laserska sigurnosna zaštita od zračenja

Djelovanje lasera na tijelo ovisi o parametrima zračenja (snaga i energija zračenja po jedinici ozračene površine, valna dužina, trajanje impulsa, brzina ponavljanja impulsa, vrijeme zračenja, ozračena površina), lokalizacija ekspozicije i anatomske i fiziološke karakteristike ozračenog. objekata.

Lasersko zračenje je vrsta elektromagnetno zračenje generisan u opsegu optičkih talasnih dužina od 0,1…1000 µm. Njegova razlika od ostalih vrsta zračenja je jednobojnost, koherentnost i visok stepen usmjerenosti. Zbog male divergencije laserskog snopa, gustina fluksa snage može doseći 10 16 ... 10 17 W/m 2 .

Efekti ekspozicije (termički, fotohemijski, udarno-akustični itd.) određeni su mehanizmom interakcije laserskog zračenja sa tkivima i zavise od energetskih i vremenskih parametara zračenja, kao i od bioloških i fizičko-hemijskih. karakteristike ozračenih tkiva i organa.

Lasersko zračenje je posebno opasno za tkiva koja maksimalno apsorbuju zračenje. Relativno laka ranjivost rožnjače i očnog sočiva, kao i sposobnost optički sistem oči više puta povećavaju gustoću energije (snagu) zračenja u vidljivom i bliskom infracrvenom opsegu (780<л<1400 нм) на глазном дне по отношению к роговице делают глаз наиболее уязвимым органом.

Prilikom oštećenja javlja se bol u očima, grč očnih kapaka, suzenje, oticanje kapaka i očne jabučice, zamagljivanje mrežnjače, krvarenje. Stanice retine se ne obnavljaju nakon oštećenja.

Ultraljubičasto zračenje uzrokuje fotokeratitis, srednjevalno infracrveno zračenje (1400<л<3000 нм) может вызвать отек, катаракту и ожог роговой оболочки глаза; дальнее ИК - излучение (3000<л<10 6 нм) - ожог роговицы.

Oštećenje kože može biti uzrokovano laserskim zračenjem bilo koje valne dužine u spektralnom opsegu od 180…100.000 nm. Priroda kožnih lezija je slična termalnim opekotinama. Ozbiljnost oštećenja kože, a u nekim slučajevima i cijelog tijela, ovisi o energiji zračenja, trajanju izlaganja, području oštećenja, njegovoj lokalizaciji, dodavanju sekundarnih izvora izlaganja (pečenje, tinjanje ). Minimalna oštećenja kože nastaju pri gustoći energije od 1000…10000 J/m 2 .

Daleko infracrveno lasersko zračenje (>1400 nm) je sposobno da prodre kroz tkiva tela do znatne dubine, utičući na unutrašnje organe (direktno lasersko zračenje).

Dugotrajno kronično djelovanje difuzno reflektovanog laserskog zračenja netermalnog intenziteta može uzrokovati nespecifične, pretežno vegetativno-vaskularne poremećaje; funkcionalni pomaci se mogu uočiti sa strane nervnog, kardiovaskularnog sistema, endokrinih žlezda. Radnici se žale na glavobolju, umor, razdražljivost, znojenje.

Biološki efekti koji se javljaju prilikom izlaganja laserskom zračenju na ljudsko tijelo dijele se u dvije grupe:

Primarni efekti - organske promjene koje se javljaju direktno u ozračenim tkivima;

Sekundarni efekti - nespecifične promjene koje se javljaju u tijelu kao odgovor na zračenje.

Ljudsko oko je najosjetljivije na oštećenja laserskim zračenjem. Laserski snop fokusiran na retinu očnim sočivom izgledat će kao mala mrlja s još gušćom koncentracijom energije od zračenja koje pada na oko. Stoga je ulazak laserskog zračenja u oko opasno i može uzrokovati oštećenje mrežnice i žilnice s oštećenjem vida. Pri niskim gustoćama energije dolazi do krvarenja, a kod visokih gustoća energije dolazi do opekotina, pucanja mrežnjače i pojave očnih mjehurića u staklastom tijelu.

Lasersko zračenje također može uzrokovati oštećenje kože i unutrašnjih organa osobe. Oštećenje kože laserskim zračenjem slično je termalnoj opeklini. Na stepen oštećenja utiču i ulazne karakteristike lasera i boja i stepen pigmentacije kože. Intenzitet zračenja koje uzrokuje oštećenje kože mnogo je veći od intenziteta koji uzrokuje oštećenje oka.

Lasere i zračenje od njih čovječanstvo koristi već duže vrijeme. Osim u medicinskom okruženju, takvi uređaji se široko koriste u tehničkim industrijama. Usvojili su ih stručnjaci iz oblasti dekoracije i stvaranja specijalnih efekata. Sada, ni jedna velika predstava nije potpuna bez bine sa laserskim zrakama.

