Реферат: Лазерная безопасность - текст реферата. Скачать бесплатно.
Банк рефератов, курсовых и дипломных работ. Много и бесплатно. # | Правила оформления работ | Добавить в избранное
 
 
   
Меню Меню Меню Меню Меню
   
Napishem.com Napishem.com Napishem.com

Реферат

Лазерная безопасность

Банк рефератов / Радиоэлектроника

Рубрики  Рубрики реферат банка

закрыть
Категория: Реферат
Язык реферата: Русский
Дата добавления:   
 
Скачать
Microsoft Word, 1975 kb, скачать бесплатно
Заказать
Узнать стоимость написания уникального реферата

Узнайте стоимость написания уникальной работы

12 1. Физиологические эффекты при воздействии лазерного и злучения на человека. Непосредственное воздействие на человека оказывает лазерное излучение любой длины волны , однако в связи со спектральными особенностями поражаемых органов и существенно различными предельно допустимыми дозами облучения обы чно различают воздействие на глаза и кожные покровы человека. 1.1. Воздействие лазерного излучения на органы зрения Рисунок 1. Спектральные характеристики глаза : 1 — относительное пропускание глазной среды ; 2 — произведение пропускания глазной среды на поглощение всеми слоями сетчатки Основной элемент зрительного аппарата человека — сетчатка глаза — может бы ть поражена лишь излучением видимого ( от 0.4 мкм ) и ближнего ИК-диапазонов ( до 1.4 мкм ), что объясняется спектральными характеристиками человеческого глаза ( рис . 1 ). При этом хрусталик и глазное яблоко , действуя как дополнительная фокусирующая оптик а , существенно повышают концентрацию энергии на сетчатке , что , в свою очередь , на несколько порядков понижает максимально допустимый уровень ( МДУ ) облученности зрачка . Световой диаметр зрачка при расчете МДУ облучения принимают обычно равным 7 мм . Это не всегда соответствует действительности . Например , при большой светлоте ( физиологическая оценка яркости ) фона — из-за световой адаптации , в пожилом возрасте — из-за уменьшения чувствительности световых рецепторов. 1.1.1. МДУ прямо го облучения сетчатки Кроме длины волны , необходимо учитывать также длительность воздействия светового излучения . При очень коротких импульсах ( когда не успевают сработать механизмы теплопроводност и в области сетчатки ) нормируют плотность энергии для видимого излучения ( 0.4< <0.7 мкм ) при t< 2 10 -5 c МДУ облучения роговицы глаза составляет 5 10 -3 Дж /м 2 ; для ИК-излучения ( 1.05< <1.4 мкм ) при 2 10 -5 < t<5 10 -5 с — на порядок больше , то есть 5 10 -2 Дж /м 2 . Если длительность импульса превышает 20 мкс для видимого и 20 50 мкс для ближнего ( до 1.4 мкм ) излучения , то нормируют в первом приближении плотность мощности : для видимого излучения МДУ составляет 18 t 0.75 Вт /м 2 ; для ИК-излучения — почти порядок больше , то есть 90 t 0.75 Вт /м 2 . Во всех рассматриваемых далее случаях переходная область спектра — от темно-красного ( >700 нм ) до полностью невидимого ближнего ИК-излучения ( <1050 нм ) — характеризуется монотонным повышением МДУ от минимального значения ( для темно-красного излучения ) до максимального ( для полностью невидимого ИК-излуче ния ) по закону С 4 =10 ( -700)/500 . Приведенные данные по МДУ охватывают область наиболее критических значений параметров облучения зрачка глаза , когда в интервале от 10 -9 до 10 с причиной повреждения сетчатки является тепловое действие сфокусированного света при прямом наблюдении лазерного пучка , тогда как сверхкороткие лазерные импульсы вызывают в основном термоакустическое воздействие — протоплазма клеток из-за быстрого разогрева закипает и разрывает оболочку . В этом случае н о рмируют плотность мощности : для видимого излучения МДУ составляет 5 10 6 Вт /м 2 , для ИК-излучения — 5 10 7 Вт /м 2 . Длительное ( t>10 с ) прямое воздействие лазерного излу чения на сетчатку приводит в основном к фотохимическим процессам ее разрушения . Чтобы избежать этого (как и в случае сверхкоротких импульсов ), нормируют энергетическую освещенность (экспозицию ). Для зеленого ( =550 нм ) и более коротковолнового ( >400 нм ) видимого света МДУ составляет 100 Дж /м 2 . Что касается "теплых " цветов (550< <700 нм ), то фотохимические процессы начинают играть заметную роль только при больших време нных воздействиях лазерного излучения (T 2 =10 0.02( -500)+1 c), и в этом случае МДУ нужно уменьшить в С 3 раз (C 3 =10 0.015( -550) ). Сверхдлительное ( t>10 3 10 4 c) прямое воздействие лазерного излучения характеризуется малым значением МДУ , а именно 0.01 Вт /м 2 для сине-зеленого (0.4< <0.55 мкм ) излучения . Более длинноволновое видимое излучение (550< <700 нм ) допускает МДУ =10 0.015( -500)+2 Вт /м 2 . В случае ИК излучения переход от экспозиционного к мощностному ограничению (когда существенную роль играют регенерационные процессы , компенсирующие фотохимическое разрушение ) осуществляется при t>10 c: для 1.05< <1.4 мкм МДУ составляет 16 Вт /м 2 ; для >700 нм (темно-красное излучение ) и <1050 нм ( ближнее ИК излучение ) монотонно возрастающий