16.4 Защита от лазерных излучений

Лазер это устройство, испускающее в видимом спектре когерентную электромагнитную лучистую энергию в диапазоне от сверхкороткого ультрафиолетового до сверхдлинного инфракрасного (субмиллиметры) излучения. Термин лазер на самом деле обозначает усиление света в результате вынужденной эмиссии излучения. Хотя лазерный процесс теоретически был предсказан Альбертом Эйнштейном в 1916 году, первый успешный лазер продемонстрирован только в 1960 году. В последние годы лазеры вышли из исследовательских лабораторий в промышленные, медицинские и офисные учреждения, на строительные площадки и даже в домашнее хозяйство. Во многих устройствах, например, проигрывателях для видеодисков и системах оптико-волоконной связи, мощность лучистой энергии лазеров заключена внутри самого изделия. При этом не возникает никакого риска для здоровья пользователя, а присутствие лазера, встроенного в устройство, может быть неочевидным для него. Однако в некоторых медицинских, промышленных или исследовательских приборах эмитированная лазерами лучистая энергия «открыта» (доступна) и может создать потенциальную опасность для глаз и кожи.

При производстве строительных материалов и конструкций в последние годы применяют лазеры, принцип действия которых основан на возникновении вынужденного электромагнитного излучения при возбуждении квантовых систем. Лазеры генерируют электромагнитные излучения ультрафиолетового, видимого и инфракрасного диапазонов с длиной волны от 0,2 до 1000 мкм. Лазерные излучения используются при сварке, резке, пайке, получении отверстий и других процессах обработки металлов, пластмасс и других строительных материалов.

При эксплуатации лазерных установок организм человека подвергается опасному воздействию тепловых, световых, механических и электрических факторов. Степень поражения организма при этом зависит от параметров лазерного излучения: энергии, мощности и плотности энергии излучения, длительности и частоты импульсов, длины волны и пр. Облучение большой интенсивности приводят к повреждению кожного покрова, внутренних тканей и органов. Поражающее действие лазерного излучения представляет серьезную опасность для глаз.

Для защиты от лазерных лучей следует применять комплекс технических, санитарно-гигиенических и организационных мероприятий. В частности, не должны превышаться предельно-допустимые уровни облучения. Лазерная установка должна быть снабжена защитными экранами. Поверхности помещения и оборудования должны быть матовыми и окрашены в темные тона, исключающие отражение лазерного луча. Операторы лазерных установок должны применять средства индивидуальной защиты: халаты из хлопчатобумажной или бязевой ткани светло-зеленого или голубого цвета, перчатки, противолазерные очки из сине-зеленого или оранжевого стекла.

17 Пожарная профилактика. Горение и пожаровзрывоопасные свойства веществ и материалов

17.1 Пожаровзрывоопасность веществ и материалов

Горением называют сложный физико-химический процесс взаимодействия горючего вещества и окислителя, характеризующийся самоускоряющимся химическим превращением и сопровождающийся выделением большого количества теплоты и света. Обычно в качестве окислителя участвует кислород (содержание которого в воздухе составляет около 21%).

Для возникновения процесса горения необходимы горючее вещество, окислитель и источник воспламенения, инициирующий реакцию между горючим и окислителем. Этот источник должен обладать определённым запасом энергии и иметь температуру, достаточную для начала реакции.

Горючее и окислитель должны находиться в определенных соотношениях друг с другом. Горение происходит в газовой фазе, поэтому горючие вещества, которые находятся в конденсированном состоянии (жидкости, твердые материалы), для возникновения и поддержания горения должны подвергаться газификации (испарению, разложению) с образованием горючих паров и газов в количестве, достаточном для горения. Горение отмечается многообразием видов и особенностей, обусловливаемыми процессами тепломассообмена, газодинамическими эффектами, кинетикой химических превращений и др., а также обратной связью между внешними условиями и характером развития горения.

