Lasrar blir allt viktigare forskningsverktyg inom medicin, fysik, kemi, geologi, biologi och teknik. Om de används felaktigt kan de orsaka bländning och skada (inklusive brännskador och elektriska stötar) för operatörer och annan personal, inklusive tillfälliga laboratoriebesökare, och orsaka betydande skador på egendom. Användare av dessa enheter måste till fullo förstå och tillämpa nödvändiga säkerhetsåtgärder när de hanterar dem.
Vad är en laser?
Ordet "laser" (eng. LASER, Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation) är en förkortning som står för "amplification of light by induced radiation." Frekvensen av strålningen som genereras av en laser ligger inom eller nära den synliga delen av det elektromagnetiska spektrumet. Energin förstärks till ett tillstånd av extremt hög intensitet genom en process som kallas "laserinducerad strålning".
Begreppet "strålning" missförstås oftafel, eftersom det också används för att beskriva radioaktiva material. I detta sammanhang betyder det överföring av energi. Energi transporteras från en plats till en annan genom ledning, konvektion och strålning.
Det finns många olika typer av lasrar som fungerar i olika miljöer. Gaser (till exempel argon eller en blandning av helium och neon), fasta kristaller (till exempel rubin) eller flytande färgämnen används som arbetsmedium. När energi tillförs arbetsmiljön går den in i ett exciterat tillstånd och frigör energi i form av ljuspartiklar (fotoner).
Ett par speglar i båda ändarna av det förseglade röret antingen reflekterar eller sänder ljus i en koncentrerad ström som kallas en laserstråle. Varje arbetsmiljö producerar en stråle av unik våglängd och färg.
Färgen på laserljus uttrycks vanligtvis i termer av våglängd. Den är icke-joniserande och inkluderar ultraviolett (100-400 nm), synlig (400-700 nm) och infraröd (700 nm - 1 mm) del av spektrumet.
Elektromagnetiskt spektrum
Varje elektromagnetisk våg har en unik frekvens och längd förknippad med denna parameter. Precis som rött ljus har sin egen frekvens och våglängd, så har alla andra färger – orange, gult, grönt och blått – unika frekvenser och våglängder. Människor kan uppfatta dessa elektromagnetiska vågor, men kan inte se resten av spektrumet.
Gammastrålar, röntgenstrålar och ultraviolett strålar har den högsta frekvensen. infraröd,mikrovågsstrålning och radiovågor upptar de lägre frekvenserna i spektrumet. Synligt ljus ligger i ett mycket sm alt område däremellan.
Laserstrålning: mänsklig exponering
Lasern producerar en intensiv riktad ljusstråle. Om strålen riktas, reflekteras eller fokuseras på ett föremål, kommer strålen att delvis absorberas, vilket höjer ytan och temperaturen på föremålet, vilket kan göra att materialet förändras eller deformeras. Dessa egenskaper, som har funnits i laserkirurgi och materialbearbetning, kan vara farliga för mänsklig vävnad.
Förutom strålning, som har en termisk effekt på vävnader, är laserstrålning farlig och ger en fotokemisk effekt. Dess tillstånd är en tillräckligt kort våglängd, dvs den ultravioletta eller blåa delen av spektrumet. Moderna enheter producerar laserstrålning, vars påverkan på en person minimeras. Lågeffektlasrar har inte tillräckligt med energi för att orsaka skada och de utgör ingen fara.
Mänskliga vävnader är känsliga för energi, och under vissa omständigheter kan elektromagnetisk strålning, inklusive laserstrålning, skada ögon och hud. Studier har utförts på tröskelnivåer för traumatisk strålning.
Ögonrisk
Det mänskliga ögat är mer mottagligt för skador än huden. Hornhinnan (ögats genomskinliga yttre främre yta), till skillnad från dermis, har inte ett yttre lager av döda celler som skyddar mot miljöpåverkan. laser och ultraviolettstrålningen absorberas av ögats hornhinna, vilket kan skada den. Skadan åtföljs av ödem i epitelet och erosion, och vid svåra skador - grumling av den främre kammaren.
Ögats lins kan också vara benägen att skadas när den utsätts för olika laserstrålning - infraröd och ultraviolett.
Den största faran är dock laserns inverkan på näthinnan i den synliga delen av det optiska spektrumet - från 400 nm (violett) till 1400 nm (nära infrarött). Inom denna region av spektrumet fokuserar kollimerade strålar på mycket små områden av näthinnan. Den mest ogynnsamma varianten av exponering uppstår när ögat tittar i fjärran och en direkt eller reflekterad stråle kommer in i det. I det här fallet når dess koncentration på näthinnan 100 000 gånger.
Således verkar en synlig stråle med en effekt på 10 mW/cm2 på näthinnan med en effekt på 1000 W/cm2. Detta är mer än tillräckligt för att orsaka skada. Om ögat inte tittar på avstånd, eller om strålen reflekteras från en diffus, icke-spegelyta, leder mycket kraftigare strålning till skador. Lasereffekten på huden saknar fokuseringseffekten, så den är mycket mindre benägen att skadas vid dessa våglängder.
röntgenstrålar
Vissa högspänningssystem med spänningar över 15 kV kan generera röntgenstrålar med betydande effekt: laserstrålning, vilka källor är högeffekts elektronpumpade excimerlasrar, samtplasmasystem och jonkällor. Dessa enheter måste testas för strålningssäkerhet, inklusive för att säkerställa korrekt avskärmning.
