9. fejezet Lézersugárzás
9. FEJEZET LASER RADIÁCIÓ
Lézersugárzás (LI) - az elektromágneses sugárzás mennyisége által okozott anyag kibocsátása. A "lézer" szó az angol "Fényerősítés ösztönzött sugárzási sugárzás" (a sugárzott sugárzás létrehozása által előidézett fény erősítése) kezdeti betűiből álló rövidítésből áll. A lézer fő elemei az aktív közeg, a gerjesztés energiaforrása, a tükör optikai rezonátor és a hűtőrendszer. LI a monokromatikus és a gerenda kis eltérése miatt jelentős távolságra terjedhet, és tükröződik a két média közötti interfésszel, ami lehetővé teszi ezeknek a tulajdonságoknak a helymeghatározáshoz, navigációhoz és kommunikációhoz való alkalmazását.
A lézerek által rendkívül nagy energiájú expozíció lehetősége lehetővé teszi különböző anyagok (vágás, fúrás, felületkezelés stb.) Feldolgozását.
Ha különböző anyagokat használnak aktív tápközegként, akkor a lézerek szinte minden hullámhosszon sugárzást kelthetnek, az ultraibolya és a hosszú hullámú infravörös hullámhosszok között.
Az alapvető fizikai mennyiségek jellemző Lee: hullámhossz (m), a besugárzott felületi teljesítmény (W / cm2), az expozíció (J / cm2), az impulzus szélessége (s), az expozíció időtartamát (ek), az impulzus ismétlési frekvencia (Hz) .
A lézersugárzás biológiai hatása. Az LI hatása egy személyre nagyon nehéz. Ez függ a paraméterek LEE elsősorban a hullámhossz, energia (energia) sugárzás, az expozíció időtartama, impulzus ismétlési sebessége, mérete a besugárzott terület ( „méret-hatás”), és az anatómiai és élettani jellemzői a besugárzott szövet (szem, bőr). Mivel a szerves molekulák alkotó biológiai szövet, egy széles frekvenciatartományban felszívódik, nincs ok azt feltételezni, hogy LEE monochromaticity is létrehozhatunk olyan specifikus hatásokat a kölcsönhatás a szövetet. A térbeli koherencia sem változtatja meg jelentősen a károsodás mechanizmusait
mivel a szövetekben lévő hővezetőképesség és a szem benne rejlő, állandó kis mozgások jelensége elrontja az interferencia mintát még a többszörös mikrotájt meghaladó expozíciós időtartammal is. Így az LI-t a biológiai szövetek kihagyják és abszorbeálják ugyanazon törvények szerint, mint az inkoherensek, és nem okoznak semmilyen specifikus hatást a szövetekben.
A szövetek által abszorbeált LI energiája másfajta energiává alakul át: termikus, mechanikus, fotokémiai folyamatok energiája, amely számos hatással járhat: hő, sokk, könnyű nyomás,
LI veszélyt jelent a látószerv számára. A retina hatással lehet látható lézerek (0,38-0,7 mm) és a közeli infravörös (0,75-1,4 mm) tartományban. Lézeres ultraibolya (0,18-0,38 mm) és a távoli infravörös (nagyobb, mint 1,4 mikrométer) sugárzás nem éri el a retina, de ez károsíthatja a szaruhártya, szivárványhártya, kristályos lencsét. Elérése a retina, a szem fénytörési LEE koncentrált rendszer, a teljesítménysűrűség a retinán növeli 1000-10000-szer, mint a teljesítmény-sűrűség a szaruhártyán. A rövid impulzusú (0,1 s 10 14 s), amelyek generálják lézerek, károsodását is okozhatják a sokkal rövidebb idő alatt, mint a szükséges, amely kiváltja a védő fiziológiai mechanizmusok (villog reflex 0.1).
Az LI hatására a második kritikus szerv bőrbetegségek. A lézersugárzás bőrrel való kölcsönhatása függ a hullámhossztól és a bőr pigmentációjától. A fényvisszaverő képesség a spektrum látható tartományában magas. A LI távoli infravörös területet a bőr erősen elnyeli, mivel ezt a sugárzást aktívan elnyeli a víz, ami a legtöbb szövet tartalmának 80% -a; a bőr égési sérülésének veszélye áll fenn.
