Безопасность лазерного излучения

Особое место среди источников ЭМИ (ЭМП) занимают лазерные установки. В промышленности применяются лазерные установки, работающие в диапазонах длин волн от ИК до рентгеновского (от 0,2 до 1000 мкм с большой плотностью энергии). Лазерная технология, например, обработка материалов лазерным излучением, позволяет осуществлять сварку мате­риалов, сверление, резку и т.д.

Благодаря своим уникальным свойствам (точная направленность луча, когерентность, монохроматичность), эти устройства также широко используются в научных исследованиях: в физике, химии, БИОРСIИИ и др. И В прак­тической медицине: хирургия, офтальмология и др.

Лазер (иначе ОКГ - оптический квантовый генератор) - это генератор электромагнитного излучения оптического диапазона, основанный на ис­пользовании вынужденного (стимулированного) излучения. В нем происхо­дит преобразование различных видов энергии в энергию лазерного излуче­ния. Плотность мощности излучения лазерных установок достигает 10¹¹-10¹⁴ Вт/см², а для испарения большинства материалов достаточно 109 Вт/см². Для сравнения: плотность солнечного излучения 0,15-0,25 Вт/см². Поэтому серьезную опасность представляет не только прямое, но и диффузионно отраженное лазерное излучение. Проявляются и сопутствующие факторы: ЭМП, высокое напряжение, аэрозоли от возгона веществ в зоне действия луча [7].

Существуют газовые лазеры, жидкостные и твердотельные (на диэлек­трических кристаллах, стеклах, полупроводниках), которые в свою очередь делятся на непрерывного и импульсного действия (моноимпульсного и им­пульсно-периодического). Классификация лазеров по степени опасности генерируемого излучения, требования к конструкции лазерных установок и технологическим процессам с использованием таких установок приведены [8].

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

Класс I (безопасные) – выходное излучение не опасно для глаз

Класс II (малоопасные) – опасно для глаз прямое или зеркально отраженное излучение

Класс III (среднеопасные) - опасно для глаз прямое, зеркально, а также диффузионно отраженное излучение на расстояние 10см от отражающей поверхности и (или) для кожи прямое или зеркально отраженное излучение

Класс VI (высокоопасные) - опасно для кожи диффузионно отраженное излучение на расстояние 10см от отражающей поверхности

Биологические эффекты от действия луча лазера на живые ткани заключается в термическом (тепловом), энергетическом, фотохимическом и механическом воздействии, а также электрострикции и образовании в пределах клетки микроволнового ЭМП (ЭМИ). 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 (ожоги). Вторичный механизм проявляется как реакция организма на облучение (функциональные расстройства центральной нервной и сердечно-сосудистой систем, изменения в обмене веществ и др.)

В качестве приоритетных критериев при оценке степени опасности генерируемого лазерного излучения приняты: энергия или мощность излучения, плотность энергии (мощности) излучения, длительность воздействия излучения и длина волны [9].

Предельно допустимые уровни (ПДУ), 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. Нормируется энергетическая экспозиция облучаемых тканей [10,11].

Например, значения ПДУ энергетической экспозиции при облучении ультрафиолетовой областью спектра приводятся в табл. 10.4.

Таблица 10.4.

ПДУ лазерного излучения [6]

Длина волны, мкм	ПДУ, Дж∙см2
0,200-0,210	10-8
0,210-0,215	10-7
0,215-0,290	10-6
0,290-0,300	10-5
0,300-0,370	10-4
Свыше 0,370	2∙10-3

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

При использовании лазеров II-III классов в целях исключения облучения персонала необходимо ограждение лазерной зоны или экранирование пучка излучения. Экран 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 при точно – вытяжная вентиляция. Для защиты от шума применяется звукоизоляция установок, звукопоглощение и др.

В качестве индивидуальных средств защиты используются очки со специальными стеклами – фильтрами, щетки, маски, халаты светло-зеленого или голубого цветов [7].

Контроль уровней лазерного излучения производится в основном фотоэлектрическими приборами, например, «Измеритель – 1» (для контроля плотности мощности и энергии отраженного лазерного излучения в диапазоне длин волн 0,53; 0,63; 0,69 и 1,069 мкм) и ИЛД-2 (для измерения направленного и отраженного излучения длиной волны 0,49 – 1,15 и 2 – 11 мкм).

ЛИТЕРАТУРА

1. Электромагнитное загрязнение окружающей среды и здоровье населения России. М: ФОНД «Здоровье и окружающая среда», Российская ассоциация общест­венного здоровья, 1997.91 с.

2. Охрана труда и экологическая безопасность в химической промышленности /А.С. Бобков u др. М.: Химия, 1997.400 с.

3. Санитарные нормы и правила при работе с источниками электромагнитных полей высоких, ультравысоких и сверхвысоких частот.

4. ГОСТ 12.1.002.84. Допустимые уровни воздействия на работников и требования к проведению контроля на рабочих местах для электрических полей промышленной частоты.

5. ГОСТ 12.1.006-84. Допустимые уровни воздействия на работников и требова­ния к проведению контроля на рабочих местах для электромагнитных полей радио­ частот.

6. Справочная книга по охране труда в машиностроении / Г.В Бектобеков и др. Л.: Машиностроение, 1989. 541 с.

7. Нейман Л.А. Безопасность жизнедеятельности: теория, вопросы и ответы. М.: Вузовская книга, 1997. 142 с.

8. ГОСТ Р 50723-94. Классификация лазеров, требования к конструкции и к техпроцессам

9. ГОСТ 15093..90. Параметры лазерного излучения.

10. СанПиН 5804-91. Санитарные правила и нормы при работе с лазерами.

11. СНиП 2392-81. Санитарные нормы и правила устройства и эксплуатации ла­зеров.

Лекция 11

ИОНИЗИРУЮЩИЕ ПОЛЯ И ИЗЛУЧЕНИЯ: ОПАСНОСТЬ, ОЦЕНКА, ТЕХНИЧЕСКИЕ СРЕДСТВА ЗАЩИТЫ. БЕЗОПАСНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