2.7. Випромінювання оптичного діапазону

2.7.1. Класифікація та джерела випромінювань оптичного діапазону

У промисловості і побуті масово застосовуються прилади та обладнання, робота яких пов'язана з використанням або утворенням у процесі роботи електромагнітних випромінювань оптичного діапазону, до яких належать електромагнітні коливання з довжиною хвиль від 0,2 мкм до 1000 мкм. Робота персоналу, який обслуговує таке обладнання, а також людей, які знаходяться поблизу нього, пов'язана з дією випромінювань оптичного діапазону на організм людини та потребує рекомендацій щодо захисту від них.

Залежно від довжини хвилі ці випромінювання поділяються на: випромінювання видимого діапазону, інфрачервоні, ультрафіолетові та лазерні (монохроматичні та видимого і суміжних з ним діапазонів) (Рис.2.7.1.1).

У ФВ Видимі випромінювання ІЧ

С В А Ф С З Ж О Ч КХ ДХ

0 0,2 0,28 0,32 0,36 0,76 1,4 740 1000 мкм

Лазерне УФ Лазерне видиме Лазерне ІЧ

Рис. 2.7.1.1. Види випромінювань оптичного діапазону

Потоки теплових випромінювань складаються, головним чином, із інфрачервоних променів (ІЧ), які охоплюють область спектра з довжиною хвилі в межах 0,76...740 мкм. Інфрачервоне випромінювання поділяється на короткохвильове з довжиною хвилі 0,76... 1,4 мкм великої проникності через шкіру та довгохвильове – з довжиною хвилі понад 1,4 мкм, які більшою частиною поглинаються епідермісом.

Ультрафіолетові промені випромінюють тіла нагріті до температури вище 1900°С. Найбільш потужні джерела ультрафіолетових випромінювань (УФВ) це сонце, електрична дуга, кварцові лампи, лазери. На відміну від інфрачервоного УФВ не проникає вглиб тіла, а поглинається повністю шкірою. Дія УФВ значною мірою залежить від довжини хвилі:

– 0,360...0,315 мкм (спектр А) промені УФВ викликають флоросценцію, при цьому їхня біологічна дія є незначною;

– 0,315...0,280 мкм (спектр В) – значна біологічна дія; виникає почервоніння шкіри (еритемна дія), змінюється склад крові. УФВ сприяє утворенню вітаміну "Д";

– 0,280...0,200 мкм (спектр С) – виявляться бактерицидна дія, виникає коагуляція білків.

Лазерне опромінювання має довжину хвиль від 0,2 до 1000 мкм. Цей діапазон поділяється на три ділянки: ультрафіолетову (від 0,2 до 0,38 мкм), видиму (від 0,38 до 0,78 мкм) і інфрачервону (від 1,4 до 1000 мкм).

2.7.2. Особливості інфрачервоного (іч), ультрафіолетового (уф) та лазерного випромінювання, їх нормування, прилади та методи контролю

Джерелом ІЧ випромінювань є всі тіла, температура поверхні яких перевищує температуру абсолютного нуля (– 273ºК). У виробничих приміщеннях передача теплоти здійснюється в основному конвекцією та випромінюванням. Передача теплоти конвекцією залежить від форми і температури поверхні нагрітого тіла та від температури і швидкості руху навколишнього повітря. Передача теплоти випромінюванням залежить від температури поверхні та ступеня чорноти тіла (темні шорсткі поверхні випромінюють теплоти більше, ніж гладкі, блискучі). Дослідження показують, що не менше 60% усього випромінювання теплоти у навколишнє середовище здійснюється шляхом інфрачервоного випромінювання.

Для вимірювання теплового випромінювання використовують актинометри, термопари та інфрачервоні спектрометри (ИКС-10, ИКС-12, ИКС-14).

Інтенсивність теплового опромінювання працівників від нагрітих поверхонь технологічного обладнання, освітлювальних приладів, інсоляції на постійних і непостійних робочих місцях не повинна перевищувати 35 Вт/м² при опроміненні 50% і більше поверхні тіла; 70 Вт/м² – 25...50% та 100 Вт/м² – при опроміненні менше 25% поверхні тіла. Інтенсивність теплового опромінювання працівників від відкритих джерел (відкрите полум'я) не повинна перевищувати 140 Вт/м² при опроміненні не більше 25% поверхні тіла та потребує обов'язкового використання засобів індивідуального захисту, зокрема обличчя і очей.

У певних дозах ультрафіолетове випромінювання необхідне людині для нормального функціонування організму, особливо для дітей (протирахітна дія). При значних позах УФВ викликає хвороби шкіри: опіки, дерматити, рак шкіри. Людина відчуває головну біль, нудоту, збудження. Крім цього при попаданні в око УФВ викликають офтальмію, а при значних потужностях руйнується сітківка, що веде до втрати зору. Потужність УФВ не повинна перевищувати для спектра "А" – 10 Вт/м², "В"–0,05Вт/м², "С" – 0,01 Вт/м².

Дія лазерного випромінювання на організм людини має складний характер і обумовлена як безпосередньою дією лазерного випромінювання на тканину, так і вторинними явищами, обумовленими змінами в організмі внаслідок опромінення. Розрізняють термічну і біологічну дію лазерного випромінювання на тканини, що може призвести до теплової, ударної дії світлового тиску, електрострикції (механічні коливання під дією електричної складової електромагнітного поля), перебудови внутрішньоклітинних структур та інше.

Особливо чутливі до дії лазерного випромінювання очі людини. Ураження очей виникає від влучення як прямого, так і відбитого променя лазера, навіть якщо поверхня відбиття не є дзеркальною.