Promieniowanie laserowe to promieniowanie elektromagnetyczne powstające w zakresie długości fali l = 180...105 nm. Systemy laserowe stały się powszechne.

Promieniowanie laserowe charakteryzuje się monochromatycznością (promieniowanie o niemal tej samej częstotliwości), dużą koherencją (zachowaniem fazy oscylacyjnej), wyjątkowo niską rozbieżnością energii wiązki oraz dużą koncentracją energii promieniowania w wiązce.

Biologiczne skutki promieniowania laserowego na organizm są zdeterminowane mechanizmami oddziaływania promieniowania z tkankami i zależą od długości fali promieniowania, czasu trwania impulsu (narażenia), częstotliwości powtarzania impulsów, powierzchni napromienianego obszaru, a także od właściwości biologiczne i fizykochemiczne napromienianych tkanek i narządów. Wyróżnia się efekty termiczne, energetyczne, fotochemiczne i mechaniczne (szokowo-akustyczne), a także promieniowanie bezpośrednie i odbite (lustrzane i rozproszone). Dla oczu, skóry i tkanek wewnętrznych ciała największe zagrożenie stanowi nasycone energią promieniowanie bezpośrednie i odbite zwierciadlanie. Ponadto obserwuje się negatywne zmiany funkcjonalne w funkcjonowaniu układu nerwowego, sercowo-naczyniowego, gruczołów dokrewnych, zmiany ciśnienia krwi i wzrost zmęczenia.

Najbardziej niebezpieczne dla siatkówki oka jest promieniowanie laserowe o długości fali od 380 do 1400 nm, a dla środkowego przedniego oka najbardziej niebezpieczne jest promieniowanie o długości fali od 180 do 380 nm i powyżej 1400 nm. Uszkodzenia skóry mogą być spowodowane promieniowaniem o dowolnej długości fali z rozpatrywanego zakresu (180...105 nm).

Tkanki żywego organizmu przy niskim i średnim natężeniu napromieniowania są prawie nieprzepuszczalne dla promieniowania laserowego. Dlatego najbardziej podatne na jego działanie są powierzchniowe (skórne) powłoki. Stopień tego efektu zależy od długości fali i intensywności promieniowania.

Przy dużym natężeniu promieniowania laserowego możliwe jest uszkodzenie nie tylko skóry, ale także tkanek i narządów wewnętrznych. Urazy te charakteryzują się obrzękiem, krwotokiem, martwicą tkanek, a także krzepnięciem lub rozpadem krwi. W takich przypadkach uszkodzenia skóry okazują się stosunkowo mniej wyraźne niż zmiany w tkankach wewnętrznych, a w tkance tłuszczowej nie stwierdza się żadnych zmian patologicznych.

Skutki biologiczne, które powstają pod wpływem promieniowania laserowego na ciele, umownie dzieli się na grupy:

a) skutki pierwotne – zmiany organiczne zachodzące bezpośrednio w napromienianych tkankach żywych (napromienianie bezpośrednie);

b) skutki wtórne – niespecyficzne zmiany zachodzące w organizmie w odpowiedzi na promieniowanie (długotrwałe narażenie na promieniowanie rozproszone).

Podczas obsługi systemów laserowych człowiek może być narażony na działanie następujących niebezpiecznych i szkodliwych czynników, spowodowanych zarówno samym promieniowaniem laserowym, jak i specyfiką jego powstawania:

• promieniowanie laserowe (bezpośrednie, odbite, rozproszone);
• promieniowanie ultrafioletowe, widzialne i podczerwone elementów konstrukcyjnych towarzyszące pracy instalacji;
• wysokie napięcie w obwodach sterujących i zasilających;
• Pole elektromagnetyczne o częstotliwości przemysłowej i zakresie częstotliwości radiowych;
• Promieniowanie rentgenowskie z lamp i elementów wyładowczych pracujących przy napięciu anodowym większym niż 5 kV;
• hałas i wibracje;
• toksyczne gazy i pary powstające w elementach laserowych oraz podczas interakcji wiązki z otoczeniem;
• produkty oddziaływania promieniowania laserowego z materiałami obrabianymi;
• podwyższona temperatura powierzchni produktu laserowego i w strefie napromieniania;
• niebezpieczeństwo wybuchu w laserowych systemach pompujących;
• możliwość wybuchu i pożaru w przypadku interakcji wiązki z materiałem łatwopalnym.

W zależności od stopnia zagrożenia promieniowaniem dla ludzkich struktur biologicznych, lasery dzieli się na cztery klasy.

Do laserów 1-sza klasa są całkowicie bezpiecznymi laserami. Ich promieniowanie nie stwarza zagrożenia dla oczu i skóry.

Lasery 2 zajęcia– są to lasery, których wiązka stwarza zagrożenie przy naświetlaniu ludzkiej skóry lub oczu. Jednakże rozproszone promieniowanie odbite jest bezpieczne zarówno dla skóry, jak i oczu.

Lasery 3 klasy stwarzać zagrożenie w przypadku napromieniania oczu i skóry bezpośrednim, odbitym promieniowaniem. Promieniowanie rozproszone odbite jest niebezpieczne dla oczu w odległości 10 cm od powierzchni odbijającej rozproszonie, ale jest bezpieczne dla skóry.

Na laserach 4 zajęcia Promieniowanie rozproszone odbite w odległości 10 cm od powierzchni odbijającej rozproszone stwarza zagrożenie dla oczu i skóry.

Lasery są klasyfikowane przez producenta według ich charakterystyki promieniowania wyjściowego.

