Нормирование лазерного излучения и меры защиты от вредного воздействия лазерного излучения на человека

Разрабатываемое устройство содержит лазерный излучающий элемент, в данном подразделе приведены правила и условия работы с лазерными изделиями. Все требования по безопасности лазерного излучения регламентируются СанПиН 2.2.2.1332−03 «О введении в действие санитарно-эпидемиологических правил и нормативов» .

Основной элемент зрительного аппарата человека — сетчатка глаза — может быть поражена лишь излучением видимого и ближнего ИК-диапазонов (до 1.5 мкм), что объясняется спектральными характеристиками человеческого глаза. При этом хрусталик и глазное яблоко, действуя как дополнительная фокусирующая оптика, существенно повышают концентрацию энергии на сетчатке, что, в свою очередь, на несколько порядков понижает максимально допустимый уровень (МДУ) облученности зрачка.

Степень воздействия лазерного излучения на оператора зависит от физико-технических характеристик лазера — плотности мощности (энергии излучения), длины волны, времени облучения, длительности и периодичности импульсов, площади облучаемой поверхности [25]. Биологический эффект лазерного облучения зависит как от вида воздействия излучения на ткани организма (тепловое, фотохимическое), так и от биологических и физико-химических особенностей самих тканей и органов.

Наиболее опасно лазерное излучение с длиной волны:

• 3 801 500 нм — для сетчатки глаза,
• 180 380 нм и свыше 1500 нм — для передних сред глаза,
• 180 105 нм (т.е. во всем рассматриваемом диапазоне) — для кожи.

Гигиенистами выдвинуты требования, в соответствии с которыми, в основу проектирования, разработки и эксплуатации лазерной техники должен быть положен принцип исключения воздействия на человека (кроме лечебных целей) лазерного излучения, как прямого, так и зеркально или диффузно отраженного.

В соответствии со СанПиН 2.2.2.1332−03 лазерные изделия по степени опасности генерируемого излучения подразделяют на 4 класса. При этом класс опасности лазерного изделия определяется классом опасности используемого в нем лазера. Классификацию лазеров с точки зрения безопасности проводит предприятие-изготовитель путем сравнения выходных характеристик излучения с предельно допустимыми уровнями (ПДУ) при однократном воздействии. Определяя принадлежность лазерного изделия к тому или иному классу по степени опасности лазерного излучения, необходимо учитывать воздействие прямого или отраженного лазерного пучка на глаза и кожу человека и пространственные характеристики лазерного излучения (при этом различают коллимированное излучение, то есть заключенное в ограниченном телесном угле, и неколлимированное, то есть рассеянное или диффузно отраженное). Использование дополнительных оптических систем не входит в понятие «коллимация», а оговаривается отдельно. Лазерные изделия с точки зрения техники безопасности классифицируют в основном по степени опасности генерируемого излучения.

Установлены следующие 4 класса лазеров:

к нему относят полностью безопасные лазеры, выходное излучение которых не представляет опасности для глаз и кожи человека;

к нему относят лазеры, выходное излучение которых представляет опасность при облучении кожи или глаз человека коллимированным пучком. В то же время диффузно отраженное излучение лазеров этого класса безопасно как для кожи, так и для глаз;

к нему относят лазерные устройства, работающие в видимой области спектра и выходное излучение которых представляет опасность при облучении как глаз (коллимированным и диффузно отраженным излучением на расстоянии менее 10 см от отражающей поверхности), так и кожи (только коллимированным пучком);

наиболее опасный — к нему относят лазерные устройства, даже диффузно отраженное излучение которых представляет опасность для глаз и кожи на расстоянии менее 10 см.

В соответствии со СанПиН 2.2.2.1332−03 регламентируют предельно допустимые уровни для каждого режима работы лазера и его спектрального диапазона. Нормируемыми параметрами с точки зрения опасности лазерного излучения являются энергия W и мощность P излучения, прошедшего ограничивающую апертуру диаметрами dа=1.1 мм (в спектральных диапазонах I и II), dа=7 мм (в диапазоне II) и dа=1 мм (в диапазоне III); энергетическая экспозиция H и облученность E, усредненные по ограничивающей апертуре, что показано в (5.1):

H=W/Sa; E=P/Sa, (5.1).

где Sa — площадь ограничивающей апертуры.

Предельно допустимые уровни лазерного излучения устанавливают для двух условий — однократного и хронического облучения. Под хроническим понимают «систематически повторяющееся воздействие, которому подвергаются люди, профессионально связанные с лазерным излучением» .

ПДУ при этом определяют как:

уровни лазерного излучения, при которых «существует незначительная вероятность возникновения обратимых отклонений в организме» человека;

уровни излучения, которые «при работе установленной продолжительности в течение всего трудового стажа не приводят к травме (повреждению), заболеванию или отклонению в состоянии здоровья как самого работающего, так и последующих его поколений.

ПДУ хронического воздействия рассчитывают путем уменьшения в 510 раз ПДУ однократного воздействия.

Размещение лазерных изделий в каждом конкретном случае производится с учётом класса опасности изделий, условий и режима труда персонала, особенностей технологического процесса, подводка коммуникаций.

Расстояние между лазерными изделиями должно обеспечивать безопасные условия труда и удобство эксплуатации, ремонта и обслуживания.

со стороны органов управления: при однорядном расположении-1,5 м;

при двухрядном не менее — 2,0 м. — С других сторон не менее — 1,0 м.

Траектория прохождения лазерного пучка должна быть заключена в оболочку из несгораемого материала или иметь ограждение, снижающие уровень лазерного излучения до ДПИ и исключающие попадание лазерного пучка на зеркальную поверхность. Открытые траектории в зоне возможного нахождения человека должны располагаться значительно выше уровня глаз. Минимальная высота траектории 2,2 м.

По степени защиты персонала от воздействия лазерного излучения условия и характер труда при эксплуатации лазерных изделий независимо от класса изделия подразделяются:

• А) оптимальные — исключающие воздействие на персонал лазерного излучения;
• Б) допустимые — уровень лазерного излучения, воздействующего на персонал, меньше предельно допустимого уровня установленного в СанПиН 2.2.2.1332−03;
• В) вредные и опасные — уровень лазерного излучения, воздействующего на персонал, превышает предельно допустимые уровни.

Выполнение следующих требований безопасности должно обеспечивать исключение или максимальное уменьшение возможности облучения персонала лазерным излучением, а также воздействия на него других опасных факторов:

К работе с лазерными изделиями допускаются лица, достигшие восемнадцати лет, не имеющие медицинских противопоказаний, прошедшие курс специального обучения в установленном порядке работе с конкретными лазерными изделиями и аттестацию на группу по охране труда при работе на электроустановках с соответствующим напряжением.

Лазерные изделия, находящиеся в эксплуатации, должны подвергаться регулярной профилактической проверке. При проведении профилактической проверки следует обращать особое внимание на безотказность работы всех защитных устройств, надёжность заземления.

Полупроводниковый лазер, используемый в проектируемом устройстве, рассчитан на работу в третьем спектральном диапазоне (1 400 105) и имеет выходную оптическую мощность не более 2 Мвт, что соответствует гигиеническим нормам для допустимого класса 2Б.

Для инженера — разработчика разработаны безопасные условия труда.