Nešto kasnije, takvo zračenje prestalo je imati samo industrijske oblike i počelo se javljati u svakodnevnom životu. Ali ne znaju svi kako se učinak laserskog zračenja na ljudsko tijelo odražava redovnim i periodičnim izlaganjem.

Šta je lasersko zračenje?

Lasersko zračenje se rađa po principu stvaranja svjetlosti. U oba slučaja koriste se atomi. Ali u situaciji s laserima postoje i drugi fizički procesi, a prati se i utjecaj vanjskog elektromagnetnog polja. Zbog toga, naučnici nazivaju zračenje lasera prisilno ili stimulirano.

U terminologiji fizike, lasersko zračenje se naziva elektromagnetski valovi koji se šire gotovo paralelno jedan s drugim. Zbog toga laserski snop ima oštar fokus. Osim toga, takav snop ima mali ugao raspršenja, zajedno sa ogromnim intenzitetom utjecaja na površinu koja se ozračuje.

Glavna razlika između lasera i standardne žarulje sa žarnom niti je spektralni raspon. Lampa se smatra veštačkim izvorom svetlosti koji emituje elektromagnetne talase. Spektar osvetljenja klasične lampe je skoro 360 stepeni.

Utjecaj laserskog zračenja na sva živa bića

Suprotno stereotipima, učinak laserskog zračenja na ljudsko tijelo ne znači uvijek nešto negativno. Zbog široko rasprostranjene upotrebe kvantnih generatora u različitim oblastima života, naučnici su odlučili da iskoriste mogućnosti uskog snopa u medicini.

U toku brojnih istraživanja postalo je jasno da lasersko zračenje ima nekoliko karakterističnih svojstava:

• Oštećenja od lasera mogu nastati ne samo u procesu direktnog izlaganja tijelu iz aparata. Čak i raspršeno zračenje ili reflektirane zrake mogu uzrokovati štetu.
• Postoji direktna veza između stepena oštećenja i glavnih parametara elektromagnetnog talasa. Lokacija ozračenog tkiva također utiče na težinu lezije.
• Negativan efekat apsorpcije energije u tkivima može se izraziti u toplotnom ili svetlosnom izlaganju.

Ali redoslijed u slučaju laserskog oštećenja uvijek predviđa identičan biološki princip:

• povećanje temperature, koje je popraćeno opekotinama;
• vrenje intersticijskih i staničnih tečnosti;
• stvaranje pare koja stvara značajan pritisak;
• eksplozija i udarni talas koji uništava sva tkiva u blizini.

Često je pogrešno korišteni laserski emiter prije svega prijetnja koži. Ako je uticaj bio posebno jak, tada će koža izgledati edematozno, sa tragovima brojnih krvarenja. Također na tijelu će biti velike površine mrtvih ćelija.

Takvo zračenje utiče i na unutrašnja tkiva. Ali kod velikih unutrašnjih lezija, rasuti efekat zraka nije tako jak kao direktni ili reflektovani efekat ogledala. Takva oštećenja garantuju patološke promjene u funkcioniranju različitih tjelesnih sistema.

Koža koja najviše pati je zaštita unutrašnjih organa svake osobe. Zbog toga većinu negativnog utjecaja preuzima na sebe. Ovisno o različitim stupnjevima oštećenja, na koži će se pojaviti crvenilo ili nekroza.

Istraživači su zaključili da su tamnoputi ljudi manje podložni dubokim lezijama zbog laserskog zračenja.

Šematski se sve opekotine mogu podijeliti u četiri stupnja, bez obzira na pigmentaciju:

• I stepen. To podrazumijeva standardne opekotine epiderme.
• II stepen. Uključuje opekotine dermisa koje se izražavaju u stvaranju karakterističnih plikova površinskog sloja kože.
• III stepen. Na osnovu dubokih opekotina dermisa.
• IV stepen. Najopasniji stupanj, koji karakterizira uništavanje cijele debljine kože. Lezija pokriva potkožno tkivo, kao i slojeve uz njega.

Laserske lezije oka

Na drugom mjestu u neizrečenoj ocjeni mogućih negativnih učinaka lasera na ljudsko tijelo nalaze se lezije organa vida. Kratki laserski impulsi mogu onemogućiti u kratkom vremenskom periodu:

• mrežnica,
• rožnjače
• iris,
• sočivo.

Postoji nekoliko razloga za takav uticaj. Glavni su:

• Nemogućnost da se odgovori na vrijeme. Zbog činjenice da trajanje pulsa nije duže od 0,1 sekunde, osoba nema vremena za treptanje. Zbog toga oko ostaje nezaštićeno.
• Mala ranjivost. Po svojim karakteristikama, sočivo i rožnica se sami po sebi smatraju ranjivim organima.
• Optički sistem oka. Zbog fokusiranja laserskog zračenja na fundus, tačka zračenja, kada udari u retinalni sud, može ga začepiti. Pošto tamo nema receptora za bol, oštećenje se ne može otkriti odmah. Tek nakon što spaljeno područje postane veće, osoba primjećuje odsustvo dijela slike.

