Lazeriai tampa vis svarbesnėmis medicinos, fizikos, chemijos, geologijos, biologijos ir inžinerijos tyrimų priemonėmis. Jei naudojami netinkamai, operatoriai ir kiti darbuotojai, įskaitant atsitiktinius laboratorijos lankytojus, gali apakinti ir sužaloti (įskaitant nudegimus ir elektros šoką) bei padaryti didelę žalą turtui. Šių įrenginių naudotojai turi visiškai suprasti ir taikyti būtinas saugos priemones, kai juos naudoja.
Kas yra lazeris?
Žodis "lazeris" (angl. LASER, Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation) yra santrumpa, reiškianti "šviesos stiprinimą indukuota spinduliuote". Lazerio generuojamos spinduliuotės dažnis yra matomoje elektromagnetinio spektro dalyje arba šalia jos. Energija sustiprinama iki itin didelio intensyvumo per procesą, vadinamą „lazerio sukelta spinduliuote“.
Sąvoka „radiacija“dažnai nesuprantamaneteisingas, nes jis vartojamas ir radioaktyviosioms medžiagoms apibūdinti. Šiame kontekste tai reiškia energijos perdavimą. Energija pernešama iš vienos vietos į kitą laidumo, konvekcijos ir spinduliuotės būdu.
Yra daug skirtingų lazerių tipų, veikiančių skirtingose aplinkose. Kaip darbo terpė naudojamos dujos (pavyzdžiui, argonas arba helio ir neono mišinys), kietieji kristalai (pavyzdžiui, rubinas) arba skysti dažikliai. Kai energija tiekiama į darbo aplinką, ji pereina į sužadinimo būseną ir išskiria energiją šviesos dalelių (fotonų) pavidalu.
Veidrodžių pora abiejuose sandaraus vamzdžio galuose atspindi arba perduoda šviesą koncentruotu srautu, vadinamu lazerio spinduliu. Kiekviena darbo aplinka sukuria unikalaus bangos ilgio ir spalvos spindulį.
Lazerio šviesos spalva paprastai išreiškiama bangos ilgiu. Jis yra nejonizuojantis ir apima ultravioletinę (100–400 nm), matomą (400–700 nm) ir infraraudonąją (700 nm – 1 mm) spektro dalį.
Elektromagnetinis spektras
Kiekviena elektromagnetinė banga turi unikalų dažnį ir ilgį, susietą su šiuo parametru. Kaip raudona šviesa turi savo dažnį ir bangos ilgį, taip ir visos kitos spalvos – oranžinė, geltona, žalia ir mėlyna – turi unikalų dažnį ir bangos ilgį. Žmonės gali suvokti šias elektromagnetines bangas, bet nemato likusio spektro.
Gama spinduliai, rentgeno spinduliai ir ultravioletiniai spinduliai turi didžiausią dažnį. infraraudonieji,mikrobangų spinduliuotė ir radijo bangos užima žemesnius spektro dažnius. Matoma šviesa yra labai siaurame diapazone.
Lazerio spinduliuotė: poveikis žmogui
Lazeris sukuria intensyvų nukreiptą šviesos spindulį. Jei jis nukreipiamas, atsispindi arba sufokusuojamas į objektą, spindulys bus iš dalies sugertas, todėl pakyla objekto paviršiaus ir vidaus temperatūra, todėl medžiaga gali pasikeisti arba deformuotis. Šios savybės, kurios buvo pritaikytos lazerinei chirurgijai ir medžiagų apdorojimui, gali būti pavojingos žmogaus audiniams.
Be spinduliuotės, kuri turi šiluminį poveikį audiniams, lazerio spinduliuotė yra pavojinga ir sukelia fotocheminį poveikį. Jo sąlyga yra pakankamai trumpas bangos ilgis, ty ultravioletinė arba mėlyna spektro dalis. Šiuolaikiniai prietaisai gamina lazerio spinduliuotę, kurios poveikis žmogui yra minimalus. Mažos galios lazeriai neturi pakankamai energijos, kad padarytų žalą, ir jie nekelia pavojaus.
Žmogaus audiniai yra jautrūs energijai, todėl tam tikromis aplinkybėmis elektromagnetinė spinduliuotė, įskaitant lazerio spinduliuotę, gali pažeisti akis ir odą. Buvo atlikti trauminės spinduliuotės ribinių lygių tyrimai.
