protecție împotriva radiațiilor laser de siguranță

Efectul laserului asupra corpului depinde de parametrii de radiație (puterea și energia radiației pe unitatea de suprafață iradiată, lungimea de undă, durata pulsului, rata de repetare a pulsului, timpul de iradiere, suprafața iradiată), localizarea expunerii și caracteristicile anatomice și fiziologice ale iradierii. obiecte.

Radiația laser este un fel radiatie electromagnetica generat în intervalul de lungimi de undă optică de 0,1…1000 µm. Diferența sa față de alte tipuri de radiații este monocromă, coerență și un grad ridicat de directivitate. Datorită divergenței mici a fasciculului laser, densitatea fluxului de putere poate ajunge la 10 16 ... 10 17 W/m 2 .

Efectele expunerii (termice, fotochimice, șoc-acustice etc.) sunt determinate de mecanismul de interacțiune a radiației laser cu țesuturile și depind de parametrii energetici și temporali ai radiației, precum și de factorii biologici și fizico-chimici. caracteristicile țesuturilor și organelor iradiate.

Radiațiile laser sunt deosebit de periculoase pentru țesuturile care absorb radiațiile la maximum. Vulnerabilitatea relativ ușoară a corneei și cristalinului ochiului, precum și capacitatea sistem optic ochii cresc în mod repetat densitatea de energie (puterea) radiației în domeniul vizibil și în infraroșu apropiat (780<л<1400 нм) на глазном дне по отношению к роговице делают глаз наиболее уязвимым органом.

Când este deteriorat, există durere în ochi, spasm al pleoapelor, lacrimare, umflare a pleoapelor și a globului ocular, întunecarea retinei, hemoragie. Celulele retiniene nu se regenerează după lezare.

Radiațiile ultraviolete provoacă fotokeratită, radiații infraroșii cu undă medie (1400<л<3000 нм) может вызвать отек, катаракту и ожог роговой оболочки глаза; дальнее ИК - излучение (3000<л<10 6 нм) - ожог роговицы.

Leziunile pielii pot fi cauzate de radiația laser de orice lungime de undă în intervalul spectral de 180…100.000 nm. Natura leziunilor cutanate este similară cu arsurile termice. Severitatea leziunii pielii și, în unele cazuri, a întregului corp depinde de energia radiației, durata expunerii, zona leziunii, localizarea acesteia, adăugarea de surse secundare de expunere (arsuri, mocnit). Deteriorarea minimă a pielii se dezvoltă la o densitate energetică de 1000…10000 J/m 2 .

Radiația laser în infraroșu îndepărtat (>1400 nm) este capabilă să pătrundă prin țesuturile corpului la o adâncime considerabilă, afectând organele interne (radiație laser directă).

Acțiunea cronică pe termen lung a radiației laser reflectate difuz de intensitate non-termică poate provoca tulburări nespecifice, predominant vegetativ-vasculare; schimbări funcționale pot fi observate din partea sistemului nervos, cardiovascular, a glandelor endocrine. Lucrătorii se plâng de dureri de cap, oboseală, iritabilitate, transpirație.

Efectele biologice care apar atunci când sunt expuse la radiații laser asupra corpului uman sunt împărțite în două grupe:

Efecte primare - modificări organice care apar direct în țesuturile iradiate;

Efecte secundare - modificări nespecifice care apar în organism ca răspuns la radiații.

Ochiul uman este cel mai susceptibil la deteriorarea radiațiilor laser. Un fascicul laser focalizat pe retină de către cristalinul ochiului va arăta ca un mic punct cu o concentrație de energie chiar mai densă decât radiația incidentă asupra ochiului. Prin urmare, introducerea radiațiilor laser în ochi este periculoasă și poate provoca leziuni ale retinei și coroidei cu tulburări de vedere. La densități scăzute de energie se produce hemoragie, iar la densități mari de energie se produce o arsură, o ruptură a retinei și apariția bulelor oculare în corpul vitros.

Radiațiile laser pot provoca, de asemenea, leziuni ale pielii și organelor interne ale unei persoane. Deteriorarea pielii cauzată de radiațiile laser este similară cu o arsură termică. Gradul de deteriorare este afectat atât de caracteristicile de intrare ale laserelor, cât și de culoarea și gradul de pigmentare a pielii. Intensitatea radiațiilor care provoacă leziuni ale pielii este mult mai mare decât intensitatea care provoacă leziuni ale ochiului.

Laserele și radiațiile de la ele au fost folosite de omenire destul de mult timp. Pe lângă mediul medical, astfel de dispozitive sunt utilizate pe scară largă în industriile tehnice. Au fost adoptate de specialiști din domeniul decorațiunii și creării de efecte speciale. Acum, nici un spectacol la scară largă nu este complet fără o scenă cu fascicule laser.

Puțin mai târziu, astfel de radiații au încetat să ia doar forme industriale și au început să apară în viața de zi cu zi. Dar nu toată lumea știe cum se reflectă efectul radiațiilor laser asupra corpului uman prin expunerea regulată și periodică.

