Основи охорони праці - Жидецький В.Ц. - 2.11.3. Лазерне випромінювання

Ультрафіолетові (УФ) випромінювання належать до оптичного діапазону електромагнітних хвиль і знаходяться між тепловими та іонізуючими (рентгенівськими) випромінюваннями, тому мають властивості як одних, так й інших. За способом генерації вони наближаються до теплового діапазону випромінювань (температурні випромінювачі починають генерувати УФ промені при температурі понад 1200 °С), а за біологічною дією - до іонізуючого випромінювання. Незважаючи на схожість біологічної дії на організм людини, негативні наслідки від ультрафіолетового опромінення значно менші, ніж від іонізуючого. Це обумовлено більшою довжиною його хвилі, а відтак і меншою енергією кванта УФ променів.

Ультрафіолетового опромінення можуть зазнавати працівники при таких роботах: дугове електрозварювання, електроплавлення сталі, експлуатація оптичних квантових генераторів, робота з ртутно-кварцовими лампами і т. ін.

Спектр УФ-випромінювань поділяється на три області: УФА - довгохвильова з довжиною хвилі від 400 до 320 нм; УФВ - середньохвильова - від 320 до 280 нм; УФС - короткохвильова - від 280 до 10 нм. Ультрафіолетові випромінювання області УФА відзначаються слабкою біологічною дією. Середньо - та короткохвильові УФ промені, в основному, впливають на шкіру та очі людини. Значні дози опромінення можуть спричинити професійні захворювання шкіри (дерматити) та очей (електрофтальмію). УФ-випромінювання впливають також на центральну нервову систему, що виявляється болем голови, підвищенням температури тіла, відчуттям млявості, передчасної втоми, нервового збудження тощо. Крім того, несприятлива дія УФ променів може посилюватись завдяки ефектам, що властиві для цього виду випромінювань, а саме іонізації повітря та утворенню озону.

Слід зазначити, що УФ-випромінювання характеризується подвійною дією на організм людини: з одного боку, небезпекою надопромінення, а з іншого - його необхідністю для нормального функціонування організму, оскільки УФ промені є важливим стимулятором основних біологічних процесів. Природне освітлення, особливо сонячні промені, є достатнім для організму людини джерелом УФ-випромінювань, тому його відсутність або ж недостатність може створити певну небезпеку. З метою профілактики ультрафіолетової недостатності для працівників, на робочих місцях яких відсутнє природне освітлення, наприклад, шахтарів, необхідно до складу приміщень охорони здоров'я включати фітарії.

Допустимі значення інтенсивності УФ випромінювань наведено в табл. 2.22:

Таблиця 2.22. Допустимі значення інтенсивності ультрафіолетових випромінювань

Примітка: зірочкою позначена частина області УФС.

Для вимірювання інтенсивності УФ випромінювань використовують радіометр УФР-21.

Захист від інтенсивного опромінення ультрафіолетовими променями досягається: раціональним розташуванням робочих місць, "захистом відстанню", екрануванням джерел випромінювання, екрануванням робочих місць, засобами індивідуального захисту. Найбільш раціональним методом захисту вважається екранування (укриття) джерел УФ випромінювань. Як матеріали для екранів застосовують зазвичай непрозорі металеві листи або світлофільтри. До засобів індивідуального захисту належить спецодяг (костюми, куртки, білі халати), засоби для захисту рук (тканинні рукавички), лиця (захист щитки) та очей (окуляри зі світлофільтрами).

2.11.3. Лазерне випромінювання

Лазерна техніка з кожним роком знаходить все ширше використання. Це зумовлено унікальними властивостями лазерного випромінювання: монохромністю (генерування хвилі лише однієї довжини хвилі), високою спрямованістю (малим кутовим розширенням променя навіть на значних відстанях), великою інтенсивністю (до 1014 Вт/см2). Лазерне випромінювання широко застосовується в інформаційних системах, радіотехніці, енергетиці, зв'язку, металургії, металообробці, біології, медицині та ін.

Джерелом лазерного випромінювання є оптичний квантовий генератор (лазер), принцип роботи якого базується на використанні вимушеного (стимульованого) електромагнітного випромінювання, яке генерується робочим елементом у результаті збудження (накачування) його атомів електромагнітною енергією. Лазери відрізняються за наступними ознаками:

- за активним елементом, в якому енергія накачування перетворюється на випромінювання - газові, рідинні, твердотілі, напівпровідникові;

- за методом збудження (накачування) - пропусканням постійного, імпульсного чи високочастотного струму через газ; неперервним чи імпульсним світлом; опроміненням іонізуючими променями;

- за довжиною світлової хвилі, що генерується, - ультрафіолетові, видимого випромінювання, інфрачервоні;

- за режимом роботи - неперервний та імпульсний;

- за конструктивним виконанням - закриті та відкриті;

- за особливостями використання - стаціонарні та переносні;

- за способом відведення тепла від лазера - з природним та примусовим охолодженням: повітряним чи водяним;

- за ступенем безпеки випромінювання, що генерується лазером, - чотирьох класів (табл. 2.23).