МДУ составляет 3.2 10 ( -700)/500 Вт /м 2 . На перечисленные МДУ облучения ориентируются при однократном воздействии на глаз прямого лазерного излучения , фокусируемого хрусталиком в очень незначительное пятно на сетчатке . При наличии последовательности импульсов не только ни один из них , но и усредненная облученность не должны превышать МДУ . При усреднении воздействия последовательности импульсов с длитель ностью t<10 мкс и частотой повторения f>1 Гц МДУ одиночного импульса должен быть уменьшен в С 5 раз : (1.1) Если длительность отдельных импульсов t в последовательности превышает 10 мкс ( а частота следования f>1 Гц ), то для импульса длительностью N t за ограничение облученности принимают (1/N)-ю часть МДУ . Наиболее сложно определить МДУ для повторяющихся серий , состоящих из определенного числа импульсов . Когда в серии не более 10 импульсов , ее приравнивают к одному эквивалентному импульсу . При этом : 1) если t серии меньше 10 мкс , то за длительность эквивалентного импульса принимают длительность самого короткого импульса в серии , а за энергетическое воздействие — суммарное (полное ) энергетическое воздействие в сей серии ; 2) если t серии больше 10 мкс , то за длительность эквивалентного импульса принимают суммарную длительность парциальных импульсов , а за энергетическое воздействие — суммарное энергетическое воздействие всей серии . Если в серии более 10 импульсов , то МДУ рассчитывают как для одного , якобы непрерывного импульса , охватывающего всю последовательность. 1.1.2. МДУ для наружных покровов глаз человека Невидимое УФ (0.2< <0.4 мкм ) или ИК излучение (1.4< <1000 мкм ) практически не доходит до сетчатки и потому может повреждать лишь наружные части глаз человека : УФ излучение вызывает фотокератит , средневолновое ИК из лучение (1.4< <3 мкм ) — отек , катаракту и ожог роговой оболочки глаза ; дальнее ИК излучение (3 мкм < <1 мм ) — ожог роговицы . Поэтому МДУ облучения глаз при УФ и ИК излучении рассматривают здесь , хо тя (из-за отсутствия фокусирующего действия хрусталика ) численные значения данного МДУ на несколько порядков больше значений , приведенных в подразделе "МДУ прямого облучения сетчатки ", и соответствуют МДУ для кожных покровов . К тому же для наружных покров о в глаза и кожных покровов МДУ нормируются относительно апертуры диаметром 1 мм (для сетчатки — 7 мм ), что еще более снижает требования лучевой безопасности в рассматриваемом случае . Тем не менее эти данные могут оказаться полезными , так как в настоящее вр е мя возрастает число коммерческих лазеров , работающих в УФ и ИК диапазонах. Плотность мощности для сверхкоротких (менее 1 нс ) импульсов почти одинакова в обоих диапазонах : 30 ГВт /м 2 в УФ области и 100 ГВт /м 2 в ИК области (1.4 мкм < <1 мм ). При больших временах воздействия ситуация наиболее проста для жесткого (200< <320.5 нм ) УФ излучения , где МДУ =30 Дж /м 2 , вплоть до длительностей облучения 30000 с , то есть свыше 8 часов . Более сложна система задан ия МДУ для узкого участка УФ излучения с 302.5< <315 нм . Для сколько-нибудь длительного воздействия (10< t<30000 c) МДУ возрастает на 2.5 порядка по закону С 2 =10 ( -295)/5 Дж /м 2 . В области импульсных воздействий (1 нс < t<10 c) такое быстрое нарастание МДУ имеет место лишь при t>T 1 =10 ( -295)/5 c; если t п риведены в таблице 1.2. Напомним , что при измерении энергетической яркости рассеянного (точнее : со значительным углом расходимости ) излучения ее усреднение при измерении МДУ следует выполнять по углу (см . рисунок 2). Кроме то го , поскольку глаза устроены так , что не пропускают к сетчатке УФ и ИК излучение с >1.4 мкм , то в этих диапазонах разница между МДУ , указанным в таблице 1.1, и МДУ , указанным в таблице 1.2, отсутствует. Таблица 1.2 МДУ облуч ения глаз человека рассеянным лазерным излучением Длина волны , нм МДУ Единица измерения Условие При длительности экспозиции t, с 10 -9 От 10 -9 до 10 -7 От 10 -7 до 10 От 10 до 10 3 От 10 3 до 10 4 От 10 4 до 3 10 4 От 200 ГВт /м 2 — 30 — — — — — до 302.5 Дж /м 2 — — 30 30 30 30 30 От 302.5 до 315 Дж /м 2 При t T 1 — C 1 C 1 — — — Дж / м 2 При t T 1 — C 2 C 2 — — — Дж /м 2 — — — — C 2 C 2 C 2 ГВт /м 2 — 30 — — — — — От 315 Вт /м 2 — 3 10 10 — — — 10 10 до 400 Дж /м 2 — — C 1 C 1 10 4 — — От 400 Вт /м 2 ср — 10 11 — — — — 21 до 550 Дж /м 2 ср — — С 7 С 7 2.1 10 5 2.1 10 5 — От 550 до 700 Дж /м 2 ср При t T 2 — — — 2С 8 2С 8 — Дж /м 2 ср При t T 2 — — — 2.1 10 5 С 3 2.1 10 5 С 3 — Дж /м 2 ср — — С 7 С 7 — — — Вт /м 2 ср — 10 11 — — — — 21С 3 От 700 Дж /м 2 ср — — С 4 С 7 С 4 С 7 2С 4 С 8 — — до 1050 кВт /м 2 с р — С 4 10 8 — — — 6.4С 4 6.4С 4 От 1050 Дж /м 2 ср — — 5С 7 5С 7 10С 8 — — до 1400 Вт /м 2 ср — 5 10 11 — — — 3.2 10 4 3.2 10 4 От 1400 Дж /м 2 — 100 С 1 — — — до 10 6 Вт /м 2 — 10 11 — — 10 3 10 3 10 3 С 1 =5.6 10 3 ( t) 0.25 ; T 1 =10 0.8( -295)-15 ; C 2 =10 0.2( -295) ; T 2 =10 1+0.02( -550) ; C 3 =10 0.015( -550) ; C 4 =10 ( -700)/500 ; С 7 =10 5 ( t) 0.33 ; С 8 =1.9 