Za brzu navigaciju s potencijalnom lezijom, stručnjaci savjetuju da slušate sljedeće simptome:

• grčevi očnih kapaka,
• edem očnih kapaka,
• bolne senzacije,
• krvarenje retine,
• zamućenost.

Opasnost dodaje činjenica da laserom oštećene stanice retine gube sposobnost oporavka. Budući da je intenzitet zračenja koji utiče na organe vida manji od identičnog praga za kožu, ljekari pozivaju na oprez.

Treba se čuvati infracrvenih lasera raznih vrsta, kao i uređaja koji generišu zračenje snage veće od 5 mW. Pravilo se odnosi na opremu koja proizvodi zrake vidljivog spektra.

Odnos laserskog talasa i njegovog opsega

Svako od područja primjene laserskog zračenja je vođeno strogo definiranim indikatorom valne dužine.

Ovaj pokazatelj direktno ovisi o prirodi. Tačnije, iz elektronske strukture radnog fluida. To znači da je medij u kojem se odvija generiranje njegovog zračenja odgovoran za talasnu dužinu.

U svijetu postoje različite vrste čvrstog i plinskog lasera. Uključene grede moraju biti jedna od tri najčešća tipa:

• vidljivo,
• UV,
• infracrveni.

U ovom slučaju, radni opseg zračenja može varirati od 180 nm do 30 mnm.

Karakteristike djelovanja lasera na ljudsko tijelo temelje se na talasnoj dužini. Tako, na primjer, osoba brže reagira na zeleni laser nego na crveni. Ovo posljednje nije sigurno za sva živa bića. Razlog leži u činjenici da naš vid percipira zelenu gotovo 30 puta više nego crvenu.

Kako se zaštititi od lasera?

U većini slučajeva zaštita od laserskog zračenja potrebna je onim ljudima čiji je rad usko vezan uz njegovu stalnu upotrebu. Ako preduzeće ima bilo koju vrstu kvantnog generatora u svom bilansu stanja, tada njegovi menadžeri moraju dati uputstva svojim zaposlenima.

Stručnjaci su razvili poseban skup pravila ponašanja i sigurnosti koji će zaštititi zaposlenika od mogućih posljedica zračenja. Glavno pravilo je dostupnost lične zaštitne opreme. Štaviše, takva sredstva mogu se dramatično razlikovati u zavisnosti od predviđenog stepena opasnosti.

Ukupno, međunarodna klasifikacija predviđa podjelu u četiri klase opasnosti. Proizvođač mora dati odgovarajuću oznaku. Samo prva klasa se smatra relativno sigurnom čak i za organe vida.

Druga klasa uključuje zračenje direktnog tipa koje utiče na organe očiju. Refleksija ogledala je takođe uključena u predstavljenu kategoriju.

Zračenje treće klase je mnogo opasnije. Njegovo direktno dejstvo ugrožava oči. Ništa manje opasno nije reflektovano zračenje difuznog tipa na udaljenosti od 10 cm od površine. Lezije kože će se pojaviti ne samo pri direktnom izlaganju, već i pri odrazu u ogledalu.

U četvrtom razredu i koža i oči pate od različitih formata ekspozicije.

Kolektivne zaštitne mjere na radu uključuju:

• posebne navlake,
• zaštitni ekrani,
• svjetlosni vodiči,
• inovativne metode praćenja,
• alarm,
• blokiranje.

Od relativno primitivnih, ali efikasnih metoda, izdvaja se ograđivanje zone u kojoj se vrši zračenje. Ovo će zaštititi radnike od slučajnog izlaganja zbog nemara.

Takođe, u posebno opasnim preduzećima obavezna je upotreba lične zaštitne opreme za zaposlene. Oni znače poseban komplet kombinezona. Ne možete bez naočara koje pružaju zaštitni sloj tokom rada.

Laserski uređaji i njihovo zračenje

Mnogi nisu svjesni koliko ozbiljne mogu biti posljedice nekontroliranog rada uređaja kućne izrade s laserskim principom. Ovo se odnosi na domaće konstrukcije poput laserskih:

• lampe,
• pokazivač,
• baterijske lampe.

Ovo posebno vrijedi za srednjoškolce koji nastoje provesti niz eksperimenata, a da nemaju pojma o sigurnosnim pravilima kada ih dizajniraju.

Neprihvatljivo je koristiti lasere domaće izrade u prostorijama u kojima se nalaze ljudi. Također, nemojte usmjeravati zrake na staklo, metalne kopče i druge predmete koji mogu dati refleksiju.

Čak i ako je snop niskog intenziteta, može dovesti do tragedije. Ako uperite laser u oči vozača tokom aktivnog kretanja, on može oslijepiti i izgubiti kontrolu.

Ni u kom slučaju ne biste trebali gledati u sočivo laserskog izvora. Posebno treba uzeti u obzir da naočale za rad sa laserom moraju biti dizajnirane za valnu dužinu koju će odabrani uređaji generirati.

Kako bi se spriječila teška tragedija, ljekari se mole da slušaju ove preporuke i da ih se u svakom trenutku pridržavaju.