Pavojus akims
Žmogaus akis yra jautresnė sužalojimui nei oda. Ragena (skaidrus išorinis priekinis akies paviršius), skirtingai nei dermoje, neturi išorinio negyvų ląstelių sluoksnio, apsaugančio nuo aplinkos poveikio. lazeris ir ultravioletiniai spinduliaispinduliuotę sugeria akies ragena, kuri gali jai pakenkti. Sužalojimą lydi epitelio edema ir erozija, o sunkių sužalojimų atveju - priekinės kameros drumstimas.
Akies lęšiukas taip pat gali būti sužalotas, kai jį veikia įvairi lazerio spinduliuotė – infraraudonoji ir ultravioletinė.
Tačiau didžiausią pavojų kelia lazerio poveikis tinklainei matomoje optinio spektro dalyje – nuo 400 nm (violetinė) iki 1400 nm (šalia infraraudonųjų spindulių). Šiame spektro regione kolimuoti pluoštai sutelkia dėmesį į labai mažas tinklainės sritis. Nepalankiausias poveikio variantas būna tada, kai akis žiūri į tolį ir į ją patenka tiesioginis arba atsispindėjęs spindulys. Šiuo atveju jo koncentracija tinklainėje pasiekia 100 000 kartų.
Taigi, matomas spindulys, kurio galia 10 mW/cm2 veikia tinklainę 1000 W/cm2. Tai yra daugiau nei pakankamai, kad būtų padaryta žala. Jei akis nežiūri į tolį arba spindulys atsispindi nuo difuzinio, neveidrodinio paviršiaus, daug galingesnė spinduliuotė sukelia sužalojimus. Lazerio poveikis odai neturi fokusavimo efekto, todėl esant tokiam bangos ilgiui ji yra daug mažiau linkusi susižaloti.
Rentgeno spinduliai
Kai kurios aukštos įtampos sistemos, kurių įtampa viršija 15 kV, gali generuoti didelės galios rentgeno spindulius: lazerio spinduliuotę, kurios š altiniai yra didelės galios elektronais pumpuojami eksimeriniai lazeriai, taip patplazmos sistemos ir jonų š altiniai. Šie įrenginiai turi būti išbandyti dėl radiacinės saugos, įskaitant tinkamą ekranavimą.
Klasifikacija
Priklausomai nuo pluošto galios arba energijos ir spinduliuotės bangos ilgio, lazeriai skirstomi į kelias klases. Klasifikavimas pagrįstas galimybe, kad prietaisas gali akimirksniu sužaloti akis, odą arba sukelti gaisrą, kai jis yra tiesiogiai veikiamas spindulio arba atsispindi nuo išsklaidytų atspindinčių paviršių. Visi komerciniai lazeriai turi būti identifikuojami pagal ant jų pritvirtintus ženklus. Jei prietaisas buvo naminis arba kitaip nepažymėtas, reikėtų pasitarti dėl tinkamo klasifikavimo ir ženklinimo. Lazeriai išsiskiria galia, bangos ilgiu ir ekspozicijos laiku.
Saugūs įrenginiai
Pirmos klasės įrenginiai generuoja mažo intensyvumo lazerio spinduliuotę. Jis negali pasiekti pavojingo lygio, todėl š altiniams netaikoma dauguma kontrolės ar kitų priežiūros formų. Pavyzdys: lazeriniai spausdintuvai ir CD grotuvai.
Sąlygiškai saugūs įrenginiai
Antros klasės lazeriai spinduliuoja matomoje spektro dalyje. Tai lazerio spinduliuotė, kurios š altiniai sukelia normalią per ryškios šviesos atmetimo reakciją (mirksėjimo refleksą). Patekus į spindulį, žmogaus akis sumirksi po 0,25 s, o tai užtikrina pakankamą apsaugą. Tačiau lazerio spinduliuotė matomame diapazone gali pažeisti akį nuolat veikiant. Pavyzdžiai: lazeriniai rodyklės, geodeziniai lazeriai.
2a klasės lazeriai yra specialios paskirties įrenginiai, kurių išėjimo galia mažesnė nei 1 mW. Šie prietaisai daro žalą tik tada, kai yra veikiami tiesiogiai daugiau nei 1000 s per 8 valandų darbo dieną. Pavyzdys: brūkšninio kodo skaitytuvai.