10 4 ( t) 0.75 ; Таблица 1.3МДУ облучения наружных покровов человека Длина волны , нм МДУ Единица измерения Условие При длительности экспозиции t, с 10 -9 От 10 -9 до 10 -7 От 10 -7 до 10 От 10 до 10 3 От 10 3 до 3 10 4 От 200 Дж /м 2 — — 30 30 30 30 до 302.5 ГВт /м 2 — 30 — — — — От 302.5 Дж /м 2 При t T 1 — C 1 C 1 — — до 315 Дж /м 2 При t T 1 — C 2 C 2 — — Дж /м 2 — — — — — — Вт /м 2 — 3 10 10 — — 10 -3 С 3 10 -3 С 2 От 315 Дж /м 2 — — С 1 С 1 10 4 — до 400 Вт /м 2 — 3 10 10 — — — 10 От 400 Дж /м 2 — — 200 С 9 — — до 1400 Вт /м 2 — 2 10 11 — — 2000 2000 От 1400 Дж /м 2 — — 100 С 1 — — до 10 6 Вт /м 2 — 10 11 — — 1000 1000 С 1 =5.6 10 3 ( t) 0.25 ; T 1 =10 0.8( -295)-15 ; C 2 =10 0.2( -295) ; С 9 =1.1 10 4 ( t) 0.25 ; 1.2. МДУ лазерного облучения кожных покровов При принятии должны х мер безопасности (защитные очки и др .) повреждение зрительных органов человека обычно исключается . Однако остается возможность поражения кожных покровов (например , рук при обслуживании лазерной технологической установки ). Что касается МДУ лазерного облу ч ения для кожных покровов человека , то их значения , по рекомендации МЭК , отличаются от значений , рассмотренных ранее для глаз , лишь в области видимого и ближнего ИК излучения ( <1.4 мкм ). При этом облучение усредняют в пределах круглой апертуры 1 мм для всех длин волн менее 0.1 мм . Облучение в дальней ИК области (0.1< <1 мм ) по-прежнему усредняют в апертуре 11 мм. Таким образом , при люб ом лазерном излучении , пользуясь данными таблиц 1.1 — 1.3, можно легко определить МДУ облучения , позволяющий избежать органических повреждений глаз и кожных покровов человека . Применение того или иного способа обеспечения безопасности человека при лазерн ом излучении зависит от стадии изготовления или эксплуатации лазерного прибора . На защиту пользователя от лазерного облучения , превышающего МДУ , нацелены рекомендуемые МЭК конструктивные мероприятия , необходимые при изготовлении лазерных приборов . Посколь к у эти мероприятия в той или иной степени обязательны для всех изготовителей лазерных приборов , целесообразно рассмотреть их более подробно. 2. Требования к изготовителям лазерных приборов в связи с обеспечением безопасности пользо вателей МЭК рекомендует в связи с унификацией требований к конструкциям лазерных приборов разделять эти приборы на четыре класса с точки зрения опасности лазерного излучения для пользователей . 2.1. Лазер ные излучатели класса 1 Наиболее безопасными как по своей природе (МДУ облучения никак не может быть превышен ), так и по конструктивному исполнению являются лазерные приборы класса 1. В связи с таким двойным подходом допустимые пр еделы излучения (ДПИ ) лазерных приборов класса 1 в спектральной области от 0.4 до 1.4 мкм , для которой возможно как точечное , так и протяженное повреждение сетчатки , характеризуются значениями в двух аспектах — энергетическом (в ваттах или джоулях ) и ярко с тном . Соответствующие значения приведены в таблице 2.1 (кроме УФ излучения , а также ИК излучения от 1.4 мкм ) Таблица 2.1 ДПИ для лазеров класса 1 Длина ДПИ волны Еди- Усло- При длительности излучения t, с , нм ница изме-рения вие 10 -9 От 10 -9 до 10 -7 От 10 -7 до 1.8 10 -5 От 1.8 10 -5 до 5 10 -5 От 5 10 -5 до 10 От 10 до 10 3 От 10 3 до 10 4 От 10 4 до 3 10 4 От 200 мкДж — — 24 24 24 24 24 24 24 до 302.5 кВт — 24 — — — — — — — От 302.5 мкДж При t T 1 — 0.79C 1 0.79C 1 0.79C 1 0.79C 1 — — — до 315 мкДж При t T 1 — 0.79C 2 0.79C 2 0.79C 2 0.79C 2 — — — мкДж — — — — — — 0.79C 2 0.79C 2 0.79C 2 кВт — 24 — — — — — — — От 315 кВт — 24 — — — — — 7.9 10 -9 7.9 10 -9 до 400 мкДж — — 0.79C 1 0.79C 1 0.79C 1 0.79C 1 7.9 10 3 — — От 400 Дж — — 21 10 4 С 10 С 10 С 10 3.9 10 -3 3.9 10 -3 — до Дж /м 2 ср — — С 7 С 7 С 7 С 7 2.1 10 5 2.1 10 5 — 550* Вт — 200 — — — — — — 3.9 10 -7 Вт /м 2 ср — 10 11 — — — — — — 21 От 550 до 700* мДж и Дж /м 2 ср При t T 2 — — — — — 10 3 С 10 10 3 С 10 — мДж При t T 2 — — — — — 3.9С 3 3.9С 3 — М Дж / м 2 ср — — 10 -6 С 7 10 -6 С 7 10 -6 С 7 10 -6 С 7 — — — мДж и Дж /м 2 ср — — 2 10 -4 10 3 С 10 10 3 С 10 2 10 -4 — — — мкВт — 200 — — — — — — 0.39 10 -6 С 3 Вт /м 2 — 10 11 — — — — — — 21С 3 От 700 Дж — — 2С 4 10 -7 2С 4 10 -7 С 4 С 10 С 4 С 10 С 4 С 10 — — до 1050* Дж / м 2 ср — — С 4 С 7 С 4 С 7 С 4 С 7 С 4 С 7 2С 4 С 8 — — кВт — 0.2С 4 — — — — — 12С 4 12С 4 кВт / м 2 ср — С 4 10 8 — — — — — 6.4С 4 6.4С 4 От 1050 Дж — — 2 10 -6 2 10 -6 2 10 -6 5С 10 5С 10 — — до 1400* Дж / м 2 ср — — С 7 С 7 С 7 С 7 С 7 — — Вт — 2 10 3 — — — — — 6 10 4 6 10 4 Вт / м 2 ср — 5 10 11 — — — — — 3.2 10 4 3.2 10 4 От 1400 мкДж — — 80 0.4С 9 0.4С 9 0.4С 9 — — — до 10 5 Вт — 8 10 4 — — — — 8 10 -4 8 10 -4 8 10 -4 От 10 5 Дж — — 10 -2 10 -4 С 1 10 -4 С 1 10 -4 С 1 — — — до 10 6 Вт — 10 7 — — — — 0.1 0.1 0.1 С 1 =5.6 10 3 ( t) 0.25 ; T 1 =10 0.8( -295)-15 ; C 2 =10 0.2( -295) ; T 2 =10 1+0.02( -550) ; C 3 =10 0.015( -550) ; C 4 =10 ( -700)/500 ; * — Необходимы двойные пределы для класса 1. С 7 =10 5 ( t) 0.33 ; С 8 =1.9 10 4 ( t) 0.75 ; С 9 =1.1 10 4 ( t) 0.25 ; С 10 =7 10 -4 ( t) 0.75 ; 2.2. Лазерные излучатели класса 2 Это маломощные лазерные приборы , излучающие только в видимом (0.4< <0.7 мкм ) диапазоне . Их непрерывная мощность ограничена 1 мВт , так как предполагается , что человек обладает естественной реакцией защиты своих глаз от воздействия непрерывного излучен ия (рефлекс мигания ). В случае кратковременных облучений ( t<0.25 мин ) энергетика лазерных излучателей класса 2 не должна превышать соответствующие ДПИ для приборов класса 1. Таким образом , лазерные излучатели класса 2 не могу т нанести вред человеку помимо его желания. 