Предельно допустимые уровни облучения лазера

Предельно допустимые уровни регламентированы «Санитарными нормами и правилами устройства и эксплуатации лазеров» № 2392 - 81, которые позволяют разрабатывать мероприятия по обеспечению безопасных условий труда при работе с лазерами и осуществлять текущий и предупредительный санитарный надзор. Санитарные нормы и правила позволяют определять величины ПДУ для каждого режима работы, участка оптического диапазона по специальным формулам и таблицам. Нормируется энергетическая экспозиция облучаемых тканей. Для лазерного излучения видимой области спектра для глаз учитывается также и угловой размер источника излучения.

Предельно допустимые уровни облучения дифференцированы с учётом режима работы лазеров - непрерывный режим, моноимпульсный, импульсно-периодический.

Для гигиенической оценки условий труда и вредных производственных факторов при работе с источниками лазерного излучения следует руководствоваться нормативными документами, регламентирующими величину ПДК или ПДУ соответствующих факторов.

Основными законодательными документами при оценке условий труда с оптическими квантовыми генераторами являются: «Санитарные нормы и правила устройства и эксплуатации лазеров», № 2392 - 81; методические рекомендации «Гигиена труда при работе с лазерами», утвержденные МЗ РСФСР 27.04.81 г.; ГОСТ 24713 - 81 «Методы измерений параметров лазерного излучения. Классификация»; ГОСТ 24714 - 81 «Лазеры. Методы измерения параметров излучения. Общие положения»; ГОСТ 12.1.040 - 83 «Лазерная безопасность. Общие положения»; ГОСТ 12.1.031 - 81 «ССБ. Лазеры. Методы дозиметрического контроля лазерного излучения».

Предупреждение поражений лазерным излучением включает систему мер инженерно-технического, планировочного, организационного, санитарно-гигиенического характера.

При использовании лазеров II - III классов в целях исключения облучения персонала необходимо либо ограждение лазерной зоны, либо экранирование пучка излучения. Экраны и ограждения должны изготавливаться из материалов с наименьшим коэффициентом отражения, быть огнестойкими и не выделять токсических веществ при воздействии на них лазерного излучения.

Лазерь IV класса опасности размещаются в отдельных изолированных помещениях и обеспечиваются дистанционным управлением их работой.

При размещении в одном помещении нескольких лазеров следует исключить возможность взаимного облучения операторов, работающих на различных установках. Не допускаются в помещения, где размещены лазеры, лица, не имеющие отношения к их эксплуатации. Запрещается визуальная юстировка лазеров без средств защиты.

Для удаления возможных токсических газов, паров и пыли оборудуется приточно-вытяжная вентиляция с механическим побуждением. Для защиты от шума принимаются соответствующие меры звукоизоляции установок, звукопоглощения и др.К индивидуальным средствам защиты, обеспечивающим безопасные условия труда при работе с лазерами, относятся специальные очки, щитки, маски, обеспечивающие снижение облучения глаз до ПДУ.Средства индивидуальной защиты применяются только в том случае, когда коллективные средства защиты не позволяют обеспечить требования санитарных правил.

Работы, связанные с обслуживанием лазерных установок, относятся к работам с вредными условиями труда. В соответствии с приказом МЗ СССР № 700 от 19.06.84 г. работающие подлежат предварительным и периодическим (1 раз в год) медицинским осмотрам с участием терапевта, невропатолога, окулиста.

Билет 72

Лазеры благодаря своим уникальным свойствам (высокая направленность луча, когерентность, монохроматичность) находят исключительно широкое применение в различных областях промышленности, науки, техники, связи, сельском хозяйстве, медицине, биологии и др. Расширение сферы их использования способствует увеличению контингента лиц, подвергающихсявоздействию лазерного излучения, и выдвигает широкий круг задач по профилактике опасного и вредного действия этого нового фактора окружающей среды.

В геодезии широко используются различные типы лазерных светодальномеров, в которых применяют твердотельные, газовые и полупроводниковые лазеры.

Малое расхождение луча лазеров, возможность фокусировки и создания огромных плотностей энергии позволяют применять их в маркшейдерской практике, строительстве крупных инженерных сооружений, в машиностроении, вычислительной технике, электронике, приборостроении, медицине и т. д. Лазерный луч может использоваться для посадки самолетов.