Pavojingi lazeriai
3a klasė reiškia prietaisus, kurie nepažeidžia trumpalaikio poveikio neapsaugotai akiai. Gali būti pavojinga naudojant fokusavimo optiką, pvz., teleskopus, mikroskopus ar žiūronus. Pavyzdžiai: 1–5 mW He-Ne lazeris, kai kurios lazerinės rodyklės ir pastato lygiai.
3b klasės lazerio spindulys gali susižaloti, jei bus nukreiptas tiesiai arba atsispindės atgal. Pavyzdys: 5–500 mW HeNe lazeris, daug tyrimų ir gydomųjų lazerių.
4 klasė apima įrenginius, kurių galios lygis didesnis nei 500 mW. Jie pavojingi akims, odai, taip pat yra gaisro pavojus. Spindulys, jo veidrodiniai ar išsklaidyti atspindžiai gali sužaloti akis ir odą. Turi būti imtasi visų saugumo priemonių. Pavyzdys: Nd:YAG lazeriai, ekranai, chirurgija, metalo pjovimas.
Lazerio spinduliuotė: apsauga
Kiekviena laboratorija turi užtikrinti tinkamą asmenų, dirbančių su lazeriais, apsaugą. Patalpų langai, pro kuriuos gali prasiskverbti spinduliuotė iš 2, 3 ar 4 klasės prietaisų ir sukelti žaląTokio aparato veikimo metu nekontroliuojamos vietos turi būti uždengtos arba kitaip apsaugotos. Norint užtikrinti maksimalią akių apsaugą, rekomenduojama laikytis šių nurodymų.
- Spindulys turi būti uždengtas neatspindinčiu, nedegiu apsauginiu apvalkalu, kad būtų sumažinta atsitiktinio poveikio arba gaisro rizika. Norėdami išlygiuoti spindulį, naudokite fluorescencinius ekranus arba antrinius taikiklius; Venkite tiesioginio akių kontakto.
- Spindulio išlygiavimo procedūrai naudokite mažiausią galią. Jei įmanoma, preliminariai išlyginimo procedūroms naudokite žemos klasės prietaisus. Venkite nereikalingų atspindinčių objektų buvimo lazerio srityje.
- Apribokite spindulio praėjimą pavojingoje zonoje ne darbo valandomis, naudodami langines ir kitas kliūtis. Nenaudokite kambario sienų 3b ir 4 klasės lazerių pluoštui išlyginti.
- Naudokite neatspindinčias priemones. Kai kurios atsargos, kurios neatspindi matomos šviesos, nematomoje spektro srityje tampa vaizdingos.
- Nedėvėkite šviesą atspindinčių papuošalų. Metaliniai papuošalai taip pat padidina elektros smūgio riziką.
Akiniai
Dirbant su 4 klasės lazeriais atviroje pavojaus zonoje arba ten, kur yra atspindžio rizika, reikia dėvėti apsauginius akinius. Jų tipas priklauso nuo spinduliuotės tipo. Akiniai turi būti parinkti taip, kad apsaugotų nuo atspindžių, ypač išsklaidytų atspindžių, ir užtikrintų tokio lygio apsaugą, kad natūralus apsauginis refleksas galėtų užkirsti kelią akių sužalojimui. Tokie optiniai įrenginiaiišlaikyti tam tikrą spindulio matomumą, išvengti odos nudegimų, sumažinti kitų nelaimingų atsitikimų tikimybę.
Veiksniai, į kuriuos reikia atsižvelgti renkantis akinius:
- radiacijos spektro bangos ilgis arba sritis;
- optinis tankis esant tam tikram bangos ilgiui;
- didžiausias apšvietimas (W/cm2) arba spindulio galia (W);
- lazerinės sistemos tipas;
- galios režimas – impulsinė lazerio šviesa arba nuolatinis režimas;
- atspindėjimo galimybės – veidrodinis ir difuzinis;
- matymo laukas;
- korekciniai lęšiai arba pakankamo dydžio, kad būtų galima nešioti korekcinius akinius;
- komfortas;
- vėdinimo angos, apsaugančios nuo rasojimo;
- paveiks spalvinį matymą;
- atsparumas smūgiams;
- gebėjimas atlikti būtinas užduotis.
Kadangi apsauginiai akiniai gali būti pažeisti ir nusidėvėti, laboratorijos saugos programoje turėtų būti periodiškai tikrinamos šios apsaugos funkcijos.
