9.9. Лазерне випромінювання

Лазерна техніка з кожним роком знаходить все ширше використання. Це

зумовлено унікальними властивостями лазерного випромінювання: монохром-

ністю (генерування хвилі лише однієї довжини хвилі), високою спрямова-

ністю (малим кутовим розширенням променя навіть на значних відстанях),

великою інтенсивністю (до 1014 Вт/см2). Лазерне випромінювання широко

використовується в інформаційних системах, радіотехніці, енергетиці, зв’язку,

металургії, металообробці, біології, медицині і т. п.

Джерелом лазерного випромінювання є оптичний квантовий генератор

(лазер), принцип роботи якого базується на використанні вимушеного (стиму-

льованого) електромагнітного випромінювання, яке генерується робочим еле-

ментом у результаті збудження (накачування) його атомів енергією.

Лазери класифікують за наступними ознаками:

1) за активним елементом, в якому енергія накачування перетворюєть-

ся у випромінювання — газові, рідинні, твердотільні, напівпровідникові;

2) за методом збудження (накачування) — пропусканням постійного, імпу-

льсного чи високочастотного струму через газ; неперервним чи імпульсним

світлом; опроміненням іонізуючими променями;

3) за довжиною світлової хвилі, що генерується — ультрафіолетові,

видимого випромінювання, інфрачервоні;

4) за режимом роботи — неперервний та імпульсний;

5) за конструктивним виконанням — закриті та відкриті;

6) за особливостями використання — стаціонарні та переносні;

7) за способом відведення тепла від лазера — з природним та примусо-

вим охолодженням: повітряним чи водяним;

8) за ступенем безпеки випромінювання, що генерується лазером —

бувають чотирьох класів (І-IV).

153

Дія лазерного випромінювання на організм людини відзначається склад-

ним характером, а біологічні ефекти, які при цьому виникають можна підроз-

ділити на дві групи: 1) первинні ефекти — органічні зміни, що виникають

безпосередньо в опромінених тканинах; 2) вторинні ефекти — фізіологічні

зміни, що виникають в організмі, як реакція на опромінення. Вторинні ефекти

проявляються у частих болях голови, швидкому стомлюванні, порушенні сну,

підвищеній збудливості. Оскільки лазерне випромінювання характеризується

великою густиною енергії, то в опромінених тканинах можуть виникнути опіки

різного ступеня. Найбільш небезпечне лазерне випромінювання для очей, ос-

кільки кришталик фокусує та концентрує його на сітківці. Залежно від інтен-

сивності лазерне випромінювання може викликати тимчасову чи незворотну

втрату зору внаслідок сильного опіку сітківки. При великій інтенсивності

можливе ураження шкіри, оболонок мозку, внутрішніх органів.

Лазерна безпека – це сукупність технічних, санітарно-гігієнічних та органі-

заційних заходів, які гарантують безпечні умови праці персоналу при викорис-

танні лазерів. Основні нормативно-правові акти, які регламентують

забезпечення лазерної безпеки, є: ДСТУ 3941-2000 "Лазерна безпека. Терміни

та визначення"; ДНАОП 0.03-3.09-91 "Санитарные нормы и правила устройства

и эксплуатации лазеров". При експлуатації лазерів основними небезпечними

та шкідливими виробничими чинниками можуть бути: підвищений рівень

інфрачервоної радіації та іонізуючого випромінювання у робочій зоні; підвище-

ний рівень шуму та вібрації на робочому місці, які виникають при роботі лазе-

ра; підвищена запиленість та загазованість повітря робочої зони продуктами

взаємодії лазерного випромінювання з матеріалом мішені та повітрям; підвище-

на яскравість світла від імпульсних ламп накачування і зони взаємодії лазер-

ного променя з матеріалом мішені; підвищений рівень електромагнітного вип-

ромінювання радіочастотного діапазону і ін.

ДНАОП 0.03-3.09-91 встановлені гранично допустимі рівні (ГДР) лазер-

ного випромінювання на робочих місцях, які виражені в енергетичних експо-

зиціях. Енергетична експозиція – це відношення енергії випромінювання, що

падає на відповідну ділянку поверхні, до площі цієї ділянки. Одиницею вимі-

рювання енергетичної експозиції є Дж/см2. Енергетична експозиція нормується

окремо для рогівки, сітківки ока, шкіри. У різних діапазонах довжин хвиль ГДР

лазерного випромінювання встановлюються в залежності від тривалості імпу-

льсу, частоти повторення імпульсів, тривалості дії, кутового розміру променя.

Засоби та заходи лазерної безпеки підрозділяються на колективні та інди-

відуальні. До колективних ______________засобів та заходів належать: 1) вибір лазера для

технологічної операції за мінімально необхідним рівнем випромінювання; 2)

розташування лазерів IV (найнебезпечнішого) класу в ізольованих примі-

щеннях; 3) використання дистанційного керування; 4) огороджування зон мо-

жливого поширення лазерного випромінювання (прямого, розсіяного, відбито-

го); 5) оброблення внутрішніх поверхонь приміщення, в якому встановлені ла-

зерні установки матеріалами з високим коефіцієнтом поглинання; 6) екрану-

вання променя лазера на всьому шляху його поширення, а також зони взаємо-

дії променя і мішені; 7) встановлення на лазерній установці блокувальних

засобів та сигналізації початку та закінчення роботи лазера; 8) проведення

контролю рівнів лазерного опромінення. До засобів індивідуального захисту

від лазерного випромінювання належать захисні окуляри із світлофільтрами,

маски, щитки, халати, рукавички. Їх вибір здійснюється з урахуванням

інтенсивності та довжини хвилі лазерного випромінювання.

Для вимірювання енергетичних характеристик лазерного випроміню-

вання використовується прилад типу ИЛД-2.

154