Воздействие лазерного излучения на зрительный аппарат человека

Действие лазерного излучения на кожный покров

Биологическое действие лазерного излучения

Снижение уровня звукового давления

Оно производиться за счет акустической обработки помещения, она подразумевает звукоизолирующей облицовки.

ΔL = 10*lg(B1*ψ/(B*ψ1))

B1 и B постоянные помещения до и после акустической обработки?

ψ и ψ1 коэффициенты учитывающие звукопоглощение в помещении, которые оценивается ГОСТами.

S – площадь помещения

B1 = (A+ΔA)/(1-α1)

A₁ – величина звукопоглощения внутренних поверхностей помещения, на которых облицовка не установлена, но будет установлена.

A₁ = α(S_п – S_{облицовки})

α – средний коэффициент звукопоглощения

α = (B/S)/(B/(S+1))

ΔA = α_{облицовки} *S_{облицовки}

α1 – средний коэффициент звукопоглощения внутренних поверхностей помещений с облицовкой.

α1 = (A₁+ΔA)/S

Лекция №3 (18.03.2011)

Лазер – источник когерентного излучения, т.е согласованное во времени и пространстве движения фотонов в виде узконаправленного луча.

Излучения Al₂O₃Cr⁺³

Мощность излучения в зависимости от типа лазера 10^-3 – 10¹³ Вт.

Для достижения эффекта генерации необходимо, чтобы плотность частиц на метастабильном уровне превышала плотность на нижнем уровне. Широкое использование в медицине лазерного излучения основано на резонансных явлениях с восстановительными процессами в организме.

инфракрасный диапазон лазерного излучения (0.7 – 1.4 мкм). Глубина проникновения излучения зависит от длины волны, максимум проникновения происходит на 1.1 мкм. 20% энергии, падающий на слой кожи, проникает в глубину до 5 см, может достигать кроветворных органов. Особенно опасное проникновение связано с пигментированной коже. Для человека противодействие проникновению ИК достаточно эффективно за счет того, что тепло, создаваемое излучением, благодаря кровообращению и испарению влаги, способно рассеиваться.

ПДУ, в качестве ориентировочной принято считать ПДУ_ИК = 100 мВт/см².

Область прозрачности для глаза лежит в пределах 0.4 – 1.4 мкм (диапазон длин волн, доходящих до глаза), поэтому все что превышает этот предел лежит в области непрозрачности глаза. Для разных длин волн ПДУ колеблется от 10^-3 – 1 Дж/см². Опасность для глаза возникает при длинах волн превышающих 0.7 мкм.

Роговица прозрачна для 0.7 – 1.3 мкм, непрозрачно для 2 мкм. Степень теплового поражения роговицы зависит от поглощенной дозы.

Радужная оболочка обладает высокой степенью пигментации и поглощает ИК излучение практически всего диапазона. Минимальной величиной плотности мощности является 4.2 Дж/см².

Сетчатка. Допустимый уровень лазерной энергии, действующей на глаз, обычно учитывает суммарный эффект, производимый на все прозрачные среды глаза. Размер зрачка определяет количество энергии, попадающей в глаз и достигающей сетчатки.

Для глаза в темноте диаметр зрачка 2 – 8 мм. При дневном свете 2 – 3 мм. При взгляде на солнце 1.5 мм. Энергия ~площади зрачка. Величина поступающей энергии для суженного зрачка в 15-20 раз меньше, чем когда он расширен. Площадь изображения источника излучения на сетчатке зависит от углового размера, который определяется расстоянием от источника до сетчатки. Для большинства неточечных источников размер изображения на сетчатке можно вычислить по законам геометрической оптики.

Для нормального глаза существует эффективное фокусное расстояние – 1.7 см.

Di – источник излучения

Dr – изображение источника

Ai – площадь источника

Ar – площадь изображения на сетчатке

Dr=Di*f/r

Ai/Ar=r²/f²

Интенсивность облучения зависит от энергетической яркости лазерного излучения. Wc от Wя

Wя=Wc/δ, где δ – телесный угол, под которым виден источник излучения

Зная соотношения между площадями, можно ввести понятие «полная энергия», проникающая в глаз.

Wr = Wc*Ac

Ac=π*d²/4

Wr=Wc*π*d²/4

Количественная зависимость между полной энергией и яркостью источника:

Wr = π*d*Wя/(4*f²) = 0.27d²*Wя

Это уравнение имеет большое практическое значение, поскольку дает возможность вычислить допустимую яркость лазерного источника, исходя из допустимой интенсивности облучения сетчатки, не обращаясь к углу наблюдения. При прогнозе опасности лазерного облучения сетчатки, необходимо учитывать следующее:

1. тип лазера и опасность, которую могут представить отдельные узлы

2. атмосферные условия (влажность, степень чистоты воздуха)

3. наличие средств защиты и индивидуальных особенностей человека, который подвергается облучению

Лазеры могут работать непрерывно и частотно-импульсно. В зависимости от режима уровень максимального воздействия на сетчатку снижается при увеличении частоты повторения импульсов. Если частота = 1 Гц, то уровень 100%, если 10 Гц уровень снижается до 32 %, при 100 Гц – до 10%, при 1 кГц до 6%.

Лазеры:

· оптического диапазона

· ближнего ИК диапазона

· дальнего ИК диапазона

В зависимости от типа лазера максимально допустимое воздействие будет различно.

Для защиты глаз применяются многослойные фильтры с пропусканием световой энергии 10^-5 Вт/см². В настоящее время используются защитные очки, представляющие набор фильтров с различными значениями коэффициента поглощения. Величина этого коэффициента для каждого фильтра выбирается с таким расчетом, чтобы не происходило его разрушение, и уровень прошедшего через него излучения оказывался таким, чтобы последующий фильтр также не разрушался. Комбинируя фильтры, можно создать очки для различных диапазонов ИК. Наряду с защитными очками, обслуживающему персоналу рекомендуется применять специальные экраны (диффузионные). Для рук используются специальные перчатки.

При работе с лазером возможны три случая поражения:

1. прямое воздействие лазерного излучения

2. человек попадает в зону зеркального отражения луча

Значения плотностей зависят от свойств облучаемых объектов.

3. диффузное рассеивание излучения (спецэкраны отражающие)

Для защиты персонала проводятся мероприятия по ТО, которые делятся на организационно-технические (оборудование помещений, установка систем сигнализации, распределение зон ответственности, обучение персонала со средствами защиты) и личные (изучение инструкций, набор спецодежды).

Лекция №4 (1.04.2011)