CAPITOLUL 9 RADIAȚIE LASERĂ
Radiația laser (LI) este emisia indusă de quanta a radiației electromagnetice de către atomi. Cuvântul "laser" este o abreviere formată din literele inițiale ale expresiei engleze "Amplificarea luminii prin emisia stimulată de radiație". Elementele principale ale oricărui laser sunt mediul activ, sursa de energie pentru excitarea acestuia, rezonatorul optic oglindat și sistemul de răcire. LEE monochromaticity din cauza și de divergență de întâlnire este capabil de distanțe considerabile de călătorie și reflectată de la interfața a două medii, acesta poate fi utilizat pentru a localiza acele proprietăți, de navigație și de comunicații.
Posibilitatea de a crea expuneri extrem de ridicate de energie prin lasere face posibilă utilizarea lor pentru prelucrarea diferitelor materiale (tăiere, foraj, întărirea suprafeței etc.).
Atunci când diferite substanțe sunt folosite ca mediu activ, laserele pot induce radiații la aproape toate lungimile de undă, de la lungimi de undă de la ultraviolete până la lungimi de undă lungi.
Cantitățile fizice de bază ce caracterizează LEE sunt: lungime de undă (m), iradierea (W / cm2), expunerea (J / cm2), lățimea pulsului (e), durata expunerii (e), frecvența de repetiție a impulsurilor (Hz) .
Efectul biologic al radiației laser. Efectul LI asupra unei persoane este foarte dificil. Depinde de parametrii LEE în primul rând pe lungimea de undă, radiații puterea (energia), durata de expunere, frecvența de repetiție a impulsului, dimensiunea zonei iradiate ( „efect de dimensiunea“) și caracteristicile anatomice și fiziologice ale țesutului iradiat (ochi, piele). Deoarece moleculele organice care formează țesutul biologic, au o gamă largă de frecvențe absorbite, nu există nici un motiv să se creadă că LEE monochromaticity poate crea orice efecte specifice în interacțiunea cu țesutul. Coerența spațială nu schimbă în mod semnificativ mecanismul de deteriorare
, deoarece fenomenul conductivității termice în țesuturi și mișcările permanente mici, inerente ochiului, distrug modelul de interferență chiar și cu timpul de expunere care depășește câteva microsecunde. Astfel, LI este sărit și absorbită de țesuturi biologice conform acelorași legi ca incoerența și nu produce efecte specifice în țesuturi.
LEE energia absorbită de țesutul este transformată în alte forme de energie: energie termică, energie, procese fotochimice mecanice care pot provoca o serie de efecte: termic, impact, lumina, presiune și așa mai departe.
LI reprezintă un pericol pentru organul de viziune. Retina pot fi afectate lasere vizibile (0,38-0,7 mm) și în infraroșu apropiat (0,75-1,4 mm) variază. ultraviolete laser (0,18-0,38 mm) și (mai mare de 1,4 microni) radiații infraroșii departe nu ajunge la retina, dar poate deteriora corneea, irisul, cristalinul. Atingerea retinei, ochiul de refracție LEE sistem concentrat, densitatea de putere pe retină crește 1000-10000 ori comparativ cu densitatea de putere la nivelul corneei. Scurt puls (0.1 s 10 14 s), care generează lasere, poate provoca leziuni ale organelor unui timp mult mai scurt decât cel necesar pentru declanșarea mecanismelor fiziologice de protecție (blink reflex 0.1).
Cel de-al doilea organ critic pentru acțiunea lui LI este piele. Interacțiunea radiației laser cu pielea depinde de lungimea de undă și pigmentarea pielii. Capacitatea reflectorizantă a pielii din regiunea vizibilă a spectrului este ridicată. LI departe de infraroșu începe să fie puternic absorbit de piele, deoarece această radiație este activ absorbit de apă, care este de 80% din conținutul de cele mai multe țesuturi; există un pericol de arsură a pielii.
Expunerea cronică la energia redusă (la sau sub controlul la distanță RMN) a radiațiilor împrăștiate poate duce la apariția unor schimbări nespecifice în starea de sănătate a persoanelor care deservesc laserele. Mai mult decât atât, este un fel de factor de risc pentru dezvoltarea stărilor nevrotice și a afecțiunilor cardiovasculare. Cele mai caracteristice sindroame clinice întâlnite în lucrul cu laserele sunt distonia astenică, astnevegetativă și vegetovasculară.