Ce este radiația laser?

Radiația laser se naște după principiul creării luminii. În ambele cazuri, se folosesc atomi. Dar în situația cu lasere, există și alte procese fizice, iar influența unui câmp electromagnetic extern este urmărită. Din această cauză, oamenii de știință numesc radiațiile de la lasere forțate sau stimulate.

În terminologia fizicii, radiația laser se numește unde electromagnetice care se propagă aproape paralel unele cu altele. Din acest motiv, fasciculul laser are o focalizare ascuțită. În plus, un astfel de fascicul are un unghi mic de împrăștiere, împreună cu o intensitate uriașă de influență asupra suprafeței care este iradiată.

Principala diferență dintre un laser și o lampă cu incandescență standard este domeniul spectral. Lampa este considerată o sursă de lumină artificială care emite unde electromagnetice. Spectrul de iluminare al unei lămpi clasice este de aproape 360 ​​de grade.

Impactul iradierii laser asupra tuturor viețuitoarelor

Contrar stereotipurilor, efectul radiațiilor laser asupra corpului uman nu înseamnă întotdeauna ceva negativ. Datorită utilizării pe scară largă a generatoarelor cuantice în diferite domenii ale vieții, oamenii de știință au decis să folosească capacitățile unui fascicul îngust în medicină.

În cursul numeroaselor studii, a devenit clar că iradierea cu laser are mai multe proprietăți caracteristice:

• Daunele de la un laser pot fi produse nu numai în procesul de expunere directă a corpului de la aparat. Chiar și radiațiile împrăștiate sau razele reflectate pot provoca daune.
• Există o relație directă între gradul de deteriorare și principalii parametri ai undei electromagnetice. Localizarea țesutului iradiat afectează și severitatea leziunii.
• Efectul negativ al absorbției de energie de către țesuturi poate fi exprimat prin expunere termică sau la lumină.

Dar secvența în cazul deteriorării laserului prevede întotdeauna un principiu biologic identic:

• o creștere a temperaturii, care este însoțită de o arsură;
• fierberea fluidelor interstițiale și celulare;
• formarea de abur care creează o presiune semnificativă;
• explozie și undă de șoc care distrug toate țesuturile din apropiere.

Adesea, un emițător laser utilizat incorect este, în primul rând, o amenințare pentru piele. Dacă influența a fost deosebit de puternică, atunci pielea va arăta edematoasă, cu urme de numeroase hemoragii. De asemenea, pe corp vor exista suprafețe mari de celule moarte.

O astfel de iradiere afectează și țesuturile interne. Dar cu leziuni interne la scară mare, efectul împrăștiat al razelor nu este la fel de puternic ca efectul de oglindă direct sau reflectat. O astfel de deteriorare va garanta modificări patologice în funcționarea diferitelor sisteme ale corpului.

Pielea care suferă cel mai mult este protecția organelor interne ale fiecărei persoane. Din această cauză, el preia cea mai mare parte a impactului negativ asupra sa. În funcție de diferitele grade de deteriorare, pe piele va apărea roșeață sau necroză.

Cercetătorii au ajuns la concluzia că persoanele cu pielea întunecată sunt mai puțin susceptibile la leziuni adânci din cauza iradierii cu laser.

Schematic, toate arsurile pot fi împărțite în patru grade, indiferent de pigmentare:

• am grad. Implică arsuri standard ale epidermei.
• gradul II. Include arsuri ale dermei, care se exprimă prin formarea de vezicule caracteristice stratului de suprafață al pielii.
• gradul III. Pe baza arsurilor profunde ale dermului.
• gradul IV. Cel mai periculos grad, care se caracterizează prin distrugerea întregii grosimi a pielii. Leziunea acoperă țesutul subcutanat, precum și straturile adiacente acestuia.

Leziuni oculare cu laser

Pe locul doi în evaluarea nespusă a posibilelor efecte negative ale laserului asupra corpului uman sunt leziunile organelor de vedere. Impulsurile laser scurte se pot dezactiva într-o perioadă scurtă de timp:

• retină,
• cornee
• iris,
• obiectiv.

Există mai multe motive pentru un astfel de impact. Principalele sunt:

• Incapacitatea de a răspunde la timp. Datorită faptului că durata pulsului nu este mai mare de 0,1 secunde, o persoană nu are timp să clipească. Din această cauză, ochiul rămâne neprotejat.
• Ușoară vulnerabilitate. După caracteristicile lor, cristalinul și corneea sunt considerate organe vulnerabile în sine.
• Sistem optic de ochi. Datorită focalizării radiației laser asupra fundului de ochi, punctul de iradiere, atunci când lovește un vas retinian, îl poate înfunda. Deoarece nu există receptori de durere acolo, daunele nu pot fi detectate instantaneu. Abia după ce zona arsă devine mai mare, persoana observă absența unei părți a imaginii.