A szétszórt sugárzás alacsony energiaigényű (az MRL távirányító alatti vagy alacsonyabb hőmérséklete alatt) történő expozíció a lézert kiszolgáló egyének egészségügyi állapotának nem specifikus eltolódásához vezethet. Ezenkívül ez egyfajta kockázati tényező a neurotikus állapotok és a szív- és érrendszeri rendellenességek kialakulásában. A lézerek kezelésében a legjellemzőbb klinikai szindrómák agyvérzés, asztenofobia és vegetovaszkuláris dystonia.
LI szabványosítás. A folyamat során a normalizálására a paramétereket a területen telepíteni, tükrözve a specifitását való kölcsönhatása biológiai szövetek, a kritériumokat a káros távirányító és a numerikus értékek normalizált paraméterek.
A LI-normalizáció két megközelítése tudományosan megalapozott: az első a szövetek vagy szervek károsító hatásán alapul, amelyek közvetlenül a besugárzás helyén keletkeznek; a második - a nem közvetlenül érintett rendszerek és szervek feltárt funkcionális és morfológiai változásai alapján.
A higiéniás rationelés a biológiai hatás kritériumain alapul, elsősorban az elektromágneses spektrum területére. Ennek megfelelően a LI sáv számos területen oszlik meg:
- 0,18 - 0,38 μm - az ultraibolya-régió;
- 0,38-0,75 μm a látható tartomány;
- 0,75 - 1,4 μm - infravörös közelségben;
- több mint 1,4 μm a távoli infravörös tartomány.
Ennek keretében értékének megállapításával a távirányító elve alapján meghatározzuk a minimális „küszöb” kár a besugárzott szövetekben (retina, szaruhártya, szem, bőr) határozza meg a modern módszerek tanulmányok alatt vagy után kitett Lee. Paraméterek normalizáljuk besugárzottság H (J-m -2) és besugárzott E (W-m-2), és az energia W (J), és a teljesítmény P (W).
Ezek a kísérleti és klinikai és fiziológiai vizsgálatok azt jelzik, az uralkodó értéke általános nemspecifikus reakciókat a szervezet válaszul krónikus kitettség az alacsony energiaszint LI képest helyi helyi módosítások a szerv a látás és a bőr. Így LEE látható spektrum okoz eltolódásokat a működését az endokrin és immunrendszert, a központi és a perifériás idegrendszer, fehérje, szénhidrát-és zsíranyagcsere. LEE hullámhossz 0,514 mikron változásokhoz vezetnek aktivitásának szimmetria és patoadrenalovyh gipofiznadpochechnikovyh rendszerek. Az LI 1,06 μm hullámhosszú hosszú távú krónikus hatása vegetovaszkuláris rendellenességeket okoz. Szinte minden a kutatók, akik tanulmányozták az egészségi állapot szolgáló személyek lézerek hangsúlyozzák nagyobb gyakorisággal kimutatási van gyengeség és vegetatív-és érrendszeri betegségek. Következésképpen az alacsony energia
A krónikus cselekvés a krónikus cselekvés mint kockázati tényező a patológia kialakulásában, amely meghatározza annak szükségességét, hogy figyelembe vegye ezt a tényezőt a higiéniai normákban.
A hullámhosszak széles választéka, a LI különböző paraméterei és az indukált biológiai hatások megnehezítik a higiéniai szabványok igazolását. Ezenkívül a kísérleti és különösen a klinikai vizsgálatok hosszú időt és alapokat igényelnek. Ezért megoldani a problémákat a kifinomultság és a távvezérlés LI fejlesztése matematikai modellezés. Ez lehetővé teszi a laboratóriumi állatok kísérleti tanulmányainak mennyiségének lényeges csökkentését. Matematikai modellek létrehozásakor figyelembe veszik a besugárzott szövet energiaeloszlásának és abszorpciós jellemzőinek jellegét.
Matematikai modellezési módszer alapvető fizikai folyamatok (termikus és hidrodinamikai hatások, és lézeres bontását al.), Ami a bomlásra szemfenék szövet kitéve LEE látható és a közeli infravörös tartományban egy impulzus időtartama 1 és 10 -12, azt használják a meghatározására és finomítására RC LI tartalmazza a legújabb kiadásában „egészségügyi normák és szabályok kialakítása és működtetése lézerek” kihagyjuk. 5804- 91, amelyek célja a kutatási eredmények alapján.
