Lasere blir stadig viktigere forskningsverktøy innen medisin, fysikk, kjemi, geologi, biologi og ingeniørfag. Hvis de misbrukes, kan de forårsake blending og skade (inkludert brannskader og elektrisk støt) på operatører og annet personell, inkludert tilfeldige laboratoriebesøkende, og forårsake betydelig skade på eiendom. Brukere av disse enhetene må fullt ut forstå og bruke de nødvendige sikkerhetstiltakene når de håndterer dem.
Hva er en laser?
Ordet "laser" (eng. LASER, Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation) er en forkortelse som står for "amplification of light by induced radiation." Frekvensen av strålingen generert av en laser er innenfor eller nær den synlige delen av det elektromagnetiske spekteret. Energien forsterkes til en tilstand med ekstremt høy intensitet gjennom en prosess som kalles "laserindusert stråling".
Begrepet "stråling" blir ofte misforståttfeil, fordi det også brukes til å beskrive radioaktive materialer. I denne sammenheng betyr det overføring av energi. Energi transporteres fra ett sted til et annet gjennom ledning, konveksjon og stråling.
Det finnes mange forskjellige typer lasere som opererer i forskjellige miljøer. Gasser (for eksempel argon eller en blanding av helium og neon), faste krystaller (for eksempel rubin) eller flytende fargestoffer brukes som arbeidsmedium. Når energi tilføres arbeidsmiljøet, går den inn i en eksitert tilstand og frigjør energi i form av lyspartikler (fotoner).
Et par speil i begge ender av det forseglede røret enten reflekterer eller sender lys i en konsentrert strøm k alt en laserstråle. Hvert arbeidsmiljø produserer en stråle med unik bølgelengde og farge.
Fargen på laserlys uttrykkes vanligvis i form av bølgelengde. Den er ikke-ioniserende og inkluderer ultrafiolett (100-400 nm), synlig (400-700 nm) og infrarød (700 nm - 1 mm) del av spekteret.
Elektromagnetisk spektrum
Hver elektromagnetiske bølge har en unik frekvens og lengde knyttet til denne parameteren. Akkurat som rødt lys har sin egen frekvens og bølgelengde, har alle andre farger – oransje, gul, grønn og blå – unike frekvenser og bølgelengder. Mennesker er i stand til å oppfatte disse elektromagnetiske bølgene, men er ikke i stand til å se resten av spekteret.
Gammastråler, røntgenstråler og ultrafiolett har høyest frekvens. infrarød,mikrobølgestråling og radiobølger okkuperer de lavere frekvensene i spekteret. Synlig lys ligger i et veldig sm alt område i mellom.
Laserstråling: menneskelig eksponering
Laseren produserer en intens rettet lysstråle. Hvis den rettes, reflekteres eller fokuseres på et objekt, vil strålen bli delvis absorbert, noe som øker overflaten og den indre temperaturen til objektet, noe som kan føre til at materialet endres eller deformeres. Disse egenskapene, som har funnet anvendelse i laserkirurgi og materialbehandling, kan være farlige for menneskelig vev.
I tillegg til stråling, som har en termisk effekt på vev, er laserstråling farlig, og gir en fotokjemisk effekt. Dens tilstand er en tilstrekkelig kort bølgelengde, dvs. den ultrafiolette eller blå delen av spekteret. Moderne enheter produserer laserstråling, hvis innvirkning på en person er minimert. Laveffektlasere har ikke nok energi til å forårsake skade, og de utgjør ingen fare.
Menneskelig vev er følsomt for energi, og under visse omstendigheter kan elektromagnetisk stråling, inkludert laserstråling, skade øynene og huden. Det er utført studier på terskelnivåer for traumatisk stråling.
Øyefare
Det menneskelige øyet er mer utsatt for skader enn huden. Hornhinnen (den gjennomsiktige ytre frontflaten av øyet), i motsetning til dermis, har ikke et ytre lag av døde celler som beskytter mot miljøpåvirkninger. laser og ultrafiolettstrålingen absorberes av øyets hornhinne, noe som kan skade den. Skaden er ledsaget av ødem i epitelet og erosjon, og ved alvorlige skader - uklarhet av det fremre kammeret.
Linsen i øyet kan også være utsatt for skader når den utsettes for ulike laserstråling - infrarød og ultrafiolett.
Den største faren er imidlertid laserens innvirkning på netthinnen i den synlige delen av det optiske spekteret – fra 400 nm (fiolett) til 1400 nm (nær infrarød). Innenfor denne regionen av spekteret fokuserer kollimerte stråler på svært små områder av netthinnen. Den mest ugunstige varianten av eksponering oppstår når øyet ser i det fjerne og en direkte eller reflektert stråle kommer inn i det. I dette tilfellet når konsentrasjonen på netthinnen 100 000 ganger.
