264 Час т ь I Место инженерной экологии в системе знаний о человеке и природе

•повышенная температура поверхностей оборудования и ин­

фракрасная радиация;

•повышенный уровень шума и вибрации на рабочем месте, воз­

никающие при работе лазерной установки;

•повышенные пожара- и взрывоопасность, обусловленные воз­

можностью попадания лазерного луча на горючие материалы.

Все перечисленные побочные факторы наиболее сильно про­

являются при работе лазерных установок /V класса, но могут встречаться и при работе установок 1/1 класса.

8. 7. Нормирование лазерного излучения

Основным документом, устанавливающим предельно допусти­

мые уровни (ПДУ) лазерного излучения, являются <<Санитарные

нормы и правила устройства и эксплуатации лазеров•> [ 1]. В соот­

ветствии с этим документом для определения предельно допустимых

уровней воздействия используются -следующие параметры излуче­

ния.

Для импульсного или кратковременного воздействия, когда

суммарный биологический эффект определяется в основном общей энергией излучения, нормируется энергетическая экспозиция Н,

Дж/м2,- плотность потока энергии излучения.

При кратковременном облучении глаз видимым светом норми­ руется энергия лазерного излучения W, Дж, приходяшаяся на

апертуру (площадку) диаметром 7 мм (зрачок глаза).

При длительном облучении, когда организм адаптируется к дей­

ствию лазерного излучения, нормируется облученность Е, Вт/ м2,

т.е. плотность потока мощности излучения.

При длительном облучении глаз видимым светом нормиру­ ется мощность лазерного излучен ия Р, Вт, приходящаяся на апер­ туру диаметром 7 мм.

В ультрафиолетовом диапазоне волн при однократном воздейст­ вии в широком диапазоне длительностей облучения 1о-9.. 1Q4 с ПДУ

энергетической экспозиции Н определяются из табл. 8.1

Таблица 8 1

266 Час т ь I. Место инженерной экологии в системе знаний о человеке и nрироде

10-3

РпдУ•

Вт

104 ~~=-~~~=-+-~~~------4-----~

10-s 1------~----........ст-"""',..---t""""-=:---+

--'--'-....;.;..;..

-7

10

10

Длительность облучения t, с

Рис. 8.3. Предельно доnустимые уровни мощности nри однократном воздействии

на глаза коллимираванного лазерного изучения

воздействия - облученность (плотность потока мощности излуче­ ния) Е, Вт/ м2. Значения предельно допустимых уровней облучения

НпдУ и Епду для указанного диапазона приведены в табл. 8.3.

Для лазерного излучения в виде серии .импульсов методика рас­

чета ПДУ несколько усложняется. Рассмотрим сначала ПДУ воз­

действия на глаза лазерного излучения в видимом и ближнем ин-

фракрасном диапазонах волн (0,38 мкм < Л < 1,4 мкм). Если период

повторения импульсов Т не превышает 200 с, а длительность одного

импульса Ти меньше 0,25 с, то предельно допустимое значение энер­ гии серии импульсов WпдУ определяется как наименьшее из двух

значений:

где WпдУ (t) - ПДУ для однократного воздействия с длительнос­ тью, равной длительности серии импульсов (см. рис. 8.2); WпдУ (Ти)- ПДУ для импульса длительностью Ти; N - число импульсов

всерии; ~ - отношение максимальной энергии импульса в серии

ксредней энергии импульса:

В тех случаях, когда ~ неизвестно, полагают ~ = l.

Если длительность серии импульсов t преВ!>IШает 1 с, нормиру­

ется предельно допустимая средняя мощность как наименьшее из

двух значений:

Р1 = РпдУ (t) и Р2 = W2 / t,

где РпдУ (t) - предельно допустимая мощность излучения длитель­

ностью t, ОПределяемая ИЗ рис. 8.2; W2 опредеЛЯеТСЯ ВЫражением

(8.1).

Если период повторения импульсов больше 200 с, то воздействие

импульсов считается независимым и нормируется значение энергии

импульса, имеющего максимальную амплитуду.

При воздействии серии импульсов на глаза в ультрафиолето­

вом. и инфракрасном. диапазонах и на кожу - во всех диапазонах

волн ПДУ определяется аналогичным образом.

Если длительность одного импульса менее l О с, а период повто­

рения импульсов менее 10 мин, то предельно допустимая суммарная энергетическая экспозиция НпдУ для серии импульсов определяется

как наименьшее из двух значений:

где Нпду(t)- предельно допустимое значение энергетической экс­

позиции для однократного облучения длительностью t; НпдУ (Ти) -

предельно допустимое значение энергетической экспозиции для им­

пульса длительностью Ти; t - длительность серии импульсов; ~ -

коэффициент, определяемый соотношением (8.2).

Если длительность серии импульсов превышает 1 с, то нормиру­

ется значение облученности ЕпдУ• определяемое как наименьшее из

268 Час т ь 1 Место инженерной экологии в системе знаний о человеке и nрироде

двух значений: Е1 = ЕпдУ (t) и Е2 = Н2/ t. Если период следования

импульсов в серии превышает 10 мин, то воздействие импульсов счи­

тается независимым и нормируется значение энергетической экспо­

зиции Нпду для импульса, имеющего максимальную амплитуду.

При хроническом (повторяющемся изо дня в день) воздействии

лазерного излучения все значения ПДУ уменьшаются в 10 раз для

ультрафиолетового излучения и в 5 раз для видимого и инфракрас­

ного диапазонов волн.

8.8. Расчет плотности энергии лазерного излучения

конкретных установок

Для оценки степени опасности конкретной лазерной установки

необходимо плотность потока энергии (или мощности) данной уста­

новки сравнить с ПДУ. В тех случаях, когда параметры лазера из­ вестны, это может быть сделано расчетным путем. Наиболее просто

рассчитать плотность потока энергии (энергетическую экспозицию)

для прямого лазерного луча: достаточно энергию излучения лазера

разделить на площадь сечения луча. В случае зеркального отраже­

ния коллимираванный характер луча сохраняется, но энергетичес­ кая экспозиция уменьшается пропорционально коэффициенту отра­

жения.

При диффузном отражении лазерного излучения плотность по­

тока энергии может быть вычислена по формуле

nlz2 ,

Лазер

Рис. 8.4. Падение лазерного луча на диффузно отражающую nоверхность

(Р- точка наблюдения)