Газовые гелийнеоновые и аргоновые лазеры, работающие в непрерывном режиме, используют в голографии (объемные изображения предметов), спектроскопии, нелинейной оптике и др.

В метеорологии при контроле загрязнения окружающей среды для увеличения чувствительности лазерных установок применяют лазеры с высокими параметрами излучения и длиной волны любого диапазона оптического излучения.

Важной областью применения лазеров являются биология и медицина, где нередко дозы облучения могут значительно превышать безопасные уровни, так как мощность излучения определяется медицинскими показаниями.

Лазеры используются во многих отраслях народного хозяйства с технологической целью. В лазерной технологии находят применение твердотельные на рубине и неодимовом стекле импульсные лазеры, генерирующие излучение на длине волны 0,69 и 1,06 мкм в режиме свободной генерации, и газовые лазеры импульсного и непрерывного действия на углекислом газе с длиной волны 10,6 мкм. Первой технологической операцией, выполненной с помощью лазера, было сверление («прожигание», «прошивка») отверстий в сверхтвердых материалах (алмазах). Эта операция получила широкое применение в производствах часовых рубиновых и технологических камней (шлифовка, сверление), алмазных фильер, деталей пресс-форм, форсунок и др.

Возможность концентрации лазерного излучения в пучок малого диаметра позволяет создавать очень высокие значения плотности энергии, необходимые для резания различных высокопрочных материалов - сталей, твердых сплавов, алмазов и др. Для процесса резания используются лазеры на углекислом газе непрерывного действия с выходной мощностью сотни, тысячи ватт и более.

Интенсивно развивается лазерная пайка, точечная и шовная сварка тончайших металлических изделий (светолучевая сварка), различных сочетаний (композиций), материалов и тугоплавких металлов: медь - алюминий, германий - золото, никель - тантал и т. д. Лазером сваривают катоды в радиолампах без нарушения вакуума и строения свариваемых материалов. Для сварки и пайки используются лазеры на рубине, неодимовом стекле, алюмоитриевом гранате, на двуокиси углерода.

Широко применяются СО2-лазеры для резки листовых материалов в крупномасштабных производствах непрерывного цикла (бумажная, стеклоделательная промышленность).

Работа с лазерами в зависимости от конструкции, мощности, условий эксплуатации разнообразных лазерных систем и другого оборудования может сопровождаться воздействием на персонал неблагоприятных производственных факторов, которые разделяют на основные и сопутствующие. К основным факторам, возникающим при работе лазеров, относится прямое, зеркальное, диффузно отраженное и рассеянное излучения, степень выраженности их определяется особенностями технологического процесса. К сопутствующим относится комплекс физических и химических факторов, возникающих при работе лазеров, которые имеют гигиеническое значение и могут усиливать неблагоприятное действие излучения на организм, а в ряде случаев имеют самостоятельное значение. В связи с этим при гигиенической оценке условий труда персонала учитывается весь комплекс факторов производственной среды.

По способу образования неблагоприятные факторы подразделяются на 2 группы. К 1-й группе относятся факторы, возникающие результате собственно работы лазеров; степень выраженности их зависит от физико-технических параметров лазерной установки. Во 2-ю группу включены факторы, образующиеся при взаимодействии лазерного излучения с обрабатываемыми материалами или с различными элементами системы по ходу луча (табл. 6).

Образование ряда сопутствующих факторов зависит от мощности излучения конструктивных особенностей лазерных установок, физико-химических свойств обрабатываемых материалов, санитарно-технического оборудования технологических лазерных установок и производственных помещений.

Работа лазерных установок, как правило, сопровождается шумом. На фоне постоянного шума, который может достигать 70 - 80 дБ, имеют место звуковые импульсы с уровнем интенсивности 100 - 120 дБ, возникающие в результате перехода световой энергии в механическую в месте соприкосновения луча с обрабатываемой поверхностью или за счет работы механических затворов лазерных установок. Разряды ламп накачки, а также взаимодействие луча с воздухом сопровождаются выделением озона и окислов азота.

