Класс 3. Лазеры характеризуются опасностью воздействия на глаза прямого, зеркально и диффузно отраженного излучения на расстоянии 10 см от диффузно отражающей поверхности на глаза, а также прямого и зеркально отраженного излучения на кожу.

Класс 4. Лазеры характеризуются опасностью воздействия на кожу на расстоянии 10 см от диффузно отражающей поверхности.

Биологические действия лазерного излучения зависит от длины волны и интенсивности излучения, поэтому весь диапазон длин волн делится на области:

ультрафиолетовая :0,2-0,4 мкм;

видимая :0,4-0,75 мкм;

ближняя инфракрасная : 0,75-1,4 мкм;

дальняя инфракрасная свыше :1,4 мкм.

Воздействие лазерного излучения на организм человека

Воздействие лазерного излучения на организм человека имеет сложный характер и до конца еще не изучено.

Биологические эффекты делятся на первичные и вторичные. В первом случае происходят органические изменения, возникающие непосредственно в облучаемых тканях, а во втором – побочные явления, образующиеся в организме вследствие облучения.

Интенсивное облучение кожи лазерным излучением может вызвать в ней различные изменения от легкой эритемы (покраснения) до поверхностного обугливания. При большой интенсивности возможны повреждения не только кожи, но и внутренних тканей и органов. Эти повреждения имеют характер отеков, кровоизлияний, а также свертывания или распада крови. Наибольшая опасность возникает при расположении фокальной точки облучения внутри ткани.

Наиболее чувствительным органом к лазерному излучению являются глаза. Глаз человека представляет собой орган, который воспринимает, преломляет и преобразует электромагнитное излучение определенного диапазона длин волн. Попадание лазерного излучения в глаза опасно.

Таблица 3

Опасные и вредные факторы при эксплуатации лазеров

Таким образом, вредное воздействие лазерного излучения можно подразделить на:

термические воздействия,

энергетические воздействия,

фотохимические воздействия,

механическое воздействие(колебания типа ультразвуковых в облученном организме),

деформация молекул в поле лазерного излучения),

образование в пределах клетках микроволнового электромагнитного поля.

Нормирование лазерного излучения

Основной нормируемый параметр — предельно - допустимый уровень (ПДУ) лазерного излучения. Предельно-допустимыми уровнями приняты энергетические экспозиции. ПДУ — отношение энергии излучения, падающей на определенные участки поверхности к площади этого участка [Дж/см2].

Предельно-допустимые уровни облучения моноимпульсного и непрерывного лазерного излучения выбирают из расчета наименьшей величины энергетической экспозиции, не вызывающей первичных и вторичных биологических эффектов с учетом длины волны и длительности воздействия.

ПДУ зависит от: длины волны лазерного излучения [мкм]; продолжительности импульса [cек]; частоты повторения импульса [Гц]; длительности воздействия [сек].

При одновременном воздействии лазерного излучения с различными параметрами на один и тот же участок тела человека и при суммировании биологических эффектов сумма отношений уровней лазерного излучения Hn к величине предельно-допустимого уровня H_ПДУ не должна превышать 1:

H1 / H_ПДУ (1) + H2 / H_ПДУ (2) + … + Hn / H_ПДУ (n) <= 1

Значения ПДУ энергетической экспозиции ультрафиолетовой областью спектра приведены в таблице.

Таблица 4

Значения ПДУ лазерного излучения в зависимости от длины волны

Значения ПДУ энергетической экспозиции видимой (длина волны 0,4 – 0,75 мкм) и ближней инфракрасной (длина волны 0,75 –1,4 мкм) областью спектра определяется по формуле:

Н п = Н 1 * К 1 ,

Где Н п – ПДУ, не вызывающий первичных эффектов,

Н1 – энергетическая экспозиция в зависимости от длительности воздействия и углового размера источника,

К 1 – поправочный коэффициент.