2.3. Лазерные излучатели класса 3 Излучатели этого класса занимают переходное поло жение между безопасными приборами классов 1, 2 и лазерами класса 4 (которые безусловно требуют принятия мер по защите персонала ). В соответствии с этим МЭК рекомендует подразделять лазерные излучатели класса 3 на два подкласса — 3А и 3Б. 2.3.1. Лазерные излучатели подкласса 3А К ним относят условно безопасные излучатели . Они не способны повредить зрение человека , но при условии н еиспользования каких-либо дополнительных оптических приборов для наблюдения прямого лазерного излучения . В соответствии с этим условием мощность видимого излучения непрерывных лазеров подкласса 3А не должна превышать 5 мВт (то есть пятикратного значения Д ПИ для класса 2), а облученность — 25 Вт /м 2 . Допустимая энергетика для других длин волн и длительностей облучения не должна более чем в 5 раз превышать ДПИ для класса 1 (см . таблицу 2.2). Таблица 2.2 ДПИ для лазеров подкласса 3А Длина ДПИ волны Еди- Усло- При длительности излучения t, с , нм ница изме-рения вие 10 -9 От 10 -9 до 10 -7 От 10 -7 до 1.8 10 -5 От 1.8 10 -5 до 5 10 -5 От 5 10 -5 до 10 От 10 до 10 3 От 10 3 до 10 4 От 10 4 до 3 10 4 От 200 мДж — — 0.12 0.12 0.12 0.12 0.12 0.12 0.12 до Дж /м 2 — — 30 30 30 30 30 30 30 302.5* МВт — 0.12 — — — — — — — ГВт /м 2 — 30 — — — — — — — От 302.5 мкДж При t T 1 — 4C 1 4C 1 4C 1 4C 1 4C 1 — — до 315 мкДж При t T 1 — 4C 2 4C 2 4C 2 4C 2 4C 2 — — мкДж — — — — — — — 4C 2 4C 2 Дж /м 2 При t T 1 — C 1 C 1 C 1 C 1 C 1 — — Дж /м 2 При t T 1 — C 2 C 2 C 2 C 2 C 2 — — Дж /м 2 — — — — — — — C 2 C 2 МВт — 0.12 — — — — — — — ГВт /м 2 — 30 — — — — — — — От 315 Вт — 1.2 10 5 — — — — — — 4 10 -5 до 400 Вт /м 2 — 3 10 10 — — — — — — 10 мкДж — — 4C 1 4C 1 4C 1 4C 1 4C 1 4 10 -4 — Дж /м 2 — — C 1 C 1 C 1 C 1 C 1 10 4 — От 400 Дж — — 10 -6 10 -6 5С 10 5С 10 — — — до 700 Дж /м 2 — — 5 10 -3 5 10 -3 С 6 С 6 — — — Вт — 1000 — — — — 5 10 -3 5 10 -3 5 10 -3 Вт /м 2 — 5 10 6 — — — — 25** 25** 25** От 700 Дж — — С 4 10 -6 С 4 10 -6 5С 4 С 10 5С 4 С 10 5С 4 С 10 5С 4 С 10 — до 1050 Дж /м 2 — — 5 10 -3 С 4 5 10 -3 С 4 С 4 С 6 С 4 С 6 С 4 С 6 С 4 С 6 — Вт — 10 3 С 4 — — — — — — 6 10 -4 С 4 Вт /м 2 — 5 10 6 С 4 — — — — — — 3.2С 4 От 1050 мДж — — 0.01 0.01 0.01 С 6 С 6 С 6 — до Дж /м 2 — — 0.05 0.05 0.05 5 С 6 5С 6 5С 6 — 1400 Вт — 10 4 — — — — — — 3 10 -3 Вт /м 2 — 5 10 7 — — — — — — 16 От 1400 мкДж — — 400 2С 9 2С 9 2С 9 2С 9 — — до 10 5 Дж /м 2 — — 100 С 1 С 1 С 1 С 1 — — Вт — 4 10 5 — — — — — 4 10 -3 4 10 -3 Вт /м 2 — 10 11 — — — — — 10 3 10 3 От 10 5 мДж — — 50 0.5С 1 0.5С 1 0.5С 1 0.5С 1 — — до 10 6 Дж /м 2 — — 100 С 1 С 1 С 1 С 1 — — Вт — 5 10 7 — — — — — 0.5 0.5 Вт /м 2 — 10 11 — — — — — 10 3 10 3 С 1 =5.6 10 3 ( t) 0.25 ; T 1 =10 0.8( -295)-15 ; C 2 =10 0.2( -295) ; T 2 =10 1+0.02( -550) ; C 4 =10 ( -700)/500 ; С 6 =18( t) 0.75 ; * — Здесь и далее необходимы двойные пределы С 9 =1.1 10 4 ( t) 0.25 ; для класса 3А. С 10 =7 10 -4 ( t) 0.75 ; ** — Естественная защитная реакция на излучение более 0.25 секунд. 2.3.2. Лазерные излучатели подкласса 3Б К ним относят излучатели средней мощности , непосредственное наблюдение которых даже невооруженным (без фокусирующей оптической системы ) глазом опасно для зрения . Однако при соблюдении определен ных условий — удалении глаза более чем на 13 см от рассеивателя и времени воздействия не более 10 с — допустимо наблюдение диффузно рассеянного излучения . Поэтому непрерывная мощность таких лазеров не может превышать 0.5 Вт , а энергетическая экспозиция — 1 00 кДж /м 2 . Остальные значения ДПИ для лазеров подкласса 3Б приведены в таблице 2.3. Таблица 2.3 ДПИ для лазеров подкласса 3Б Длина волны ДПИ , нм Единица При длительности излучения t, с измере ния 10 -9 От 10 -9 до 0.25 От 0.25 до 3 10 4 От 200 до 302.5 Дж — 3.8 10 -4 — Вт 3.8 10 -5 — 1.5 10 -3 От 302.5 до 315 Дж — 1.25 10 -5 С 2 — Вт 1.25 10 4 С 2 — 5 10 -5 С 2 От 315 до 400 Дж — 0.125 — Вт 1.25 10 8 — 0.5 От 400 до 700* Дж /м 2 — 3.14 С 7 и 10 5 — Вт — — 0.5 Вт /м 2 3.14 10 11 — — От 700 до 1050* Дж /м 2 — 3.14 С 4 С 7 и 10 5 — Вт — — 0.5 Вт /м 2 3.14 10 11 — — От 1050 до 1400* Дж /м 2 — 15.7 С 7 и 10 5 — Вт — — 0.5 Вт /м 2 1.57 10 12 — — От 1400 до 10 6 Дж /м 2 — 10 5 — Вт — — 0.5 Вт /м 2 10 14 — — C 2 =10 0.2( -295) ; C 4 =10 ( -700)/500 ; * — Необход имы двойные пределы для класса 3Б. С 7 =10 5 ( t) 0.33 ; 2.4. Лазерные излучатели класса 4 Это мощные л азерные установки , способные повредить зрение и кожные покровы человека не только прямым , но и диффузно рассеянным излучением . Значения ДПИ в данном случае превышают значения , принятые для подкласса 3Б . Работа с лазерными излучателями класса 4 требует обя з ательного соблюдения соответствующих защитных мер. 2.5. Особенности использования ДПИ при классификации лазерных излучателей Лазерные излучатели , генерирующие на двух или более д линах волн неаддитивно , классифицируют по наибольшему классу опасности для каждой из них . В случае попадания генерируемых волн в один поддиапазон (аддитивные воздействия ) поступают аналогично определению МДУ , то есть сумма относительных излучений , нормиро в анных по ДПИ для данной длины волны , не должна превышать единицы : (И ) отн = И отн ( 1 ) + И отн ( 1 ) + ... = И отн ( 1 ) / ДПИ ( 1 ) + И отн ( 1 ) / ДПИ ( 2 ) + ... < 1. Если , например , через какое-либо отверстие корпуса защитного кожуха , или при введении оптического зонда , или в случае отказа блокировок лазерное изл учение может попасть на человека — его глаза или только на кожные покровы , то классификацию осуществляют с учетом и этого дополнительного облучения. Классификация лазерных приборов , излучающих повторяющиеся импульсы , осуществляют следующим образом . Последо вательно определяют класс опасности для : наиболее мощного импульса в серии ; средней мощности импульсов в серии , действующих якобы как один импульс с длительностью , равной длительности серии ; наиболее мощного импульса последовательности из n импульсов (за время проведения классификации ) при мгновенной частоте повторения импульсов (определяемой по самому короткому интервалу ) f>1 Гц . Однако при длительности отдельных импульсов t<10 мкс значение вклада каждого отдель ного импульса уменьшают на значение коэффициента С 5 ; при t>10 мкс одиночным считают импульс длительностью T= t n и значение его вклада уменьшают в n раз ; наиболее мощного эквивалентного импульса , представляющего собой последовательность (группу ) из n<10 импульсов , повторяющихся с квазирегулярными интервалами . При этом энергетическая экспозиция эквивалентного импульса равна полной энергетической экспозиции группы и м пульсов , а длительность эквивалентного импульса равна или наименьшей длительности импульса в группе (при t гр <10 мкс ), или сумме длительностей отдельных импульсов в группе (при t гр >10 мкс ). В резул ьтате лазерному прибору присваивают наиболее высокий класс опасности из вычисленных в пунктах 1 — 4. Если при определении ДПИ для эквивалентного импульса требования будут более жесткими , то , следуя пунктам 1 — 3, можно немного уменьшить получаемые значени я . Причем если n>10, то нужно следовать пункту 3. Кроме того , 825-й публикацией МЭК предусмотрен целый ряд дополнительных организационно-технических мероприятий , обязательных для изготовителя , по обеспечению безопасности лазерных изделий. 3. Технико-гигиеническая оценка лазерных изделий в России В нашей стране на базе проведенных комплексных исследований и современных представлений о влиянии лазерного излучения на организм человек а разработан и утвержден ряд нормативных документов , обеспечивающих безопасную эксплуатацию лазерных изделий . Эти документы устанавливают единую систему обеспечения лазерной безопасности . В такую систему входят : технические средства снижения опасных и вре д ных производственных факторов , организационные мероприятия , контроль условий труда на лазерных установках. В современной отечественной научно-технической и нормативной литературе дано несколько вариантов классификации лазерных изделий . С позиции обеспечен ия лазерной безопасности их классифицируют по основным физико-техническим параметрам и степени опасности генерируемого излучения. В зависимости от конструкции лазера и конкретных условий его эксплуатации обслуживающий его персонал может быть подвержен возд ействию опасных и вредных производственных факторов , перечень которых приведен в ГОСТ 12.1.040-83. Уровни опасных и вредных производственных факторов на рабочем месте не должны превышать значений , установленных по электробезопасности , взрывоопасности , шуму , уровням ионизирующего излучения , концентрации токсических веществ и др. 3.1. Классы опасности лазерного излучения по СНиП 5804-91 Степень воздействия лазерного излучения на опе ратора зависит от физико-технических характеристик лазера — плотности мощности (энергии излучения ), длины волны , времени облучения , длительности и периодичности импульсов , площади облучаемой поверхности. 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 : 380 1400 нм — дл я сетчатки глаза, 180 380 нм и свыше 1400 нм — для передних сред глаза, 180 10 5 нм (т.