Standardizarea LI. În procesul de normalizare se stabilesc parametrii câmpului LI care reflectă specificitatea interacțiunii sale cu țesuturile biologice, criteriile pentru efectul dăunător și valorile numerice ale RDU ale parametrilor care urmează să fie normalizați.
Două abordări ale normalizării LI sunt fundamentate științific: prima se bazează pe efectele dăunătoare ale țesuturilor sau ale organelor care apar direct la locul de iradiere; a doua - pe baza modificărilor funcționale și morfologice revelate ale unui număr de sisteme și organe care nu sunt direct afectate.
Rațiarea igienică se bazează pe criteriile de acțiune biologică, datorată, în primul rând, zonei spectrului electromagnetic. În consecință, banda LI este împărțită în mai multe domenii:
- de la 0,18 la 0,38 μm - regiunea ultraviolet;
- de la 0,38 la 0,75 μm este regiunea vizibilă;
- de la 0,75 la 1,4 μm - aproape în infraroșu;
- peste 1,4 μm este regiunea infraroșie îndepărtată.
În cadrul stabilirii valorii telecomenzii pe principiul stabilirii minim „pragul“ de deteriorare în țesuturile iradiate (retina, cornee, ochi, piele), determinate prin metode moderne de studii în timpul sau după expunerea la Lee. Parametrii sunt normalizate H radiant expunere (J-m -2) și iradiantă E (W-m-2) și W energie (J) și puterea P (W).
Aceste studii experimentale și clinice și fiziologice indică valoarea predominantă a reacțiilor nespecifice generale ale organismului ca răspuns la expunerea cronică la cel mai mic nivel de energie LI, comparativ cu modificările locale locale ale organului vizual și a pielii. Astfel LEE spectrul vizibil determină schimbări în funcționarea sistemul endocrin si imunitar, sistemului nervos central și periferic, proteine, carbohidrați și metabolismul lipidelor. LEE de lungime de unda 0,514 microni conduce la schimbări în activitatea sistemelor gipofiznadpochechnikovyh simetrie și patoadrenalovyh. Acțiunea cronică pe termen lung a LI cu o lungime de undă de 1,06 μm determină tulburări vegetale. Aproape toti cercetatorii care au studiat starea de sănătate a persoanelor care deservesc lasere sublinia frecvență mai mare de detecție au tulburări vegetative-vasculare și astenie. În consecință, energia redusă
LI cu acțiuni cronice acționează ca un factor de risc pentru dezvoltarea patologiei, ceea ce determină necesitatea de a lua în considerare acest factor în standardele de igienă.
O gamă largă de lungimi de undă, o varietate de parametri LI și efecte biologice induse fac dificilă justificarea standardelor de igienă. În plus, testele experimentale și în special cele clinice necesită mult timp și fonduri. Prin urmare, pentru a rezolva problemele privind rafinarea și dezvoltarea telecomenzii, LI utilizează modelarea matematică. Acest lucru face posibila reducerea substantiala a volumului de studii experimentale pe animale de laborator. Atunci când se creează modele matematice, se ține seama de natura distribuției energiei și de caracteristicile de absorbție ale țesutului iradiat.
Modelarea matematică Metoda procese de bază fizice (efecte termice și hidrodinamice și cu laser defalcare al.), Ceea ce duce la tesutul fundus degradare atunci când este expus LEE vizibil și apropiat interval IR cu o durată a impulsului de la 1 la 10 până la -12 a fost folosit în determinarea și rafinament PDU LI, inclus în ultima ediție a "Normelor și regulilor sanitare pentru proiectarea și funcționarea laserelor" SNiP. 5804-91, care sunt dezvoltate pe baza rezultatelor cercetării științifice.
