Што такое лазернае выпраменьванне? Лазернае выпраменьванне: яго крыніцы і абарона ад яго

Лазеры становяцца ўсё больш важнымі інструментамі даследаванні ў галіне медыцыны, фізікі, хіміі, геалогіі, біялогіі і тэхнікі. Пры няправільным выкарыстанні яны могуць асляпляць і наносіць траўмы (у т. Ч. Апёкі і электратраўмы) аператарам і іншаму персаналу, уключаючы выпадковых наведвальнікаў лабараторыі, а таксама нанесці значны ўрон маёмасці. Карыстальнікі гэтых прылад павінны ў поўнай меры разумець і ўжываць неабходныя меры бяспекі пры абыходжанні з імі.

Што такое лазер?

Слова «лазер» (англ. LASER, Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation) з'яўляецца абрэвіятурай, якая расшыфроўваецца як «ўзмацненне святла індукаваным выпраменьваннем". Частата выпраменьвання, генераванага лазерам, знаходзіцца ў межах або паблізу бачнай часткі электрамагнітнага спектру. Энергія узмацняецца да стану надзвычай высокай інтэнсіўнасці з дапамогай працэсу, які носіць назву «выпраменьванне лазернае індуцыраванае».

Тэрмін «радыяцыя» часта разумеецца няправільна, таму што яго таксама выкарыстоўваюць пры апісанні радыеактыўных матэрыялаў. У дадзеным кантэксце яно азначае перадачу энергіі. Энергія пераносіцца з аднаго месца ў іншае з дапамогай праводнасці, канвекцыі і выпраменьвання.

Існуе мноства розных тыпаў лазераў, якія працуюць у розных асяроддзях. У якасці рабочай асяроддзя выкарыстоўваюцца газы (напрыклад, аргон або сумесь гелія з неонам), цвёрдыя крышталі (напрыклад, лал) або вадкія фарбавальнікі. Калі энергія падаецца ў працоўнае асяроддзе, яна пераходзіць у узбуджаная стан і вызваляе энергію ў выглядзе часціц святла (фатонаў).

Пара люстэркаў на абодвух канцах герметызаванай трубкі небудзь адлюстроўвае, альбо перадае свет у выглядзе канцэнтраванага патоку, званага лазерным промнем. Кожная працоўнае асяроддзе вырабляе прамень унікальнай даўжыні хвалі і колеру.

Колер святла лазера, як правіла, выяўляецца даўжынёй хвалі. Ён з'яўляецца неионизирующим і ўключае ўльтрафіялетавую (100-400 нм), бачную (400-700 нм) і інфрачырвоную (700 нм - 1 мм) частку спектру.

электрамагнітны спектр

Кожная электрамагнітная хваля валодае унікальнай частатой і даўжынёй, звязанай з гэтым параметрам. Падобна таму, як чырвонае святло мае сваю ўласную частату і даўжыню хвалі, так і ўсе астатнія колеру - аранжавы, жоўты, зялёны і сіні - валодаюць унікальнымі частотамі і даўжынямі хваль. Людзі здольныя ўспрымаць гэтыя электрамагнітныя хвалі, але не ў стане бачыць астатнюю частку спектру.

Найбольшую частату маюць гама-прамяні, рэнтгенаўскія прамяні і ўльтрафіялет. Інфрачырвонае, мікрахвалевая радыяцыя і радыёхвалі займаюць ніжнія частоты спектру. Бачнае святло знаходзіцца ў вельмі вузкім дыяпазоне паміж імі.

Лазернае выпраменьванне: ўздзеянне на чалавека

Лазер вырабляе інтэнсіўны накіраваны пучок святла. Калі яго накіраваць, адлюстраваць або сфакусаваць на аб'ект, прамень часткова паглынуць, павялічваючы тэмпературу паверхні і ўнутранай часткі аб'екта, што можа выклікаць змену або дэфармацыю матэрыялу. Гэтыя якасці, якія знайшлі прымяненне ў лазернай хірургіі і апрацоўцы матэрыялаў, могуць быць небяспечныя для тканак чалавека.

Акрамя радыяцыі, якая аказвае цеплавое ўздзеянне на тканіны, небяспечна лазернае выпраменьванне, якое вырабляе фотахімічны эфект. Яго умовай з'яўляецца досыць кароткая даўжыня хвалі, т. Е. Ультрафіялетавая або сіняя частцы спектру. Сучасныя прылады вырабляюць лазернае выпраменьванне, уздзеянне на чалавека якога зведзена да мінімуму. Энергіі маламагутных лазераў недастаткова для нанясення шкоды, і небяспекі яны не ўяўляюць.

