерируемого в оптическом диапазоне длин волн 0,1…1000 мкм. Отличие  его от других видов излучения  заключается в монохромности, когерентности  и высокой степени направленности. Благодаря малой расходимости луча лазера плотность потока мощности может достигать 10¹⁶…10¹⁷ Вт/м².

Эффекты воздействия (тепловой, фотохимический, ударно - акустический и др.) определяются механизмом взаимодействия лазерного излучения с тканями  и зависят от энергетических и временных параметров излучения, а также от биологических и физики - химических особенностей облучаемых тканей и органов.

Лазерное излучение  представляет особую опасность для  тканей, максимально поглощающих  излучение. Сравнительно легкая уязвимость роговицы и хрусталика глаза, а также способность оптической системы глаза многократно увеличивать плотность энергии(мощность) излучения видимого и ближнего инфракрасного диапазона (780<л<1400 нм) на глазном дне по отношению к роговице делают глаз наиболее уязвимым органом.

При повреждении появляется боль в глазах, спазм век, слезотечение, отек век и глазного яблока, помутнение сетчатки, кровоизлияние. Клетки сетчатки после повреждения не восстанавливаются.

Ультрафиолетовое излучение  вызывает фотокератит, средневолновое инфракрасное излучение (1400<л<3000 нм) может вызвать отек, катаракту и ожог роговой оболочки глаза; дальнее ИК - излучение (3000<л<10⁶ нм) - ожог роговицы.

Повреждение кожи может  быть вызвано лазерным излучением любой  длинны волны в спектральном диапазоне 180…100000 нм. Характер поражения кожи аналогичен термическим ожогам. Степень тяжести повреждения кожи, а в некоторых случаях и всего организма, зависит от энергии излучения, длительности воздействия, площади поражения, ее локализации, добавления вторичных источников воздействия (горение, тление). Минимальное повреждение кожи развивается при плотности энергии 1000…10000 Дж/м².

Лазерное излучение  дальней инфракрасной области (>1400 нм) способно проникать через ткани  тела на значительную глубину, поражая внутренние органы (прямое лазерное излучение).

Длительное хроническое  действие диффузно отраженного лазерного  излучения нетепловой интенсивности  может вызывать неспецифические, преимущественно  вегетативно - сосудистые нарушения; функциональные сдвиги могут наблюдаться со стороны нервной, сердечно - сосудистой системы, желез внутренней секреции. Работающие жалуются на головные боли, повышенную утомляемость, раздражительность, потливость.

Биологические эффекты, возникающие при воздействии  лазерного излучения на организм человека, делятся на две группы:

Первичные эффекты - органические изменения, возникающие непосредственно  в облучаемых тканях;

Вторичные эффекты - неспецифические  изменения, появляющиеся в организме  в ответ на облучение.

Наиболее подвержен поражению лазерным излучениям глаз человека. Сфокусированный на сетчатке хрусталиком глаза лазерный луч будет иметь вид малого пятна с еще более плотной концентрацией энергии, чем падающее на глаз излучение. Поэтому попадание лазерного излучения в глаз опасно и может вызвать повреждение сетчатой и сосудистой оболочек с нарушением зрения. При малых плотностях энергии происходит кровоизлияние, а при больших - ожег, разрыв сетчатой оболочки, появление пузырьков глаза в стекловидном теле.

Лазерное излучение может вызвать также повреждение кожи и внутренних органов человека. Повреждение кожи лазерным излучением схоже с термическим ожогом. На степень повреждения влияют как входные характеристики лазеров, так и цвет, и степень пигментации кожи. Интенсивность излучения, которая вызывает повреждение кожи, намного выше интенсивности, приводящей к повреждению глаза.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Обеспечение лазерной безопасности

Под лазерной безопасностью  понимается совокупность технических, санитарно - гигиенических и организационных мероприятий, обеспечивающих безопасные условия труда персонала при использовании лазеров. Принятие тех или иных мер лазерной безопасности зависит, прежде всего, от класса лазера. Все лазеры должны быть маркированы знаком лазерной опасности. Размещение лазеров разрешается только в специально оборудованных помещениях. Размещать оборудование нужно достаточно свободно.

В тех случаях, когда  лазерная безопасность коллективными  средствами защиты не обеспечивается, должны применяться индивидуальные средства защиты-очки и маски.

Методы и средства защиты от воздействия лазерного  излучения можно подразделить на организационные, инженерно-технические  и средства индивидуальной защиты. Надежной защитой от случайного попадания  на человека является экранирование луча световодом на всем пути его действия. В качестве средств индивидуальной защиты применяются специальные защитные очки, стекла в которых подбираются в соответствии с ГОСТ; технологические халаты и перчатки, изготавливаемые из хлопчатобумажной ткани светло-зеленого или голубого цвета.