Normele actuale stabilesc:
- nivelurile maxime admisibile (PDE) ale radiației laser în intervalul lungimii de undă 180-10 6 nm în condiții diferite de expunere la oameni;
- clasificarea laserelor în ceea ce privește gradul de pericol al radiațiilor generate de acestea;
- cerințele privind instalațiile de producție, plasarea echipamentelor și organizarea locului de muncă;
- cerințele pentru personal;
- controlul asupra stării mediului de lucru;
- cerințele privind utilizarea echipamentului de protecție;
- cerințele pentru controlul medical.
Gradul de pericol al LI pentru personal este baza clasificării laserelor, conform căreia acestea sunt împărțite în 4 clase:
Clasa I (sigur) - radiația de ieșire nu este periculoasă pentru ochi;
Clasa a II-a (pericol scăzut) - reprezintă un pericol pentru ochii radiațiilor directe și reflectate în mod speculativ;
Clasa a III-a (pericol mediu) - de asemenea, o radiație difuză reflectată la o distanță de 10 cm față de suprafața reflectorizantă;
Clasa a 4-a (foarte periculoasă) - reprezintă deja un pericol pentru piele la o distanță de 10 cm de suprafața difuză difuză.
Cerințe privind metodele, mijloacele de măsurare și controlul LI. Dosimetria LI este numită un set de metode de determinare a valorilor parametrilor radiației laser la un anumit punct din spațiu pentru a identifica gradul de pericol și daunele sale pentru corpul uman
Dozimetria cu laser include două secțiuni principale:
- calculată sau dozimetrică teoretică, care examinează metodele de calculare a parametrilor LI în zona de amplasare posibilă a operatorilor și metodele de calcul al gradului de pericol;
- dozimetria experimentală, care ia în considerare metodele și mijloacele de măsurare directă a parametrilor LI la un anumit punct din spațiu.
Instrumentele de măsură destinate monitorizării dozimetrice se numesc dozimetre laser. Monitorizarea doza este de o importanță deosebită pentru evaluarea radiației reflectate și dispersate, atunci când metodele de calcul cu laser dozimetrice bazate pe datele de caracteristicile de ieșire ale sistemelor cu laser dau valori foarte aproximative DO niveluri într-un punct de control predeterminat. Utilizarea metodelor computationale este dictată de incapacitatea de a măsura parametrii LI pentru întreaga varietate de tehnologii laser. Metoda de calcul a dozimetriei cu laser permite estimarea gradului de pericol pentru radiații la un anumit punct din spațiu, folosind datele pașaportului din calcule. Metodele de calcul sunt convenabile pentru cazurile de lucru cu impulsuri de radiație cu durată scurtă repetată,
Valoarea maximă a expunerii poate fi măsurată. Ele sunt folosite pentru a determina zone cu pericol laser, precum și pentru a clasifica laserele în funcție de gradul de pericol pe care îl generează.
Metodele de control al dozimetriei sunt stabilite în "Ghidul pentru organismele și instituțiile serviciilor sanitare și epidemiologice pentru efectuarea monitorizării radiațiilor și evaluarea igienică a radiației laser". 5309-90 și, de asemenea, examinate parțial în "Normele sanitare și regulile pentru proiectarea și funcționarea laserelor" SN și P. 5804-91.
Principiul dozimetriei cu laser se bazează pe principiul celui mai mare risc, conform căruia evaluarea pericolului ar trebui să fie efectuată pentru cel mai rău după impactul biologic al condițiilor de iradiere, adică Măsurarea nivelului radiațiilor laser trebuie efectuată atunci când laserul funcționează în modul de putere maximă (energie) determinat de condițiile de funcționare. În procesul de căutare și orientare a instrumentului de măsurare asupra obiectului de radiație, trebuie găsită o poziție în care se înregistrează nivelurile maxime de LI. Când laserul este acționat într-un mod puls-periodic, se măsoară caracteristicile energetice ale pulsului maxim al seriei.
În evaluarea igienică a instalațiilor laser este necesară măsurarea parametrilor de radiație la ieșirea laserelor, dar intensitatea iradierii organelor critice ale persoanei (ochii, pielea) care afectează gradul de acțiune biologică. Aceste măsurători se efectuează în anumite puncte (zone) în care programul de operare al instalației cu laser determină prezența personalului de întreținere și în care nivelurile LI reflectate sau împrăștiate nu pot fi reduse la zero.