Pentru a naviga rapid cu o potențială leziune, experții recomandă să ascultați următoarele simptome:

• spasme ale pleoapelor,
• edem pleoapelor,
• senzații de durere,
• hemoragie retiniană,
• turbiditate.

Pericolul se adaugă și de faptul că celulele retiniene deteriorate de laser își pierd capacitatea de recuperare. Deoarece intensitatea radiațiilor care afectează organele de vedere este mai mică decât pragul identic pentru piele, medicii fac apel la prudență.

Ar trebui să aveți grijă de laserele cu infraroșu de diferite tipuri, precum și de dispozitivele care generează radiații cu o putere mai mare de 5 mW. Regula se aplică echipamentelor care produc raze din spectrul vizibil.

Relația dintre unda laser și domeniul acesteia

Fiecare dintre domeniile de aplicare a radiației laser este ghidată de un indicator de lungime de undă strict definit.

Acest indicator depinde direct de natură. Mai degrabă, din structura electronică a fluidului de lucru. Aceasta înseamnă că mediul în care are loc generarea radiației sale este responsabil pentru lungimea de undă.

Există diferite tipuri de lasere cu stare solidă și cu gaz în lume. Grinzile implicate trebuie să fie unul dintre cele mai comune trei tipuri:

• vizibil,
• UV,
• infraroşu.

În acest caz, domeniul de funcționare al iradierii poate varia de la 180 nm la 30 mnm.

Caracteristicile efectului unui laser asupra corpului uman se bazează pe lungimea de undă. Deci, de exemplu, o persoană răspunde mai repede la un laser verde decât la unul roșu. Acesta din urmă nu este sigur pentru toate ființele vii. Motivul constă în faptul că vederea noastră percepe verdele de aproape 30 de ori mai mult decât roșul.

Cum să te protejezi de laser?

În cele mai multe cazuri, protecția împotriva radiațiilor laser este necesară de către acele persoane a căror activitate este strâns legată de utilizarea constantă a acestuia. Dacă o întreprindere are în bilanţ orice tip de generator cuantic, atunci managerii ei trebuie să-şi instruiască angajaţii.

Experții au dezvoltat un set separat de reguli de conduită și siguranță care va proteja angajatul de posibilele consecințe ale radiațiilor. Regula principală este disponibilitatea echipamentului individual de protecție. Mai mult, astfel de fonduri pot diferi dramatic în funcție de gradul de pericol prezis.

În total, clasificarea internațională prevede împărțirea în patru clase de pericol. Marcajul corespunzător trebuie furnizat de către producător. Doar prima clasă este considerată relativ sigură chiar și pentru organele vizuale.

A doua clasă include radiații de tip direct care afectează organele ochilor. Reflectarea oglinzii este de asemenea inclusă în categoria prezentată.

Radiația de clasa a treia este mult mai periculoasă. Efectul său direct amenință ochii. Radiația reflectată de tip difuz la o distanță de 10 cm de suprafață nu este mai puțin periculoasă. Leziunile cutanate vor apărea nu numai cu expunerea directă, ci și cu reflexia în oglindă.

În clasa a patra, atât pielea, cât și ochii suferă de diverse formate de expunere.

Măsurile de protecție colectivă la locul de muncă includ:

• huse speciale,
• ecrane de protecție,
• ghiduri de lumină,
• metode inovatoare de urmărire,
• alarma,
• blocare.

Dintre metodele relativ primitive, dar eficiente, se distinge împrejmuirea zonei în care se efectuează iradierea. Acest lucru va proteja lucrătorii de expunerea accidentală prin neglijență.

De asemenea, la întreprinderile deosebit de periculoase, este obligatorie utilizarea echipamentului individual de protecție pentru angajați. Ele înseamnă un set special de salopete. Nu te poți descurca fără a purta ochelari de protecție care asigură un strat protector în timpul lucrului.

Gadgeturile cu laser și radiațiile lor

Mulți nu știu cât de grave pot fi consecințele funcționării necontrolate a dispozitivelor de casă cu un principiu laser. Acest lucru se aplică structurilor de casă, cum ar fi cele cu laser:

• lămpi,
• indicator,
• lanterne.

Acest lucru este valabil mai ales pentru elevii de liceu care caută să efectueze o serie de experimente fără a avea o idee despre regulile de siguranță atunci când le proiectează.

Este inacceptabil să folosiți lasere de casă în camerele în care sunt prezenți oameni. De asemenea, nu îndreptați razele spre sticlă, catarame metalice și alte obiecte care pot da reflexii.

Chiar dacă fasciculul este de intensitate scăzută, poate duce la tragedie. Dacă îndreptați laserul spre ochii șoferului în timpul mișcării active, acesta poate orbi și pierde controlul.

În niciun caz nu trebuie să priviți în lentila sursei laser. Separat, trebuie luat în considerare faptul că ochelarii pentru lucrul cu un laser trebuie să fie proiectați pentru lungimea de undă pe care o vor genera dispozitivele selectate.