A jelenlegi szabályok megállapítják:
- a lézersugárzás legnagyobb megengedett szintje (PDE) a 180-106 nm hullámhossz tartományban, különböző emberi expozíciós körülmények között;
- a lézerek osztályozása az általuk keletkező sugárzás veszélyének mértékében;
- a termelési létesítményekre, a berendezések elhelyezésére és a munkahelyi szervezetekre vonatkozó követelmények;
- a személyzetre vonatkozó követelmények;
- a munkakörnyezet állapotának ellenőrzése;
- a védőfelszerelés használatára vonatkozó követelmények;
- az orvosi ellenőrzésre vonatkozó követelmények.
A LI személyi állománnyal szembeni veszélyének mértéke a lézerek besorolásának alapja, amely szerint négy csoportba sorolhatók:
1. osztály (biztonságos) - a kimenő sugárzás nem veszélyes a szem számára;
2. osztály (alacsony veszélyességű) - mind a közvetlen, mind a tükröződő sugárzás veszélyét veszélyezteti;
3. osztály (közepes veszély) - szintén diffúzan visszavert sugárzás a fényvisszaverő felülettől 10 cm távolságra;
4. osztály (rendkívül veszélyes) - már 10 cm távolságra van a bőrtől a diffúz fényvisszaverő felülettől.
A LI módszerekre, mérési eszközökre és ellenőrzésére vonatkozó követelmények. Az LI dózisméretet olyan módszercsaládnak nevezik, amely meghatározza a lézersugárzás paramétereinek értékeit az adott térbeli ponton annak érdekében, hogy azonosítani lehessen a veszély foka és káros hatása az emberi testre
A lézer dozimetria két fő részből áll:
- számított vagy elméleti dozimetria, amely megvizsgálja az LI paraméterek kiszámítására szolgáló módszereket a zónában az üzemeltetők lehetséges helyét és a veszély mértékének kiszámítására szolgáló módszereket;
- kísérleti dozimetria, amely az LI paraméterek közvetlen mérésének módszerét és eszközeit veszi figyelembe az adott térbeli ponton.
A dozimetriai ellenőrzésre szánt mérőeszközöket lézeres dózismérőknek nevezik. Dózis ellenőrzés különösen fontos az értékelés a visszavert és a szórt sugárzás, ha a lézer dozimetriás számítási módszerek adatai alapján a kimeneti jellemzőket lézer rendszerek adnak nagyon hozzávetőleges értékeket DO szinteket egy előre meghatározott ellenőrzési pontot. A számítási módszerek használatát a lézertechnológia teljes skálájára vonatkozó LI paraméterek mérésének képtelensége szabja meg. Jelenlegi lézeres dózismérő a módszer lehetővé teszi, hogy értékelje a veszély mértéke a sugárzás egy adott pontot a térben, a számításokat az útlevél adatait. A számítási módszerek a ritkán megismételt, rövid időtartamú sugárzási impulzusok esetén alkalmazhatóak,
A maximális expozíciós érték mérhető. A lézer-veszélyes zónák meghatározására, valamint a lézerek osztályozására használják az általuk okozott veszély mértékét.
A dozimetriai ellenőrzés módszereit az "Egészségügyi és járványügyi szolgáltatások testületeire és intézményeire vonatkozó iránymutatások a lézersugárzás dózisméréses monitorozásához és higiéniai értékeléséhez" című dokumentumban találják meg. 5309-90. Oldalán, részben pedig az "SN és P. 5804-91." Lézerek tervezésére és működésére vonatkozó egészségügyi szabályokat és szabályokat.
A lézer-dozimetria elve a legnagyobb kockázat elvén alapul, amely szerint a veszélyértékelést a legrosszabb esetben a besugárzási feltételek biológiai hatásától kell elvégezni, azaz A lézersugárzási szint mérését akkor kell elvégezni, amikor a lézer működik az üzemállapot által meghatározott maximális teljesítmény (energia) teljesítményében. A mérőműszer sugárzási célra történő lekérdezésének és irányításának folyamatában olyan pozíciót kell találni, amelyben a maximális LI szinteket rögzítik. Amikor a lézert impulzusos periódusban működtetik, a sorozat maximális impulzusának energia jellemzőit méri.
A lézerberendezések higiéniai értékelésénél a lézerek kimenetén nem sugárzási paramétereket kell mérni, hanem a személy (szemek, bőr) kritikus szervének besugárzásának intenzitását, amely befolyásolja a biológiai hatás mértékét. Ezeket a méréseket olyan pontokon végzik el (zónák), amelyekben a lézerberendezés működési programja meghatározza a karbantartó személyzet jelenlétét, és amelyben a visszavert vagy szétszórt LI szintjei nem csökkenthetők nulla értékre.
