Što je lasersko zračenje? Lasersko zračenje: njegovi izvori i zaštita od nje

Laseri su sve važne alate za istraživanje u području medicine, fizike, kemije, geologije, biologije i tehnologije. Ako se koristi nepravilno, mogu se primijeniti slijepim i traume (ut. H. Burns i strujnog udara) Operatori i drugih osoba, uključujući i povremeni posjetitelji laboratorijima, kao i uzrok oštećenja značajne imovine. Korisnici ovih uređaja moraju u potpunosti razumjeti i primijeniti potrebne sigurnosne mjere prilikom rukovanja njima.

Što je laser?

Riječ „laser” (engl. Laser, pojačanje svjetla poticanjem emisije zračenja) je skraćenica koja se zalaže za „pojačanje svjetla poticanjem emisije”. Frekvencija zračenja koju generira laser je unutar ili blizu vidljivog dijela elektromagnetskog spektra. Energija se pojačava u stanje iznimno visokog intenziteta kroz proces nazvan "lasersko-inducirano zračenje".

Termin "zračenje" često se pogrešno shvaća, jer se također koristi za opis radioaktivnih materijala. U tom kontekstu to znači prijenos energije. Energija se prenosi s jednog mjesta na drugo pomoću vodljivosti, konvekcije i zračenja.

Postoji mnogo različitih vrsta lasera koji rade u različitim okruženjima. Plinovi (na primjer, argon ili smjesa helija s neonom), kruti kristali (na primjer rubin) ili tekuće boje koriste se kao radni medij. Kada se energija isporučuje u radni medij, ona prelazi u uzbuđeno stanje i oslobađa energiju u obliku svjetlosnih čestica (fotoni).

Par ogledala na oba kraja zapečaćene cijevi ili reflektira ili prenosi svjetlost u obliku koncentrirane struje zvane laserska zraka. Svaka radna okolina stvara snop jedinstvene valne duljine i boje.

Boja laserske svjetlosti, u pravilu, izražava se valnom duljinom. Je neionizirajuće i uključuje ultraljubičaste (100-400 nm), vidljivo (400-700 nm) i infracrvene (700 nm - 1 mm) dijela spektra.

Elektromagnetski spektar

Svaki elektromagnetski val ima jedinstvenu frekvenciju i dužinu povezanu s ovim parametrom. Baš kao što je crveno svjetlo ima svoju frekvenciju i valnu duljinu, i sve druge boje - narančasta, žuta, zelena i plava - s jedinstvenim frekvencijama i valnim duljinama. Ljudi mogu vidjeti te elektromagnetske valove, ali nisu u mogućnosti vidjeti ostatak spektra.

Najveća frekvencija ima gama zrake, rendgenske zrake i ultraljubičastog. Infracrveno, mikrovalno zračenje i radio valovi zauzimaju niže frekvencije spektra. Vidljiva svjetlost je u vrlo uskom rasponu između njih.

Lasersko zračenje: učinci na ljude

Laser proizvodi intenzivnu usmjerenu svjetlosnu zraku. Ako je usmjeren, reflektiran ili usmjeren na objekt, zraka se djelomično apsorbira, podižući temperaturu površine i iznutra objekta, što može uzrokovati promjenu ili deformaciju materijala. Ove osobine koje su pronašle primjenu u laserskoj kirurgiji i preradi materijala mogu biti opasne za ljudska tkiva.

Osim zračenja, koja ima toplinski učinak na tkiva, lasersko zračenje, koje stvara fotokemijski učinak, opasno je. Njegovo stanje je prilično kratko valna duljina to jest ultraljubičaste ili plave dijelove spektra. Suvremeni uređaji proizvode lasersko zračenje, učinak na ljudsko biće minimiziran. Energija niskoenergetskih lasera nije dovoljna da uzrokuje štetu i oni ne predstavljaju opasnost.