Utjecaj laserskog zračenja na ljudsko tijelo trenutno nije u potpunosti proučen, ali mnogi su uvjereni u njegov negativan utjecaj na sva živa bića. Lasersko zračenje nastaje po principu stvaranja svjetlosti i uključuje korištenje atoma, ali uz drugačiji skup fizičkih procesa. Iz tog razloga se djelovanje vanjskog elektromagnetnog polja može pratiti laserskim zračenjem.

Područje primjene

Lasersko zračenje je usko usmjereni prisilni energetski tok kontinuiranog ili impulsnog tipa. U prvom slučaju postoji tok energije jedne snage, au drugom nivo snage periodično dostiže određene vršne vrijednosti. Formiranje takve energije pomaže kvantni generator, predstavljen laserom. Tokovi energije u ovom slučaju su elektromagnetski talasi koji se prostiru jedan u odnosu na drugi samo paralelno. Zahvaljujući ovoj osobini, stvara se minimalni ugao raspršenja svjetlosti i određena precizna usmjerenost.

Izvori laserskog zračenja na osnovu njegovih svojstava naširoko se koriste u različitim područjima ljudskog života, uključujući:

• nauka - istraživanja i eksperimenti, eksperimenti i otkrića;
• vojna odbrambena industrija;
• svemirska navigacija;
• proizvodno područje;
• tehnička oblast;
• lokalna termička obrada - zavarivanje i lemljenje, rezanje i graviranje;
• kućna upotreba u obliku laserskih čitača barkodova, CD čitača i pokazivača;
• lasersko taloženje, što značajno povećava otpornost metala na habanje;
• stvaranje modernih holograma;
• poboljšanje različitih optičkih uređaja;
• hemijska industrija - analiza i početak reakcija.

Posebno je važna upotreba aparata ove vrste u oblasti savremene medicinske tehnologije.

Laser u medicini

Sa stanovišta savremene medicine, lasersko zračenje je jedinstven i vrlo pravovremen napredak u liječenju pacijenata kojima je potrebna hirurška intervencija. Laser se aktivno koristi u proizvodnji visokokvalitetnih hirurških instrumenata.

Neosporne prednosti kirurškog liječenja uključuju korištenje visokopreciznog laserskog skalpela, koji omogućava izvođenje beskrvnih rezova u mekim tkivima. Ovaj rezultat je osiguran gotovo trenutnim prianjanjem kapilara i malih krvnih žila. Tokom upotrebe laserskog instrumenta, hirurg je u mogućnosti da u potpunosti vidi hirurško polje. Tkiva se seciraju strujanjem laserske energije na određenoj udaljenosti, pri čemu nema kontakta instrumenta sa krvnim sudovima i unutrašnjim organima.

Važan prioritet u upotrebi savremenih hirurških instrumenata predstavlja obezbeđivanje apsolutne maksimalne sterilnosti. Zbog strogog usmjerenja greda, sve operacije se odvijaju uz minimalnu traumatizaciju, dok se standardni period rehabilitacije pacijenata koji su podvrgnuti operaciji znatno kraći, a puno brže se vraća punopravni radni kapacitet.

Posebnost upotrebe laserskog skalpela tokom operacije danas je bezbolnost u postoperativnom periodu. Veoma brz razvoj moderne laserske tehnologije doprineo je značajnom proširenju mogućnosti njene primene. Relativno nedavno su otkrivena svojstva laserskog zračenja i znanstveno dokazano da imaju pozitivan učinak na stanje kože, zbog čega su se uređaji ove vrste počeli aktivno koristiti u dermatologiji i kozmetologiji.

Područja medicinske primjene

Medicina daleko nije jedino, ali vrlo obećavajuće područje primjene moderne laserske opreme:

• proces epilacije s uništavanjem folikula dlake i efikasno uklanjanje dlaka;
• liječenje teških akni;
• efikasno uklanjanje madeža i staračkih pjega;
• obnavljanje kože;
• terapija bakterijskih lezija epiderme uz dezinfekciju i uništavanje patogene mikroflore;
• sprječavanje širenja infekcija različitog porijekla.

Prva industrija u kojoj su se laserska oprema i njeno zračenje počeli aktivno koristiti je oftalmologija. Područja mikrohirurgije oka u kojima se laserska tehnologija široko koristi su:

• laserska koagulacija u obliku korištenja toplinskih svojstava u liječenju vaskularnih bolesti oka, praćenih oštećenjem žila mrežnice i rožnice;
• fotodestrukcija u obliku disekcije tkiva na vršnoj snazi ​​laserske opreme u liječenju i disekciji sekundarne katarakte;
• fotoevaporacija u obliku dugotrajnog termičkog izlaganja u prisutnosti upalnih procesa optičkog živca, kao i kod konjuktivitisa;
• fotoablacija u obliku postupnog uklanjanja tkiva u liječenju distrofičnih promjena na rožnjači oka, eliminaciji njenog zamućenja, u kirurškom liječenju glaukoma;
• laserska stimulacija sa antiinflamatornim i otklanjajućim efektima, koja značajno poboljšava trofizam oka, kao i u lečenju skleritisa, eksudacije unutar očne komore i hemoftalmusa.