Меры защиты от воздействия лазерного излучения

Методы защиты от лазерного излучения можно классифицировать на:

Организационные – обеспечение регламентированного режима труда и отдыха при работе с лазерными установками,

Технические – обеспечение снижение плотности потока лазерного излучения на рабочих местах с помощью экранирования рабочего места и мишени, а также лазерно-опасной зоны, блокировки и др.,

Строительно-планировочные – оборудование помещений, в которых осуществляется эксплуатация лазеров соответствующим образом (например, окраска стен помещений в соответствующие тона, снижающие диффузно-отраженное излучение, применение высокой освещенности в помещениях для эксплуатации лазеров и др.),

Средства индивидуальной защиты – применение защитных очков и масок со светофильтрами.

Устройство лазеров 4 класса опасности позволяет исключить возможность присутствия персонала в лазерно-опасной зоне, то есть в зоне, в пределах которой уровень лазерного излучения превышает предельно-допустимый.

Лазерные установки 3-4 класса, генерирующие излучение видимого спектра, и лазеры 2-4 класса, работающие в ультрафиолетовом и инфракрасном диапазонах снабжаются сигнализаторами начала и окончания работы. В конструкции этих же лазеров предусмотрен экран для кратковременного перекрытия прямого лазерного излучения и для ограничения его распространения за пределы зоны размещения обрабатываемого материала. Экраны изготовляются из огнестойкого, неплавящегося и светопоглощающего материала.

В технологических процессах, как правило, используются установки с экранированным пучком лазерного излучения (закрытого типа).

Рабочие места оборудуются местной вытяжной вентиляцией для локализации и удаления загрязненного воздуха.

Понятие и расчет лазерно-опасных зон

Лазерно-опасной зоной называется зона, в которой уровни лазерного излучения превышают допустимые значения, то есть Н = Н _ПДУ.

При установлении зоны безопасности для рабочего места определяющим является расчет лазерно-опасной зоны (ЛОЗ).

Длина ЛОЗ при прямом лазерном излучении определяется по следующей формуле:

ЛОЗ = ( 1 / v )*((4Ев0Г0 / 3,14 Н )^1/2 – d ) ,

Где в0 – коэффициент пропускания оптической системы (в0 =1),

Г0 – коэффициент увеличения оптической системы (Г0 = 1),

d – начальный диаметр лазерного пучка, см,

v – угол расхождения луча, радиан,

Е – энергия, генерируема лазерным излучением (произведение мощности лазерного излучения Р, Вт и времени действия лазерного излучения t, с : Е = Р * t ).

Длина ЛОЗ при рассеянном лазерном излучении определяется по следующей формуле:

ЛОЗ = (Е р cos О / 3,14 Н )^1/2 ,

Где р – коэффициент отражения в зависимости от материала поверхности,

О – угол между направлением на расчетную точку и нормалью к поверхности, градусы.

Приборы контроля

Для контроля лазерного применяют ряд приборов: калориметрические, пироэлектрические, фотоэлектрические и др.

9. Электромагнитное поле

Источник возникновения — промышленные установки, радиотехнические объекты, медицинская аппаратура, установки пищевой промышленности.

Увеличение источников электромагнитных полей приводит к созданию так называемого «электросмога», который оказывает вредное воздействие на человека в производственных условиях, среде обитания, а также на живые организмы биосферы Земли.

9.1. Характеристики электромагнитного поля

1. длина волны, [м];

2. частота колебаний [Гц];

3. мощностью излучения;

4. напряженностью электрической и магнитной составляющих электромагнитного поля.

Длина волны связана с частотой следующим соотношением:

 = V_C/f, где V_C = 310⁸ м/с,

Пространство вокруг источника электромагнитного поля условно подразделяется на зоны:

— ближняя (зона индукции);

— дальняя (зона излучения).

Граница между зонами является величина: R=/2.

В зависимости от расположения зоны, характеристиками электромагнитного поля является:

— в ближней зоне  составляющая вектора напряженности электрического поля Е [В/м] и составляющая вектора напряженности магнитного поля Н [А/м]