A dozimetriai mérések korlátait a távirányító értékei és a modern fotometriai berendezések technikai képességei határozzák meg. Valamennyi dozimétert az Állami Standard testületének a megállapított rendben kell tanúsítania. Oroszországban speciális mérőműszereket fejlesztettek ki az LI - lézeres dózismérők adagolásmérésére. Jellemzőjük a nagy rugalmasság, hogy ellenőrizzék a lehetőségét mind az irányát, és a szétszórt folyamatos, egyszeri impulzus és pulzus-periodikus sugárzási használják a gyakorlatban a legtöbb lézeres rendszerek az iparban, a tudomány, orvostudomány, és így tovább.
A lézersugárzás káros hatásainak megelőzése (LI). Az LI elleni védelmet technikai, szervezeti és orvosi profilaktikus módszerek és eszközök végzik. Módszertani eszközök a következők:
- a helyiségek kiválasztása, tervezése és díszítése;
- a lézeres technológiai berendezések racionális elhelyezése;
- a létesítmények karbantartási rendjének betartása;
- használja a minimális sugárzási szintet a cél eléréséhez;
- védőfelszerelés alkalmazása. Szervezési módszerek:
- az expozíciós idő korlátozása;
- a munka szervezéséért és lebonyolításáért felelős személyek kinevezése és tájékoztatása;
- a munkavállalási engedély korlátozása;
- a munkamódszer felügyeletének szervezése;
- a katasztrófaelhárítási munkák világos megszervezése és a vészhelyzeti munkamódosítás szabályozása;
- tájékoztatók, vizuális plakátok jelenléte;
Az egészségügyi-higiéniás és terápiás-megelőző módszerek közé tartozik:
- a munkahelyi veszélyes és káros tényezők szintjének ellenőrzése;
- a személyzet előzetes és időszakos orvosi vizsgálatának átvétele.
A lézergyártó létesítményeknek meg kell felelniük a meglévő egészségügyi előírásoknak és előírásoknak. A lézerberendezéseket úgy kell elhelyezni, hogy a munkahelyi sugárzási szintek minimálisak legyenek.
Az LI elleni védőeszközöknek biztosítaniuk kell az expozíció megakadályozását vagy a sugárzás csökkentését olyan szintre, amely nem haladja meg a megengedhető szintet. A védőfelszerelés használatának jellege a kollektív védelem (VHC) és az egyéni védőeszközök (PPE). A megbízható és hatékony védelmi eszközök hozzájárulnak a munkavédelem javításához, a munkahelyi sérülések és foglalkozási morbiditás csökkentéséhez.
9.1. Táblázat. Védőszemüveg a lézersugárzás ellen (TU 64-1-3470-84 kivonat)
Az LI-től a VHC-ig: kerítések, védőfelületek, reteszelések és automata kapuk, burkolatok stb.
A lézersugárzásból származó PPE magában foglalja a védőszemüveget (9.1. Táblázat), pajzsokat, álarcokat stb. A védőeszközöket a lézerszerkezet LI, osztály, típusának, működési módjának, az elvégzett munka jellegének figyelembevételével kell alkalmazni.
A VHC-ket a lézerek (lézerberendezések) tervezési és üzembe helyezési fázisaiban kell megadni, amikor munkahelyeket rendeznek a működési paraméterek kiválasztásakor. A védőberendezés kiválasztását a lézerosztálytól (lézer telepítés), a munkaterületen a sugárzás intenzitásától, az elvégzett munka jellegétől függően kell elvégezni. A védelem védelmi tulajdonságainak értékei nem csökkenthetők más veszélyes anyagok hatása alatt
és a káros tényezők (rezgés, hőmérséklet stb.). A védőberendezés kialakításának lehetővé kell tennie a fő elemek (fényszűrők, képernyők, szemüvegek stb.) Megváltoztatását.
Személyes szem és az arc védelme (biztonsági poharak és tányérok), intenzitásának csökkentésére LI a távirányító kell primenyat- kemping csak azokban az esetekben (üzembe helyezés, javítás és kísérleti munka), amikor a kollektív eszközök nem biztosítják a személyzet biztonsága.
A lézerek használatakor csak olyan védőfelszerelést kell használni, amelyre vonatkozóan a megállapított rendben jóváhagyott normatív és műszaki dokumentáció van.