Kaj je lasersko sevanje? Lasersko sevanje: njegovi viri in zaščita pred njim

Laserji postajajo vse pomembnejša orodja za raziskave na področju medicine, fizike, kemije, geologije, biologije in tehnologije. Če se uporabljajo nepravilno, se lahko uporabljajo za slepe in travma (t. H. Burns in električnega toka) operaterje in drugo osebje, vključno priložnostne obiskovalce laboratorije, ter povzročajo škodo pomembne lastnine. Uporabniki teh naprav morajo v celoti razumeti in uporabljati potrebne varnostne ukrepe pri ravnanju z njimi.

Kaj je laser?

Beseda "lasersko" (angl. LASERSKO, ojačevanje svetlobe s stimuliranim sevanjem) je kratica, ki stoji za "ojačevanje svetlobe vzbujeno". Frekvenca sevanja, ki jo ustvari laser, je znotraj ali v bližini vidnega dela elektromagnetnega spektra. Energija se ojača v stanje izjemno visoke intenzivnosti s postopkom, imenovanim "lasersko inducirano sevanje".

Izraz "sevanje" je pogosto napačno razumljen, ker se uporablja tudi za opis radioaktivnih snovi. V tem kontekstu pomeni prenos energije. Energija se s pomočjo prevodnosti, konvekcije in sevanja prenese iz enega mesta v drugega.

Obstaja veliko različnih vrst laserjev, ki delujejo v različnih okoljih. Plini (npr. Argon ali mešanica helija z neonom), trdni kristali (npr. Ruby) ali tekoča barvila se uporabljajo kot delovni medij. Ko se energija napaja v delovni medij, prehaja v vzbujeno stanje in sprošča energijo v obliki svetlobnih delcev (fotonov).

Par ogledal na obeh koncih zapečatene cevi odraža ali oddaja svetlobo v obliki koncentriranega toka, imenovano laserski žarek. Vsako delovno okolje proizvaja žarek z edinstveno valovno dolžino in barvo.

Barva laserske svetlobe je praviloma izražena z valovno dolžino. Je neionizirajoč in vključuje ultravijolične (100-400 nm), vidne (400-700 nm) in infrardeče (700 nm - 1 mm) del spektra.

Elektromagnetni spekter

Vsak elektromagnetni val ima edinstveno frekvenco in dolžino, povezano s tem parametrom. Tako kot rdeča luč ima svojo frekvenco in valovno dolžino, vse ostale barve - oranžno, rumeno, zeleno in modro - imajo edinstvene frekvence in valovne dolžine. Ljudje lahko zaznajo te elektromagnetne valove, vendar ne morejo videti preostalega spektra.

Največja frekvenca je gama žarki, rentgenski žarki in ultravijolično. Infrardeča, mikrovalovna sevanje in radijski valovi zasedajo nižje frekvence spektra. Vidna svetloba je med njimi zelo ozko.

Lasersko sevanje: učinki na ljudi

Laser proizvaja intenziven smerni žarek svetlobe. Če je naprej, kaže, ali naj se osredotoči na objekt, je žarek delno absorbira z višanjem temperature površine in notranji del predmeta, ki lahko povzroči spremembo ali deformacijo materiala. Te lastnosti, ki so ugotovile uporabo v laserski kirurgiji in predelavi materiala, so lahko nevarne za človeška tkiva.

Poleg sevanja, ki ima toplotni učinek na tkiva, je lasersko sevanje, ki proizvaja fotokemični učinek, nevarno. Njeno stanje je precej kratko valovna dolžina, to je ultravijolični ali modri del spektra. Sodobne naprave proizvajajo lasersko sevanje, učinek na človeško bitje je zmanjšan. Energija nizkotlačnih laserjev ni dovolj, da povzroči škodo, in ne predstavljajo nevarnosti.