Podczas obsługi instalacji klas 2-4 należy zapewnić laserowe środki bezpieczeństwa, dozymetryczny monitoring promieniowania laserowego, środki sanitarno-higieniczne oraz kontrolę lekarską.

Bezpieczeństwo lasera– to zespół środków technicznych, sanitarno-higienicznych, leczniczo-profilaktycznych i organizacyjnych zapewniających bezpieczne i nieszkodliwe warunki pracy przy obsłudze systemów laserowych.

Promieniowanie lasera jest regulowane zgodnie z maksymalnymi dopuszczalnymi poziomami napromieniowania (MAL) zgodnie z „Normy i zasady sanitarne dotyczące projektowania i działania laserów” nr 5804-91 . Maksymalne poziomy promieniowania przy jednorazowym narażeniu mogą prowadzić do znikomego prawdopodobieństwa wystąpienia odwracalnych nieprawidłowości w organizmie pracownika. Maksymalne poziomy promieniowania podczas narażenia przewlekłego nie powodują odchyleń w stanie zdrowia człowieka zarówno w czasie pracy, jak i w długim życiu obecnego i kolejnych pokoleń.

Znormalizowanymi parametrami są natężenie promieniowania E, ekspozycja na energię H, energia W i moc promieniowania P.

Napromieniowanie to stosunek strumienia promieniowania padającego na małą powierzchnię do powierzchni tej powierzchni, W/m2.

Ekspozycja energetyczna określana na podstawie całki natężenia napromienienia w czasie, J/m2.

Piloty do zdalnego sterowania promieniowaniem laserowym ustawione są na trzy zakresy długości fal (180...380, 381...1400, 1401...105 nm) i przypadki naświetlania: pojedyncze (z czasem ekspozycji do jednej zmiany), serie impulsów i przewlekłe (systematycznie powtarzane). Ponadto przy standaryzacji brany jest pod uwagę przedmiot napromieniania (oczy, skóra, oczy i skóra jednocześnie).

W przypadku stosowania laserów w imprezach teatralnych i rozrywkowych, do demonstracji w placówkach oświatowych, do oświetlenia i do innych celów w wyrobach medycznych niezwiązanych bezpośrednio z terapeutycznym skutkiem promieniowania, NDP dla wszystkich napromieniowanych osób ustala się zgodnie z normami dotyczącymi narażenia przewlekłego .

W zależności od klasy zagrożenia produkty laserowe podlegają różnym wymaganiom. Na przykład lasery klas 3 i 4 muszą zawierać sprzęt dozymetryczny, a ich konstrukcja musi

zapewniają możliwość zdalnego sterowania. Laserowe produkty medyczne muszą być wyposażone w urządzenia umożliwiające pomiar poziomu promieniowania narażonego na działanie pacjentów i personelu. Zabrania się stosowania laserów klas 3 i 4 w imprezach teatralnych i rozrywkowych, w placówkach oświatowych i na terenach otwartych. Klasa produktu laserowego jest brana pod uwagę w wymaganiach dotyczących jego działania.

Produkty laserowe i strefy propagacji promieniowania laserowego muszą być oznaczone znakami zagrożenia laserowego z objaśnieniami w zależności od klasy lasera.

Bezpieczeństwo podczas pracy z otwartymi produktami laserowymi zapewnia stosowanie środków ochrony indywidualnej. Bezpieczeństwo podczas stosowania laserów w celach demonstracyjnych, podczas imprez teatralnych i rozrywkowych oraz na otwartej przestrzeni zapewniają środki organizacyjno-techniczne (opracowanie schematu rozmieszczenia laserów z uwzględnieniem trajektorii wiązek laserowych, ścisła kontrola przestrzegania zasad itp. .).

W przypadku stosowania okularów chroniących przed promieniowaniem laserowym poziom oświetlenia miejsc pracy należy zwiększyć o jeden poziom zgodnie z SNiP 23-05-95.

Sprzęt ochronny (zbiorowy i indywidualny) służy do obniżenia poziomu promieniowania laserowego oddziałującego na człowieka do wartości poniżej maksymalnego dopuszczalnego poziomu. Wybór sprzętu ochronnego odbywa się z uwzględnieniem parametrów promieniowania laserowego i cech eksploatacyjnych. ŚOI chroniące przed promieniowaniem laserowym obejmują ochronę oczu i twarzy (okulary ochronne dobrane z uwzględnieniem długości fali promieniowania, osłony, nakładki), ochronę rąk oraz specjalną odzież.

Personel pracujący z produktami laserowymi musi przejść wstępne i okresowe (raz w roku) badania lekarskie. Do pracy z laserami dopuszczane są osoby, które ukończyły 18 rok życia i nie mają przeciwwskazań lekarskich.

Podsumowanie bezpieczeństwa życia

Wśród źródeł promieniowania elektromagnetycznego (PEM) szczególne miejsce zajmują systemy laserowe. W przemyśle stosuje się systemy laserowe, które działają w zakresie długości fal od IR do rentgenowskiego (od 0,2 do 1000 mikronów o dużej gęstości energii). Technologia laserowa, czyli np. obróbka materiałów promieniowaniem laserowym, pozwala na spawanie materiałów, wiercenie, cięcie itp.

Ze względu na swoje unikalne właściwości (precyzyjny kierunek wiązki, spójność, monochromatyczność) urządzenia te znajdują szerokie zastosowanie także w badaniach naukowych: w fizyce, chemii, naukach biologicznych itp. Oraz w medycynie praktycznej: chirurgii, okulistyce itp.