Lasersko zračenje se široko koristi u liječenju raka kože. Savremena laserska oprema pokazuje najveću efikasnost u uklanjanju melanoblastoma. Ova metoda se također može koristiti u liječenju karcinoma jednjaka ili tumora rektuma u stadijumima 1-2. Treba napomenuti da u uvjetima preduboke lokacije tumora i višestrukih metastaza, laser praktički nije učinkovit.

Opasnost od laserskog zračenja

Trenutno je negativan uticaj laserskog zračenja na žive organizme relativno dobro proučen. Zračenje može biti raspršeno, direktno i reflektovano. Negativan utjecaj uzrokuje sposobnost laserskih uređaja da emituju svjetlosne i toplinske tokove. Stepen oštećenja direktno zavisi od nekoliko faktora odjednom, uključujući:

• elektromagnetna talasna dužina;
• mjesto lokalizacije negativnog utjecaja;
• sposobnost apsorpcije tkiva.

Oči su najosjetljivije na negativne efekte laserske energije. Retina oka je izuzetno osjetljiva i može dobiti opekotine različite težine.

Posledice ovog uticaja su delimični gubitak vida od strane pacijenta, kao i potpuno i nepovratno slepilo. Izvore negativnog zračenja najčešće predstavljaju različiti infracrveni uređaji koji emituju vidljivu svjetlost.

Simptomi oštećenja mrežnice, šarenice, sočiva i rožnice laserom:

• bol i grčevi u očima;
• jako oticanje očnih kapaka;
• krvarenja različitog stepena;
• zamućenje očnog sočiva.

Zračenje umjerenog intenziteta može uzrokovati termalne opekotine kože. Na mjestu kontakta između laserske opreme i kože, u ovom slučaju, primjetan je nagli porast temperature, praćen ključanjem i isparavanjem intersticijske i intracelularne tekućine. U tom slučaju koža dobiva karakterističnu crvenu boju. Pod djelovanjem pritiska nastaju rupture tkivnih struktura i edem, koji se može dopuniti intradermalnim krvarenjima. Potom se na mjestima opekotina uočavaju nekrotična područja, au najtežim slučajevima dolazi do primjetnog ugljenisanja kože.

Znakovi negativnog uticaja

Obilježje laserske opekotine su jasne granice na zahvaćenim područjima kože s mjehurićima koji se formiraju direktno u slojevima epiderme, a ne ispod nje. Diseminirane lezije kože karakteriziraju gotovo trenutni gubitak osjetljivosti, a eritem se pojavljuje nekoliko dana nakon izlaganja zračenju.

Predstavljene su glavne karakteristike:

• promjene krvnog tlaka;
• usporen rad srca;
• pojačano znojenje;
• neobjašnjivi opšti umor;
• pretjerana razdražljivost.

Karakteristika laserskog zračenja infracrvenog spektra je prodiranje duboko unutra, kroz tkiva, uz oštećenje unutrašnjih organa. Karakterističnu razliku duboke opekotine predstavlja izmjena zdravih i oštećenih tkiva. U početku, kada su izloženi zračenju, ljudi ne osjećaju opipljivu bol, a jetra je jedan od najranjivijih organa. Općenito, utjecaj laserskog zračenja na ljudski organizam izaziva funkcionalne poremećaje u centralnom nervnom sistemu i kardiovaskularnoj aktivnosti.

Zaštita od negativnih utjecaja i mjere opreza

Najveći rizik od izlaganja javlja se kod ljudi čije su aktivnosti direktno povezane sa upotrebom kvantnih generatora. Prema danas usvojenim osnovnim sanitarnim standardima, klase zračenja 2, 3 i 4 su opasne za ljude.

Predstavljene su metode tehničke zaštite:

• kompetentno planiranje industrijskih prostora;
• ispravna unutrašnja dekoracija bez ogledala;
• odgovarajuće postavljanje laserskih sistema;
• ograđivanje zona mogućeg izlaganja;
• usklađenost sa zahtjevima za održavanje i rad laserske opreme.

Lična zaštita uključuje posebne naočale i kombinezone, zaštitne zaslone i kućišta, kao i prizme i sočiva za reflektiranje zraka. Zaposlene u takvim preduzećima treba redovno slati na preventivne medicinske preglede.

Kod kuće morate biti oprezni i pridržavati se određenih pravila rada:

• ne usmjeravaju izvore zračenja na reflektirajuće površine;
• ne usmjeravajte lasersko svjetlo u oči;
• Laserske uređaje držite van domašaja male djece.

Najopasniji za ljudski organizam su laseri koji imaju direktno zračenje, visokog intenziteta, uske i ograničene usmjerenosti snopa, kao i prevelike gustine zračenja.

