10. Защита от лазерных излучений

10.1. Характеристика лазерных излучений

Лазером называется генератор электромагнитного излучения оптического диапазона, основанный на использовании вынужденного излучения. Слово «лазер» — аббревиатура слов английского выраже­ния «Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation» — уси­ление света вынужденным излучением.

Широкое применение лазеров в промышленности (резка, про­бивка отверстий, сварка, связь), медицине (хирургия глаза, нейрохи­рургия и др.), науке и других областях ставит вопрос о защите персо­нала от опасных и вредных факторов лазерных устройств.

Принцип действия лазеров основан на использовании вынуж­денного электромагнитного излучения, возникающего в результате возбуждения квантовой системы. Лазерное излучение является элек­тромагнитным излучением, генерируемым в диапазоне длин волн 0,2...1000 мкм, который может быть разбит в соответствии с биологи­ческим действием на ряд областей спектра: 0,2...0,4 мкм — ультра­фиолетовая область, 0,4...0,7 мкм — видимая, 0,75...1,4 мкм — ближ­няя инфракрасная, свыше 1,4 мкм — дальняя инфракрасная область.

Основной особенностью лазерного излучения является его ост­рая направленность (малая расходимость пучка излучения), что по­зволяет на сравнительно малой площади получать большие значения плотности энергии.

В настоящее время чаще всего применяют лазеры с длинами волн 0,34; 0,49...0,51; 0,53; 0,94; 1,06 и 10,6 мкм.

В соответствии с Санитарными нормами и правилами устройст­ва и эксплуатации лазеров, в зависимости от типа, конструкции и целевого назначения лазеров, на обслуживающий персонал могут воз­действовать следующие опасные и вредные факторы: лазерное излу­чение (прямое, отраженное и рассеянное); сопутствующие ультрафио­летовое, видимое и инфракрасное излучения от источников накачки, плазменного факела и материалов мишени; высокое напряжение в це­пях управления и источниках электропитания; электромагнитное из­лучение промышленной частоты и радиочастотного диапазона; рент­геновское излучение от газоразрядных трубок и других элементов, работающих при анодном напряжении более 5 кВ; шум; вибрация; токсические газы и пары от лазерных систем с прокачкой, хладаген­тов и др.; продукты взаимодействия лазерного излучения с обрабаты­ваемыми материалами; повышенная температура поверхностей ла­зерного изделия; опасность взрыва в системах накачки лазеров.

При эксплуатации лазерных изделий необходимо учитывать также возможность взрыва и пожаров при попадании лазерного из­лучения на горючие материалы.

10.2. Термины и определения

Биологические эффекты лазерного излучения (ЛИ) зависят от его интенсивности (энергетической экспозиции в импульсе Н, Дж • м~², или энергетической облученности Е, Вт • м~²); длины волны излучения X, нм (нанометров); длительности импульса т, с; частоты повторения импульсов f, Гц; длительности воздействия облучения t, с; площади облучаемого участка S, м²; биологических и физико-химических осо­бенностей облучаемых тканей и органов.

Энергетическая экспозиция лазерного излучения Н—физическая величина, определяемая интегралом облученности по времени, Дж • м~².

Апертура — отверстие в защитном корпусе лазера, через кото­рое испускается лазерное излучение.

Длительность воздействия (облучения) — длительность им­пульса, серии импульсов или непрерывного излучения, попадающего па тело человека.

Диффузно отраженное лазерное излучение— излучение, отра­женное от поверхности, соизмеримой с длиной волны, по всевозмож­ным направлениям в пределах полусферы.

Дозиметрия лазерного излучения — комплекс методов опреде­ления значений параметров лазерного излучения в заданной точке пространства с целью выявления степени опасности и вредности для организма человека.

Закрытые лазерные установки— установки с экранирован­ным пучком лазерного излучения, при работе которых исключено воздействие на человека лазерного излучения любых уровней.

Зеркально отраженное лазерное излучение — излучение, от­раженное под углом, равным углу падения.

Импульсное излучение — излучение, существующее в ограни­ченном интервале времени, меньшем времени наблюдения.

Коллимированное лазерное излучение — лазерное излучение, заключенное в ограниченном телесном угле.

Коэффициент пропускания — отношение потока излучения, прошедшего сквозь тело, к потоку излучения, упавшего на него.

Лазерно опасная зона (ЛОЗ) — часть пространства, в пределах ко­торого уровень лазерного излучения превышает предельно допустимый.

Лазерно безопасное расстояние для глаз — наименьшее рас­стояние, на котором энергетическая экспозиция (энергия) не превы­шает ПДУ для глаза.

Непрерывное лазерное излучение — излучение, существующее в любой момент времени наблюдения.

Облученность — отношение потока излучения, падающего на малый участок поверхности, содержащий рассматриваемую точку, к площади этого участка.

Однократное воздействие лазерного излучения — случайное воздействие излучения с длительностью, не превышающей 3 • 10⁴ с.

Оптическая плотность— десятичный логарифм величины, обратной коэффициенту пропускания.

Открытые лазерные установки — установки, конструкция ко­торых допускает выход излучения в рабочую зону.

Хроническое воздействие лазерного излучения— систематиче­ски повторяющееся воздействие, которому подвергаются люди, про­фессионально связанные с лазерным излучением.

Частота следования импульсов лазерного излучения — отно­шение числа импульсов лазерного излучения к единичному интерва­лу времени наблюдения.

Энергетическая экспозиция — физическая величина, опреде­ляемая интегралом облученности по времени.