Випромінювання оптичного діапазону,лазерне випромінювання: поняття, джерела, засоби захисту.
Оптичний діапазон охоплює зону електромагнітного випромінювання, що включає інфрачервоне (ІЧВ), видиме (ВВ) та ультрафіолетове випромінювання (УФВ).
До випромінювання оптичного діапазону належить лазерне випромінювання, що супроводить роботу лазерів, практичне використання яких почалося в другій половинні ХХ століття.
Інфрачервоне випромінювання .
Стосовно організму людини джерелом ІЧВ може бути будь-яке тіло, що має температуру понад 36-37С і чим вищою є ця різниця, тим інтенсивніше буде опромінення.
За фізичною природою ІЧВ являє собою потік часток матерії, що мають хвильові і квантові властивості.
Вплив ІЧВ на організм людини має в основному теплову дію.
Інфрачервона радіація відіграє важливу роль у теплообмінних процесах людини із зовнішнім середовищем.
Ефект дії ІЧВ залежить від довжини хвиль, які обумовлюють глибину їх проникнення. Поглинання і розсіювання променевої енергії залежить як від довжини хвиль, так і від тканин організму.
Шкіряний покрив, завдяки своїм оптичним властивостям, володіє вибірковою характеристикою відбивання й пропускання різних ділянок спектру інфрачервоної радіації. Вплив ІЧВ на організм проявляється як у формі загальних, так і місцевих реакцій.
Більш виражену дію на організм людини має короткохвильова радіація, вона підвищує температуру глибоких тканин, наприклад, тривале опромінення очей веде до помутніння кришталика (професійна катаракта) або інших паталогічних змін у стані центральної нервової системи. Посилюється секреторна діяльність шлунку, підшлункової і слинної залози. У центральній нервовій системі розвиваються процеси гальмування, зменшується нервово-м’язове збудження, знижується загальний обмін речовин.
До важких ушкоджень призводить короткохвильове ІЧВ, яке проходить через мозкову оболонку й пливає на рецептори мозку. Може статися так званий сонячний або тепловий удар.
У працюючих у гарячих цехах послаблюється імунно-біологічний статус організму, знижується загальна його резистентність, електрична чутливість очей, послаблюється умовно рефлекторна реакція судин, що може призвести до тяжких наслідків.
Тепловий ефект дії ІЧВ залежить від : спектра, тривалості й безперервності та інтенсивності потоку, кута падіння променів, поверхні, яка опромінюється, розмірів ділянки організму, виду одягу і т. ін.
З точки зору профілактики важливе значення має механізація важких видів робіт, впровадження дистанційного відкривання і закривання джерел ІЧВ, віддалення працюючих від потужних теплових джерел, зменшення фізичних навантажень, заміна вертикальних печей на тунельні для обпалювання цегли, сушки гончарних трубок, використання теплоізоляції та екранування робочих місць.
При великих теплових навантаженнях найбільш ефективним способом захисту від променевої енергії є водяні завіси, які поглинають теплову інфрачервону радіацію. Суттєве значення має раціональний питний режим, відповідний режим праці з обов’язковими перервами у роботі для відновлення процесів терморегуляції та раціональний спецодяг, що має теплозахисні властивості й відбиває інфрачервону радіацію.
Інтенсивність ІЧВ вимірюють на робочих місцях або в робочій зоні поблизу джерела випромінювання актинометром, а спектральну інтенсивність – інфрачервоними спектрометрами.
Ультрафіолетове випромінювання.
Природним джерелом УФВ є сонце інтенсивність якого біля поверхні землі не є постійною, а залежить від широти місцевості, періоду року, стану погоди, та ступеня прозорості атмосфери.
Штучним джерелом УФВ є газорозрядні лампи, електричні дуги, лазери та ін.
УФВ надходить у виробничі приміщення від джерела з температурою понад 1200С, це перш за все електродугові й плазмові процеси, дугове електрозварювання, електроплавлення сталі, експлуатація оптичних квантових генераторів, робота з ртутно-кварцовими лампами і т. ін.
УФВ характеризується двоякою дією бо має як позитивне так і негативне значення.
УФВ має бактерицидний ефект, унаслідок чого відбувається санація повітряного середовища, води, грунтів, обеззаражування харчових продуктів, що дає можливість збільшити термін їх зберігання та свіжість.
