Реферат: Лазерное излучение

Введение

1.  Физическая сущность лазерногоизлучения

2.  Воздействие лазерного излучения наорганизм

3.  Нормирование лазерного излучения

4.  Методы защиты от лазерного излучения


1.Физическая сущность лазерногоизлучения

Лазер (от английского Lighting amplification by stimulated emission of radiation) — устройство, предназначенный длявыработки и усиления электромагнитной энергии оптического диапазона частот сиспользованием процесса управляемой индукционной эмиссии. Он работает напринципе индуцированного излучения, получаемого при оптической накачке(например, воздействием импульсов света) термически неравновесной (активной) среды,в качестве которой служат диэлектрические кристаллы, стекло, газы,полупроводники и плазма.

Отдельные атомы таких материалов припопадании на них фотона обладают свойствами перехода с верхнего энергетическогоуровня на нижний уровень с испусканием двух фотонов, индуцированных с той жечастотой, поляризацией и направлением распространения.

Примером может служить рубиновыйоптический квантовый генератор, в котором рабочим телом является рубин.Мощность в импульсе составляет около 100 МВт при мощности на возбуждение около20 кВт/см3, а температура, создаваемая лазерным пучком, можетдостигать 1015 К (примерно в 1011 раз больше температурыСолнца).

Существуют и другие виды лазеров ствердым телом, например из ниодимового стекла, флюоритита кальция с примесьюатомов таких редкоземельных элементов, как диспрозий, самарий и пр. (длинаволны излучения равна 1,06 мкм), или газовые лазеры, например гелий –ниодимовые лазеры (длина волны излучения равна 632,8 нм; 1,15 и 3,39 мкм) и др.

В процессе изготовления, испытания иэксплуатации лазерных изделий на обслуживающий персонал могут воздействоватьфизические, химические и психофизиологические опасные и вредные факторы.

К физическим факторамотносятся:

·  Лазерное излучение (прямое,рассеянное, зеркальное или диффузно отраженное);

·  Высокое напряжение в цепях управленияи источниках электропитания лазера (лазерных установок);

·  Повышенный уровень ультрафиолетовойрадиации от импульсных ламп накачки или кварцевых газоразрядных трубок врабочей зоне;

·  Повышенная яркость света отимпульсных ламп накачки и зоны взаимодействия лазерного излучения с материаломмишени;

·  Повышенный шум и вибрация на рабочемместе, возникающие при работе лазера (лазерной установки);

·  Повышенный уровень ионизирующегорентгеновского излучения от газоразрядных трубок и др. элементов, работающихпри анодном напряжении более 5 кВ;

·  Повышенный уровень электромагнитныхизлучений ВЧ – и СВЧ – диапазонов в рабочей зоне;

·  Повышенный уровень инфракраснойрадиации в рабочей зоне;

·  Повышенная температура поверхностейоборудования;

·  Взрывоопасность в системах накачкилазеров;

·  Возможность взрывов и пожаров припопадании лазерного излучения на горючие материалы.

К химическим факторамотносятся:

·  Загрязнение воздуха рабочей зоныпродуктами взаимодействия лазерного излучения с мишенью и радиолиза воздуха(озон, окислы азота и др);

·  Токсические газы и пары от лазерныхсистем с прокачкой хладагентов и др.

 Психофизиологические факторыэто:

·  Монотония, гипокинезия, эмоциональнаянапряженность, психологический дискомфорт;

·  Локальные нагрузки на мышцы и кистипредплечья; напряженность анализаторных функций (зрение, слух).

· 

Таблица 1

Класс

лазера

Выходные излучения лазера I Не представляет опасности для глаз и кожи II Представляет опасность при облучении глаз прямым или зеркальным отражением излучения III Представляет опасность при облучении глаз прямым, зеркальным отражением излучения, а также диффузно отраженным излучением на расстоянии 10 см от диффузно отражающей поверхности и (или) при облучении кожи прямым или зеркальным отражением излучения IV Представляет опасность при облучении кожи диффузно отраженным излучением на расстоянии 10 см от диффузно отражающей поверхности

 Наличие опасных и вредных факторов взависимости от класса лазера (классы лазеров приведены в табл. 1) приведено втабл. 2.

Таблица 2

Опасные и вредные производственные факторы классы лазера I II III IV

Лазерное излучение

Прямое, зеркальное отраженное

Диффузно отраженное

-

-

+

-

+

+

+

+

Повышенная напряженность электрического поля -(+) + + + Повышенная запыленность и загазованность воздуха рабочей зона - - -(+) + Повышенный уровень ультрафиолетовой радиации - - -(+) + Повышенная яркость света - - -(+) + Повышенные уровни шума и вибрации - - -(+) + Повышенный уровень ионизирующих излучений - - - + Повышенный уровень электромагнитных излучений ВЧ – и СВЧ – диапазонов - - - -(+) Повышенный уровень инфракрасной радиации - - -(+) + Повышенная температура поверхностей оборудования - - -(+) + Химические опасные и вредные производственные факторы При работе с токсичными веществами

 

Воздействие лазерногоизлучения на организм

 Лазерное излучениепредставляет собой вид электромагнитного излучения, генерируемого в оптическомдиапазоне длин волн 0,1…1000 мкм. Отличие его от других видов излучениязаключается в монохромности, когерентности и высокой степени направленности. Благодарямалой расходимости луча лазера плотность потока мощности может достигать 1016…1017Вт/м2.