Limitele dozărilor dozimetrice sunt determinate de valorile telecomenzii și de capacitățile tehnice ale echipamentului fotometric modern. Toate dozimetrele trebuie să fie certificate de organele Standardului de Stat în ordinea stabilită. În Rusia s-au dezvoltat instrumente de măsurare speciale pentru monitorizarea dozimetrică a dozimetrelor cu laser LI. Ele se remarcă prin înalta lor universalitate, constând în posibilitatea de a controla atât radiația continuă, monopulză cât și impulsivă, periodică și radială a majorității dispozitivelor laser utilizate în practică în industrie, știință, medicină etc.
Prevenirea efectelor dăunătoare ale radiației laser (LI). Protecția împotriva LI se realizează prin metode și mijloace profilactice tehnice, organizaționale și medicale. Instrumentele metodologice includ:
- selecția, planificarea și decorarea interioară a spațiilor;
- plasarea rationala a instalatiilor tehnologice cu laser;
- respectarea ordinii de întreținere a instalațiilor;
- utilizați nivelul minim de radiații pentru a atinge obiectivul;
- aplicarea echipamentului de protecție. Metodele organizaționale includ:
- limitarea timpului de expunere;
- numirea și informarea persoanelor responsabile pentru organizarea și desfășurarea activității;
- limitarea permisului de muncă;
- organizarea supravegherii regimului de muncă;
- organizarea clară a lucrărilor de intervenție în caz de urgență și reglementarea ordinii de lucru în condiții de urgență;
- organizarea de briefing-uri, prezența posterelor vizuale;
Metodele sanitaro-igienice și terapeutice-preventive includ:
- controlul nivelurilor de factori periculoși și nocivi la locul de muncă;
- controlul efectuării examinărilor medicale preliminare și periodice de către personal.
Facilitățile de producție în care sunt utilizate laserele trebuie să îndeplinească cerințele normelor și reglementărilor sanitare existente. Instalațiile laser sunt amplasate astfel încât nivelurile de radiații la locul de muncă să fie minime.
Mijloacele de protecție împotriva LI ar trebui să asigure prevenirea expunerii sau reducerea radiației la un nivel care să nu depășească nivelul admis. Prin natura utilizării echipamentelor de protecție sunt împărțite în mijloace de protecție colectivă (VHC) și echipamente individuale de protecție (EIP). Mijloacele de protecție fiabile și eficiente contribuie la îmbunătățirea siguranței muncii, la reducerea accidentelor profesionale și a morbidității ocupaționale.
Tabelul 9.1. Ochelari de protecție împotriva radiațiilor laser (extract din TU 64-1-3470-84)
Pentru VHC de la LI sunt: garduri, ecrane de protecție, interlocks și porți automate, carcase, etc
EIP din radiația laser include ochelari de protecție (tabelul 9.1), scuturi, măști etc. Se aplică mijloace de protecție luând în considerare lungimea de undă a LI, clasa, tipul, modul de operare al instalației laser, natura muncii efectuate.
VHC-urile trebuie să fie furnizate la etapele de proiectare și instalare a laserului (instalații laser), atunci când aranjează locurile de muncă, atunci când aleg parametrii operaționali. Alegerea echipamentului de protecție trebuie făcută în funcție de clasa laser (instalarea cu laser), de intensitatea radiației în zona de lucru, de natura muncii efectuate. Valorile proprietăților de protecție ale protecției nu trebuie reduse sub influența altor periculoase
și factori nocivi (vibrații, temperaturi etc.). Proiectarea echipamentului de protecție ar trebui să permită schimbarea elementelor principale (filtre luminoase, ecrane, ochelari de vedere etc.).
Protecția personală a ochilor și a feței (ochelari de protecție și scuturi), care reduc intensitatea LI la telecomandă, ar trebui utilizată numai în acele cazuri (punere în funcțiune, reparații și lucrări experimentale) atunci când mijloacele colective nu asigură siguranța personalului.
Atunci când se lucrează cu lasere, trebuie folosit numai un astfel de echipament de protecție, pentru care există o documentație normativă și tehnică aprobată în ordinea stabilită.
Articole similare
Trimiteți-le prietenilor: