Ce este radiația laser? Radiația laser: sursele și protecția acesteia

Laserele devin tot mai importante instrumente de cercetare în domeniile medicină, fizică, chimie, geologie, biologie și tehnologie. Dacă se utilizează în mod necorespunzător, aceștia pot bloca și pot cauza răniri (inclusiv arsuri și leziuni electrice) operatorilor și altor persoane, inclusiv vizitatorilor aleatorii la laborator, și pot provoca pagube materiale importante. Utilizatorii acestor dispozitive trebuie să înțeleagă și să aplice pe deplin măsurile de securitate necesare atunci când le manipulează.

Ce este un laser?

Cuvântul "laser" (LASER English, amplificarea luminii prin emisia stimulată de radiație) este o abreviere, care înseamnă "amplificarea luminii prin radiație indusă". Frecvența radiației generate de laser este în interiorul sau în apropierea părții vizibile a spectrului electromagnetic. Energia este amplificată la o intensitate extrem de ridicată printr-un proces numit "radiații induse de laser".

Termenul "radiații" este adesea înțeles greșit, deoarece este folosit și pentru descrierea materialelor radioactive. În acest context, înseamnă transferul de energie. Energia este transferată de la un loc la altul prin conductivitate, convecție și radiație.

Există multe tipuri diferite de lasere care lucrează în medii diferite. Gazele (de exemplu, argon sau un amestec de heliu și neon) sunt utilizate ca fluid, cristale solide (de exemplu, rubin) sau coloranți lichizi de lucru. Atunci când puterea este furnizată la mediul de lucru, se duce la o stare de energie și eliberează excitat sub formă de particule de lumina (fotoni).

O pereche de oglinzi la ambele capete ale tubului închis reflectă sau transmite lumina sub forma unui curent concentrat numit fascicul laser. Fiecare mediu de lucru produce un fascicul de lungime de unda unica si culoare.

Culoarea luminii laser, de regulă, este exprimată prin lungimea de undă. Este neionizantă și include o parte a spectrului ultra-violet (100-400 nm), vizibilă (400-700 nm) și infraroșu (700 nm - 1 mm).

Spectru electromagnetic

Fiecare val electromagnetic are o frecvență și o lungime unică asociate acestui parametru. La fel ca lumina roșie are propria sa frecvență și lungimea de undă, precum și toate celelalte culori - portocaliu, galben, verde și albastru - cu frecvențe unice și lungimi de undă. Oamenii sunt capabili să perceapă aceste valuri electromagnetice, dar nu sunt capabili să vadă restul spectrului.

Cea mai mare frecvență au raze gamma, raze X și ultraviolete. Infraroșu, radiațiile cu microunde și undele radio ocupă frecvențele inferioare ale spectrului. Luminile vizibile se află într-un interval foarte restrâns între ele.

Radiații laser: efecte asupra oamenilor

Laserul produce un fascicul de lumină intens orientat. Dacă este îndreptat, reflectat sau focalizat pe obiect, fasciculul este parțial absorbit, ridicând temperatura suprafeței și interiorul obiectului, ceea ce poate provoca schimbarea sau deformarea materialului. Aceste calități, care au fost găsite în chirurgia laser și prelucrarea materialelor, pot fi periculoase pentru țesuturile umane.

În plus față de radiații, care are un efect termic asupra țesuturilor, radiația laser, care produce un efect fotochimic, este periculoasă. Starea sa este destul de scurtă lungime de undă adică părțile ultraviolete sau albastre ale spectrului. Dispozitivele moderne produc radiații laser, efectul asupra unei ființe umane este redus la minimum. Energia laserelor cu putere redusă nu este suficientă pentru a face rău și nu reprezintă un pericol.

Țesuturile umane sunt sensibile la efectele energiei și, în anumite circumstanțe, radiațiile electromagnetice, inclusiv laserul, pot duce la deteriorarea ochilor și a pielii. Au fost studiate nivelele pragului de radiație traumatică.