Klassificering
Beroende på strålens effekt eller energi och strålningens våglängd delas lasrar in i flera klasser. Klassificeringen baseras på möjligheten för enheten att orsaka omedelbar skada på ögon, hud eller brand när den exponeras direkt för strålen eller när den reflekteras från diffusa reflekterande ytor. Alla kommersiella lasrar är föremål för identifiering genom märkning som appliceras på dem. Om enheten var hemmagjord eller inte märkt på annat sätt, bör råd inhämtas om lämplig klassificering och märkning. Lasrar kännetecknas av effekt, våglängd och exponeringstid.
Safe Devices
Förstklassiga enheter genererar lågintensiv laserstrålning. Det kan inte nå farliga nivåer, så källor är undantagna från de flesta kontroller eller andra former av övervakning. Exempel: laserskrivare och CD-spelare.
Villkorligt säkra enheter
Lasrar av andra klassen avger i den synliga delen av spektrumet. Detta är laserstrålning, vars källor gör att en person får en normal reaktion av avstötning av för starkt ljus (blinkreflex). När det utsätts för strålen blinkar det mänskliga ögat efter 0,25 s, vilket ger tillräckligt skydd. Laserstrålning i det synliga området kan dock skada ögat vid konstant exponering. Exempel: laserpekare, geodetiska lasrar.
Klass 2a-lasrar är specialenheter med en uteffekt på mindre än 1mW. Dessa enheter orsakar endast skada när de exponeras direkt i mer än 1000 s på en 8-timmars arbetsdag. Exempel: streckkodsläsare.
Farliga lasrar
Klass 3a hänvisar till enheter som inte skadar vid kortvarig exponering för det oskyddade ögat. Kan vara farligt när du använder fokusoptik som teleskop, mikroskop eller kikare. Exempel: 1-5 mW He-Ne-laser, några laserpekare och byggnadsnivåer.
Klass 3b laserstråle kan orsaka skada om den appliceras direkt eller reflekteras tillbaka. Exempel: 5-500mW HeNe-laser, många forsknings- och terapeutiska lasrar.
Klass 4 inkluderar enheter med effektnivåer över 500 mW. De är farliga för ögonen, huden och är också en brandrisk. Exponering för strålen, dess speglande eller diffusa reflektioner kan orsaka ögon- och hudskador. Alla säkerhetsåtgärder måste vidtas. Exempel: Nd:YAG-lasrar, displayer, kirurgi, metallskärning.
Laserstrålning: skydd
Varje laboratorium måste ge tillräckligt skydd för personer som arbetar med laser. Fönster i rum genom vilka strålning från apparater av klass 2, 3 eller 4 kan passera och orsaka skada påokontrollerade områden måste täckas över eller på annat sätt skyddas under drift av en sådan apparat. För maxim alt ögonskydd rekommenderas följande.
- Balken måste inneslutas i en icke-reflekterande, icke brandfarlig skyddsmantel för att minimera risken för oavsiktlig exponering eller brand. För att rikta in strålen, använd fluorescerande skärmar eller sekundära sikten; Undvik direkt ögonkontakt.
- Använd den lägsta effekten för strålinriktningen. Använd om möjligt avancerade enheter för preliminära inriktningsprocedurer. Undvik närvaron av onödiga reflekterande föremål i laserområdet.
- Begränsa strålens passage i riskzonen under icke-arbetstid, med hjälp av luckor och andra hinder. Använd inte rummets väggar för att rikta in strålen från klass 3b och 4 lasrar.
- Använd icke-reflekterande verktyg. En del inventarier som inte reflekterar synligt ljus blir speglande i det osynliga området av spektrumet.
- Bär inte reflekterande smycken. Metallsmycken ökar också risken för elektriska stötar.
Goggles
När du arbetar med klass 4-lasrar med ett öppet riskområde eller där det finns risk för reflektion, bör skyddsglasögon användas. Deras typ beror på typen av strålning. Glasögon måste väljas för att skydda mot reflexer, speciellt diffusa reflexer, och för att ge skydd till en nivå där den naturliga skyddsreflexen kan förhindra ögonskador. Sådana optiska enheterbibehåll en viss synlighet av strålen, förhindra brännskador på huden, minska risken för andra olyckor.
Faktorer att tänka på när du väljer skyddsglasögon:
- våglängd eller område av strålningsspektrumet;
- optisk densitet vid en specifik våglängd;
- maximal belysningsstyrka (W/cm2) eller stråleffekt (W);
- lasersystemtyp;
- strömläge - pulserande laserljus eller kontinuerligt läge;
- reflektionsförmåga - spegelvända och diffusa;
- synfält;
- närvaro av korrigerande linser eller av tillräcklig storlek för att tillåta användning av korrigerande glasögon;
- comfort;
- närvaro av ventilationshål för att förhindra imma;
- effekt på färgseende;
- slagmotstånd;
- förmåga att utföra nödvändiga uppgifter.
Eftersom skyddsglasögon är känsliga för skador och slitage bör laboratoriets säkerhetsprogram innehålla regelbundna kontroller av dessa skyddsfunktioner.