Горение подразделяется на два режима:

1. самовоспламенение, заключающееся в самопроизвольном возникновении пламенного горения предварительно нагретой до некоторой критической температуры горючей смеси, называемой температурой самовоспламенения;

2. вспышка, проявляющаяся в одновременном сгорании всей горючей смеси, и распространении волны горения (фронта пламени) по холодной свежей смеси при её локальном зажигании (воспламенении) внешним источником.

Пламя – это видимая зона горения, проявляющаяся свечением и излучением теплоты. Возникшее в результате воспламенения пламя само становится источником непрерывного потока теплоты и химически активных частиц в прилегающие слои свежей горючей смеси, за счет чего обеспечивается перемещение пламени.

Пожарная и взрывная опасность веществ и материалов – близкие характеристики, поясняемые в основном одними и теми же показателями. Различие между этими характеристиками заключается в скорости распространения пламени, которая для взрывных процессов существенно выше, чем при пожаре. Способностью к взрывному горению обладают смеси горючих газов и паров с воздухом, а также аэрозоли. Знание скорости распространения пламени необходимо, для оценки возможной взрывной нагрузки на здания и сооружения в том случае, когда внутри или снаружи здания может создаваться взрывоопасная среда (газопаровоздушная или пылевоздушная), а также для расчета и проектирования предохранительных (легкосбрасываемых) конструкций, предназначенных для сброса избыточного давления, развиваемого при сгорании, и предохранения здания от разрушения.

Пожаровзрывоопасность веществ и материалов определяется показателями (свойствами), характеризующими предельные условия возникновения процесса горения. Их набор зависит от агрегатного состояния горючих материалов.

Горение, как правило, осуществляется в газовой фазе и поэтому оценка пожароопасности конденсированных веществ должна определяться показателями, характеризующими критические условия образования газообразной горючей смеси.

При оценке пожароопасности жидкостей рассматривают следующие показатели:

- температура вспышки (Твсп) – минимальная пожароопасная температура жидкости, при которой внесенный извне в паровое пространство над жидкостью источник зажигания вызывает быстрое сгорание паров, но при удалении источника зажигания горение прекращается. В зависимости от летучести жидкостей, характеризуемой температурой вспышки и позволяющей судить о возможности образования взрывоопасных паровоздушных смесей, они подразделяются на легковоспламеняющиеся (ЛВЖ) и горючие (ГЖ) жидкости. К ЛВЖ относятся жидкости с Твсп ≤ 61˚С, к ГЖ – с Твсп >61˚С.

- температура воспламенения (Тв) – минимальная температура жидкости, при которой горение продолжается и после удаления источника зажигания (Тв всегда больше Твсп).

Пожарная опасность твердых веществ и материалов характеризуется их склонностью к возгоранию и самовозгоранию. К возгоранию относятся случаи возникновения горения при воздействии внешних источников зажигания с температурой выше температуры самовозгорания. К самовозгоранию относятся случаи горения, возникающие при температуре окружающей среды или при умеренном нагреве ниже температуры самовозгорания.

Одной из основных характеристик пожароопасности веществ и материалов является их горючесть. В качестве критерия горючести обычно принимается способность вещества или материала самостоятельно (т.е. в отсутствие дополнительного внешнего нагрева, при удаленном источнике зажигания) распространять горение (пламя).

В зависимости от способности распространять горение вещества и материалы подразделяют на: горючие и негорючие. К горючим относятся вещества и материалы, способные распространять горение на всю протяженность образца, или распространяющие горение ограниченно около источника зажигания; к негорючим относятся вещества характеризующиеся полным отсутствием распространения пламени.

Скорость реакции бедных смесей увеличивается с повышением содержания горючего компонента, а богатых смесей – с возрастанием содержания окислителя.

При последовательном повышении содержания компонентов горючей смеси от их нулевого значения при некоторой их вполне определенной концентрации возникает пламя, распространяющееся с соответствующей скоростью.

Предел, определяемый минимальным содержанием горючего компонента в "бедной" смеси, называют нижним концентрационным пределом распространения пламени (НКП).

Предел, определяемый содержанием окислителя в "богатой" смеси и характеризуемый максимальным содержанием горючего компонента в воздухе называют верхним концентрационным пределом распространения пламени (ВКП).