Действие лазерного излучения на организм человека

 

Министерство  образования и науки  РФ

Федеральное государственное бюджетное

образовательное учреждение

Высшего профессионального образования.

"Удмуртский государственный университет"

Филиал ФГБОУ ВПО "УДГУ" в г. Кудымкаре.

Кафедра социально-гуманитарных и правовых дисциплин

 

 

КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА

по дисциплине Безопасность жизнедеятельности

Тема: Действие лазерного излучения на организм человека

 

                                                                                         Выполнила студент

                                                                             гр. АС 23-22

                                                                                Хромцова И.А

                                                                           Проверила

                                                                               Лунегова А.А

 

 

 

г. Кудымкар 2012

 

 

 

 

 

Уникальные свойства лазерного излучения, к которым относятся: монохроматичность, непосредственно связанная с высокой степенью когерентности, мощность (энергия) и направленность, непрерывно расширяют сферу его использования. В зависимости от того, какие свойства лазерного излучения используются для достижения поставленной цели, можно условно выделить три направления его применения. Первое направление предусматривает использование энергетических характеристик излучения, благодаря которым излучение вызывает нагрев облучаемого материала и в необходимых случаях приводит к изменению его агрегатного состояния. Второе направление предусматривает использование таких свойств излучения, как пространственная и временная когерентность, монохроматичность и стабильность частоты. Третье направление предусматривает использование направленности излучения. По мере развития лазерной техники и технологии наблюдается тенденция увеличения энергетических и расширение частотных характеристик лазерного излучения. Цель использования лазера (назначение) определяет выбор основных технических характеристик лазера и требования к его конструкции.

 

При работе с лазерной техникой на обслуживающий персонал может воздействовать комплекс опасных и вредных производственных факторов. Количественные и качественные характеристики неблагоприятных производственных факторов зависят от физико-химических свойств обрабатываемого материала и пространственно-энергетических характеристик лазерного излучения.

 

Опасные и вредные производственные факторы, определяющие условия труда операторов лазерных установок, условно разделяют на первичные и вторичные. К первичным относят факторы, источником образования которых является непосредственно лазерная установка, к вторичным -- факторы, образующиеся при воздействии лазерного излучения на обрабатываемый материал.

 

При эксплуатации и разработке лазерных изделий необходимо учитывать также возможность взрывов и пожаров при попадании лазерного излучения на горючие материалы.

 

Для лазерных технологических установок наиболее значимыми из неблагоприятных производственных факторов являются отраженное лазерное излучение, импульсный шум и загрязнение воздуха вредными веществами, образующимися при нагревании и разрушении (испарении) обрабатываемого материала.

 

Шум лазерных установок имеет широкий частотный спектр; эквивалентный уровень звука лазерных установок на 15...20 дБА ниже уровня звука в импульсе; уровни звукового давления в отдельных импульсах длительностью порядка миллисекунды могут достигать 100...120 дБ. Основное количество вредных веществ поступает в воздух рабочей зоны в виде аэрозольных частиц с аэродинамическим диаметром меньше 10 мкм, представляющих наибольшую опасность для органов дыхания.

 

При проведении ремонтно-профнлактических и пусконаладочных работ можно ожидать наличия дополнительных неблагоприятных факторов, характеристики которых зависят от конструктивных особенностей лазерного оборудования.

 

В табл. 1 приведены основные опасные и вредные производственные факторы, источники их возникновения и нормативно-техническая документация (НТД), регламентирующая воздействие опасного или вредного производственного фактора.

 

Наибольшую опасность лазерное излучение представляет для глаз и кожи. Вместе с тем лазерное излучение может вызывать в организме человека различные патологические изменения, функциональные расстройства центральной нервной, сердечно-сосудистой и вегетативной систем, а также влиять на различные внутренние органы.

Лазерное излучение с длиной волны 380...1400 нм наибольшую опасность представляет для сетчатой оболочки глаза, а излучение с длиной волны 180...380 нм и св. 1400 нм - для передних сред глаза. Повреждение кожи может быть вызвано лазерным излучением любой длины волны рассматриваемого спектрального диапазона (180...105 нм).