Тканіны чалавека адчувальныя да ўздзеяння энергіі, і пры пэўных абставінах электрамагнітнае выпраменьванне, лазернае у тым ліку, можа прывесці да пашкоджання вачэй і скуры. Былі праведзены даследаванні парогавых узроўняў траўміруе радыяцыі.

Небяспека для вачэй

Чалавечае вока больш схільны траўмам, чым скура. Рагавіца (празрыстая знешняя пярэдняя паверхню вочы), у адрозненне ад дермы, не мае вонкавага пласта змярцвелых клетак, якія абараняюць ад уздзеяння навакольнага асяроддзя. Лазернае і ультрафіялетавае выпраменьванне паглынаецца рагавіцай вочы, што можа нанесці ёй шкоду. Траўма суправаджаецца ацёкаў эпітэлія і эрозіяй, а пры цяжкіх пашкоджаннях - памутненнем пярэдняй камеры.

Крышталік вочы таксама можа быць схільны траўмаў, калі на яго ўздзейнічае рознае лазернае выпраменьванне - інфрачырвонае і ультрафіялетавае.

Найбольшую небяспеку, аднак, выклікае ўздзеянне лазера на сятчатку вока ў бачнай частцы аптычнага спектру - ад 400 нм (фіялетавы) да 1400 нм (блізкі інфрачырвоны). У межах гэтай вобласці спектру коллимированные прамяні факусуюцца на вельмі маленькіх участках сятчаткі. Найбольш неспрыяльны варыянт ўздзеяння адбываецца, калі вачэй глядзіць удалячынь і ў яго трапляе прамой або адлюстраваны прамень. У гэтым выпадку яго канцэнтрацыя на сятчатцы дасягае за 100 000 кратаў.

Такім чынам, бачны пучок магутнасцю 10 мВт / гл ² ўздзейнічае на сятчатку вока з магутнасцю 1000 Вт / гл ^2. Гэтага больш чым дастаткова, каб выклікаць пашкоджанне. Калі вока не глядзіць удалячынь, або калі прамень адлюстроўваецца ад дыфузнай, ня люстраной паверхні, да траўмаў вядзе значна больш магутнае выпраменьванне. Лазернае ўздзеянне на скуру пазбаўлена эфекту факусоўкі, таму яна значна менш схільная траўмаў пры гэтых даўжынях хваль.

рэнтгенаўскія прамяні

Некаторыя высакавольтныя сістэмы з напругай больш за 15 кВ могуць генераваць рэнтгенаўскія прамяні значнай магутнасці: лазернае выпраменьванне, крыніцы якога - магутныя эксімерным лазеры з электроннай накачкі, а таксама плазменныя сістэмы і крыніцы іёнаў. Гэтыя прылады павінны быць правераны на радыяцыйную бяспеку, у тым ліку для забеспячэння належнага экранавання.

класіфікацыя

У залежнасці ад магутнасці або энергii пучка і даўжыні хвалі выпраменьвання, лазеры дзеляцца на некалькі класаў. Класіфікацыя заснавана на патэнцыйнай здольнасці прылады выклікаць неадкладную траўму вачэй, скуры, ўзгаранне пры прамым уздзеянні прамяня або пры адлюстраванні ад дыфузных адлюстроўваюць паверхняў. Усе камерцыйныя лазеры падлягаюць ідэнтыфікацыі з дапамогай нанесеных на іх метак. Калі прылада было выраблена дома або iншым чынам не пазначана, варта атрымаць кансультацыю па адпаведнай яго класіфікацыі і маркіроўкі. Лазеры адрозніваюць па магутнасці, даўжыні хвалі і працягласці экспазіцыі.

бяспечныя прылады

Прылады першага класа генеруюць низкоинтенсивное лазернае выпраменьванне. Яно не можа дасягнуць небяспечнага ўзроўню, таму крыніцы вызваляюцца ад большасці мер кантролю або іншых формаў назірання. Прыклад: лазерныя друкаркі і прайгравальнікі кампакт-дыскаў.

Умоўна бяспечныя прылады

Лазеры другога класа выпраменьваюць ў бачнай частцы спектру. Гэта лазернае выпраменьванне, крыніцы якога выклікаюць у чалавека нармальную рэакцыю непрымання занадта яркага святла (мигательный рэфлекс). Пры ўздзеянні прамяня чалавечае вока лыпае праз 0,25 з, што забяспечвае дастатковую абарону. Аднак выпраменьванне лазернае ў бачным дыяпазоне здольна пашкодзіць вачэй пры сталым уздзеянні. Прыклады: лазерныя паказальнікі, геадэзічныя лазеры.

Лазеры 2а-класа з'яўляюцца прыладамі спецыяльнага прызначэння з выхадны магутнасцю менш за 1 мВт. Гэтыя прыборы выклікаюць пашкоджанне толькі пры непасрэдным уздзеянні на працягу больш за 1000 з за 8-гадзінны працоўны дзень. Прыклад: прылады счытвання штрых-кода.