Pentru a preveni o tragedie gravă, medicii sunt rugați să asculte aceste recomandări și să le respecte în permanență.

Influența radiațiilor laser asupra corpului uman nu a fost studiată pe deplin în acest moment, dar mulți sunt încrezători în impactul său negativ asupra tuturor viețuitoarelor. Radiația laser provine conform principiului creării luminii și implică utilizarea atomilor, dar cu un set diferit de procese fizice. Din acest motiv, efectul unui câmp electromagnetic extern poate fi urmărit cu radiația laser.

Scopul aplicatiei

Radiația laser este un flux de energie forțat direcționat îngust, de tip continuu sau pulsat. În primul caz, există un flux de energie de o putere, iar în al doilea, nivelul de putere atinge periodic anumite valori de vârf. Formarea unei astfel de energii este asistată de un generator cuantic, reprezentat de un laser. Fluxurile de energie în acest caz sunt unde electromagnetice care se propagă unele față de altele doar în paralel. Datorită acestei caracteristici, se creează un unghi minim de împrăștiere a luminii și o anumită direcționalitate precisă.

Sursele de radiații laser bazate pe proprietățile sale sunt utilizate pe scară largă în diferite domenii ale vieții umane, inclusiv:

• știință - cercetări și experimente, experimente și descoperiri;
• industria militară de apărare;
• navigație spațială;
• zona de productie;
• zona tehnica;
• tratament termic local - sudare și lipire, tăiere și gravare;
• uz casnic sub formă de cititoare de coduri de bare cu laser, cititoare de CD-uri și indicatori;
• depunerea cu laser, care crește semnificativ rezistența la uzură a metalelor;
• crearea de holograme moderne;
• îmbunătățirea diferitelor dispozitive optice;
• industria chimică – analiza şi începerea reacţiilor.

Deosebit de importantă este utilizarea dispozitivelor de acest tip în domeniul tehnologiei medicale moderne.

Laserul în medicină

Din punctul de vedere al medicinei moderne, radiațiile laser reprezintă o descoperire unică și foarte oportună în tratamentul pacienților care au nevoie de intervenție chirurgicală. Laserul este utilizat în mod activ în producția de instrumente chirurgicale de înaltă calitate.

Avantajele incontestabile ale tratamentului chirurgical includ utilizarea unui bisturiu laser de înaltă precizie, care face posibilă efectuarea de incizii fără sânge în țesuturile moi. Acest rezultat este asigurat de aderența aproape instantanee a capilarelor și a vaselor mici. În timpul utilizării unui instrument laser, chirurgul este capabil să vadă pe deplin câmpul chirurgical. Țesuturile sunt disecate prin fluxul de energie laser la o anumită distanță, în timp ce instrumentul nu are contact cu vasele de sânge și organele interne.

O prioritate importantă în utilizarea instrumentelor chirurgicale moderne este reprezentată de asigurarea sterilității maxime absolute. Datorită direcției stricte a grinzilor, toate operațiile au loc cu traumatizare minimă, în timp ce perioada standard de reabilitare a pacienților care au suferit operație devine mult mai scurtă, iar capacitatea de lucru cu drepturi depline revine mult mai rapid.

O trăsătură distinctivă a utilizării unui bisturiu laser în timpul intervenției chirurgicale astăzi este lipsa durerii în perioada postoperatorie. Dezvoltarea foarte rapidă a tehnologiei laser moderne a contribuit la o extindere semnificativă a posibilităților sale de aplicare. Relativ recent, proprietățile radiațiilor laser au fost descoperite și dovedite științific că au un efect pozitiv asupra stării pielii, datorită cărora dispozitivele de acest tip au început să fie utilizate în mod activ în dermatologie și cosmetologie.

Domenii de aplicare medicală

Medicina nu este de departe singura, dar foarte promițătoare domeniu de aplicare a echipamentelor laser moderne:

• procesul de epilare cu distrugerea foliculilor de păr și îndepărtarea eficientă a părului;
• tratamentul acneei severe;
• îndepărtarea eficientă a semnelor de naștere și a petelor de vârstă;
• refacerea suprafeței pielii;
• terapia leziunilor bacteriene ale epidermei cu dezinfecție și distrugere a microflorei patogene;
• prevenirea răspândirii infecțiilor de diferite origini.

Prima industrie în care echipamentele laser și radiațiile sale au început să fie utilizate în mod activ este oftalmologia. Domeniile microchirurgiei oculare în care tehnologia laser este utilizată pe scară largă sunt:

• coagularea cu laser sub forma utilizării proprietăților termice în tratamentul bolilor oculare vasculare, însoțite de deteriorarea vaselor retinei și corneei;
• fotodistrucție sub formă de disecție tisulară la puterea de vârf a echipamentului laser în tratamentul și disecția cataractei secundare;
• fotoevaporarea sub formă de expunere termică prelungită în prezența proceselor inflamatorii ale nervului optic, precum și în conjunctivită;
• fotoablația sub formă de îndepărtare treptată a țesuturilor în tratamentul modificărilor distrofice ale corneei oculare, eliminarea opacității sale, în tratamentul chirurgical al glaucomului;
• stimulare cu laser cu efecte antiinflamatorii și de rezoluție, care îmbunătățește semnificativ trofismul ocular, precum și în tratamentul scleritei, exsudației în interiorul camerei oculare și hemoftalmiei.

