Защита от лазерного излучения.

Принцип действия лазеров основан на использовании вынужденного электромагнитного излучения, возникающего в результате возбуждения квантовой системы. Лазерное излучение является электромагнитным излучением, генерируемым в диапазоне длин волн 0,2-1000мкм. В настоящее время чаще применяются лазеры с длиной волны 0,34;0,49-0,51;0,69;1,06 и 10,6 мкм.

Основные энергетические параметры лазерного излучения являются согласно ГОСТ 15093-75: энергия излучения Е, энергия импульса Е_и, мощность излучения Р, плотность энергии излучения W_е. Излучение также характеризуется временными параметрами: длительностью импульса ,частотой повторения f, длительностью воздействия излучения t, длиной волны .

При эксплуатации лазерных установок персонал может подвергаться воздействию ряда опасных и вредных факторов. Основную опасность представляет прямое, рассеянное и отраженное излучение. Из-за большой интенсивности прямого лазерного излучения и малой расходимости луча достигается высокая плотность излучения (10¹¹ – 10¹⁴ Вт/см²), в то время как для испарения самых твёрдых материалов достаточно 10⁹ Вт/см².

При эксплуатации лазерных установок наблюдаются сопутствующие опасные и вредные факторы: световое излучение от импульсных ламп накачки, ионизирующее излучение; высокое напряжение в электрической цепи ламп накачки или газового разряда; шум и вибрация; электромагнитные ВИ и СВЧ поля; инфракрасное излучение; запыленность и загазованность воздуха продуктами взаимодействия лазерного луча с мишенью и молекулами воздуха.

Биологические эффекты воздействия лазерного излучения на организм человека зависит от энергетических и временных параметров т.е. от длины волны излучения, длительности импульса, времени воздействия на облучаемый участок, а также от биологических и физико-технических особенностей облучаемых тканей.

Интенсивное облучение кожи лазерным излучением может вызвать в ней различные изменения от легкого покраснения до поверхностного обугливания. Кроме того, возможны повреждения внутренних тканей и органов. Наиболее чувствительным органом к лазерному излучению являются глаза, поэтому даже при незначительных интенсивностях излучения попадание лазерного луча в глаза опасно.

Большое значение в предупреждении неблагоприятного воздействия лазерного излучения на организм человека имеет соблюдение мер лазерной безопасности и санитарных норм. В соответствии с "Санитарными нормами эксплуатации лазеров" установлены предельно допустимые нормы облучения роговицы, сетчатки глаз и кожи.

Предельно допустимые уровни облучения импульсного и непрерывного лазерного излучения выбирают из расчета наименьшей величины энергетической экспозиции, не вызывающей биологических изменений в организме человека с учетом длины волны и длительности излучения. Так для непрерывного лазерного излучения с = 0,3мкм при облучении глаз и кожи в течение рабочего дня предельный допустимый уровень Н_пду = 10^-4 Дж/см².

При импульсном излучении, если длительность импульса менее 0,25с, предельно допустимый уровень облучения рассчитывается с учетом частоты повторения импульсов f и длительности воздействия t.

Способы защиты от лазерного излучения подразделяются на коллективные и индивидуальные. Коллективные средства защиты включают телевизионные средства наблюдения за ходом процесса; защитные экраны, системы блокировки и сигнализации, ограждение лазерной опасной зоны.

Для контроля лазерного излучения и определения границ лазерно-опасной зоны применяют ряд приборов, которые разделяют на калориметрические, болометрические, фотоэлектрические. Тепловые действия излучения на приемный элемент используется в калориметрических, болометрических приемниках излучения. Фотоэлектрические методы основаны на применении фотоприемников излучений, в которых поглощение фотонов сопровождается электрически регистрируемым процессом. Фотоэлектрические приборы имеют высокую чувствительность и используются в дозиметрических приборах типа ИЛД-Z.

Для снижения отражаемого излучения на оптических элементах устанавливают светофильтры ,а около мишени защитную диафрагму и огнезащитный экран. В качестве индивидуальных средств защиты применяют специальные противолазерные очки, щитки, маски, специальные халаты, перчатки.