Ljudsko – to je industrija, medicina, naučna istraživanja, monitoring životne sredine, itd. Lasersko zračenje (LI), kao i druge vrste zračenja, imaju štetan uticaj na ljudski organizam. Laseri koji neprekidno emituju proizvode intenziteta od 10$ W/cm2, što je sasvim dovoljno da se otopi i ispari bilo koji materijal. Intenzitet zračenja tokom generisanja kratkih impulsa ponekad dostiže i više od 10$ W/cm2. Da bismo zamislili ovu vrijednost, treba napomenuti da blizu Zemljine površine, intenzitet sunčeve svjetlosti iznosi samo $0,1$…$0,2$ W/cm2. LI je optičko koherentno zračenje, koje ima visoku usmjerenost i veliku gustoću energije.

Zračenje se formira u aktivnom mediju, koji je glavni element lasera, a da bi se formiralo potrebno je:

1. Svjetlo iz nelaserskih izvora;
2. Pražnjenje električne energije u plinovima;
3. Kemijske reakcije;
4. Bombardiranje električnim snopom i druge metode.

Optički rezonator formiraju ogledala, između kojih se nalazi aktivni medij, može biti čvrst materijal - staklo, plastika, rubini - može se predstaviti poluprovodnicima, tekućinom sa organskim bojama, plinom itd. Laseri mogu biti pulsni i kontinuirani .

Prema svojim fizičkim i tehničkim parametrima laseri se dijele na:

1. Verzija dizajna:

   • Stacionarni laseri;
   • Mobilni laseri;
   • otvoreni laseri;
   • zatvoreni laseri.

2. Snaga zračenja:

   • Laseri za teške uvjete rada;
   • Snažni laseri;
   • Laseri srednje snage;
   • laseri male snage.

3. Način rada:

   • CW laseri;
   • Pulsni laseri;
   • Impulsni laseri sa preklopkom Q.

4. Metoda odvođenja topline:

   • Prirodno hlađeni laseri;
   • Laseri s prisilnim vodenim hlađenjem;
   • Prisilni laseri hlađeni zrakom;
   • Laseri sa prinudnim hlađenjem specijalnim tečnostima.

5. svrha:

   • Tehnološki laseri;
   • Laseri su posebni;
   • Istraživački laseri;
   • Laseri su jedinstveni.

6. Metoda pumpanja:

   • Pumpanje kemijskom ekscitacijom;
   • Pumpanje propuštanjem visokofrekventne struje;
   • Propuštanje impulsne struje;
   • Propuštanjem jednosmerne struje;
   • Pumpanje impulsnim svjetlom;
   • Pumpanje uz konstantno svjetlo.

7. Dužina generisanog svetlosnog talasa:

   • infracrveni laseri;
   • Laseri vidljive svjetlosti;
   • ultraljubičasti laseri;
   • Rentgenski laseri;
   • submilimetarski laseri.

8. Za aktivni element:

   • Plinski dinamički laseri;
   • Solid state laseri;
   • Poluvodički laseri;
   • Liquid lasers;
   • Gasni laseri.

Lasersko zračenje i ljudsko tijelo

Svi laseri, na osnovu stepena njihove opasnosti za radnike, dele se u 4 klase:

1. Ne predstavljaju opasnost od zračenja za ljudsku kožu i oči;
2. I direktno i reflektovano zračenje predstavljaju veliku opasnost za oči;
3. Sva tri zračenja - direktno, reflektirano i difuzno reflektovana - na udaljenosti od $0,1$ m od reflektirajuće površine su opasna. Postoji i opasnost od izlaganja kože;
4. Opasnost od difuzno reflektovanog zračenja na udaljenosti od $0,1$ m od difuzno reflektirajuće površine.

U ljudskom tijelu lasersko zračenje može uzrokovati patološke promjene, poremećaje u radu organa vida, centralnog nervnog sistema i autonomnog sistema. Lasersko zračenje negativno utiče na unutrašnje organe osobe - jetru, bubrege, kičmenu moždinu itd. Nastale površinske opekotine - glavni patofiziološki efekat zračenja.

Laseri klase $II$, $III$, $IV$ su obavezno označeni znakovima opasnosti od lasera i opremljeni signalnim uređajima za čitav period rada. Kako bi se spriječilo širenje zračenja izvan obrađenih materijala, laseri klase $III$ i $IV$ opremljeni su posebnim ekranima. Za njihovu proizvodnju koristi se materijal otporan na vatru, koji se ne topi i upija svjetlost. Upravljanje takvim laserima je daljinsko.

Za lasersko zračenje ugrađeno granični nivoi. Ovi nivoi se određuju uzimajući u obzir područje spektra odvojeno za oči i kožu. Laserski radnici treba da prođu i preliminarni i godišnji medicinski pregled. Za lasere $II$...$IV$ radnici moraju koristiti ličnu zaštitu za oči, a za $IV$ lasere zaštitne maske. U zavisnosti od talasne dužine zračenja, stakla naočara mogu biti bezbojna ili narandžasta, plavo-zelena.