Iradierea cu laser este utilizată pe scară largă în tratamentul cancerului de piele. Echipamentul laser modern prezintă cea mai mare eficiență în îndepărtarea melanoblastomului. Această metodă poate fi folosită și în tratamentul cancerului esofagului sau al tumorilor rectului în stadiile 1-2. Trebuie remarcat faptul că, în condiții de localizare prea profundă a tumorii și metastaze multiple, laserul nu este practic deloc eficient.

Pericol de radiații laser

În prezent, impactul negativ al radiațiilor laser asupra organismelor vii este relativ bine studiat. Iradierea poate fi împrăștiată, directă și reflectată. Impactul negativ determină capacitatea dispozitivelor laser de a emite fluxuri de lumină și căldură. Gradul de deteriorare depinde direct de mai mulți factori simultan, inclusiv:

• lungimea undei electromagnetice;
• locul de localizare a impactului negativ;
• capacitatea de absorbție a țesuturilor.

Ochii sunt cei mai sensibili la efectele negative ale energiei laser. Retina ochiului este extrem de sensibilă și poate primi arsuri de diferite severitate.

Consecințele acestei influențe sunt pierderea parțială a vederii de către pacient, precum și orbirea completă și ireversibilă. Sursele de radiații negative sunt cel mai adesea reprezentate de diverse dispozitive cu infraroșu care emit lumină vizibilă.

Simptome de afectare a retinei, irisului, cristalinului și corneei cu un laser:

• durere și spasme în ochi;
• umflarea severă a pleoapelor;
• hemoragii de diferite grade;
• întunecarea cristalinului ochiului.

Iradierea de intensitate moderată poate provoca arsuri termice ale pielii. La punctul de contact dintre echipamentul laser și piele, în acest caz, se observă o creștere bruscă a temperaturii, însoțită de fierberea și evaporarea lichidului interstițial și intracelular. În acest caz, pielea capătă o colorație roșie caracteristică. Sub acțiunea presiunii apar rupturi ale structurilor tisulare și apare edem, care poate fi completat de hemoragii intradermice. Ulterior, zonele necrotice sunt observate la locurile de ardere și, în cazurile cele mai severe, are loc o carbonizare vizibilă a pielii.

Semne de impact negativ

Un semn distinctiv al unei arsuri cu laser sunt granițele clare pe zonele afectate ale pielii cu bule care se formează direct în straturile epidermei și nu sub ea. Leziunile difuze ale pielii se caracterizează printr-o pierdere aproape instantanee a senzației, iar eritemul apare la câteva zile după expunerea la radiații.

Sunt prezentate principalele caracteristici:

• modificări ale tensiunii arteriale;
• bătăi lente ale inimii;
• transpirație crescută;
• oboseală generală inexplicabilă;
• iritabilitate excesivă.

O caracteristică a radiației laser a spectrului infraroșu este pătrunderea adânc în interior, prin țesuturi, cu afectarea organelor interne. O diferență caracteristică a unei arsuri profunde este reprezentată de alternanța țesuturilor sănătoase și deteriorate. Inițial, atunci când sunt expuși la radiații, oamenii nu experimentează dureri palpabile, iar ficatul este unul dintre cele mai vulnerabile organe. În general, impactul radiațiilor laser asupra corpului uman provoacă tulburări funcționale în sistemul nervos central și activitatea cardiovasculară.

Protecție împotriva impactului negativ și măsuri de precauție

Cel mai mare risc de expunere apare la persoanele ale căror activități sunt direct legate de utilizarea generatoarelor cuantice. Conform standardelor sanitare de bază adoptate astăzi, clasele de radiații 2, 3 și 4 sunt periculoase pentru oameni.

Sunt prezentate metode tehnice de protecție:

• planificarea competentă a spațiilor industriale;
• decorarea interioară corectă fără reflexie în oglindă;
• amplasarea adecvată a sistemelor laser;
• împrejmuire zone de posibilă expunere;
• respectarea cerințelor de întreținere și exploatare a echipamentelor laser.

Protecția personală include ochelari și salopete speciali, ecrane și carcase de siguranță, precum și prisme și lentile pentru a reflecta razele. Angajații unor astfel de întreprinderi ar trebui să fie trimiși în mod regulat pentru examinări medicale preventive.

Acasă, trebuie să fiți atenți și să respectați anumite reguli de funcționare:

• nu dirijați sursele de radiații către suprafețele reflectorizante;
• nu direcționați lumina laser în ochi;
• Nu lăsați dispozitivele laser la îndemâna copiilor mici.

Cele mai periculoase pentru corpul uman sunt laserele care au radiație directă, intensitate mare, directivitate a fasciculului îngust și limitat, precum și densitate prea mare de radiație.