 

В СанПиН-лазер приведены соотношения для определения ПДУ при однократном воздействии на глаза и кожу одиночных импульсов коллимированного или диффузного лазерного излучения, а также поправки для учета хронического воздействия повторяющихся импульсов и углового размера источников диффузного излучения.

 

Инструментом, позволяющим определять основные направления работы по нормализации условий труда операторов лазерных установок, является классификация лазеров по степени опасности генерируемого ими излучения. Определение класса опасности основано на учете его выходной энергии (мощности) и предельно допустимых уровней при однократном воздействии генерируемого излучения. Лазеры по степени опасности подразделяют на четыре класса.

 

К лазерам I класса относят полностью безопасные лазеры, т.е. такие лазеры, выходное (коллимированное) излучение которых не представляет опасности при облучении глаз и кожи.

 

Лазеры II класса - это лазеры, выходное излучение которых представляет опасность при облучении глаз или кожи человека коллимированным пучком (опасность при облучении кожи существует только в I и III спектральных диапазонах). Диффузно отраженное излучение безопасно как для кожи, так и для глаз во всех спектральных диапазонах.

 

К лазерам III класса относят такие лазеры, выходное излучение которых представляет опасность при облучении глаз не только коллимированным, но и диффузно отраженным излучением на расстоянии 10 см от отражающей поверхности и (или) при облучении кожи коллимированным излучением. Диффузно отраженное излучение не представляет опасности для кожи. К этому классу относят лазеры, генерирующие излучение в спектральном диапазоне II.

 

Лазеры IV класса включают такие лазеры, диффузно отраженное излучение которых, представляет опасность для глаз и кожи на расстоянии 10 см от отражающей поверхности.

 

Лазеры классифицирует предприятие-изготовитель по выходным характеристикам излучения расчетным методом.

 

Класс опасности лазерного изделия определяется классом используемого в нем лазера.

 

В табл. 2 показана ориентировочная связь наличия опасных и вредных факторов, сопутствующих работе лазерных изделий, с классом лазера в соответствии с ГОСТ 12.1.040-83.

Лазеры и лазерные изделия любого класса должны иметь маркировку в соответствии с требованиями СанПиН-лазер.

 

Безопасность на рабочих местах при эксплуатации лазерных изделий должна обеспечиваться конструкцией изделия. В пределах рабочей зоны уровни воздействия лазерного излучения и других неблагоприятных производственных факторов не должны превышать значений, установленных действующими нормативными документами.

 

При изменении потребителями технических параметров лазерного изделия, влияющих на характер его работы или выполняемые им функции, лицо или организация, осуществляющие эти изменения, несут ответственность за проведение повторной классификации и изменение надписей на лазерном изделии.

 

Лазерные изделия 111--IV классов до начала их эксплуатации должны быть приняты комиссией, назначенной администрацией учреждения, с обязательным включением в ее состав представителей санитарного надзора. Комиссии должна быть представлена следующая документация:

 

* паспорт на лазерное изделие;

 

* инструкция по эксплуатации и технике безопасности;

 

* утвержденный план размещения лазерных изделий;

 

* санитарный паспорт.

 

В паспорте (формуляре) на лазерное изделие должно быть указано;

 

* длина волны излучения;

 

* выходная мощность (энергия);

 

* длительность импульса;

 

* частота следования импульсов;

 

* длительность серии импульсов;

 

* начальный диаметр пучка излучения по уровню ехр(-2);

 

* расходимость пучка излучения по уровню ехр(-2);

 

* класс опасности лазера;

 

* максимальный уровень излучения в рабочей зоне;

 

* безопасные расстояния (граница лазерно-опасной зоны);

 

* используемые средства защиты;

 

* сопутствующие опасные и вредные факторы.

 

Дозиметрический контроль (дозиметрия) лазерного излучения должен оценивать те характеристики излучения, которые определяют его способность вызывать неблагоприятные биологические эффекты на основе сопоставления их с нормируемыми величинами.

 

Различают две формы дозиметрического контроля: предупредительный (оперативный) и индивидуальный.