Ljudska tkiva su osjetljiva na učinke energije, au određenim okolnostima elektromagnetsko zračenje, uključujući laser, može dovesti do oštećenja očiju i kože. Ispitivane su granične razine traumatskog zračenja.

Opasnost za oči

Ljudsko oko je sklono ozljedi od kože. Rožnica (prozirna vanjska prednja površina oka), za razliku od dermisa, nema vanjski sloj mrtvih stanica koji štite od okoline. Laserski i ultraljubičasto zračenje apsorbira se rožnica oka, što može naštetiti. Ozljeda je popraćena edemom epitela i erozije, te u teškim ozljedama - opažanja prednje komore.

Leće oka također mogu biti sklone ozljedama kada su pogođene različitim laserskim zračenjem - infracrvenim i ultraljubičastim zračenjem.

Najveća opasnost je, međutim, utjecaj lasera na mrežnici u vidljivom optičkog spektra - 400 nm (ljubičasta) do 1400 nm (blizu infracrvenog). Unutar ove regije spektra, kolimirane zrake usmjerene su na vrlo mala područja mrežnice. Najnepovoljnija varijanta učinka događa se kada oko gleda daleko, a izravna ili odsutna zraka udara. U ovom slučaju, njegova koncentracija na mrežnici doseže 100 000 puta.

Tako je vidljiva zraka od 10 mW / cm² utječe na mrežnicu oka snage 1000 W / cm². Ovo je više nego dovoljno da uzrokuje štetu. Ako se oko ne gleda u daljinu, ili ako se zraka reflektira iz difuzne ne-zrcalne površine, puno jače zračenje dovodi do traume. Laserski učinak na kožu je lišen učinka izoštravanja, tako da je mnogo manje osjetljiv na ozljede na tim valnim duljinama.

Rendgenski zraci

Neki visokonaponski sustavi s naponom većim od 15 kV mogu stvarati X-zrake znatne snage: lasersko zračenje čiji su izvori snažni excimer laserima s pumpom elektrona, kao i plazma sustavima i izvorima iona. Ove uređaje moraju biti provjereni sigurnost zračenja, uključujući i za pravilnu zaštitu.

klasifikacija

Ovisno o snazi ​​ili energiji zrake i valnoj duljini zračenja, laseri su podijeljeni u više klasa. Klasifikacija se temelji na potencijalnu sposobnost uređaja da uzrokuju neposrednu ozljede očiju, kože, upalu izravnog izlaganja zraku ili difuznom refleksijom od reflektirajućih površina. Svi komercijalni laseri trebaju se identificirati pomoću naljepnica na njima. Ako je uređaj proizveden kod kuće ili nije drugačije označen, potrebno je dobiti savjete o odgovarajućoj klasifikaciji i označavanju. Laseri se razlikuju po snazi, valnoj duljini i vremenu izlaganja.

Sigurni uređaji

Uređaji prvog razreda stvaraju nisko-intenzivno lasersko zračenje. Ne može doseći opasnu razinu pa su izvori izuzeti od većine mjera nadzora ili drugih oblika nadzora. Primjer: laserski pisači i CD playeri.

Uvjetno sigurni uređaji

Laseri drugog razreda zrače se u vidljivom dijelu spektra. Ovo je lasersko zračenje, čiji izvori uzrokuju normalnu reakciju u osobi odbijanja prevelike svjetlosti (reflektirajući refleks). Kada je izložena zraci, ljudsko oko treperi nakon 0,25 sekundi, što osigurava dovoljnu zaštitu. Međutim, lasersko zračenje u vidljivom području može oštetiti oči pri stalnoj izloženosti. Primjeri: laserski pokazivači, geodetske lasere.

Laseri 2a klase su uređaji za posebne namjene s izlaznom snagom manjom od 1 mW. Ovi uređaji uzrokuju oštećenja samo s izravnom izloženošću više od 1000 s tijekom 8-satnog dana. Primjer: čitači bar koda.