Om - aceasta este industrie, medicină, cercetare științifică, monitorizare a mediului etc. Radiațiile laser (LI), ca și alte tipuri de radiații, au un efect negativ asupra corpului uman. Laserele care emit continuu produc o intensitate de ordinul a 10$ W/cm2, care este suficient pentru a topi si vaporiza orice material. Intensitatea radiației în timpul generării impulsurilor scurte ajunge uneori la mai mult de $10$ W/cm2. Pentru a ne imagina această valoare, trebuie remarcat faptul că în apropierea suprafeței Pământului, intensitatea luminii solare este de doar $0,1$…$0,2$ W/cm2. LI este o radiație optică coerentă, care are o directivitate ridicată și o densitate mare de energie.

Radiația se formează în mediul activ, care este elementul principal al laserului, iar pentru a se forma este necesar:

1. Lumină din surse non-laser;
2. Descărcarea energiei electrice în gaze;
3. Reacții chimice;
4. Bombardamentul cu fascicul electric și alte metode.

Rezonatorul optic este format din oglinzi, intre care se afla mediul activ, poate fi un material solid – sticla, plastic, rubine – poate fi reprezentat prin semiconductori, lichid cu coloranti organici, gaz etc. Laserele pot fi pulsate si continue. .

În funcție de parametrii lor fizici și tehnici, laserele sunt clasificate:

1. Versiunea design:

   • Lasere staționare;
   • Laseruri mobile;
   • lasere deschise;
   • lasere închise.

2. Puterea de radiație:

   • Laseruri grele;
   • Laser puternic;
   • Laser de putere medie;
   • lasere de putere mică.

3. Mod de lucru:

   • lasere CW;
   • Laser pulsat;
   • Laser pulsat cu comutare Q.

4. Metoda de disipare a căldurii:

   • Laser răcit natural;
   • Laser forțat răcit cu apă;
   • Laser forțat răcit cu aer;
   • Lasere cu racire fortata cu lichide speciale.

5. Scop:

   • Laser tehnologic;
   • Laserele sunt speciale;
   • Laser de cercetare;
   • Laserele sunt unice.

6. Metoda de pompare:

   • Pompare prin excitație chimică;
   • Pompare prin trecerea curentului de înaltă frecvență;
   • Trecerea unui curent pulsat;
   • Prin trecerea curentului continuu;
   • Pompare cu lumină pulsată;
   • Pompare cu lumină constantă.

7. Lungimea undei luminoase generate:

   • lasere cu infraroșu;
   • Laser cu lumină vizibilă;
   • lasere ultraviolete;
   • lasere cu raze X;
   • lasere submilimetrice.

8. Pentru elementul activ:

   • Lasere cu gaz dinamic;
   • Lasere cu stare solidă;
   • Laseruri cu semiconductori;
   • Laseruri lichide;
   • Laserele cu gaz.

Radiațiile laser și corpul uman

Toate laserele, în funcție de gradul de pericol pentru lucrători, sunt împărțite în 4 clase:

1. Nu prezentați un pericol de radiații pentru pielea și ochii oamenilor;
2. Atât radiațiile directe, cât și cele reflectate specular prezintă un mare pericol pentru ochi;
3. Toate cele trei radiații - directe, reflectate specular și reflectate difuz - la o distanță de $0,1$ m de suprafața reflectorizante sunt periculoase. Există și pericolul expunerii pielii;
4. Pericol de la radiația reflectată difuz la o distanță de $0,1$ m de o suprafață reflectorizant difuz.

În corpul uman, radiațiile laser pot provoca modificări patologice, tulburări ale organelor de vedere, ale sistemului nervos central și ale sistemului autonom. Radiațiile laser au un efect negativ asupra organelor interne ale unei persoane - ficatul, rinichii, măduva spinării etc. Arsurile superficiale rezultate - principalul efect fiziopatologic al iradierii.

Laserele de clasa $II$, $III$, $IV$ sunt marcate obligatoriu cu semne de pericol laser si dotate cu dispozitive de semnalizare pe toata perioada de functionare. Pentru a preveni răspândirea radiațiilor dincolo de materialele prelucrate, laserele din clasa $III$ și $IV$ sunt echipate cu ecrane speciale. Pentru producerea lor, se folosește material rezistent la foc, care nu se topește, care absoarbe lumina. Controlul unor astfel de lasere este de la distanță.

Pentru radiații laser instalate niveluri limită. Aceste niveluri sunt determinate luând în considerare regiunea spectrului separat pentru ochi și piele. Lucrătorii cu laser ar trebui să fie supuși atât unui examen medical preliminar, cât și anual. Pentru laserele $II$…$IV$, lucrătorii trebuie să folosească protecție personală pentru ochi, iar pentru laserele $IV$, măști de protecție. În funcție de lungimea de undă a radiației, lentilele ochelarilor pot fi incolore sau portocalii, albastru-verde.