Laser (inaczej optyczny generator kwantowy) to generator promieniowania elektromagnetycznego w zakresie optycznym, oparty na wykorzystaniu promieniowania wymuszonego. Zamienia różne rodzaje energii na energię promieniowania laserowego. Gęstość mocy promieniowania instalacji laserowych sięga 10 11 -10 14 W/cm 2 , a do odparowania większości materiałów wystarczy 109 W/cm 2 . Dla porównania: gęstość promieniowania słonecznego wynosi 0,15-0,25 W/cm2. Dlatego nie tylko bezpośrednie, ale także rozproszone promieniowanie laserowe stwarza poważne zagrożenie. Pojawiają się również czynniki towarzyszące: pole elektromagnetyczne, wysokie napięcie, aerozole powstałe w wyniku sublimacji substancji w obszarze wiązki.

Wyróżnia się lasery gazowe, ciekłe i stałe (na kryształach dielektrycznych, szkłach, półprzewodnikach), które z kolei dzielą się na lasery ciągłe i pulsacyjne (monoimpulsowe i impulsowo-okresowe). Podano klasyfikację laserów ze względu na stopień zagrożenia wytwarzanym promieniowaniem, wymagania dotyczące projektowania instalacji laserowych oraz procesów technologicznych z wykorzystaniem takich instalacji.

Klasyfikacja laserów opiera się na stopniu zagrożenia promieniowaniem laserowym dla personelu obsługującego:

Klasa I (bezpieczna) – promieniowanie wyjściowe nie jest groźne dla oczu

Klasa II (niskie zagrożenie) – promieniowanie bezpośrednie lub odbite zwierciadlanie jest niebezpieczne dla oczu

Klasa III (średnio niebezpieczne) - promieniowanie bezpośrednie, zwierciadlane i rozproszone jest niebezpieczne dla oczu w odległości 10 cm od powierzchni odbijającej i (lub) promieniowanie bezpośrednie lub odbite zwierciadlane jest niebezpieczne dla skóry

Klasa VI (wysoce niebezpieczne) - promieniowanie rozproszone odbite jest niebezpieczne dla skóry w odległości 10 cm od powierzchni odbijającej

Biologiczne skutki wiązki lasera na żywą tkankę obejmują efekty termiczne (ciepło), energetyczne, fotochemiczne i mechaniczne, a także elektrostrykcję i powstawanie mikrofalowego pola elektromagnetycznego (EMF) w komórce. Uderzenia te zakłócają funkcje życiowe zarówno poszczególnych narządów, jak i organizmu jako całości. Istnieją dwa mechanizmy: pierwotny i wtórny. Pierwotny mechanizm objawia się zmianami organicznymi w napromienianych tkankach (oparzeniami). Mechanizm wtórny objawia się reakcją organizmu na napromieniowanie (zaburzenia czynnościowe ośrodkowego układu nerwowego i układu krążenia, zmiany metabolizmu itp.).

Priorytetowymi kryteriami przy ocenie stopnia zagrożenia generowanym promieniowaniem laserowym są: energia lub moc promieniowania, gęstość energii (mocy) promieniowania, czas narażenia na promieniowanie i długość fali.

Maksymalne dopuszczalne poziomy (MAL), wymagania dotyczące konstrukcji, rozmieszczenia i bezpiecznej eksploatacji laserów pozwalają na opracowanie środków zapewniających bezpieczne warunki pracy przy pracy z nimi. Normy i zasady sanitarne określają wartości MPL dla każdego trybu pracy, odcinka zakresu optycznego za pomocą specjalnych wzorów i tabel. Ekspozycja energetyczna napromieniowanych tkanek ulega normalizacji.

Na przykład wartości maksymalnej dopuszczalnej ekspozycji na energię podczas naświetlania w zakresie ultrafioletu widma podano w tabeli. 10.4.

Tabela 10.4.

Zdalne sterowanie promieniowaniem laserowym

Promieniowanie laserowe i ochrona przed nim w produkcji

Promieniowanie laserowe to promieniowanie elektromagnetyczne o długości fali 0,2...1000 mikronów: od 0,2 do 0,4 mikrona - obszar ultrafioletowy; powyżej 0,4 do 0,75 mikrona - obszar widoczny; powyżej 0,75 do 1 mikrona - obszar bliskiej podczerwieni; powyżej 1,4 mikrona - obszar dalekiej podczerwieni.

Źródłami promieniowania laserowego są optyczne generatory kwantowe – lasery, które znalazły szerokie zastosowanie w nauce, inżynierii, technologii (komunikacja, lokalizacja, aparatura pomiarowa, holografia, separacja izotopów, synteza termojądrowa, spawanie, cięcie metali itp.).

Promieniowanie laserowe charakteryzuje się wyjątkowo wysokim poziomem koncentracji energii: gęstość energii - 1010...1012 J/cm3; gęstość mocy - 1020..1022 W/cm3. W zależności od rodzaju promieniowania dzieli się je na bezpośrednie (zamknięte w ograniczonym kącie bryłowym); rozproszone (rozproszone przez substancję będącą częścią ośrodka, przez który przechodzi wiązka lasera); odbite lustrzanie (odbite od powierzchni pod kątem równym kątowi padania wiązki); do rozproszonego odbicia (odbicia od powierzchni we wszystkich możliwych kierunkach).