Таблиця 2.23. Клас лазера залежно від небезпеки вихідного випромінювання

Дія лазерного випромінювання на організм людини відзначається складним характером, а біологічні ефекти, які при цьому виникають, можна поділити на дві групи: первинні ефекти - органічні зміни, що виникають безпосередньо в опромінених тканинах; вторинні ефекти - фізіологічні зміни, що виникають в організмі як реакція на опромінення. Вторинні ефекти виявляються у частих болях голови, швидкій втомлюваності, порушенні сну, підвищеній збудливості тощо. Оскільки лазерне випромінювання характеризується великою густиною енергії, то в опромінених тканинах можуть виникнути опіки різного ступеня. Найбільш небезпечне лазерне випромінювання для очей, оскільки кришталик фокусує та концентрує його на сітківці. Залежно від інтенсивності лазерне випромінювання може викликати тимчасову чи незворотну втрату зору внаслідок сильного опіку сітківки. При великій інтенсивності випромінювання можливе ураження не лише очей, але й шкіри, оболонок мозку, внутрішніх органів.

При експлуатації лазера виникає небезпека, пов'язана не лише з дією лазерного випромінювання, а й з низкою супутніх несприятливих чинників, а саме: підвищеною запиленістю та загазованістю повітря робочої зони продуктами взаємодії лазерного випромінювання з матеріалом мішені та повітрям (утворюється озон, оксиди азоту та ін.); ультрафіолетовим випромінюванням імпульсних ламп накачки або кварцових газорозрядних трубок у робочій зоні; світлом високої яскравості від імпульсних ламп накачування і зони взаємодії лазерного променя з матеріалом мішені; іонізуючими випромінюваннями, які використовуються для накачування; електромагнітними випромінюваннями радіочастотного діапазону, які виникають при роботі генераторів накачування газових лазерів; підвищеною напругою в електричних колах керування та живлення лазера.

З метою забезпечення безпечних умов праці персоналу санітарними правилами та нормами (СанПиН № 5804-91) регламентовані гранично допустимі рівні (ГДР) лазерного випромінювання на робочих місцях, які виражені в енергетичних експозиціях. Енергетична експозиція - це відношення енергії випромінювання, що падає на відповідну ділянку поверхні, до площі цієї ділянки; одиницею вимірювання є Дж/см2.

Енергетична експозиція нормується окремо для рогівки та сітківки ока, а також шкіри. У різних діапазонах довжин хвиль передбачені ГДР лазерного випромінювання в залежності від тривалості імпульсу, частоти повторення імпульсів, тривалості дії, кутового розміру променя чи діаметра плями за-світки на сітківці, фонової освітленості лиця працівника тощо.

У табл. 2.24 наведено ГДР енергетичної експозиції Нуф при опроміненні імпульсним та неперервним лазерним променем з довжиною хвилі від 0,2 до 0,4 мкм (ультрафіолетова область спектра) рогівки ока чи шкіри.

Таблиця 2.24. Гранично допустимі рівні лазерного випромінювання залежно від довжини хвилі

У залежності від класу лазерної установки використовуються ті чи інші захисні засоби та заходи, які за організаційною ознакою поділяються на колективні та індивідуальні.

До колективних заходів та засобів лазерної безпеки належать:

- вибір лазера для технологічної операції за мінімально необхідним рівнем випромінювання;

- розташування лазерів IV класу в ізольованих приміщеннях;

- встановлення попереджувального знака "Обережно! Випромінювання лазера" (див. форзац);

- запровадження дистанційного керування;

- огороджування зон можливого поширення лазерного випромінювання (прямого, розсіяного, відбитого);

- оброблення внутрішніх поверхонь приміщення, в якому встановлені лазерні установки матеріалами з високим коефіцієнтом поглинання;

- екранування променя лазера на всьому шляху його поширення, а також зони взаємодії променя і мішені;

- встановлення на лазерній установці блокувальних засобів та сигналізації початку та закінчення роботи лазера;

- проведення контролю рівнів лазерного опромінення.

До засобів індивідуального захисту від лазерного випромінювання належать захисні окуляри із світлофільтрами, маски, щитки, халати, рукавички, їх вибір здійснюється з урахуванням інтенсивності та довжини хвилі лазерного випромінювання.

Для вимірювання енергетичних характеристик лазерного випромінювання використовується прилад типу ИЛД-2.