Лазерное излучение

7 Воздействие лазерного излучения на организм

 

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 физико-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<λ<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<λ<3000 нм) может вызвать отек, катаракту и ожог роговой оболочки глаза; дальнее ИК – излучение (3000<λ<10⁶ нм) – ожог роговицы.

Повреждение кожи может быть вызвано лазерным излучением любой длины 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.

 

8 Нормирование лазерного излучения

 

Основными нормативными правовыми  актами при оценке условий труда  являются:

"Санитарные нормы и правила  устройства и эксплуатации лазеров"  № 2392-81; методические рекомендации "Гигиена труда при работе  с лазерами", утвержденные МЗ  РСФСР 27.04.81 г.;

ГОСТ 24713-81 "Методы измерений параметров лазерного излучения. Классификация"; ГОСТ 24714-81 "Лазеры. Методы измерения  параметров излучения. Общие положения"; ГОСТ 12.1.040-83 "Лазерная безопасность. Общие положения"; ГОСТ 12.1.031 -81 "Лазеры. Методы дозиметрического контроля лазерного излучения".

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

При использовании лазеров II-III классов  в целях исключения облучения  персонала необходимо либо ограждение лазерной зоны, либо экранирование  пучка излучения. Экраны и ограждения должны изготавливаться из материалов с наименьшим коэффициентом отражения, быть огнестойкими и не выделять токсических  веществ при воздействии на них  лазерного излучения.

Лазеры IV класса опасности размещаются  в отдельных изолированных помещениях и обеспечиваются дистанционным  управлением их работой.

При размещении в одном помещении  нескольких лазеров следует исключить  возможность взаимного облучения  операторов, работающих на различных  установках. Не допускаются в помещения, где размещены лазеры, лица, не имеющие  отношения к их эксплуатации. Запрещается  визуальная юстировка лазеров без  средств защиты.

Для удаления возможных токсических  газов, паров и пыли оборудуется  приточно-вытяжная вентиляция с механическим побуждением. Для защиты от шума принимаются  соответствующие меры звукоизоляции  установок, звукопоглощения и др.

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

Средства индивидуальной защиты применяются  только в том случае, когда коллективные средства защиты не позволяют обеспечить требования санитарных правил.

 

9 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;
• Применение соответствующей спец. одежды;
• 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.

 

Заключение

 

За последнее  время в России за рубежом были проведены обширные исследования в  области квантовой электроники. Созданы разнообразные лазеры, а  также приборы, основанные на их использовании. Они необычайно расширили наши возможности  в самых различных областях - обработке  металлов, медицине, измерении, контроле, физических, химических и биологических  исследованиях. Во многих случаях использование  лазерного луча позволяет получить уникальные результаты. Можно не сомневаться, что в будущем луч лазера подарит  нам новые возможности, представляющиеся сегодня фантастическими.

Однако есть одно «но»: мы уже начали привыкать, что “лазер все может”, что часто маскирует основной факт – с изобретением лазера человечество получило в свое распоряжение качественно новый, в высокой степени универсальный, но не менее опасный инструмент, реальные предназначения и свойства которого нужно тщательно исследовать.

 

 

 

 

 

 

Литература

 

1. Горбунов. Л.М. «Зачем нужны лазеры?». «Природа», № 4, 2008;

2. Y.I. Salamin, Z. Harman, Ch. H. Keitel. Direct High-Power Laser Acceleration of Ions for Medical Applications // Phys. Rev. Lett. 100, 155004 (18 April 2008);

3. Internet: http://www.elementy.ru – популярный сайт о новостях в науке;

4. Звелто О. «Принципы  лазеров». –Москва "Мир", –560 с, перевод на русский язык Сорокина И. Т., Сорокин Е. В., Шипилов К. Ф. , 2002.

5. Борейшо А. С. Лазеры: Устройство и действие: Учебное  пособие, Механический институт, Санкт-Петербург,1992. –212 с.

6. Вейко В.П. Технологические  лазеры и лазерное излучение  – СПб: СПбГУ ИТМО, 2007. –52 с.

7. Федоров Б. Ф. Лазеры. Основы устройства и применение. –Москва, Издательство ДОСААФ,2008. 192 с.

8. Кондиленко И.И., Коротков П.А., Хижняк А.И. Физика лазеров. –Киев, "Вища школа", 2004 г. –620с.