Opasni laseri

Klasa 3a odnosi se na uređaje koji ne ugrožavaju kratkotrajno izlaganje nezaštićenoj oči. Može biti opasno pri uporabi optičke optike, na primjer, teleskopa, mikroskopa ili dalekozora. Primjeri: 1-5 mW helium-neonski laser, neki laserski pokazivači i razine zgrada.

Laserska zraka klase 3b može uzrokovati ozljede kada je izložena izravnoj svjetlosti ili kad se ogleda u ogledalu. Primjer: helium-neonski laser s snagom od 5-500 mW, mnogih istraživanja i terapijskih lasera.

Klasa 4 uključuje uređaje s razinama snage veće od 500 mW. Opasan su za oči, kožu i vatru. Utjecaj zrake, ogledala ili difuznih refleksija mogu uzrokovati ozljede očiju i kože. Moraju se poduzeti sve sigurnosne mjere. Primjer: Nd: YAG-laseri, zasloni, operacije, rezanje metala.

Lasersko zračenje: zaštita

Svaki laboratorij treba osigurati odgovarajuću zaštitu osobama koje rade s laserima. Prozor poboljšanje kroz koje zračenje može proći uređaja 2, 3 ili 4 razreda s sakaćenje u nekontroliranim područja moraju biti pokrivena ili na drugi način zaštićene za vrijeme rada takvog uređaja. Da bi osigurali maksimalnu zaštitu očiju, preporučuje se sljedeće:

• Paket mora biti enkapsuliran u ne-reflektirajuću nezapaljivu zaštitnu školjku kako bi se smanjio rizik od slučajnog izlaganja ili požara. Da biste poravnali snop, koristite fluorescentne zaslone ili sekundarni vizor - izbjegavajte izravno izlaganje očima.
• Za postupak poravnavanja snopa koristite najnižu snagu. Ako je moguće, koristite low-end uređaje za postupke prethodnog usklađivanja. Izbjegavajte prisutnost nepotrebnih reflektirajućih objekata u radnom području lasera.
• Ograničite prolaz zrake u opasnom području tijekom neradnih sati, pomoću zaklopki i drugih prepreka. Nemojte koristiti zidove prostorije kako biste izjednačili snop klase 3b i 4 lasera.
• Koristite alate koji ne reflektiraju. Neki inventar koji ne odražava vidljiva svjetlost postaje ogledalo u nevidljivom području spektra.
• Nemojte nositi reflektirajući nakit. Metalni ukrasi također povećavaju rizik od električnog udara.

Sigurnosne naočale

Kod rada s laserima klase 4 s otvorenim opasnim područjem ili pri riziku refleksije, treba koristiti zaštitne naočale. Njihov tip ovisi o vrsti zračenja. Bit će potrebno odabrati točke za zaštitu od refleksija, posebno difuznih, i pružiti zaštitu na razini gdje prirodni obrambeni refleks može spriječiti ozljede oka. Takvi optički uređaji zadržat će vidljivost zrake, spriječiti opekline od kože i smanjiti mogućnost drugih nesreća.

Čimbenici koje valja razmotriti prilikom odabira sigurnosnih naočala:

• valna duljina ili područje spektra zračenja;
• optička gustoća na određenoj valnoj duljini;
• maksimalno osvjetljenje (W / cm)²) ili snopa snopa (W);
• tip laserskog sustava;
• način rada napajanja - pulsno lasersko zračenje ili kontinuirani način rada;
• mogućnost refleksije - ogledalo i difuzno;
• polje gledišta;
• prisutnost korektivnih leća ili dovoljnu veličinu koja omogućuje da naočale nose naočale za ispravljanje vida;
• komfor
• prisutnost ventilacijskih otvora, sprječavanje zamagljivanja;
• utjecaj na viziju boja;
• otpornost na udar;
• sposobnost obavljanja potrebnih zadataka.

Budući da su zaštitne naočale sklone oštećenju i trošenju, laboratorijski sigurnosni program mora uključivati ​​periodične provjere ovih zaštitnih elemenata.