Эффекты воздействия(тепловой, фотохимический, ударно – акустический и др.) определяются механизмомвзаимодействия лазерного излучения с тканями и зависят от энергетических ивременных параметров излучения, а также от биологических и физики – химических особенностейоблучаемых тканей и органов.

Лазерное излучениепредставляет особую опасность для тканей, максимально поглощающих излучение. Сравнительнолегкая уязвимость роговицы и хрусталика глаза, а также способность оптическойсистемы глаза многократно увеличивать плотность энергии(мощность) излучениявидимого и ближнего инфракрасного диапазона (780<λ<1400 нм) наглазном дне по отношению к роговице делают глаз наиболее уязвимым органом.

При повреждениипоявляется боль в глазах, спазм век, слезотечение, отек век и глазного яблока,помутнение сетчатки, кровоизлияние.  Клетки сетчатки после повреждения невосстанавливаются.

Ультрафиолетовоеизлучение вызывает фотокератит, средневолновое  инфракрасное излучение(1400<λ<3000нм) может вызвать отек, катаракту и ожог роговой оболочки глаза; дальнее ИК –излучение (3000<λ<106 нм) – ожог роговицы.

Повреждение кожи можетбыть вызвано лазерным излучением любой длинны волны в спектральном диапазоне180…100000 нм. Характер поражения кожи аналогичен термическим ожогам. Степеньтяжести повреждения кожи, а в некоторых случаях и всего организма, зависит отэнергии излучения, длительности воздействия, площади поражения, ее локализации,добавления вторичных источников воздействия (горение, тление). Минимальноеповреждение кожи развивается при плотности энергии 1000…10000 Дж/м2.

Лазерное излучениедальней инфракрасной области (>1400 нм) способно проникать через ткани телана значительную глубину, поражая внутренние органы (прямое лазерное излучение).

Длительное хроническоедействие диффузно отраженного лазерного излучения нетепловой интенсивностиможет вызывать неспецифические, преимущественно вегетативно – сосудистыенарушения; функциональные сдвиги могут наблюдаться со стороны нервной, сердечно– сосудистой системы, желез внутренней секреции. Работающие жалуются наголовные боли, повышенную утомляемость, раздражительность, потливость.

Нормирование лазерногоизлучения

Основными нормативными правовымиактами при оценке условий труда являются:

«Санитарные нормы и правилаустройства и эксплуатации лазеров» № 2392-81; методические рекомендации«Гигиена труда при работе с лазерами», утвержденные МЗ РСФСР 27.04.81г.;

ГОСТ 24713-81 «Методы измеренийпараметров лазерного излучения. Классификация»; ГОСТ 24714-81«Лазеры. Методы измерения параметров излучения. Общие положения»;ГОСТ 12.1.040-83 «Лазерная безопасность. Общие положения»; ГОСТ12.1.031 -81 «Лазеры. Методы дозиметрического контроля лазерногоизлучения».

Предупреждение поражений лазернымизлучением включает систему мер инженерно-технического, планировочного,организационного, санитарно-гигиенического характера.

При использовании лазеров II-IIIклассов в целях исключения облучения персонала необходимо либо ограждениелазерной зоны, либо экранирование пучка излучения. Экраны и ограждения должныизготавливаться из материалов с наименьшим коэффициентом отражения, бытьогнестойкими и не выделять токсических веществ при воздействии на них лазерногоизлучения.

Лазеры IV класса опасностиразмещаются в отдельных изолированных помещениях и обеспечиваются дистанционнымуправлением их работой.

При размещении в одном помещениинескольких лазеров следует исключить возможность взаимного облученияоператоров, работающих на различных установках. Не допускаются в помещения, гдеразмещены лазеры, лица, не имеющие отношения к их эксплуатации. Запрещаетсявизуальная юстировка лазеров без средств защиты.

Для удаления возможных токсическихгазов, паров и пыли оборудуется приточно-вытяжная вентиляция с механическимпобуждением. Для защиты от шума принимаются соответствующие меры звукоизоляцииустановок, звукопоглощения и др.

К индивидуальным средствам защиты,обеспечивающим безопасные условия труда при работе с лазерами, относятсяспециальные очки, щитки, маски, обеспечивающие снижение облучения глаз до ПДУ.

Средства индивидуальной защитыприменяются только в том случае, когда коллективные средства защиты непозволяют обеспечить требования санитарных правил.

 

Методы защиты отлазерного излучения

К организационнымзащитным мероприятиям относятся:

· Организациярабочих мест с определением всех необходимых защитных мероприятий и учетомспецифики конкретных обстоятельств использования лазерных установок;

· Обучениеперсонала и контроль знаний правил техники безопасности;

· Организациямедицинского контроля и т.д.

Технические мероприятия исредства защиты подразделяются на коллективные и индивидуальные. Коллективныевключают в себя:

· Средстванормализации внешней среды;

· Автоматическиесистемы управления технологическим процессом;

· Использованиепредохранительных устройств, приборов, различных ограждений лазерно – опаснойзоны;

· Использованиетелеметрических и телевизионных систем наблюдения;

· Применениезаземления, зануления, блокировки и т.д.

еще рефераты
Еще работы по безопасности жизнедеятельности