УФВ є неспецифічним стимулятором фізіологічних функцій організму, що чинить сприятливу дію на обмінні процеси, на імунобіологічний стан людини, що сприяє підвищенню її захисних сил.
Біологічна активність УФ сонячного спектра є достатньою для нормального функціонування організму. Однак при її недостатності вражається нервова система, органи кровотворення, зменшується працездатність та опір організму простуді (робітники метрополітену, мешканці півночі і ін.).
Інтенсивне УФВ призводить до розвитку вираженої еритеми з набряком шкіри, що супроводжується підвищенням температури тіла, головним болем, дерматитом та утворенням пухирів.
Найбільш частим ураженням очей є електрофтальмія, яка супроводжується набряком кон’юктиви, світлобоязню і сльозотечею.
Для захисту від УФВ застосовують екрани, хімічні речовини, що поглинають промені. Ефективним захистом є спецодяг, виготовлений із тканини, що мало пропускає УФВ, а для захисту очей спецокуляри із захисним склом.
З організаційних заходів має значення раціональний режим праці та відпочинку, відповідне розташування робочих місць та віддалення працівників від потужних джерел УФВ. Для вимірювання інтенсивності УФВ використовують радіометр УФР-21.
Лазерне випромінювання
Лазером називають оптичний квантовий генератор. Особливістю лазера є його спрямованість, що дозволяє отримати енергію великої щільності(10-10Вт/см).
Лазерне випромінювання використовують для локації супутників, телебачення, освітлення великих площ, свердління отворів в грунтах, металообробці на геодезичних роботах і т. ін.
Лазери генерують випромінювання ультрафіолетового, видимого та інфрачервоного діапазонів, а за характером генерації поділяються на імпульсні (з тривалістю випромінювання до 0,25с) та безперервні (понад 0,25с).
Нормованими параметрами лазерного випромінювання є відношення потужності до площини поверхні(Вт/см), або щільність енергії на одиницю поверхні(Дж/см).
Залежно від режиму роботи лазерне випромінювання розсіюється в оточуючому просторі, а особливо небезпечним є дзеркально відбитий промінь для зорової функції людини.
Ступінь потенційної небезпеки залежить від:
потужності джерела;
довжини хвилі;
тривалості імпульсу;
відбиття й розсіювання променів і т. ін.
Суб’єктивно лазерне випромінювання сприймається як “Сліпучість, яку неможливо витримати ”.
Лазери дозволяється розміщувати у спеціально обладнаних приміщеннях. Потужний потік лазерної енергії може спричиняти серйозні ураження через теплову, механічну та електричну дію.
Опромінення спричиняє порушення діяльності центральної нервової системи, серцево-судинної системи, ендокринних залоз, призвести до згортання або розпаду крові і т. ін.
Під дією лазерного випромінювання рідина, що оточує біологічні структури, миттєво випаровується, унаслідок чого піднімається тиск, що призводить до виникнення ударної хвилі, яка спричиняє механічну травму. Відбувається не тільки опік, а й розрив тканини, що особливо небезпечно для очей. Тиск у лазерного променя може становити сотні тисяч Паскалів унаслідок великої його потужності.
Найбільшу частину опромінення сприймає шкіра, що призводить до виникання опіків різного ступеня – від почервоніння до некрозу. Глибина проникання променів залежить від пігментації шкіри, чим вона темніша, тим глибина проникнення менша.
При розробці заходів безпеки враховують специфіку лазерного устаткування, перелік та аналіз всіх можливих потенційних небезпек (інтенсивний шум, гучні “хлопки накачки”, іонізацію повітря, виникнення озону) і шкідливих чинників. Для цього складається план приміщення із зображенням на ньому просторово-енергетичної ситуації, прямих і можливо відбитих лазерних променів.
Для очистки повітря використовують загальнообмінну вентиляцію. Приміщення фарбують у кольори з малим коефіцієнтом відбиття (4% відбитих склом променів досить для ураження сітківки ока). Робота має проводитись за умов сильного освітлення, щоб зіниця ока мала мінімальний розмір.
Важливе значення має автоматизоване управління й дистанційне спостереження за роботою установок.
Допуск у приміщення де є лазерні установки, дозволяється тільки особам, що безпосередньо на них працюють.
При роботі використовують одяг і рукавиці з непроникної чорної тканини з невеликою кількістю відкритих частин тіла.
Для оцінки лазерного випромінювання, використовують колориметри, фотоелектричний, актинометричний та інші методи.