Podczas eksploatacji instalacji laserowych personel konserwacyjny może być narażony na działanie dużej grupy czynników fizycznych i chemicznych o działaniu niebezpiecznym i szkodliwym. Najbardziej charakterystycznymi czynnikami podczas obsługi instalacji laserowej są: a) promieniowanie laserowe (bezpośrednie, rozproszone lub odbite); b) promieniowanie ultrafioletowe, którego źródłem są pulsacyjne lampy pompowe lub kwarcowe lampy wyładowcze; c) jasność światła emitowanego przez lampy błyskowe lub materiał docelowy pod wpływem promieniowania laserowego; d) promieniowanie elektromagnetyczne w zakresie HF i mikrofal; e) promieniowanie podczerwone; g) temperatura powierzchni urządzeń; h) prąd elektryczny obwodów sterujących i zasilania; i) hałas i wibracje; j) zniszczenie laserowych układów pompujących w wyniku eksplozji; k) zapylenie i skażenie gazowe powietrza powstałe w wyniku działania promieniowania laserowego na cel i radiolizy powietrza (wydzielają się ozon, tlenki azotu i inne gazy).

Jednoczesne oddziaływanie tych czynników i stopień ich manifestacji zależą od projektu, charakterystyki instalacji i charakterystyki operacji technologicznych wykonywanych za jej pomocą. W zależności od potencjalnego zagrożenia związanego z obsługą systemów laserowych dzieli się je na cztery klasy. Im wyższa klasa instalacji, tym większe jest niebezpieczeństwo narażenia personelu na promieniowanie i tym większa jest liczba jednocześnie występujących czynników niebezpiecznych i szkodliwych.

Jeśli 1. klasa zagrożenia instalacji laserowej charakteryzuje się zwykle jedynie niebezpieczeństwem narażenia na pole elektryczne, to 2. klasa charakteryzuje się także niebezpieczeństwem bezpośredniego i zwierciadlanego promieniowania odbitego; dla klasy 3 - istnieje również niebezpieczeństwo odbicia rozproszonego, promieniowania ultrafioletowego i podczerwonego, jasności światła, wysokiej temperatury, hałasu, wibracji, zanieczyszczenia pyłem i gazem w powietrzu w miejscu pracy.

Instalacja laserowa 4 klasy zagrożenia charakteryzuje się pełnym występowaniem wymienionych powyżej potencjalnych zagrożeń.

Jako główne kryteria normalizacji promieniowania laserowego przyjęto stopień zmian zachodzących pod ich wpływem w narządach wzroku i ludzkiej skórze. Bezpieczeństwo podczas pracy z laserami ocenia się na podstawie prawdopodobieństwa osiągnięcia określonego efektu patologicznego, określanego przez:

Pbez = 1 - Ppat (3,47)

gdzie Pbez to prawdopodobieństwo bezpieczeństwa pracy z laserem w określonych warunkach; RPat to rzeczywisty efekt patologiczny mierzony pod wpływem promieniowania laserowego.

Obecnie udowodniono, że pod wpływem promieniowania laserowego (zwłaszcza jednorazowego) istnieje jednoznaczny związek pomiędzy ilościowym wskaźnikiem intensywności ekspozycji pola a efektem, jaki ono wywołuje.

W celu zapewnienia pracownikom bezpiecznych warunków pracy ustalono maksymalne dopuszczalne poziomy (MAL) promieniowania laserowego, które przy codziennym narażeniu człowieka nie powodują odchyleń w stanie zdrowia w czasie pracy lub w dłuższej perspektywie, wykrywane nowoczesnymi metodami badań medycznych.

1 — laser, 2 — kaptur, 3 — soczewka, 4 — przysłona, 5 — cel

Biologiczne skutki promieniowania laserowego zależą nie tylko od ekspozycji na energię, dlatego progi promieniowania laserowego ustala się biorąc pod uwagę długość fali promieniowania, czas trwania impulsu, częstotliwość powtarzania impulsów, czas ekspozycji i powierzchnię napromienianych obszarów, a także biologiczny oraz właściwości fizykochemiczne napromienianych tkanek i narządów.

Monitoring poziomów czynników niebezpiecznych i szkodliwych podczas pracy laserów prowadzony jest okresowo (przynajmniej raz w roku), przy odbiorach nowych instalacji, przy zmianie projektu instalacji laserowej lub sprzętu ochronnego, przy organizacji nowych stanowisk pracy.

W zależności od klasy instalacji laserowej stosuje się różne środki ochrony, łącznie z procedurą obsługi instalacji, określoną w „Normach sanitarnych i zasadach projektowania i eksploatacji laserów”.

Zestaw środków zapewniających bezpieczeństwo pracy z laserem obejmuje środki techniczne, sanitarne, higieniczne i organizacyjne i ma na celu zapobieganie narażeniu personelu na poziomy przekraczające maksymalnie dopuszczalny limit.

Osiąga się to poprzez wyposażenie laserów w urządzenia eliminujące wpływ promieniowania bezpośredniego i odbitego (ekrany); wykorzystanie środków zdalnego sterowania, alarmu i automatycznego wyłączania; tworzenie specjalnych pomieszczeń do pracy z laserami, ich prawidłowe rozplanowanie zapewniające niezbędną wolną przestrzeń, systemy monitorowania poziomu promieniowania; wyposażenie stanowisk pracy w miejscową wentylację wywiewną.

Jako urządzenia chroniące przed promieniowaniem bezpośrednim i odbitym, osłony instaluje się wzdłuż ścieżki wiązki, a przesłony instaluje się w pobliżu napromienianego obiektu.

Do obsługi laserów dopuszczane są osoby, które ukończyły 18 rok życia i nie mają przeciwwskazań lekarskich, zostały poinstruowane i przeszkolone w zakresie bezpiecznych metod pracy (posiadają odpowiednią grupę kwalifikacyjną bezpieczeństwa).

Podczas eksploatacji instalacji na administracji spoczywa obowiązek monitorowania bezpiecznego prowadzenia prac, a także zapobiegania stosowaniu niedozwolonych metod pracy.