Toate pericolele radiațiilor laser sunt împărțite în primar– mașină laser și secundar– în procesul de interacțiune dintre radiația laser și țintă.

1. Pericole primare:

   • Radiație laser directă;
   • Tensiune electrică;
   • Emisia de lumina;
   • zgomot acustic;
   • Accesorii pentru vibratii;
   • Gaze care poluează aerul emis de unitatea instalației;
   • Radiație de raze X la tensiuni de peste $15$ kV.

2. Pericole secundare:

   • Radiație laser reflectată;
   • sisteme aerodisperse;
   • Zgomot acustic;
   • Radiația unei torțe cu plasmă.

Raționalizarea radiațiilor laser

Există două abordări bazate științific pentru reglarea radiațiilor laser:

1. Primul se referă la efectele dăunătoare ale țesuturilor sau organelor direct la locul iradierii;
2. Al doilea abordarea se referă la modificări detectabile în sisteme și organe care nu au fost direct afectate.

In nucleu reglementare igienica sunt criteriile pentru acţiunea biologică.

Pe baza acestui fapt, gama de radiații laser a fost împărțită în zone:

1. Regiunea ultravioletă - de la $0.18$ - $0.38$ microni;
2. Zona vizibilă - $0.38$ - $0.7$5 microni;
3. Infraroșu din apropierea regiunii - 0,75 USD - 1,4 USD µm;
4. Regiunea îndepărtată în infraroșu este de peste 1,4 $ microni.

Observația 2

Justificarea standardelor de igienă este dificilă din cauza faptului că gama de lungimi de undă este largă, parametrii radiației laser și efectele biologice sunt diverși. Verificarea experimentală și clinică necesită timp și bani, prin urmare, modelarea matematică este utilizată pentru a clarifica și dezvolta nivelurile maxime admise de LI.

Modele matematice, desigur, țin cont de natura distribuției energiei și de caracteristicile de absorbție ale țesuturilor iradiate. Metoda modelării matematice a principalelor procese fizice a fost utilizată în determinarea și rafinarea LI PD. A fost inclus în cea mai recentă ediție a normelor și regulilor sanitare pentru proiectarea și funcționarea laserelor - SNiP nr. 5804-91.

Normele elaborate au luat în considerare rezultatele cercetării științifice și principalele prevederi ale documentelor:

1. Dispozitivul SaNiP și funcționarea laserelor № 2392-8 1;
2. Standard IEC (prima ediție, $1984$);
3. Modificări la Standardul Comisiei Electrotehnice Internaționale (1987 USD, publicație 825 USD).

Aceste norme sunt supuse aplicării și acest lucru este dovedit de Scrisoarea lui Rospotrebnadzor din data de $16$.$05$.$2007$ № 0100/4961-07-32 . Nivelurile maxime permise de radiație laser stabilesc regulile № 5804-91 .

De asemenea, acestea stabilesc cerințe pentru:

1. Dispozitive și operarea laserelor;
2. Spații industriale, amplasarea echipamentelor și locurilor de muncă;
3. cerințe pentru personal;
4. Condițiile sferei industriale;
5. Aplicarea mijloacelor de protecție;
6. Control medical.

Geniala predicție a lui A. Einstein, făcută de el încă din 1917, despre posibilitatea emisiei de lumină indusă de către atomi, a fost confirmată strălucit aproape o jumătate de secol mai târziu, când fizicienii sovietici N. G. Basov și A. M. Prokhorov au creat generatoare cuantice. Conform abrevierei engleze, acest dispozitiv se mai numește și laser, iar radiația pe care o creează se numește laser.

Unde ne întâlnim în viața de zi cu zi cu radiațiile laser? În zilele noastre, laserele sunt utilizate pe scară largă - acestea sunt diverse domenii ale tehnologiei și medicinei, precum și efectele de lumină în spectacole și spectacole de varietate. Frumusețea fasciculelor laser irizate și dansante le-a făcut foarte atractive pentru experimentatorii de acasă și producătorii de gadgeturi laser. Dar cum afectează radiația laser sănătatea umană?

Pentru a face față acestor probleme, este necesar să ne amintim ce este radiația laser. Pentru a face acest lucru, să „înaintăm rapid” la o lecție de fizică din clasa a 10-a și să vorbim despre cuante de lumină.

Ce este radiația laser

Lumina obișnuită se naște în atomi. Lumina laser este aceeași. Cu toate acestea, cu alte procese fizice și ca urmare a expunerii la un câmp electromagnetic extern. Prin urmare, radiația laser este forțată (stimulată).

Radiația laser este unde electromagnetice care se propagă aproape paralel unele cu altele. Prin urmare, fasciculul laser are o focalizare ascuțită, un unghi de împrăștiere extrem de mic și un impact foarte semnificativ asupra suprafeței iradiate.

Care este diferența dintre radiația laser și, de exemplu, radiația unei lămpi cu incandescență? O lampă incandescentă este o sursă de lumină artificială care emite unde electromagnetice, spre deosebire de radiația laser, într-un interval spectral larg, cu un unghi de propagare de aproximativ 360 de grade.