 

 

Фокусирующая система

 

Предупредительный дозиметрический контроль заключается в определении максимальных уровней энергетических параметров лазерного излучения на границе рабочей зоны.

 

Максимальный уровень энергетической экспозиции (Дж/см2) отраженного от мишени лазерного излучения на границе рабочей зоны можно оценить по формуле:

 

где WИ - энергия импульса излучения, Дж; L - кратчайшее расстояние от мишени до границы рабочей зоны, см.

 

Индивидуальный дозиметрический контроль заключается в измерении уровней энергетических параметров излучения, воздействующего на глаза (кожу) конкретного работающего в течение рабочего дня.

 

Предупредительный контроль проводится в соответствии с регламентом, утвержденным администрацией предприятия, но не реже одного раза в год в порядке текущего санитарного надзора, а также в следующих случаях:

 

* при приемке в эксплуатацию новых лазерных изделий II--IV классов;

 

* при внесении изменений в конструкцию действующих лазерных изделий;

 

* при изменении конструкции средств коллективной защиты;

 

* при проведении экспериментальных и наладочных работ;

 

* при аттестации рабочих мест;

 

* при организации новых рабочих мест.

 

Предупредительный дозиметрический контроль проводят при работе лазера в режиме максимальной отдачи мощности (энергии), определенной в паспорте на изделие и конкретными условиями эксплуатации.

 

Индивидуальный дозиметрический контроль проводят при работе на открытых лазерных установках (экспериментальные стенды), а также в тех случаях, когда не исключено случайное воздействие лазерного излучения на глаза или кожу.

 

Для количественной оценки степени опасности воздействия излучения используют коэффициент ), равный отношению энергетической экспозиции Н (облученности Е) к соответствующему значению ПДУ.

 

Методы измерений параметров лазерного излучения в диапазоне длин волн 0,25...12,0 мкм в заданной точке пространства с целью определения степени опасности излучения для организма человека установлены ГОСТ 12.1.03-81.

 

Таким образом, задача дозиметрии сводится к определению максимального значения степени опасности излучения и на этой основе выбору методов и средств обеспечения безопасных условий труда. Защиту от лазерного излучения осуществляют техническими, организационными и лечебно-профилактическими методами и средствами

Снижение степени опасности воздействия лазерного излучения в зависимости от длины волны излучения осуществляют "ослабителями излучения", "временем" и "расстоянием".

 

Уменьшение уровня излучения с помощью ослабителей (светофильтров) можно принять при работе с излучением любого спектрального диапазона.

Средства защиты должны снижать уровни лазерного излучения, действующего на человека, до величин ниже ПДУ. Они не должны уменьшать эффективность технологического процесса и работоспособность человека. Их защитные характеристики должны оставаться неизменными в течение установленного срока эксплуатации. Выбор средства защиты в каждом конкретном случае осуществляется с учетом требований безопасности для данного процесса.

 

Средства коллективной защиты (СКЗ) должны соответствовать требованиям ГОСТ 12.4.011--89 и ГОСТ 12.2.049-80.

 

Средства индивидуальной защиты (СИЗ) применяются при проведении пусконаладочных и ремонтных работ, работ с открытыми лазерными изделиями типа лидара и т.п. Средства индивидуальной защиты должны соответствовать требованиям ГОСТ 12.4.011-89 и маркироваться в соответствии с ГОСТ 12.4.115--82.

 

Средства индивидуальной защиты от лазерного излучения включают в себя средства защиты глаз и лица (защитные очки, щитки, насадки), средства защиты рук, специальную одежду.

 

При выборе СИЗ необходимо учитывать: рабочую длину волны излучения; оптическую плотность светофильтра.

Защитные лицевые щитки необходимо применять в тех случаях, когда лазерное излучение представляет опасность не только для глаз, но и для кожи лица.

 

При настройке резонаторов газовых лазеров, работающих в видимой области спектра, для защиты глаз следует применять защитные насадки (ЗН). Защитные насадки могут использоваться самостоятельно или в сочетании с оптическими устройствами, такими как диоптрийная трубка.

 

Марки материалов, рекомендуемых для использования в средствах защиты в зависимости от типа лазера (длины волны), а также характеристики некоторых СИЗ