небяспечныя лазеры

Да класа 3а адносяць прылады, якія не траўміруюць пры кароткачасовым уздзеянні на неабароненыя вачэй. Могуць прадстаўляць небяспеку пры выкарыстанні факусуе оптыкі, напрыклад, тэлескопаў, мікраскопаў або бінокляў. Прыклады: гелій-неонавы лазер магутнасцю 1-5 мВт, некаторыя лазерныя паказальнікі і будаўнічыя ўзроўні.

Прамень лазера класа 3b можа прывесці да траўмы пры непасрэдным уздзеянні або пры яго люстраным адлюстраванні. Прыклад: гелій-неонавы лазер магутнасцю 5-500 мВт, многія даследчыя і тэрапеўтычныя лазеры.

Клас 4 ўключае прылады з ўзроўнямі магутнасці больш за 500 мВт. Яны небяспечныя для вачэй, скуры, а таксама пажаранебяспечныя. Ўздзеянне пучка, яго люстранога або дыфузнага адлюстраванняў можа стаць прычынай вочных і скурных траўмаў. Павінны быць прыняты ўсе меры бяспекі. Прыклад: Nd: YAG-лазеры, дысплеі, хірургія, металлорезание.

Лазернае выпраменьванне: абарона

Кожная лабараторыя павінна забяспечыць адпаведную абарону асоб, якія працуюць з лазерамі. Вокны памяшканняў, праз якія можа праходзіць выпраменьванне прылад 2, 3 ці 4 класа з нанясеннем шкоды на некантраляваных участках, павінны быць пакрытыя ці іншым чынам абаронены падчас працы такога прыбора. Для забеспячэння максімальнай абароны вачэй рэкамендуецца наступнае.

• Пучок неабходна заключыць у неотражающую негорюч ахоўную абалонку, каб звесці да мінімуму рызыка выпадковага ўздзеяння або пажару. Для выраўноўвання прамяня выкарыстоўваць люмінесцэнтныя экраны або другасныя візір; пазбягаць прамога ўздзеяння на вочы.
• Для працэдуры выраўноўвання прамяня выкарыстоўваць найменшую магутнасць. Па магчымасці для папярэдніх працэдур выраўноўвання выкарыстоўваць прылады нізкага класа. Пазбягаць прысутнасці лішніх адлюстроўваюць аб'ектаў у зоне працы лазера.
• Абмежаваць праходжанне прамяня ў небяспечнай зоне ў непрацоўны час, выкарыстоўваючы засланкі і іншыя перашкоды. Не выкарыстоўваць сцены пакоя для выраўноўвання прамяня лазераў класа 3b і 4.
• Выкарыстоўваць неотражающие інструменты. Некаторы інвентар, ня адлюстроўвае бачнае святло, становіцца люстраным у нябачнай вобласці спектру.
• Не насіць адлюстроўваюць ювелірныя вырабы. Металічныя ўпрыгажэнні таксама павышаюць небяспека паразы электрычным токам.

ахоўныя акуляры

Пры працы з лазерамі 4 класа з адкрытай небяспечнай зонай або пры рызыцы адлюстравання варта карыстацца ахоўнымі ачкамі. Тып іх залежыць ад выгляду выпраменьвання. Акуляры неабходна выбіраць для абароны ад адлюстраванняў, асабліва дыфузных, а таксама для забеспячэння абароны да ўзроўню, калі натуральны ахоўны рэфлекс можа прадухіліць траўмы вачэй. Такія аптычныя прыборы захаваюць некаторую бачнасць прамяня, прадухіляць апёкі скуры, знізяць магчымасць іншых няшчасных выпадкаў.

Фактары, якія варта ўлічваць пры выбары ахоўных ачкоў:

• даўжыня хвалі або вобласць спектру выпраменьвання;
• аптычная шчыльнасць пры пэўнай даўжыні хвалі;
• максімальная асветленасць (Вт / гл ²⁾ або магутнасць пучка (Вт);
• тып лазернай сістэмы;
• рэжым магутнасці - імпульснае лазернае выпраменьванне або бесперапынны рэжым;
• магчымасьці адказу - люстранога і дыфузнага;
• поле зроку;
• наяўнасць карэкціруючых лінзаў або дастатковага памеру, які дазваляе нашэнне ачкоў для карэкцыі гледжання;
• камфорт;
• наяўнасць вентыляцыйных адтулін, прадухіляюць запацяваннем;
• ўплыў на каляровы зрок;
• ўдаратрываласць;
• магчымасць выканання неабходных задач.

Так як ахоўныя акуляры схільныя пашкоджанняў і зносу, праграма бяспекі лабараторыі павінна ўключаць перыядычныя праверкі гэтых ахоўных элементаў.