Človeška tkiva so občutljiva na učinke energije in pod določenimi pogoji lahko elektromagnetno sevanje, vključno z laserjem, povzroči poškodbe oči in kože. Raziskali so mejne ravni travmatične sevanje.

Nevarnost za oči

Človeško oko je bolj nagnjeno k poškodbam, kot je koža. Roke (prozorna zunanja sprednja površina očesa), za razliko od dermisov, nimajo zunanje plasti mrtvih celic, ki ščitijo pred okoljem. Laser in ultravijolično sevanje se absorbira zaradi roženice očesa, ki lahko škoduje njej. Poškodbe spremljajo edem epitelija in erozije ter pri hudih poškodbah - opacifikacija prednje komore.

Objektiv na očesu je lahko nagnjen k poškodbam, ko ga prizadene raznovrstno lasersko sevanje - infrardeče in ultravijolično.

Največja nevarnost pa je učinek lasera na mrežnico v vidnem delu optičnega spektra - od 400 nm (vijolična) do 1400 nm (blizu infrardečega vira). V tej regiji spektra so kolimirani žarki osredotočeni na zelo majhna področja mrežnice. Najbolj neugodna varianta učinka se pojavi, ko se oko pogleda daleč in jo udarijo neposredni ali odsevni žarki. V tem primeru njegova koncentracija na mrežnici doseže 100 000 krat.

Tako je vidna snopa 10 mW / cm² vpliva na mrežnico očesa z močjo 1000 W / cm². To je več kot dovolj za škodo. Če oko ne gleda na razdaljo, ali če se žarek odseva iz razpršene površine brez ogledala, veliko močnejše sevanje vodi do travme. Laserski učinek na koži je brez učinka fokusiranja, zato je pri teh valovnih dolžinah veliko manj občutljiv na poškodbe.

Rentgenski žarki

Nekateri visokonapetostni sistemi z napetostjo več kot 15 kV lahko ustvarjajo rentgenske žarke s precejšnjo močjo: lasersko sevanje, katerih viri so močni excimer laserji s črpanjem elektronov, pa tudi s plazmi in ionskimi viri. Te naprave je treba preveriti varnost sevanja, vključno za ustrezno zaščito.

Razvrstitev

Glede na moč ali energijo žarka in valovno dolžino sevanja so laserji razdeljeni na več razredov. Razvrstitev temelji na morebitni zmožnosti naprave, da povzroči takojšnje poškodbe oči, kože, vnetja z neposredno izpostavljenostjo nosilcu ali odsevu z difuznih odsevnih površin. Vse komercialne laserje je treba identificirati s pomočjo nalepk na njih. Če je bila naprava proizvedena doma ali drugače označena, je treba svetovati glede ustrezne razvrstitve in označevanja. Laserji se razlikujejo po moči, valovni dolžini in času izpostavljenosti.

Varne naprave

Naprave prvega razreda proizvajajo nizko intenzivnost laserskega sevanja. Ne more doseči nevarne ravni, zato so viri izvzeti iz večine nadzornih ukrepov ali drugih oblik nadzora. Primer: laserski tiskalniki in CD predvajalniki.

Pogojno varne naprave

Laserji drugega razreda sevajo v vidnem delu spektra. To je lasersko sevanje, katerih viri povzročajo normalno reakcijo pri zavrnitvi preveč svetleče svetlobe (utripajoč refleks). Ko je izpostavljen žarku, človeško oko utripa po 0,25 sekunde, kar zagotavlja zadostno zaščito. Vendar lahko lasersko sevanje v vidnem območju poškoduje oko pri konstantni izpostavljenosti. Primeri: laserski kazalci, geodetski laserji.

Laserski razredi 2a so namenski pripomočki z izhodno močjo manj kot 1 mW. Te naprave povzročajo škodo samo pri neposredni izpostavljenosti za več kot 1000 s za 8-urni dan. Primer: čitalniki črtne kode.

