БЕЗОПАСНОСТЬ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ
тема
«ВЫБОР СРЕДСТВ ЗАЩИТЫ ОТ ЛАЗЕРНЫХ ИЗЛУЧЕНИЙ»
1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ
Лазером называют оптический квантовый генератор в соответствии с начальными буквами английского названия – Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation, что означает «усиление света путем создания стимулированного излучения».
Действие лазерных излучений на биологические объекты зависит от мощности излучения и длины волны, а также от характера импульса, частоты следования импульсов, продолжительности облучения, величины облучаемой поверхности, анатомических и функциональных особенностей облучаемых тканей. Лазерные излучения могут вызывать органические изменения непосредственно в облучаемых тканях (первичные биологические эффекты) и изменения, возникающие в организме в ответ на облучение (вторичные биологические эффекты) [1…3].
В соответствии с нормативными документами по способности излучения вызывать повреждения глаз и кожи лазеры подразделяют на четыре класса:
|
|
1-й класс – выходное излучение лазеров не представляет опасности для глаз и кожи;
2-й класс – эксплуатация лазеров связана с опасностью воздействия прямого и зеркально отраженного излучения только на глаза;
3-й класс – существует опасность воздействия на глаза прямого, зеркально и диффузно отраженного излучения на расстоянии 10 см от диффузно отражающей поверхности, а также прямого и зеркально отраженного излучения на кожу;
4-й класс – существует опасность воздействия на кожу на расстоянии 10 см от диффузно отражающей поверхности.
Применение лазеров может сопровождаться действием следующих опасных и вредных производственных факторов в зависимости от класса лазера:
прямое и зеркально отраженное лазерное излучение – для лазеров 2, 3 и 4-го классов;
диффузно отраженное лазерное излучение – для лазеров 3-го и 4-го классов;
повышенная напряженность электрического поля – для лазеров 2, 3 и 4-го классов, иногда – 1-го;
повышенная запыленность и загазованность воздуха рабочей зоны – для лазеров 4-го, иногда – 3-го класса;
повышенный уровень ультрафиолетовой радиации – для лазеров 4-го, иногда – 3-го класса;
повышенная яркость света – для лазеров 4-го, иногда – 3-го класса;
повышенные уровни шума и вибрации – для лазеров 4-го, иногда – 3-го класса;
повышенный уровень ионизирующих излучений – только иногда для лазеров 4-го класса в зависимости от их технической характеристики и условий эксплуатации;
повышенный уровень электромагнитных излучений в диапазонах ВЧ и СВЧ – иногда для лазеров 4-го класса;
повышенный уровень инфракрасной радиации – иногда для лазеров 3-го и 4-го классов;
|
|
повышенная температура поверхностей оборудования – иногда для лазеров 3-го и 4-го классов;
химические опасные факторы – только иногда для лазеров 3-го и 4-го классов при работе с токсичными веществами.
Различают четыре диапазона спектра излучения лазеров:
ультрафиолетовый (УФ) с длиной волны 0,2…0,4 мкм;
видимый с длиной волны 0,4…0,75 мкм;
ближний инфракрасный (ИК) с длиной волны 0,75…1,4 мкм;
дальний инфракрасный (ИК) с длиной волны 1,4…20 мкм.
Класс опасности лазера в каждом диапазоне спектра излучения определяют по индивидуальной методике.
2. МЕТОДИКА ОПРЕДЕЛЕНИЯ КЛАССА ОПАСНОСТИ ЛАЗЕРА
Чтобы выбрать средство защиты от лазерного излучения, необходимо определить класс опасности лазера в соответствующем диапазоне спектра излучения.
2.1. Ультрафиолетовый диапазон спектра.
Вычисляют безразмерный параметр
(1)
где P 0 – энергия, генерируемая лазером за рабочий день, Дж (справочная величина – задается по варианту); r – радиус пучка (источника) излучения, см (справочная величина – задается по варианту); Н 0 – суммарная энергетическая экспозиция, Дж/см2 (нормативная величина, зависящая от длины волны):
Длина волны, мкм | 0,200…0,210 | 0,211…0,215 | 0,216…0,290 |
Н 0, Дж/см2 | 1 · 10-8 | 1 · 10-7 | 1 · 10-6 |
Длина волны, мкм | 0,291…0,300 | 0,301…0,370 | 0,371…0,400 |
Н 0, Дж/см2 | 1 · 10-5 | 1 · 10-4 | 2 · 10-3 |
Класс опасности лазера определяют с помощью графика (рис. 1), на котором по оси абсцисс отложены значения радиуса пучка r, а на оси ординат – значения безразмерного параметра U.
2.2. Видимый диапазон спектра.
Вычисляют безразмерный параметр
(2)
где Р – энергия, генерируемая за время однократного воздействия, Дж (паспортная величина – задается по варианту); Нk – предельно допустимый уровень (ПДУ) энергетической экспозиции кожи, Дж/см2 (нормативная величина – задается по варианту); К 1 – коэффициент, зависящий от частоты повторения импульсов и длительности серии импульсов (задается по варианту).
Рис. 1. Зависимость максима льного значения параметра U от r:
1, 2 – зависимости максимального значения U от r соответственно для 1-го и 2-го классов опасности лазеров
Рис. 2. Зависимость минима льного значения параметра U к от r.
Затем с помощью графика (рис. 2) определяют, принадлежит или не принадлежит лазер к 4-му классу опасности.
Если лазер не принадлежит к 4-му классу опасности, то его принадлежность к последующим классам определяют с учетом первичных U П и вторичных U В биологических эффектов. Для этого необходимо вычислить безразмерные параметры U П и U В.
(3)
где Н 1 – ПДУ энергетической экспозиции на роговице глаза в зависимости от длительности импульса и длины волны излучения, Дж/см2 (нормативная величина – задается по варианту); K 2 – поправочный коэффициент на частоту повторения импульсов и длительность воздействия серии импульсов (задается по варианту);
(4)
где n – число излучений на глаз за рабочий день; H 2 – ПДУ энергетической экспозиции на роговице глаза за рабочий день, Дж/см2 (нормативная величина, зависящая от длины волны, – задается по варианту).
Затем с помощью графиков на рис. 3 и 4 (кривые 7 и Охарактеризуют зависимость максимальных значений U П и U З для лазеров 1-го и 2-го классов опасности) определяют класс опасности лазера соответственно по первичным и вторичным биологическим эффектам.
2.3. Ближний инфракрасный (ИК) диапазон спектра.
Для излучения ближнего ИК-диапазона спектра класс опасности лазера определяют без учета вторичных биологических эффектов так же, как для видимого диапазона спектра, по формулам (2) и (3) и с помощью графиков на рис. 2 и 3.
|
|
2.4. Дальний инфракрасный (ИК) диапазон спектра.
В данном случае сначала вычисляют безразмерный параметр Uk по формуле (2). Затем определяют класс опасности лазера с помощью графика на рис. 1. Средства защиты выбирают с помощью табл. 1.
Рис. 3. Зависимость максимального значения параметра U П от r.
Рис. 4. Зависимость максимального значения параметра U B от r.