Do środków ochrony osobistej przed promieniowaniem laserowym, stosowanych wyłącznie w połączeniu ze środkami ochrony zbiorowej, zaliczają się okulary ochronne i maski z filtrami światła.

Ich dobór w każdym konkretnym przypadku odbywa się z uwzględnieniem długości fali generowanego promieniowania.

Wstęp

1. Fizyczna istota promieniowania laserowego

2.

3.

4.

1.Fizyczna istota promieniowania laserowego

Laser (od angielskiego Lighting amplifikacja poprzez stymulowaną emisję promieniowania) to urządzenie przeznaczone do generowania i wzmacniania energii elektromagnetycznej w zakresie częstotliwości optycznych za pomocą procesu kontrolowanej emisji indukcyjnej. Działa na zasadzie promieniowania wymuszonego uzyskiwanego poprzez pompowanie optyczne (na przykład pod wpływem impulsów świetlnych) ośrodka nierównowagowego termicznie (aktywnego), którym są kryształy dielektryczne, szkło, gazy, półprzewodniki i plazma.

Poszczególne atomy takich materiałów pod wpływem fotonu mają właściwości przejścia z wyższego poziomu energetycznego na niższy z emisją dwóch fotonów indukowanych z tą samą częstotliwością, polaryzacją i kierunkiem propagacji.

Przykładem jest rubinowy optyczny generator kwantowy, w którym płynem roboczym jest rubin. Moc impulsu wynosi około 100 MW przy mocy wzbudzenia około 20 kW/cm 3, a temperatura wytwarzana przez wiązkę lasera może sięgać 10 15 K (około 10 11 razy więcej niż temperatura Słońca).

Istnieją inne typy laserów z ciałem stałym, np. ze szkła neodymowego, fluorytu wapnia z domieszką atomów pierwiastków ziem rzadkich, takich jak dysproz, samar itp. (długość fali promieniowania wynosi 1,06 mikrona) lub lasery gazowe, dla przykład hel - lasery neodymowe (długość fali promieniowania wynosi 632,8 nm; 1,15 i 3,39 mikrona) itp.

Podczas produkcji, testowania i obsługi produktów laserowych personel obsługujący może być narażony na fizyczne, chemiczne i psychofizjologiczne czynniki niebezpieczne i szkodliwe.

DO czynniki fizyczne odnieść się:

· Promieniowanie laserowe (bezpośrednie, rozproszone, lustrzane lub rozproszone);

· Wysokie napięcie w obwodach sterujących i zasilaczach lasera (instalacje laserowe);

· Zwiększony poziom promieniowania ultrafioletowego z pulsacyjnych lamp pompowych lub kwarcowych lamp wyładowczych w obszarze pracy;

· Zwiększona jasność światła pulsacyjnych lamp pompowych i strefy oddziaływania promieniowania laserowego z materiałem docelowym;

· Zwiększony hałas i wibracje w miejscu pracy powstające podczas pracy lasera (instalacja laserowa);

· Zwiększony poziom jonizującego promieniowania rentgenowskiego z lamp wyładowczych i innych elementów pracujących przy napięciu anodowym większym niż 5 kV;

· Zwiększony poziom promieniowania elektromagnetycznego w zakresie HF i mikrofal w miejscu pracy;

· Zwiększony poziom promieniowania podczerwonego w miejscu pracy;

· Podwyższona temperatura powierzchni urządzeń;

· Niebezpieczeństwo wybuchu w laserowych systemach pompujących;

· Możliwość wybuchu i pożaru w przypadku uderzenia promieniowania laserowego w materiały łatwopalne.

DO czynniki chemiczne odnieść się:

· Zanieczyszczenie powietrza w obszarze pracy produktami oddziaływania promieniowania laserowego z celem i radiolizy powietrza (ozon, tlenki azotu itp.);

· Toksyczne gazy i opary z systemów laserowych z pompowaniem czynników chłodniczych itp.

Czynniki psychofizjologiczne – Ten:

· Monotonia, hipokineza, napięcie emocjonalne, dyskomfort psychiczny;

· Miejscowe obciążenia mięśni i dłoni przedramienia; napięcie funkcji analitycznych (wzrok, słuch).

Tabela 1

	Wyjście lasera
I	Nie ma zagrożenia dla oczu i skóry
II	Stwarza zagrożenie, gdy oczy są narażone na bezpośrednie lub lustrzane odbicie promieniowania
III	Stwarza zagrożenie, gdy oczy są napromieniowane bezpośrednim, zwierciadlanym odbiciem promieniowania, a także promieniowaniem rozproszonym odbitym w odległości 10 cm od powierzchni odbijającej rozproszonie i (lub) podczas napromieniania skóry bezpośrednim lub zwierciadlanym odbiciem promieniowania
IV	Stwarza zagrożenie, gdy skóra jest napromieniana promieniowaniem rozproszonym odbitym w odległości 10 cm od powierzchni odbijającej rozproszonie

Występowanie czynników niebezpiecznych i szkodliwych w zależności od klasy lasera (klasy lasera podano w tabeli 1) podano w tabeli. 2.