Pericol pentru ochi

Ochiul uman este mai predispus la răni decât la nivelul pielii. Corneea (suprafața frontală exterioară transparentă a ochiului), spre deosebire de dermă, nu are un strat exterior de celule moarte care să protejeze mediul. Laser și radiații ultraviolete este absorbit de corneea ochiului, ceea ce îi poate dăuna. Leziunea este însoțită de edeme ale epiteliului și eroziunii și de leziuni grave - opacifierea camerei anterioare.

Obiectivul ochiului poate fi, de asemenea, predispus la răni atunci când este afectat de o varietate de radiații laser - infraroșu și ultraviolete.

Cel mai mare pericol, cu toate acestea, este efectul laserului asupra retinei în partea vizibilă a spectrului optic - de la 400 nm (violet) la 1400 nm (aproape infraroșu). În această regiune a spectrului, razele colimate se concentrează pe zone foarte mici ale retinei. Varianta cea mai nefavorabilă a efectului apare atunci când ochiul pare departe și o lovit o rază directă sau reflectată. În acest caz, concentrația sa pe retină atinge 100 000 de ori.

Astfel, un fascicul vizibil de 10 mW / cm² afectează retina ochiului cu o putere de 1000 W / cm². Acest lucru este mai mult decât suficient pentru a provoca daune. Dacă ochiul nu se uită la distanță sau dacă fasciculul este reflectat dintr-o suprafață difuză, ne-oglindă, radiații mult mai puternice conduc la traume. Efectul laser asupra pielii este lipsit de efectul de focalizare, deci este mult mai puțin susceptibil la leziuni la aceste lungimi de undă.

Razele X

Unele sisteme de înaltă tensiune cu o tensiune mai mare de 15 kV pot genera raze X de putere considerabilă: radiațiile laser, ale căror surse sunt puternice excimer lasere cu pompare de electroni, precum și sisteme de plasmă și surse de ioni. Aceste dispozitive trebuie verificate securitatea radiațiilor, inclusiv pentru ecranare adecvată.

clasificare

În funcție de puterea sau energia fasciculului și de lungimea de undă a radiației, laserele sunt împărțite în mai multe clase. Clasificarea se bazează pe capacitatea potențială a dispozitivului de a provoca rănirea imediată a ochilor, a pielii, inflamație a expunerii directe la fasciculul sau reflexia difuză de suprafețe reflectorizante. Toate laserele comerciale trebuie identificate cu ajutorul etichetelor plasate pe ele. Dacă dispozitivul a fost fabricat la domiciliu sau nu a fost marcat altfel, ar trebui să se obțină sfaturi privind clasificarea și etichetarea corespunzătoare. Laserele se disting prin putere, lungime de undă și timpul de expunere.

Dispozitivele securizate

Dispozitivele primei clase generează radiații laser cu intensitate scăzută. Nu poate atinge un nivel periculos, astfel încât sursele sunt scutite de cele mai multe măsuri de control sau de alte forme de supraveghere. Exemplu: imprimante laser și playere CD.

Dispozitive cu condiții de siguranță

Laserele din a doua clasă radiază în partea vizibilă a spectrului. Aceasta este radiația laser, sursele de care provoacă o reacție normală în persoana de respingere a luminii prea luminoase (clipește reflex). Când este expus unui fascicul, ochiul uman clipește după 0,25 secunde, ceea ce asigură o protecție suficientă. Cu toate acestea, radiațiile laser în zona vizibilă pot deteriora ochiul la expunere constantă. Exemple: indicatoare laser, lasere geodezice.

Laserele de clasă 2a sunt dispozitive cu destinație specială, cu o putere de ieșire mai mică de 1 mW. Aceste dispozitive produc pagube numai cu expunere directă pentru mai mult de 1000 s pentru o zi de 8 ore. Exemplu: cititoare de coduri de bare.