е . во всем рассматриваемом диапазоне ) — для кожи. Нашими гигиенистами выдвинуты требования , в соответствии с к оторыми 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 ил диффузно отраженного. В соответствии со С НиП 5804-91 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 про в одит 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 неко л лимированное , 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 : 1. к нему относят полностью безопасные лазеры , выходное излучение которых не представляет опасности для глаз и кожи человека ; 2. к нему относят лазеры , выходное излучение которых пр едставляет 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 ; 3. к нему относят лазерные устройства , работающие в видимой области с пектра 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 ); 4. наиболее опасный — к не му относят лазерные устройства , даже диффузно отраженное излучение которых представляет опасность для глаз и кожи на расстоянии менее 10 см. При определении класса опасности лазерного излучения учитываются три спектральных диапазона. Таблица 3.1 Класс оп асности 180 380 380 1400 1400 10 5 лазерного Диапазон излучения I II III 1 + + + 2 + + + 3 — + — 4 + + + 3.2. Гигиеническое нормирование лазерного излучения. В соответствии со СНиП 5804-91 регламентируют ПДУ 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 огра ничивающую апертуру диаметрами d а =1.1 мм (в спектральных диапазонах I и II) и d а =7 мм (в диапазоне II); энергетическая экспозиция H и облученность E, усредненные по ограничивающей апертуре : H=W/S a ; E=P/S a (3.1) где S a — площадь ограничивающей апертуры. Угловой размер протяженного источника излучения определяется по формуле (3.2) где S 0 — площадь источника , l — расстояние от точки наблюдения до источни ка , — угол между нормалью к поверхности источника и направлением визирования. В случае протяженного источника излучения вводят дополнительный коэффициент В 1 для всего диапазона возможных интерва лов облучения при > пред — углового размере точечного источника. ПДУ лазерного излучения устанавливают для двух условий — однократного и хронического облучения . Под хроническим понимают "системат ически повторяющееся воздействие , которому подвергаются люди , профессионально связанные с лазерным излучением ". ПДУ при этом определяют как : 1) уровни лазерного излучения , при которых "существует незначительная вероятность возникновения обратимых отклонен ий в организме " человека ; 2) 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 последующи х его поколений ". ПДУ хронического воздействия рассчитывают путем уменьшения в 5 10 раз ПДУ однократного воздействия. ПДУ при одновременном воздействии излучений с разными длинами волн устанавливают так : для кожи и передних ср ед глаза — в спектральных диапазонах I и III (длина волн 180< 380 нм и 1400< 10 5 нм соответственно ); для сетчатки глаза — в диапазоне II (длина волн 380< 1400 нм ). В каждом из этих случаев действие различных источников считают аддитивным : (3.3) где n — число источников излучения , действие которых аддитивно , i — условный порядковый номер источника , — предельно допустимы е значения энергии (или мощности ) каждого источника ; С i — относительный энерговклад каждого источника , определяемый как отношение энергии (мощности ) источника с порядковым номером i к суммарной энергии (мощности ) всех источников. 3.2.1. ПДУ лазерного излучения УФ диапазона Для УФ излучения с длиной волны =180 380 нм (как коллимированного , так и рассеянного ) при однократн ом воздействии на глаза и кожу человека нормируют H пду , E пду и W пду , Р пду . В этом спектральном диапазоне диаметр ограничивающей апертуры d a =1.1 10 -3 м . Поэтому (3.4) где ПДУ облучения зависит от длительности воздействия и длины волны Таблица 3.2 Предельные дозы при однократном воздействии на глаза и кожу коллимированного или рассеянного лазерного излучения Длина волны , нм Дли тельность воздействия t, с H ПДУ , Дж м -2 ; E ПДУ , Вт м -2 180 380 t 10 H ПДУ 380 302.5 10 t 3 10 4 H ПДУ =25; E ПДУ =25/t 302.5 315 10 t T 1 H ПДУ 302.5 315 T 1 t 3 10 4 H ПДУ =0.8 10 0.2( -295) ; E ПДУ =0.8 10 0.2( -295) /t 315 380 10 -9 t 10 H ПДУ 315 380 10 t 3 10 4 H ПДУ =8 10 3 ; E ПДУ =8 10 3 /t Примечания : 1. Во всех случаях W пду =H пду 10 -6 ; P пду =E пду 10 -6 . 2. Для второго спектрального поддиапазона T 1 =10 5 10 0.8( -295) , где в нанометрах. 3. Ограничив ающая апертура составляет 1.1 10 -3 м. На практике важное значение имеет предельно допустимая однократная суточная доза. Таблица 3.3 Предельные однократные суточные дозы при облучении глаз и кожи лазерным излучением Длина волны , нм H ПДУ (3 10 4 ) Дж м -2 ; 180 380 25 302.5 315 0.8 10 0.2( -295) 305 80 307.5 250 310 8 10 2 312.5 2.5 10 3 315 8 10 3 315 380 8 10 3 3.2.2 ПДУ лазерного излучения при облучении глаз в диапазоне 380< 1400 нм Таблица 3.4 Предельные дозы при однократном воздействии на глаза коллимированного лазерного излучения Длина волны , нм Длительность воздействия t, с W ПДУ , Дж 380 600 t 2.3 10 -11 2.3 10 -11 t 5 10 -5 8 10 -8 5 10 -5 t 1 600 750 t 6.5 10 -11 6.5 10 -11 t 5 10 -5 1.6 10 -7 5 10 -5 t 1 750 1000 t 2.5 10 -10 2.5 10 -10 t 5 10 -5 4 10 -7 5 10 -5 t 1 1000 1400 t 10 -9 10 -9 t 5 10 -5 10 -6 5 10 -5 t 1 Примечания : 1. Длительность воздействия меньше 1 с. 2. Ограничивающая апертура = 7 10 -3 м. 3.2.3 ПДУ лазерного излучения при облуч ении кожи в диапазоне 380< 1400 нм Таблица 3.7 Предельные дозы при однократном воздействии на кожу коллимированного или рассеянного лазерного излучения Длин а волны , нм Длительность излучения t, с H ПДУ , Дж м -2 ; E ПДУ , Вт м -2 380 500 10 -10 t 10 -1 H ПДУ = 10 -1 t 1 H ПДУ = 1 t 10 2 E ПДУ = t>10 2 E ПДУ =5 10 2 500 900 10 -10 t 3 H ПДУ = 3 t 10 2 E ПДУ = t>10 2 E ПДУ =5 10 2 900 1400 10 -10 t 1 H ПДУ = 1 t 10 2 E ПДУ = t>10 2 E ПДУ =5 10 2 Примечания : 1. Ограничивающая апертура = 1.1 10 -3 м. 2. W пду =10 -6 H пду ; P пду =10 -6 Eпду. 3.2.4. ПДУ лазерного излучения в диапазоне 1400< 10 5 нм Таблица 3.8 Предельные дозы при однократном воздействии на глаза и кожу коллимированного или рассеянного лазерного излучения Длина волны , нм Длительность облучения t, с H ПДУ , Дж м -2 ; E ПДУ , Вт м -2 1400 1800 10 -10 t 1 H ПДУ = 1 t 10 2 E ПДУ = t>10 2 E ПДУ =5 10 2 1800 2500 10 -10 t 3 H ПДУ = 3 t 10 2 E ПДУ = t>10 2 E ПДУ =5 10 2 250 10 5 10 -10 t 10 -1 H ПДУ = 10 -1 t 1 H ПДУ = 1 t 10 2 E ПДУ = t>10 2 E ПДУ =5 10 2 Примечания : 1. Ограничивающая апертура = 1.1 10 -3 м. 2. W пду =10 -6 H пду ; P пду =10 -6 Eпду. 3.2.5. Определение класса лазерного изделия по степени опасности излучения , генерируемого лазером Для определения класса опасности лазера (и лазерного изделия в целом ) предельно допустимые уровни излучения для глаз и кожи человека в зависимости от режима генерации и спектрального диапазона излучения сопоставляют с ограничен иями по классам , данными в таблице 3.9. Таблица 3.9 Соотношения для определения классов по с тепени опасности генерируемого излучения Длина волны , нм Класс опасности Режим генерации излучения Одиночные импульсы Серии импульсов Непрерывное излучение 180< 1 W i (t и ) H пду (t и )S п W i c (t и ) H c пду (t и )S п P(t) E пду (t)S п * 380 1 (t и ) H пду (3 10 4 )S п (t и ) H пду (3 10 4 )S п (t i )t i H пду (3 10 4 )S п 2 W i (t и ) 10 -2 H пду (t и ) W i c (t и ) 10 -2 H пду (t и ) P(t) 10 -2 E пду (t и ) * 2 (t и ) 10 -2 H пду (3 10 4 ) (t и ) 10 -2 H пду (3 10 4 ) (t i )t i 10 -2 H пду (3 10 4 ) 4 W i (t и )> 10 -2 H пду (t и ) W i c (t и )> 10 -2 H пду (t и ) P(t)> 10 -2 E пду (t и ) * 4 (t и )> 10 -2 H пду (3 10 4 ) (t и )> 10 -2 H пду (3 10 4 ) (t i )t i > 10 -2 H пду (3 10 4 ) 380< 750 1 ** 2 W(t и ) 8 10 2 W пду (t и ) W с (t) 8 10 2 W с пду (t) P(t) 8 10 2 P пду (t) ** 3 W(t и ) 10 4 W пду (t и ) *** W с (t) 10 4 W с пду (t) *** P(t) 10 4 P пду (t) * *** 4 W(t и )> 10 4 W пду (t и ) *** W с (t)> 10 4 W с пду (t) *** P(t)> 10 4 P пду (t) * *** 750< 1400 1 * 2 W(t и ) 8 10 2 W пду (t и ) W с (t) 8 10 2 W с пду (t) P(t) 8 10 2 P пду (t) ** 3 W(t и ) 10 -2 H пду (t и ) *** W с (t) 10 -2 H с пду (t) *** P(t) 10 -2 E пду (t) * *** 4 W(t и )> 10 -2 H пду (t и ) *** W с (t)> 10 -2 H с пду (t) *** P(t)> 10 -2 E пду (t) * *** 1400< 1 W(t и ) H пду (t и )S п W c (t) H c пду (t и )S п P(t) E пду (t)S п * 10 5 2 W(t и ) 10 -2 H пду (t и ) W с (t) 10 -2 H с пду (t) P(t) 10 -2 E пду (t) * 4 W(t и )> 10 -2 H пду (t и ) W с (t)> 10 -2 H с пду (t) P(t)> 10 -2 E пду (t) * * Длительность воздействия непрерывного излучения в диапазонах 180< 380 нм , 750< 1400 нм и 1400< 10 5 нм составляет 10 с (наиболее вероятное время пребывания человека в состоянии полной неподвижности ). ** Длительность воздействия непрерыв ного излучения в диапазоне 380< 750 нм составляет 0.25 с (время мигательного рефлекса ). *** Предельно допустимые уровни Н пду и Е пду для кожи. 12 Оглавление 1.1. Воздействие лазерного излучения на органы зрения 1.1.1. МДУ прямого облучения сетчатки 1.1.2. МДУ для наружных покровов глаз человека 1.1.3. Представление МДУ облучения как поверхности в координатах — t 1.1.4. МДУ облучения глаз рассеянным лазерным излучением 1.2. МДУ лазерного облучения кожных покровов 2 . Требования к изготовителям лазерных приборов в связи с обеспечением безопасности пользователей 2.1. Лазерные излучатели класса 1 2.2. Лазерн ые излучатели класса 2 2.3. Лазерные излучатели класса 3 2.3.1. Лазерные излучатели подкласса 3А 2.3.2. Лазерные излучатели подкласса 3Б 2.4. Лазерные излучатели класса 4 2.5. Особенности использования ДПИ при классификации л азерных излучателей 3. Технико-гигиеническая оценка лазерных изделий в России 3.1. Классы опасности лазерного излучения по СНиП 5804-91 3.2. Гигиеническое нормирование лазерного излучения. 3.2.1. ПДУ лазерного излучения УФ диапазона 3.2.2 ПДУ лазерного излучения при облучении глаз в диапазоне 380< 1400 нм 3.2.3 ПДУ лазерного излучения пр и облучении кожи в диапазоне 380< 1400 нм 3.2.4. ПДУ лазерного излучения в диапазоне 1400< 10 5 нм 3.2.5. Определение класса лазерного изделия по степени опасности излучения , генерируемого лазером
1Архитектура и строительство
2Астрономия, авиация, космонавтика
 