Tabela 2

Niebezpieczne i szkodliwe czynniki produkcji	zajęcia laserowe
	I	II	III	IV
Promieniowanie laserowe Bezpośrednie, lustrzane odbicie Rozproszone odbicie
Zwiększone natężenie pola elektrycznego	-(+)	+	+	+
Zwiększone zanieczyszczenie pyłu i powietrza w miejscu pracy	-	-	-(+)	+
Zwiększony poziom promieniowania ultrafioletowego	-	-	-(+)	+
Zwiększona jasność światła	-	-	-(+)	+
Zwiększony poziom hałasu i wibracji	-	-	-(+)	+
Zwiększony poziom promieniowania jonizującego	-	-	-	+
Zwiększony poziom promieniowania elektromagnetycznego w zakresie HF i mikrofal	-	-	-	-(+)
Zwiększony poziom promieniowania podczerwonego	-	-	-(+)	+
Podwyższona temperatura powierzchni urządzeń	-	-	-(+)	+
Zagrożenia chemiczne i szkodliwe czynniki produkcji	Podczas pracy z substancjami toksycznymi

Wpływ promieniowania laserowego na organizm

Promieniowanie laserowe to rodzaj promieniowania elektromagnetycznego generowanego w zakresie długości fal optycznych 0,1...1000 mikronów. Różnica od innych rodzajów promieniowania polega na jego monochromatyczności, spójności i wysokim stopniu kierunkowości. Ze względu na małą rozbieżność wiązki lasera gęstość strumienia mocy może sięgać 10 16 ... 10 17 W/m 2.

Skutki narażenia (termiczne, fotochemiczne, szokowo-akustyczne itp.) zdeterminowane są mechanizmem oddziaływania promieniowania laserowego z tkankami i zależą od parametrów energetycznych i czasowych promieniowania, a także od właściwości biologicznych i fizykochemicznych Charakterystyka napromienianych tkanek i narządów.

Promieniowanie laserowe stwarza szczególne zagrożenie dla tkanek, które maksymalnie absorbują promieniowanie. Stosunkowo łagodna wrażliwość rogówki i soczewki oka, a także zdolność układu optycznego oka do wielokrotnego zwiększania gęstości energii (mocy) promieniowania w zakresie widzialnym i bliskiej podczerwieni (780<λ<1400 нм) на глазном дне по отношению к роговице делают глаз наиболее уязвимым органом.

W przypadku uszkodzenia pojawia się ból oczu, skurcz powiek, łzawienie, obrzęk powiek i gałki ocznej, zmętnienie siatkówki i krwotok. Komórki siatkówki nie regenerują się po uszkodzeniu.

Promieniowanie ultrafioletowe powoduje fotokeratitis, średniofalowe promieniowanie podczerwone (1400<λ<3000 нм) может вызвать отек, катаракту и ожог роговой оболочки глаза; дальнее ИК – излучение (3000<λ<10 6 нм) – ожог роговицы.

Uszkodzenia skóry mogą być spowodowane promieniowaniem laserowym o dowolnej długości fali w zakresie widma 180...100 000 nm. Charakter uszkodzeń skóry jest podobny do oparzeń termicznych. Stopień uszkodzenia skóry, a w niektórych przypadkach całego ciała, zależy od energii promieniowania, czasu trwania narażenia, obszaru uszkodzenia, jego lokalizacji oraz obecności wtórnych źródeł narażenia (spalenie, tlenie). Minimalne uszkodzenia skóry powstają przy gęstości energii 1000...10000 J/m2.

Promieniowanie laserowe dalekiej podczerwieni (>1400 nm) jest w stanie wniknąć w tkanki ciała na znaczną głębokość i oddziaływać na narządy wewnętrzne (bezpośrednie promieniowanie laserowe).

Długotrwałe, przewlekłe działanie rozproszonego, odbitego promieniowania laserowego o natężeniu nietermicznym może powodować niespecyficzne, głównie zaburzenia wegetatywno-naczyniowe; zmiany funkcjonalne można zaobserwować w układzie nerwowym, sercowo-naczyniowym i gruczołach wydzielania wewnętrznego. Pracownicy skarżą się na bóle głowy, zwiększone zmęczenie, drażliwość i pocenie się.

Standaryzacja promieniowania laserowego

Główne regulacyjne akty prawne dotyczące oceny warunków pracy to:

„Normy i zasady sanitarne dotyczące projektowania i działania laserów” nr 2392-81; zalecenia metodologiczne „Higiena pracy podczas pracy z laserami”, zatwierdzone przez Ministerstwo Zdrowia RSFSR 27 kwietnia 1981 r.;

GOST 24713-81 „Metody pomiaru parametrów promieniowania laserowego. Klasyfikacja”; GOST 24714-81 „Lasery. Metody pomiaru parametrów promieniowania. Postanowienia ogólne”; GOST 12.1.040-83 „Bezpieczeństwo lasera. Postanowienia ogólne”; GOST 12.1.031 -81 „Lasery. Metody dozymetrycznego monitorowania promieniowania laserowego”.

Zapobieganie urazom spowodowanym promieniowaniem laserowym obejmuje system środków inżynieryjnych, technicznych, planistycznych, organizacyjnych, sanitarnych i higienicznych.

W przypadku stosowania laserów klasy II-III, aby uniknąć narażenia personelu, należy albo odgrodzić strefę działania lasera, albo osłonić wiązkę promieniowania. Ekrany i ogrodzenia muszą być wykonane z materiałów o jak najniższym współczynniku odbicia, być ognioodporne i nie wydzielać substancji toksycznych pod wpływem promieniowania laserowego.

Lasery IV klasy zagrożenia zlokalizowane są w wydzielonych, izolowanych pomieszczeniach i posiadają możliwość zdalnego sterowania ich pracą.

W przypadku umieszczenia kilku laserów w jednym pomieszczeniu należy wykluczyć możliwość wzajemnego naświetlania operatorów pracujących na różnych instalacjach. Na teren, w którym znajdują się lasery, nie mają wstępu osoby niezwiązane z ich obsługą. Zabrania się wizualnej regulacji laserów bez wyposażenia ochronnego.