Efectul radiațiilor laser asupra corpului uman

Posibilitatea unei aplicații extrem de diverse a generatoarelor cuantice i-a determinat pe specialiști din diverse domenii ale medicinei să se confrunte cu impactul radiațiilor laser asupra corpului uman. S-a constatat că acest tip de radiație are următoarele proprietăți:

Secvența daunelor în timpul acțiunii biologice a radiației laser este următoarea:

• o creștere bruscă a temperaturii, însoțită de o arsură;
• aceasta este urmată de efervescența fluidului interstițial și celular;
• aburul rezultat creează o presiune extraordinară, culminând cu o explozie și o undă de șoc care distruge țesutul din jur.

La intensitati joase si medii ale radiatiilor, pielea este in mod deosebit afectata. Cu o expunere mai puternică, deteriorarea pielii ia forma de edem, hemoragie și zone moarte. Dar țesuturile interne suferă modificări semnificative. Mai mult, cel mai mare pericol vine din radiațiile directe și reflectate specular. De asemenea, provoacă modificări patologice în activitatea celor mai importante sisteme ale corpului.

Să ne oprim în special asupra efectului radiațiilor laser asupra organelor vizuale.

Pulsurile scurte de radiații generate de un laser provoacă leziuni severe ale retinei, corneei, irisului și cristalinului ochiului.

Există 3 motive pentru aceasta.

Simptomele caracteristice ale leziunilor oculare sunt spasmele și umflarea pleoapelor, durerea oculară, tulburarea și hemoragia retiniană. Celulele retiniene nu se regenerează după lezare.

Intensitatea radiațiilor care provoacă leziuni ale organelor de vedere este mai mică decât radiațiile care provoacă leziuni ale pielii. Orice laser cu infraroșu, precum și dispozitivele care emit radiații în spectrul vizibil cu o putere mai mare de 5 mW, pot reprezenta un pericol.

Dependența influenței radiației laser asupra unei persoane pe spectrul său

radiații laser în medicină

Oameni de știință remarcabili din diferite țări, care au lucrat la crearea unui generator cuantic, nici măcar nu au putut prezice ce aplicație largă va găsi urmașii lor în diferite sfere ale vieții. Dar fiecare dintre aceste zone va necesita anumite lungimi de undă specifice.

De ce depinde lungimea de undă a radiației laser? Este determinată de natura, mai precis, de structura electronică a fluidului de lucru (mediul în care este generată această radiație). Există diverse lasere cu stare solidă și cu gaz. Aceste raze miraculoase pot aparține părților ultraviolete, vizibile (de obicei roșii) și infraroșii ale spectrului. Gama lor este în intervalul de la 180 nm. și până la 30 de microni.

Natura impactului radiației laser asupra corpului uman depinde în mare măsură de lungimea de undă. Viziunea noastră este de aproximativ 30 de ori mai sensibilă la verde decât la roșu. Prin urmare, vom răspunde la laserul verde mai repede. În acest sens, este mai sigur decât roșu.

Protecție împotriva radiațiilor laser în producție

Există o categorie uriașă de oameni ale căror activități profesionale sunt direct sau indirect legate de generatoarele cuantice. Pentru ei, există reglementări și standarde stricte de protecție împotriva radiațiilor laser. Acestea includ măsuri de protecție generală și individuală, în funcție de gradul de pericol pe care acest dispozitiv laser îl prezintă pentru toate structurile corpului uman.

utilizarea laserului în producție

În total, există 4 clase de pericol pe care producătorul trebuie să le indice. Pericolul pentru corpul uman este reprezentat de laserele din clasele 2,3 și 4.

Mijloace colective de protecție împotriva radiațiilor laser, acestea sunt ecranele și carcasele de protecție, ghidajele de lumină, televiziunea și metodele telemetrice de urmărire, sisteme de alarmă și blocare, precum și împrejmuirea unei zone cu radiații care depășesc nivelul maxim admis.

Protecția individuală a angajaților este asigurată de un set special de îmbrăcăminte. Pentru a vă proteja ochii, este obligatoriu să purtați ochelari cu un strat special.

Cea mai bună prevenire a radiațiilor laser este respectarea regulilor de funcționare și protecție, precum și examinarea medicală în timp util.

Protecție împotriva radiațiilor laser pentru utilizatorii de gadgeturi laser

Utilizarea necontrolată a laserelor de casă, a lămpilor, a indicatoarelor de lumină, a lanternelor cu laser în viața de zi cu zi reprezintă un pericol grav pentru alții. Pentru a evita consecințele tragice, ar trebui să rețineți:

Generatoarele cuantice și orice gadget-uri laser reprezintă o potențială amenințare pentru proprietarii lor și pentru alții. Și numai respectarea atentă a măsurilor de securitate vă va permite să vă bucurați de aceste realizări fără să vă vătămați dumneavoastră și prietenii tăi.