Sve opasnosti laserskog zračenja se dijele na primarni– laserska mašina i sekundarno– u procesu interakcije između laserskog zračenja i mete.

1. Primarne opasnosti:

   • Direktno lasersko zračenje;
   • Električni napon;
   • Emisija svjetlosti;
   • akustični šum;
   • Pribor za vibracije;
   • Plinovi koji zagađuju zrak koji se emituju iz jedinice instalacije;
   • Rentgensko zračenje na naponu iznad $15$ kV.

2. Sekundarne opasnosti:

   • Reflektirano lasersko zračenje;
   • Aerodisperzni sistemi;
   • Akustični šum;
   • Zračenje plazma baklje.

Određivanje laserskog zračenja

Postoje dva naučno utemeljena pristupa regulaciji laserskog zračenja:

1. Prvi odnosi se na štetne učinke tkiva ili organa direktno na mjestu ozračivanja;
2. Sekunda pristup se odnosi na uočljive promjene u sistemima i organima koji nisu direktno zahvaćeni.

U srži higijenski propis su kriteriji za biološko djelovanje.

Na osnovu toga, raspon laserskog zračenja podijeljen je na područja:

1. Ultraljubičasto područje - od $0,18$ - $0,38$ mikrona;
2. Vidljiva površina - $0,38$ - $0,7$5 mikrona;
3. Infracrvena bliska regija - $0,75$ - $1,4$ µm;
4. Daleki infracrveni region je preko 1,4$ mikrona.

Napomena 2

Opravdanje higijenskih standarda je teško zbog činjenice da je raspon talasnih dužina širok, parametri laserskog zračenja i biološki efekti različiti. Eksperimentalna i klinička verifikacija zahtijeva vrijeme i novac, stoga se matematičko modeliranje koristi za pojašnjenje i razvoj maksimalno dozvoljenih nivoa LI.

Matematički modeli, naravno, uzeti u obzir prirodu distribucije energije i karakteristike apsorpcije ozračenih tkiva. Za određivanje i prečišćavanje LI PD korištena je metoda matematičkog modeliranja glavnih fizičkih procesa. Uvršten je u najnovije izdanje sanitarnih normi i pravila za dizajn i rad lasera - SNiP br. 5804-91.

Razvijene norme uzele su u obzir rezultate naučnih istraživanja i glavne odredbe dokumenata:

1. SaNiP uređaj i rad lasera № 2392-8 1;
2. IEC standard (prvo izdanje, 1984 USD);
3. Promjene standarda Međunarodne elektrotehničke komisije (1987 USD, publikacija 825 USD).

Ove norme su podložne primjeni i to dokazuje pismo Rospotrebnadzora od $16$.$05$.$2007$ № 0100/4961-07-32 . Maksimalno dozvoljeni nivoi laserskog zračenja postavljaju pravila № 5804-91 .

Takođe postavljaju uslove za:

1. Uređaji i rad lasera;
2. Industrijski prostori, smještaj opreme i radnih mjesta;
3. zahtjevi za osobljem;
4. Uslovi u industrijskoj sferi;
5. Primjena sredstava zaštite;
6. Medicinska kontrola.

Briljantno predviđanje A. Einsteina, koje je on napravio još 1917. godine, o mogućnosti indukovane emisije svjetlosti od strane atoma, sjajno je potvrđeno skoro pola stoljeća kasnije kada su sovjetski fizičari N. G. Basov i A. M. Prokhorov stvorili kvantne generatore. Prema engleskoj skraćenici, ovaj uređaj se naziva i laser, a zračenje koje stvaraju naziva se laser.

Gdje se u svakodnevnom životu susrećemo sa laserskim zračenjem? Danas su laseri u širokoj upotrebi - to su različite oblasti tehnike i medicine, kao i svetlosni efekti u raznim predstavama i predstavama. Ljepota prelivajućih i rasplesanih laserskih zraka učinila ih je vrlo privlačnim domaćim eksperimentatorima i proizvođačima laserskih naprava. Ali kako lasersko zračenje utiče na ljudsko zdravlje?

Da bismo se pozabavili ovim problemima, potrebno je prisjetiti se šta je lasersko zračenje. Da bismo to uradili, hajde da "premotamo unapred" do časa fizike u 10. razredu i razgovaramo o kvantima svetlosti.

Šta je lasersko zračenje

Obična svjetlost se rađa u atomima. Lasersko svjetlo je isto. Međutim, s drugim fizičkim procesima i kao rezultat izlaganja vanjskom elektromagnetnom polju. Zbog toga je lasersko zračenje forsirano (stimulirano).

Lasersko zračenje je elektromagnetski talas koji se širi gotovo paralelno jedan s drugim. Zbog toga laserski snop ima oštar fokus, izuzetno mali ugao raspršenja i veoma značajan uticaj na ozračenu površinu.

Koja je razlika između laserskog zračenja i, na primjer, zračenja žarulje sa žarnom niti? Lampa sa žarnom niti je umjetni izvor svjetlosti koji emituje elektromagnetne talase, za razliku od laserskog zračenja, u širokom spektralnom opsegu sa uglom širenja od oko 360 stepeni.

