4.6. ЗАЩИТА ПРИ РАБОТЕ С ЛАЗЕРАМИ

Работы с оптическими квантовыми генераторами (ОКГ) - лазерами - следует проводить в отдельных, специально выделенных помещениях или отгороженных частях помещений. Само помещение изнутри, оборудование и предметы, находящиеся в нем, не должны иметь зеркально отражающихся поверхностей, если на них может падать прямой или отраженный луч лазера. Эти поверхности лучше окрашивать в матовые тона с коэффициентом отражения не более 0,4. Искусственное освещение в помещении должно быть комбинированным и обеспечивать освещенность, соответствующую санитарным нормам. В помещение или в зону помещения с действующими лазерными установками должен быть ограничен доступ лиц, не имеющих отношение к работе установок.

Лазерная установка должна быть максимально экранирована: а) лазерный луч целесообразно передавать к мишени по волноводу (световоду) или по огражденному экранному пространству; б) линзы, призмы и другие с твердой зеркальной поверхностью предметы на пути луча должны снабжаться блендами; в) в конце луча следует устанавливать диафрагмы, предупреждающие отражение от мишени в стороны на большие расстояния. Генератор и лампа накачки должны быть заключены в светонепроницаемую камеру. Лампы накачки должны иметь блокировку, исключающую возможность вспышки лампы при открытом положении ее экрана. Устройства для визуальной юстировки необходимо оборудовать постоянно вмонтированными защитными светофильтрами, поглощающими излучение как на основной частоте, так и наиболее интенсивное излучение на высших гармониках. Для основного луча каждого ОКГ в помещении необходимо выбирать направление в зоны, в которых пребывание людей должно быть исключено.

При изготовлении экранирующих щитов, ширм, штор, занавесей следует применять непрозрачные теплостойкие материалы. При отсутствии опасности возникновения пожара от луча лазера ограждения могут быть сделаны из плотной ткани. Приведение ОКГ в рабочее положение полезно блокировать с установкой экранирующих устройств. Следует избегать работ с лазерными установками при затемнении помещения, поскольку при пониженной освещенности зрачок расширяется и увеличивается вероятность попадания лазерного излучения в глаз.

Производить или проверять юстировку лазерной установки необходимо только при отключенном питании возбуждающего устройства

194

(батареи конденсаторов в твердотельных ОКГ и источников электрического тока в газовых ОКГ). Уменьшение уровней шумов, интенсивности излучения высокочастотных генераторов, рентгеновского излучения и концентрации вредных газов и паров необходимо осуществлять согласно соответствующим правилам.

В качестве индивидуальных средств защиты рекомендуются защитные очки из специального стекла (табл. 4.7). Очки целесообразно монтировать в маску или полумаску, защищающую лицо. Руки защищаются хлопчатобумажными перчатками. Для защиты остальных частей тела достаточна обычная одежда.

Таблица 4.7. Характеристика стекол, рекомендуемых для изготовления защитных очков (толщина 3 мм)

Для оценки опасности действия лазерного излучения в производственных условиях необходимо провести расчет лазерно опасной зоны.

Расчет границ лазерно опасной зоны. Достаточно надежным и простым методом определения границы лазерно опасной зоны может быть расчет плотности потока излучения (облученности) в различных точках пространства вокруг лазерных установок. При проведении такого расчета необходимо знать выходные характеристики лазерного излучения и коэффициент отражения (альбедо) излучения от мишени р. Наиболее важными характеристиками лазерного излучения, определяющими его воздействие на биологические объекты, являются: длина волны, диаметр и расходимость пучка, длительность и частота повторения импульсов, энергия (мощность) излучения. Как правило, эти параметры известны из паспортных данных лазерной установки с достаточной точностью.

При определении границ лазерно опасной зоны исходят из предположения, что воздействие на человека прямых и зеркально отраженных лучей исключено конструкцией установки. Расчет лазерно опасной зоны начинают с определения границ зоны R₁, внутри которой источник излучения (отражающая поверхность) является для глаза протяженным. Отражающая поверхность будет протяженным источником в том случае, если она видна под углом большим или равным α_min. Угол α_min определяется из условия, когда поверхность с энергетической яркостью, равной ПДУ для диффузно отраженного излучения, создает

195

на роговице глаза энергетическую освещенность, соответствующую ПДУ для коллимированного излучения, т.е.

где θ - угол между направлением визирования и нормалью к поверхности.

Значения α_min для различных длительностей экспозиций приведены в табл. 4.8.

Таблица 4.8. Предельный угол видения протяженного источника

Угол видения отражающей поверхности а вычисляется по формуле:

где S_q - площадь пятна на отражающей поверхности; R - расстояние от поверхности до наблюдателя.

Подставив в формулу (4.2) выражение для α_min (4.1), определим значение R₁:

где E_э′ - энергетическая освещенность на роговице глаза, равная ПДУ для коллимированного излучения; L_э′ - энергетическая яркость поверхности, равная ПДУ для диффузионно отраженного излучения. Граница лазерно опасной зоны определяется в каждом конкретном случае по следующей схеме:

• 1) рассчитывается угол видения отражающей поверхности по формуле (4.2);
• 2) полученное по формуле (4.2) значение угла а сравнивается с предельным углом видения протяженного источника α_min , при этом могут возникнуть две ситуации:
• а) угол видения отражающей поверхности меньше α_min (точечный источник); в этом случае граница лазерно опасной зоны вычисляется по формуле:

196

Рис. 4.13. Схема к расчету лазерно опасной зоны:
I - граница зоны 7; II - граница лазерно опасной зоны; III - граница зоны, внутри которой излучение представляет опасность для кожи; 1 - лазер; 2 - мишень

• б) угол видения отражающей поверхности больше α_min (протяженный источник). В этом случае повреждение органов зрения определяется энергетической яркостью отражающей поверхности L_e. Если энергетическая яркость диффузно отражающей поверхности меньше ПДУ, то источник является безопасным. Если энергетическая яркость равна ПДУ, то граница лазерно опасной зоны совпадает с границей зоны I (рис. 4.13), вычисляемой по формуле (4.3). И наконец, если энергетическая яркость превышает ПДУ, то граница лазерно опасной зоны вычисляется по формуле (4.4).

Лазерное излучение может представлять опасность и для кожи. В этом случае опасность лазерного излучения определяется величиной облученности кожных покровов и не зависит от геометрических размеров источников излучения. Граница зоны, внутри которой необходимо использовать средства защиты кожи, вычисляется по формуле (4.4), в которую необходимо вместо ПДУ для глаз подставить значение ПДУ для кожи.

Расчет лазерно опасной зоны при длине волны излучения, находящейся вне интервала 0,4...1,4 мкм, проводится по формуле (4.4) независимо от геометрических размеров источника излучения.

Расчетный метод оценки границ лазерно опасной зоны является ориентировочным (рис. 4.13), так как он требует знаний энергетических характеристик лазерного излучения, коэффициента отражения излучения, закона отражения и не учитывает дополнительно отраженного от различных предметов (оптических элементов и т.п.) излучения. Более точным является экспериментальный метод, позволяющей по результатам измерений строить истинную картину поля излучения вокруг лазерных установок.

197