Производственно-профессиональные факторы при работе с источниками лазерного излучения

Группа	Неблагоприятные факторы	Источники (причина возникновения)
1-я	Лазерное прямое излучение	Лазер (активное тело)
Импульсные световые вспышки	Излучение импульсных ламп накачка
УФ-излучение	Излучение импульсных ламп накачки: кварцевые газоразрядные трубки и кюветы
Озон и оксиды азота	Ионизация воздуха при разрядке импульсных ламп накачки
Шум	Работа вспомогательных элементов лазерной установки
Мягкое рентгеновское излучение	Рабочее напряжение лазера свыше 10 кВ
Электромагнитные поля радиочастот	ВЧ - и УВЧ-накачка
Агрессивные и токсические жидкости	Активная среда, охлаждающие жидкости
2-я	Диффузно и зеркально отражённое лазерное излучение	Взаимодействие лазерного луча с различными элементами по ходу луча
Рассеянное лазерное излучение	Взаимодействие лазерного луча с неоднородными средами
Световые вспышки	Излучение плазменного факела
Импульсный шум	Звуковые импульсы в результате взаимодействия импульсного лазерного луча с обрабатываемым материалом
Загрязнение воздушной среды аэрозолями и газами	Продукты деструкции обрабатываемых лазерным лучом материалов
Электрические поля высокой интенсивности, высокотемпературная плазма, являющаяся источником кратковременного рентгеновского и нейтронного излучения (в фокусе лазерного луча)	Взаимодействие особо мощного лазерного излучения с обрабатываемым веществом

Билет 69

Статическое электричество - это совокупность явлений, связанных с возникновением, сохранением и релаксацией свободного электрического заряда на поверхности и в объеме диэлектрических и полупроводниковых веществ, материалов, изделий или на изолированных проводниках. Постоянное электростатическое поле (ЭСП) - это поле неподвижных электрических зарядов, осуществляющее взаимодействие между ними. Возникновение зарядов статического электричества происходит при деформации, дроблении (разбрызгивании) веществ, относительном перемещении двух находящихся в контакте тел, слоев жидких и сыпучих материалов, при интенсивном перемешивании, кристаллизации, а также вследствие индукции.

ЭСП характеризуется напряженностью (Е), определяемой отношением силы, действующей в поле на точечный электрический заряд, к величине этого заряда. Единицей измерения напряженности ЭСП является вольт на метр (В/м). Напряженность ЭСП, создаваемая точечным зарядом, убывает обратно пропорционально квадрату расстояния. В диэлектриках ЭСП характеризуется вектором электрической индукции (Д).

Электростатические поля создаются в энергетических установках и при электротехнологических процессах. В зависимости от источников образования они могут существовать в виде собственно электростатического поля (поля неподвижных зарядов) или стационарного электрического поля (электрическое поле постоянного тока).

В народном хозяйстве ЭСП широко используются для электрогазоочистки, электростатической сепарации руд и материалов, электростатического нанесения лакокрасочных и полимерных материалов, электроворсования и в других производственных процессах.

В радиоэлектронной промышленности статическое электричество образуется при изготовлении, испытаниях, транспортировке и хранении полупроводниковых приборов и интегральных микросхем, шлифовании и полировке футляров радиотелевизионных. приемников, в помещениях вычислительных центров, на участках множительной техники, а также в ряде других процессов, где применяются диэлектрические материалы, являясь побочным нежелательным фактором.

Электростатические поля возникают при обработке химических волокон, обладающих высокими диэлектрическими свойствами вследствие интенсификации производственных процессов. Так, например; электризация текстильных волокон на прядильных и ткацких фабриках наблюдается практически по всему технологическому процессу, начиная от кардочесальных машин до отделочных операций красильно-отделочных фабрик, создавая определённые помехи. Уровни напряженности ЭСП на прядильном и ткацком оборудовании достигают 20 - 60 кВ/м и выше, на каландре, накате и направляющих валиках сушильно-спиральных, пропиточных машин превышают 120 - 160 кВ/м.

В химической промышленности при производстве пластических материалов и изделий из них (изготовление бумажного пластика, линолеума, шинного корда, полистирольных пленок и др.) также происходит образование электростатических зарядов и полей напряженностью 240 - 250 кВ/м.

При изготовлении гибких грампластинок в момент выхода пластинки из-под штампа создается ЭСП высокой напряженности (от 16 до 280 кВ/м). В процессе обработки пластмассовых застежек молний» (насадка и закрепление ограничителя на молнии и спуск ленты с молнией в бункер) происходит трение ленты металлическими пластинками, между которыми она проходит, напряженность электростатического поля на рабочих местах может достигать при этом 240 кВ/м.