Utjecaj laserskog zračenja na ljudski organizam

Mogućnost izuzetno raznovrsne primene kvantnih generatora potaknula je stručnjake iz različitih oblasti medicine da se pozabave uticajem laserskog zračenja na ljudski organizam. Utvrđeno je da ova vrsta zračenja ima sljedeća svojstva:

Redoslijed oštećenja tokom biološkog djelovanja laserskog zračenja je sljedeći:

• naglo povećanje temperature, praćeno opekotinama;
• ovo je praćeno efervescencijom intersticijalne, kao i ćelijske tečnosti;
• nastala para stvara ogroman pritisak, koji kulminira eksplozijom i udarnim talasom koji uništava okolno tkivo.

Kod niskog i srednjeg intenziteta zračenja posebno je pogođena koža. Kod jačeg izlaganja oštećenje kože ima oblik edema, krvarenja i mrtvih područja. Ali unutrašnja tkiva prolaze kroz značajne promjene. Štaviše, najveća opasnost dolazi od direktnog i reflektovanog zračenja. Uzrokuje i patološke promjene u radu najvažnijih sistema organizma.

Zadržimo se posebno na efektu laserskog zračenja na organe vida.

Kratki impulsi zračenja generirani laserom uzrokuju teška oštećenja mrežnice, rožnice, šarenice i očnog sočiva.

Za to postoje 3 razloga.

Karakteristični simptomi oštećenja oka su grčevi i otok očnih kapaka, bol u oku, zamućenje i krvarenje u mrežnjači. Stanice retine se ne obnavljaju nakon oštećenja.

Intenzitet zračenja koje uzrokuje oštećenje organa vida manji je od zračenja koje uzrokuje oštećenje kože. Svaki infracrveni laser, kao i uređaji koji emituju zračenje u vidljivom spektru snage veće od 5 mW, mogu predstavljati opasnost.

Ovisnost utjecaja laserskog zračenja na osobu o njegovom spektru

lasersko zračenje u medicini

Izvanredni naučnici iz različitih zemalja, koji su radili na stvaranju kvantnog generatora, nisu mogli ni predvideti kakvu će široku primenu njihovo potomstvo naći u raznim sferama života. Ali svako od ovih područja će zahtijevati određene, specifične valne dužine.

Od čega zavisi talasna dužina laserskog zračenja? Ono je određeno prirodom, tačnije, elektronskom strukturom radnog fluida (medija u kojem nastaje ovo zračenje). Postoje razni laseri u čvrstom stanju i gasovi. Ove čudesne zrake mogu pripadati ultraljubičastom, vidljivom (obično crvenom) i infracrvenom dijelu spektra. Njihov raspon je u rasponu od 180 nm. i do 30 mikrona.

Priroda uticaja laserskog zračenja na ljudski organizam u velikoj meri zavisi od talasne dužine. Naš vid je oko 30 puta osjetljiviji na zelenu nego na crvenu. Stoga ćemo brže reagirati na zeleni laser. U tom smislu je sigurnija od crvene boje.

Zaštita od laserskog zračenja u proizvodnji

Postoji ogromna kategorija ljudi čije su profesionalne aktivnosti direktno ili indirektno povezane sa kvantnim generatorima. Za njih postoje strogi propisi i standardi za zaštitu od laserskog zračenja. One obuhvataju mere opšte i individualne zaštite, u zavisnosti od stepena opasnosti koju ovaj laserski uređaj predstavlja za sve strukture ljudskog tela.

upotreba lasera u proizvodnji

Ukupno postoje 4 klase opasnosti koje proizvođač mora navesti. Opasnost za ljudsko tijelo predstavljaju laseri klase 2,3 i 4.

Kolektivna sredstva zaštite od laserskog zračenja, to su zaštitni ekrani i kućišta, svetlovodi, televizijski i telemetrijski načini praćenja, alarmni i blokirajući sistemi, kao i ograđivanje prostora sa zračenjem koje prelazi maksimalno dozvoljeni nivo.

Individualna zaštita zaposlenih je obezbeđena posebnim kompletom odeće. Za zaštitu očiju obavezno je nošenje naočara sa posebnim premazom.

Najbolja prevencija laserskog zračenja je poštivanje pravila rada i zaštite, kao i pravovremeni medicinski pregled.

Zaštita od laserskog zračenja za korisnike laserskih uređaja

Nekontrolisana upotreba domaćih lasera, lampi, svetlosnih pokazivača, laserskih lampi u svakodnevnom životu predstavlja ozbiljnu opasnost za druge. Da biste izbjegli tragične posljedice, zapamtite:

Kvantni generatori i svi laserski uređaji predstavljaju potencijalnu prijetnju njihovim vlasnicima i drugima. I samo pažljivo poštivanje sigurnosnih mjera omogućit će vam da uživate u ovim dostignućima bez štete po sebe i svoje prijatelje.