Aby usunąć ewentualne toksyczne gazy, opary i pyły, zastosowano wentylację nawiewno-wywiewną z napędem mechanicznym. W celu ochrony przed hałasem podejmuje się odpowiednie działania w zakresie izolacji akustycznej instalacji, pochłaniania dźwięku itp.

Do środków ochrony osobistej zapewniających bezpieczne warunki pracy podczas pracy z laserami zaliczają się specjalne okulary, przyłbice i maski, które maksymalnie ograniczają narażenie oczu.

Środki ochrony indywidualnej stosuje się tylko wtedy, gdy środki ochrony zbiorowej nie pozwalają na spełnienie wymagań przepisów sanitarnych.

Metody ochrony przed promieniowaniem laserowym

Organizacyjne środki ochronne obejmują:

· Organizacja stanowisk pracy z określeniem wszelkich niezbędnych środków ochronnych i uwzględnieniem specyficznych okoliczności stosowania systemów laserowych;

· Szkolenie personelu i kontrola znajomości przepisów bezpieczeństwa;

· Organizacja kontroli lekarskiej itp.

Środki techniczne i sprzęt ochronny dzielimy na zbiorowe i indywidualne. Do zbiorowych należą:

· Środki normalizacji środowiska zewnętrznego;

· Automatyczne systemy kontroli procesów;

· Stosowanie urządzeń zabezpieczających, przyrządów, różnych ogrodzeń w strefie zagrożenia laserem;

· Wykorzystanie systemów nadzoru telemetrycznego i telewizyjnego;

· Zastosowanie uziemień, uziemień, blokowania itp.

Więcej w dziale Bezpieczeństwo życia:

• Test: Bezpieczna praca turbogeneratora TVV-320-2EUZ
• Zajęcia: Zapewnienie trwałości obiektów gospodarczych w sytuacjach awaryjnych

Człowiek to przemysł, medycyna, badania naukowe, monitoring środowiska itp. Promieniowanie laserowe (LR), podobnie jak inne rodzaje promieniowania, ma niekorzystny wpływ na organizm ludzki. Lasery emitujące w sposób ciągły wytwarzają intensywność rzędu 10 dolarów W/cm2, która jest wystarczająca do stopienia i odparowania dowolnego materiału. Intensywność promieniowania podczas generowania krótkich impulsów osiąga czasami ponad 10 dolarów W/cm2. Aby wyobrazić sobie tę wartość, należy zauważyć, że w pobliżu powierzchni Ziemi natężenie światła słonecznego wynosi zaledwie 0,1 $… 0,2 $ W/cm2. LR to optyczne promieniowanie spójne, które charakteryzuje się wysoką kierunkowością i dużą gęstością energii.

Promieniowanie powstaje w ośrodku aktywnym, który jest głównym elementem lasera i do jego wytworzenia niezbędne jest:

1. Światło ze źródeł innych niż laserowe;
2. Wyładowanie energii elektrycznej w gazach;
3. Reakcje chemiczne;
4. Bombardowanie wiązką elektryczną i inne metody.

Rezonator optyczny tworzą zwierciadła, pomiędzy którymi znajduje się ośrodek aktywny, może to być materiał stały - szkło, plastik, rubiny - może być reprezentowany przez półprzewodniki, ciecz z barwnikami organicznymi, gaz itp. Lasery mogą być impulsowe lub ciągłe .

Ze względu na parametry fizyczne i techniczne lasery dzieli się na:

1. Projekt:

   • Lasery stacjonarne;
   • Lasery mobilne;
   • Lasery otwarte;
   • Zamknięte lasery.

2. Moc promieniowania:

   • Ultra mocne lasery;
   • Potężne lasery;
   • Lasery średniej mocy;
   • Lasery małej mocy.

3. Tryb pracy:

   • Lasery ciągłe;
   • Lasery impulsowe;
   • Impulsowe lasery Q-switch.

4. Metoda usuwania ciepła:

   • Lasery z naturalnym chłodzeniem;
   • Lasery z wymuszonym chłodzeniem wodnym;
   • Lasery z wymuszonym chłodzeniem powietrzem;
   • Lasery z wymuszonym chłodzeniem specjalnymi cieczami.

5. Zamiar:

   • Lasery technologiczne;
   • Specjalne lasery;
   • Lasery badawcze;
   • Lasery są wyjątkowe.

6. Metoda pompowania:

   • Pompowanie poprzez wzbudzenie chemiczne;
   • Pompowanie poprzez przepuszczanie prądu o wysokiej częstotliwości;
   • Przepuszczanie prądu impulsowego;
   • Przepuszczając prąd stały;
   • Pompowanie światłem pulsacyjnym;
   • Pompowanie przy stałym świetle.

7. Wygenerowana długość fali światła:

   • Lasery na podczerwień;
   • Lasery światła widzialnego;
   • Lasery ultrafioletowe;
   • Lasery rentgenowskie;
   • Lasery submilimetrowe.

8. Według aktywnego elementu:

   • Lasery dynamiczne gazowe;
   • Lasery na ciele stałym;
   • Lasery półprzewodnikowe;
   • Lasery cieczowe;
   • Lasery gazowe.