Lăzile periculoase

Clasa 3a se referă la dispozitive care nu dăunează expunerii pe termen scurt unui ochi neprotejat. Poate fi periculos atunci când utilizați optica de focalizare, de exemplu, telescoape, microscoape sau binocluri. Exemple: laser de 1 - 5 mW heliu-neon, unele indicatoare cu laser și nivele de construcție.

Un fascicul laser de clasa 3b poate provoca vătămări atunci când este expus la lumină directă sau atunci când este reflectat într-o oglindă. Exemplu: un laser de heliu-neon cu o putere de 5-500 mW, multe lasere de cercetare și terapeutice.

Clasa 4 include dispozitive cu niveluri de putere mai mari de 500 mW. Ele sunt periculoase pentru ochi, piele și foc. Influența fasciculului, a oglinzilor sale sau a reflexiilor difuze poate provoca leziuni ale ochilor și pielii. Trebuie luate toate măsurile de securitate. Exemplu: Lasere Nd: YAG, afișe, chirurgie, tăiere metalică.

Rezistența laser: protecție

Fiecare laborator trebuie să asigure o protecție adecvată pentru persoanele care lucrează cu lasere. fereastra Improvement prin care radiațiile pot trece dispozitive 2, 3 sau 4 clase cu crippling în zonele necontrolate trebuie acoperite sau altfel protejate în timpul funcționării unui astfel de dispozitiv. Pentru a asigura o protecție maximă a ochilor, se recomandă următoarele.

• Banda trebuie să fie încapsulată într-o carcasă de protecție neinflamabilă nereflectivă, pentru a minimiza riscul de expunere accidentală sau de incendiu. Pentru alinierea fasciculului, utilizați ecrane fluorescente sau vizor secundar - evitați expunerea directă la ochi.
• Pentru procedura de aliniere a fasciculului, utilizați cea mai mică putere. Dacă este posibil, utilizați dispozitive low-end pentru proceduri preliminare de aliniere. Evitați prezența obiectelor reflexive inutile în zona de lucru cu laser.
• Limitați trecerea fasciculului într-o zonă periculoasă în timpul orelor de lucru, utilizând amortizoare și alte obstacole. Nu utilizați pereții camerei pentru a egaliza fasciculul de lasere clasa 3b și 4.
• Utilizați instrumente non-reflectorizante. Un inventar care nu reflectă lumina vizibilă devine oglindă în regiunea invizibilă a spectrului.
• Nu purta bijuterii reflectorizante. Ornamentele metalice cresc, de asemenea, riscul de electrocutare.

Ochelari de protecție

Atunci când lucrați cu laserele clasa 4 cu o zonă periculoasă deschisă sau cu risc de reflexie, trebuie să folosiți ochelari de protecție. Tipul lor depinde de tipul de radiație. Punctele ar trebui alese pentru a proteja împotriva reflecțiilor, în special difuze, și pentru a oferi protecție la un nivel în care un reflex natural defensiv poate preveni leziunile oculare. Astfel de dispozitive optice vor păstra o anumită vizibilitate a fasciculului, vor preveni arsurile pielii, vor reduce posibilitatea altor accidente.

Factorii de luat în considerare la alegerea ochelarilor de siguranță:

• lungimea de undă sau regiunea spectrului de radiații;
• densitatea optică la o anumită lungime de undă;
• iluminare maximă (W / cm)²) sau puterea fasciculului (W);
• tipul de sistem laser;
• modul de alimentare - radiații laser pulsate sau mod continuu;
• posibilitatea de reflecție - oglindă și difuză;
• câmpul de vedere;
• prezența lentilelor corective sau a unei dimensiuni suficiente, care permite purtarea de ochelari pentru corectarea vederii;
• confort;
• prezența orificiilor de ventilație, prevenind formarea de ceață;
• influența asupra vederii culorii;
• rezistența la impact;
• capacitatea de a îndeplini sarcinile necesare.

Deoarece ochelarii sunt predispuși la deteriorare și uzură, programul de siguranță al laboratorului trebuie să includă verificări periodice ale acestor elemente de protecție.