Nevarni laserji

Razred 3a se nanaša na naprave, ki ne poškodujejo kratkotrajne izpostavljenosti nezaščitenim očesom. Lahko je nevaren pri uporabi optičnega ostrenja, na primer teleskopov, mikroskopov ali daljnogledov. Primeri: 1-5 mW helij-neonskega laserja, nekateri laserski kazalci in ravni zgradb.

Laserski žarek razreda 3b lahko povzroči poškodbo, če je izpostavljena neposredni svetlobi ali kadar se odraža v ogledalu. Primer: helij neonski laser z močjo 5-500 mW, številni raziskovalni in terapevtski laserji.

Razred 4 vključuje naprave z močjo nad 500 mW. Nevarne so za oči, kožo in ogenj. Vpliv žarka, njegovega ogledala ali razpršenih odsevov lahko povzroči poškodbe oči in kože. Upoštevati je treba vse varnostne ukrepe. Primer: Nd: YAG-laserji, zasloni, kirurgija, rezanje kovin.

Lasersko sevanje: zaščita

Vsak laboratorij mora zagotoviti ustrezno zaščito oseb, ki delajo z laserji. Okna prostorov, prek katerih je mogoče poškodovati sevanja naprav razreda 2, razreda 3 ali razreda 4 na nenadzorovanih območjih, morajo biti med delovanjem takšne naprave pokrite ali kako drugače zaščitene. Za zagotovitev največje zaščite oči je priporočljivo naslednje.

• Snop mora biti nameščen v ne-odsevni nevnetljivi zaščitni lupini, da se zmanjša tveganje za nenamerno izpostavljenost ali ogenj. Če želite poravnati svetlobni pramen, uporabite fluorescentne zaslone ali sekundarni vizor - preprečite neposredno izpostavljanje očesu.
• Za postopek poravnave snopa uporabite najnižjo moč. Če je mogoče, uporabite nižje naprave za predhodne postopke poravnave. Izogibajte se nepotrebnim odbojnim predmetom v delovnem območju laserskega tiskalnika.
• Omejite prehod žarka na nevarnem območju med nedelujočim delovnim časom, z uporabo dušilcev in drugih ovir. Stene prostora ne uporabljajte za izenačevanje žarka razredov 3b in 4 laserja.
• Uporabljajte ne-odsevna orodja. Nekateri inventar, ki ne odraža vidne svetlobe, postane zrcalo v nevidni regiji spektra.
• Ne nosite odsevnega nakita. Kovinski okraski povečajo tudi nevarnost električnega udara.

Zaščitna očala

Pri delu z laserji razreda 4 z odprtim nevarnim območjem ali z nevarnostjo odsevov je treba uporabiti zaščitna očala. Njihova vrsta je odvisna od vrste sevanja. Točke je treba izbrati za zaščito proti odsevom, zlasti razpršenosti, in zagotoviti zaščito na ravni, kjer lahko naravni obrambni refleks preprečuje poškodbe oči. Takšne optične naprave bodo ohranile vidljivost žarka, preprečile opekline kože in zmanjšale možnost drugih nesreč.

Dejavniki, ki jih je treba upoštevati pri izbiri varnostnih očal:

• valovno dolžino ali območje sevanja s sevanjem;
• optična gostota pri določeni valovni dolžini;
• največja osvetlitev (W / cm)²) ali moč žarka (W);
• vrsta laserskega sistema;
• močni način - impulzno lasersko sevanje ali neprekinjen način;
• možnost razmisleka - ogledalo in razpršenost;
• vidno polje;
• prisotnost korektivnih leč ali zadostne velikosti, ki omogoča nošenje očal za popravljanje vida;
• udobje;
• prisotnost ventilacijskih lukenj, ki preprečujejo zamegljevanje;
• vpliv na barvni vid;
• odpornost na udarce;
• sposobnost opravljanja potrebnih nalog.

Ker so očala nagnjena k poškodbam in obrabi, mora laboratorijski varnostni program vključevati redne preglede teh zaščitnih elementov.