Dermed virker en synlig stråle med en effekt på 10 mW/cm2 på netthinnen med en effekt på 1000 W/cm2. Dette er mer enn nok til å forårsake skade. Hvis øyet ikke ser i det fjerne, eller hvis strålen reflekteres fra en diffus, ikke-speiloverflate, fører mye kraftigere stråling til skader. Lasereffekten på huden er blottet for fokuseringseffekten, så den er mye mindre utsatt for skader ved disse bølgelengdene.
røntgenstråler
Noen høyspentsystemer med spenninger over 15 kV kan generere røntgenstråler med betydelig kraft: laserstråling, som er høyeffekts elektronpumpede excimer-lasere, samtplasmasystemer og ionekilder. Disse enhetene må testes for strålingssikkerhet, inkludert for å sikre riktig skjerming.
klassifisering
Avhengig av kraften eller energien til strålen og bølgelengden til strålingen, er lasere delt inn i flere klasser. Klassifiseringen er basert på muligheten for at enheten kan forårsake umiddelbar skade på øyne, hud eller brann når den eksponeres direkte for strålen eller når den reflekteres fra diffuse reflekterende overflater. Alle kommersielle lasere er gjenstand for identifikasjon med merking på dem. Hvis enheten var hjemmelaget eller ikke merket på annen måte, bør du søke råd om passende klassifisering og merking. Lasere kjennetegnes ved kraft, bølgelengde og eksponeringstid.
Safe Devices
Førsteklasses enheter genererer laserstråling med lav intensitet. Det kan ikke nå farlige nivåer, så kilder er unntatt fra de fleste kontroller eller andre former for overvåking. Eksempel: laserskrivere og CD-spillere.
Betinget sikre enheter
Lasere av andre klasse sender ut i den synlige delen av spekteret. Dette er laserstråling, hvis kilder får en person til å ha en normal reaksjon med avvisning av for sterkt lys (blinkrefleks). Når det utsettes for strålen, blinker det menneskelige øyet etter 0,25 s, noe som gir tilstrekkelig beskyttelse. Imidlertid kan laserstråling i det synlige området skade øyet ved konstant eksponering. Eksempler: laserpekere, geodetiske lasere.
Klasse 2a-lasere er spesialenheter med en utgangseffekt på mindre enn 1mW. Disse enhetene forårsaker bare skade når de eksponeres direkte i mer enn 1000 s på en 8-timers arbeidsdag. Eksempel: strekkodelesere.
Farlige lasere
Klasse 3a refererer til enheter som ikke skader ved kortvarig eksponering for det ubeskyttede øyet. Kan være farlig ved bruk av fokusoptikk som teleskoper, mikroskoper eller kikkerter. Eksempler: 1-5 mW He-Ne laser, noen laserpekere og bygningsnivåer.
Klasse 3b laserstråle kan forårsake skade hvis den påføres direkte eller reflekteres tilbake. Eksempel: 5-500mW HeNe-laser, mange forsknings- og terapeutiske lasere.
Klasse 4 inkluderer enheter med effektnivåer over 500 mW. De er farlige for øynene, huden og er også en brannfare. Eksponering for strålen, dens speilende eller diffuse refleksjoner kan forårsake øye- og hudskader. Alle sikkerhetstiltak må tas. Eksempel: Nd:YAG-lasere, skjermer, kirurgi, metallskjæring.
Laserstråling: beskyttelse
Hvert laboratorium må gi tilstrekkelig beskyttelse for personer som arbeider med laser. Vinduer i rom der stråling fra enheter i klasse 2, 3 eller 4 kan passere og forårsake skade påukontrollerte områder må dekkes eller på annen måte beskyttes under drift av et slikt apparat. For maksimal øyebeskyttelse anbefales følgende.
- Bjælken må være innelukket i en ikke-reflekterende, ikke-brennbar beskyttelseshylse for å minimere risikoen for utilsiktet eksponering eller brann. For å justere strålen, bruk fluorescerende skjermer eller sekundære sikter; Unngå direkte øyekontakt.
- Bruk den laveste effekten for strålejusteringsprosedyren. Hvis mulig, bruk lave enheter for foreløpige justeringsprosedyrer. Unngå tilstedeværelse av unødvendige reflekterende gjenstander i laserområdet.
- Begrens bjelkens passasje i faresonen i ikke-arbeidstid, ved bruk av skodder og andre hindringer. Ikke bruk veggene i rommet til å justere strålen til klasse 3b og 4 lasere.
- Bruk ikke-reflekterende verktøy. Noe inventar som ikke reflekterer synlig lys blir speilende i det usynlige området av spekteret.
- Ikke bruk reflekssmykker. Metallsmykker øker også risikoen for elektrisk støt.
Goggles
Ved arbeid med klasse 4-lasere med åpent fareområde eller der det er fare for refleksjon, bør vernebriller brukes. Deres type avhenger av typen stråling. Briller må velges for å beskytte mot reflekser, spesielt diffuse reflekser, og for å gi beskyttelse til et nivå der den naturlige beskyttelsesrefleksen kan forhindre øyeskader. Slike optiske enheteropprettholde en viss synlighet av strålen, forhindre hudforbrenninger, reduser muligheten for andre ulykker.
faktorer du bør vurdere når du velger briller:
- bølgelengde eller område av strålingsspekteret;
- optisk tetthet ved en bestemt bølgelengde;
- maksimal belysningsstyrke (W/cm2) eller stråleeffekt (W);
- lasersystemtype;
- strømmodus - pulserende laserlys eller kontinuerlig modus;
- refleksjonsevner - speilende og diffuse;
- synsfelt;
- tilstedeværelse av korrigerende linser eller av tilstrekkelig størrelse til å tillate bruk av korrigerende briller;
- comfort;
- tilstedeværelse av ventilasjonshull for å forhindre dugg;
- effekt på fargesyn;
- støtmotstand;
- evne til å utføre nødvendige oppgaver.
Fordi vernebriller er utsatt for skade og slitasje, bør laboratoriets sikkerhetsprogram inkludere periodiske kontroller av disse vernefunksjonene.