Promieniowanie laserowe a organizm człowieka

Wszystkie lasery, w zależności od stopnia ich zagrożenia dla pracowników, dzielą się na 4 klasy:

1. Nie stwarzaj zagrożenia radiacyjnego dla ludzkiej skóry i oczu;
2. Zarówno promieniowanie bezpośrednie, jak i odbite zwierciadlanie stanowią ogromne zagrożenie dla oczu;
3. Wszystkie trzy rodzaje promieniowania – bezpośrednie, odbite zwierciadlanie i odbite rozproszonie – w odległości 0,1 m od powierzchni odbijającej są niebezpieczne. Istnieje również niebezpieczeństwo narażenia skóry;
4. Niebezpieczeństwo spowodowane promieniowaniem rozproszonym odbitym w odległości 0,1 m od powierzchni odbijającej rozproszonie.

W organizmie człowieka promieniowanie laserowe może powodować zmiany patologiczne, zaburzenia narządu wzroku, ośrodkowego układu nerwowego i układu autonomicznego. Promieniowanie laserowe ma negatywny wpływ na narządy wewnętrzne człowieka - wątrobę, nerki, rdzeń kręgowy itp. Powstałe powierzchowne oparzenia - główny patofizjologiczny efekt promieniowania.

Lasery klas $II$, $III$, $IV$ muszą być przez cały okres eksploatacji oznakowane laserowymi znakami zagrożenia i wyposażone w urządzenia ostrzegawcze. Aby zapobiec rozprzestrzenianiu się promieniowania poza obrabiany materiał, lasery klasy III$ i IV$ wyposażane są w specjalne ekrany. Do ich produkcji wykorzystuje się materiał ognioodporny, nietopliwy, pochłaniający światło. Takie lasery są sterowane zdalnie.

Zainstalowany dla promieniowania laserowego maksymalne dopuszczalne poziomy. Poziomy te określa się z uwzględnieniem obszaru widmowego oddzielnie dla oczu i skóry. Osoby pracujące z laserami muszą przejść zarówno wstępne, jak i roczne badania lekarskie. W przypadku laserów klasy $II$...$IV$ pracownicy muszą stosować środki ochrony indywidualnej oczu, a w przypadku klasy $IV$ - maseczki ochronne. W zależności od długości fali promieniowania szkła okularów ochronnych mogą być bezbarwne lub pomarańczowe, niebiesko-zielone.

Wszystkie zagrożenia związane z promieniowaniem laserowym są podzielone na podstawowy– instalacja laserowa i wtórny– w procesie oddziaływania promieniowania laserowego z celem.

1. Podstawowe zagrożenia:

   • Bezpośrednie promieniowanie laserowe;
   • Napięcie elektryczne;
   • Promieniowanie świetlne;
   • Hałas akustyczny;
   • Wibracje urządzeń pomocniczych;
   • Gazy zanieczyszczające powietrze wydobywające się z jednostki instalacyjnej;
   • Promieniowanie rentgenowskie przy napięciach powyżej 15 $ kV.

2. Zagrożenia wtórne:

   • Odbite promieniowanie laserowe;
   • Systemy aerodyspersyjne;
   • Hałas akustyczny;
   • Promieniowanie z palnika plazmowego.

Standaryzacja promieniowania laserowego

Istnieją dwa naukowe podejścia do standaryzacji promieniowania laserowego:

1. Pierwszy dotyczy szkodliwego działania tkanek lub narządów bezpośrednio w miejscu napromieniania;
2. Drugi podejście dotyczy wykrywalnych zmian w układach i narządach, na które nie miało to bezpośredniego wpływu.

U źródła standaryzacja higieniczna są kryteriami działania biologicznego.

Na tej podstawie zakres promieniowania laserowego podzielono na obszary:

1. Region ultrafioletowy – od 0,18 $ do 0,38 $ mikronów;
2. Widoczny obszar – 0,38 $ - 0,7 $ 5 µm;
3. Obszar bliskiej podczerwieni – 0,75 USD – 1,4 USD mikronów;
4. Obszar dalekiej podczerwieni – ponad 1,4 dolara mikrona.

Uwaga 2

Uzasadnienie standardów higienicznych jest trudne ze względu na szeroki zakres długości fal, zróżnicowane parametry promieniowania laserowego i efekty biologiczne. Testy eksperymentalne i kliniczne wymagają czasu i pieniędzy, dlatego w celu wyjaśnienia i opracowania maksymalnych dopuszczalnych poziomów LI stosuje się modelowanie matematyczne.

Modele matematyczne, oczywiście, należy wziąć pod uwagę charakter rozkładu energii i charakterystykę absorpcji napromienianych tkanek. Przy wyznaczaniu i wyjaśnianiu LI PDE wykorzystano metodę matematycznego modelowania głównych procesów fizycznych. Został on uwzględniony w najnowszym wydaniu norm sanitarnych oraz zasad projektowania i eksploatacji laserów - SNiP nr 5804-91.

W opracowanych standardach uwzględniono wyniki badań naukowych oraz główne zapisy dokumentów:

1. SaniP dla urządzeń i obsługi laserów № 2392-8 1;
2. Norma IEC (pierwsze wydanie, 1984 USD);
3. Zmiany w normie Międzynarodowej Komisji Elektrotechnicznej (1987 USD, publikacja 825 USD).

Normy te podlegają obowiązkowi stosowania, co potwierdza Pismo Rospotrebnadzora z dnia 16$.$05$.$2007$ № 0100/4961-07-32 . Maksymalne dopuszczalne poziomy promieniowania laserowego wyznaczają zasady № 5804-91 .

Ustalają także wymagania dotyczące:

1. Urządzenia i działanie laserów;
2. Pomieszczenia produkcyjne, rozmieszczenie sprzętu i miejsc pracy;
3. Wymagania dotyczące personelu;
4. Stan sektora produkcyjnego;
5. Stosowanie sprzętu ochronnego;
6. Kontrola medyczna.