3Безопасность жизнедеятельности
4Биология
 
5Военная кафедра, гражданская оборона
 
6География, экономическая география
7Геология и геодезия
8Государственное регулирование и налоги
 
9Естествознание
 
10Журналистика
 
11Законодательство и право
12Адвокатура
13Административное право
14Арбитражное процессуальное право
15Банковское право
16Государство и право
17Гражданское право и процесс
18Жилищное право
19Законодательство зарубежных стран
20Земельное право
21Конституционное право
22Конституционное право зарубежных стран
23Международное право
24Муниципальное право
25Налоговое право
26Римское право
27Семейное право
28Таможенное право
29Трудовое право
30Уголовное право и процесс
31Финансовое право
32Хозяйственное право
33Экологическое право
34Юриспруденция
 
35Иностранные языки
36Информатика, информационные технологии
37Базы данных
38Компьютерные сети
39Программирование
40Искусство и культура
41Краеведение
42Культурология
43Музыка
44История
45Биографии
46Историческая личность
47Литература
 
48Маркетинг и реклама
49Математика
50Медицина и здоровье
51Менеджмент
52Антикризисное управление
53Делопроизводство и документооборот
54Логистика
 
55Педагогика
56Политология
57Правоохранительные органы
58Криминалистика и криминология
59Прочее
60Психология
61Юридическая психология
 
62Радиоэлектроника
63Религия
 
64Сельское хозяйство и землепользование
65Социология
66Страхование
 
67Технологии
68Материаловедение
69Машиностроение
70Металлургия
71Транспорт
72Туризм
 
73Физика
74Физкультура и спорт
75Философия
 
76Химия
 
77Экология, охрана природы
78Экономика и финансы
79Анализ хозяйственной деятельности
80Банковское дело и кредитование
81Биржевое дело
82Бухгалтерский учет и аудит
83История экономических учений
84Международные отношения
85Предпринимательство, бизнес, микроэкономика
86Финансы
87Ценные бумаги и фондовый рынок
88Экономика предприятия
89Экономико-математическое моделирование
90Экономическая теория

 Анекдоты - это почти как рефераты, только короткие и смешные Следующий
Россельхознадзор в борьбе с вредителями случайно уничтожил сам себя.
Anekdot.ru

Узнайте стоимость курсовой, диплома, реферата на заказ.

Банк рефератов - РефератБанк.ру
© РефератБанк, 2002 - 2016
Рейтинг@Mail.ru