Предельно допустимые уровни лазерного излучения регламентированы Санитарными нормами и правилами  устройства и эксплуатации лазеров  №5804-91, которые позволяют разрабатывать  мероприятия по обеспечению безопасных условий труда при работе с лазерами. Санитарные нормы и правила позволяют определять величины ПДУ для каждого режима работы, участка оптического диапазона по специальным формулам и таблицам. Нормируется и энергетическая экспозиция облучаемых тканей.

Предельно допустимые уровни лазерного излучения (энергетической экспозиции) относятся к длинам волн от 0,2 до 20 мкм. Кроме того, в Санитарных нормах для длин волн от 0,4 до 1,4 мкм установлены предельно допустимые уровни энергетической экспозиции сетчатки глаза. Для видимой части спектра (0,4-0,75 мкм), кроме рассмотренных характеристик, дополнительно нормируется энергия излучения (Q, Дж) на сетчатке глаза. Предупреждение поражений лазерным излучением включает систему мер инженерно-технического, планировочного, организационного, санитарно-гигиенического характера.

При использовании лазеров II-III классов для исключения облучения  персонала необходимо либо ограждение лазерной зоны, либо экранирование  пучка излучения.

Лазеры IV класса опасности  размещают в отдельных изолированных помещениях и обеспечивают дистанционным управлением.

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

Работающим с лазерами необходимы предварительные и периодические (1 раз в год) медицинские осмотры терапевта, невропатолога, окулиста.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

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.

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

К основным коллективным средствам защиты от лазерного излучения  относятся применение защитных экранов  и кожухов; использование телевизионных  систем наблюдения за ходом технологического процесса с использованием лазера, а также систем блокировки и сигнализации; ограждение лазерно-опасной зоны, размеры которой определяют или расчетным, или экспериментальным путем. Следует защищаться не только от прямого излучения лазера, но и от рассеянного и отраженного излучений. Напряженность постоянного магнитного поля может быть измерена отечественными приборами Ш1-8 или Ф-4355. Магнитное поле промышленной частоты при напряженности до 15 кА/м измеряют отечественным прибором Г-79, а в диапазоне частот 0,01-30 МГц - приборами ПЗ-15, П3-16и ПЗ-17. Три последних прибора могут быть рекомендованы и для измерения напряженности электрического поля в диапазоне частот 0,01-300 МГц. Для измерения плотности потока энергии электромагнитного поля применяют отечественные приборы ПЗ-9, ПЗ-18, ПЗ-19 и ПЗ-20, которые перекрывают частотный диапазон 0,3-400 ГГц. Для измерения характеристик лазерного излучения применяются дозиметры типа ИЛД-2М и ЛДМ-2. Первый обеспечивает измерение параметров лазерного излучения в спектральных диапазонах 0,49-1,15 и 2-11 мкм, он дает прямые показания измеряемых параметров при работе на длинах волн 0,53; 0,63; 0,69; 1,06 и 10,6 мкм. На остальных длинах волн (0,49 - 1,15 мкм) дозиметр обеспечивает косвенные измерения. Прибор ЛДМ-2 предназначен для определения параметров лазерного излучения в спектральных диапазонах 0,49-1,15 и 2-11 мкм. Прямые измерения этот дозиметр осуществляет на длинах волн 0,53; 0,63; 0,69; 0,91; 1,06 и 10,6 мкм.

Для индивидуальной защиты от электромагнитного излучения применяют специальные комбинезоны и халаты, изготовленные из металлизированной ткани (экранируют электромагнитные поля), а для защиты от действия лазера обслуживающий персонал должен работать в технологических халатах, изготовленных из хлопчатобумажной или бязевой ткани светло-зеленого или голубого цвета.

Для защиты глаз от воздействия  электромагнитного излучения применяют  очки марки 3П5-90, стекла которых покрыты  диоксидом олова (SnO2), обладающим полупроводниковыми свойствами; марки стекол, применяемых для защиты глаз от воздействия лазерного излучения.

 

 

 

 

 

Список использованной литературы

1. Экология и безопасность жизнедеятельности: Учеб. пособие для вузов/ Д.А. Кривошеин, Л.А. Муравей, Н.Н. Роева, 2000

2. Безопасность жизнедеятельности: Учебник/Э.А. Арустамов, Москва, 2006

3. Безопасность жизнедеятельности: Учебник/С.В. Белов, Высшая школа, 2001

4. Лапин В.А., Кукин П.П. и др. Безопасность жизнедеятельности. Безопасность технологических процессов и производств.Охрана труда. М.: Высшая школа, 1999.

5. www.kornienko-ev.ru

6. www.cultinfo.ru

7. www.rae.ru