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

Длина волны, мкм	ПДУ, Дж / см2
0,200 – 0,210	1 *10-8
0,210 – 0,215	1 *10-7
0,215 – 0,290	1 *10-6
0,290 – 0,300	1 *10-5
0,300 – 0,370	1 *10-4
Свыше 0,370	2 *10-3

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]

— в дальней зоне  используется энергетическая характеристика: интенсивность плотности потока энергии ППЭ [Вт/м²],[мкВт/см²].

9.2. Вредное воздействие электромагнитных полей

Электромагнитное поле большой интенсивности приводит к перегреву тканей, воздействует на органы зрения и органы половой сферы. Умеренной интенсивности: нарушение деятельности центральной нервной системы; сердечно-сосудистой; нарушаются биологические процессы в тканях и клетках. Малой интенсивности: нарушения в ЦНС, повышение утомляемости, головные боли; выпадение волос.

9.3. Нормирование электромагнитных полей

Нормативный документ - ГОСТ 12.1.006-84

Нормируемым параметром электромагнитного поля в диапазоне частот 60 кГц-300 МГц является предельно-допустимое значение составляющих напряженностей электрических Е_ПД и магнитных Н_ПД полей.

Е_ПД = (ЭН_Е / Т)^1/2 ,

Где Е_ПД - предельно-допустимая энергетическая нагрузка напряженности электрического поля в течение рабочего дня, (В/м)² час.

Н_ПД = (ЭН_Н / Т)^1/2 ,

Где Н_ПД - предельно-допустимая энергетическая нагрузка напряженности магнитного поля в течение рабочего дня, (А/м)² час.

Т - время воздействия, час.

Нормируемым параметром электромагнитного поля в диапазоне частот 300 МГц-300 ГГц является предельно-допустимое значение плотности потока энергии.

Плотность потока энергии связана с энергетической нагрузкой:

ППЭ = ЭН/Т,

Где ЭН – энергетическая нагрузка, составляющая 200 мкВт * ч/ см² – для всех случаев воздействия, кроме вращающихся и сканирующих антенн и 2000 мкВт * ч/ см² – для случаев воздействия от вращающихся и сканирующих антенн; Т – время воздействия в часах.

ППЭ_ПД - предельное значение плотности потока энергии [Вт/м²],[мкВт/см²]

Предельная величина ППЭ_пд не более 10 Вт/м² ; 1000 мкВт/см² в производственном помещении.

В жилой застройке при круглосуточном облучении в соответствии с СН ППЭ_пд не более 5 мкВт/см².

9.4. Мероприятия по защите от воздействия электромагнитных полей

1. Уменьшение составляющих напряженностей электрического и магнитного полей в зоне индукции, в зоне излучения — уменьшение плотности потока энергии, если позволяет данный технологический процесс или оборудование.

2. Защита временем (ограничение время пребывания в зоне источника электромагнитного поля).

Т = ППЭ/W ( W - нормированное значение допустимой энергетической нагрузки на организм человека, мкВт.ч/см² )

1. Защита расстоянием (60 — 80 мм от экрана).

ППЭ = (Р_ср. σ)/(4 π r²), _. σ - коэффициент усиления антенны, r - расстояние от РМ до излучающей антенны, м, Р_ср. = (Р_имп. T)/Т_с) Р_имп. - мощность излучения в импульсе, Вт, T - длительность импульса, с., Т_с - период следования импульсов,с.

1. Метод экранирования рабочего места или источника излучения электромагнитного поля. Толщина экрана: в = Э / (15,4 (f m p)^1/2 , Э - заданное ослабление интенсивности ЭМП, f - частота излучения, Гц, m - магнитная проницаемость материала экрана (m = 1), p - удельная проводимость материала экрана.

2. Рациональная планировка рабочего места относительно истинного излучения электромагнитного поля.

3. Применение средств предупредительной сигнализации.

4. Применение средств индивидуальной защиты.

10. Инфракрасное излучение

Инфракрасным излучением называется излучение в диапазоне длин волн свыше 750 нм (0,75 мкм).

Источником ИФ излучением являются нагретые поверхности ( 0С).

ИФ излучения играют важную роль в теплообмене человека с окружающей средой - терморегуляции организма человека.

ИФ излучение обладает следующими вредными воздействиями:

1. Большая проникающая способность через поверхность кожи.

2. Поглощение кровью и подкожной жировой клетчаткой.

3. На органы зрения (хрусталик  помутнение).

Воздействие ИФ излучения оценивается плотностью потока энергии на рабочем месте. ГОСТ 12.1.005 — 88 Общие санитарно-гигиенические требования в области рабочей зоны.

Меры защиты

Снижение ИФ в источнике. Ограничение по времени пребывания. Защита расстоянием. Индивидуальная защита. Экранирование (теплоизоляционные материалы). Воздушное душирование. Вентиляция.

Приборы контроля ИФ