Efeitos positivos e negativos da radiação laser no corpo humano. O que é radiação laser? Radiação laser: suas fontes e proteção contra ela

28.09.2019

Âmbito de aplicação da radiação laser

As propriedades da radiação laser permitem utilizá-la em vários campos vida humana:

ciência - pesquisa, experimentos, experimentos, descobertas;
indústria de defesa militar e navegação espacial;
produção e esfera técnica;
local tratamento térmico– soldagem, corte, gravação, soldagem;
uso doméstico – leitores de código de barras a laser, leitores de CD, ponteiros;
deposição a laser para aumentar a resistência ao desgaste do metal;
criação de hologramas;
aperfeiçoamento de dispositivos ópticos;
indústria química - iniciando e analisando reações.

O uso do laser na medicina

A radiação laser na medicina é um avanço no tratamento de pacientes que necessitam de intervenção cirúrgica. O laser é usado para a produção de instrumentos cirúrgicos.

As vantagens inegáveis do tratamento cirúrgico com bisturi a laser são óbvias. Ele permite que você faça uma incisão sem sangue de tecidos moles. Isso é garantido pela adesão instantânea de pequenos vasos e capilares. Durante o uso de tal instrumento, o cirurgião vê completamente todo o campo cirúrgico. O fluxo de energia do laser disseca a certa distância, sem contato com órgãos internos e vasos.

Uma prioridade importante é garantir a esterilidade absoluta. A diretividade estrita dos feixes permite realizar operações com trauma mínimo. O período de reabilitação dos pacientes é significativamente reduzido. A capacidade de trabalho de uma pessoa retorna mais rapidamente. Recurso distintivo O uso do bisturi a laser é indolor no pós-operatório.

Desenvolvimento tecnologia laser permitiu ampliar as possibilidades de sua aplicação. Verificou-se que as propriedades da radiação laser influenciam positivamente a condição da pele. Portanto, é usado ativamente em cosmetologia e dermatologia.

Dependendo do seu tipo, a pele humana absorve os raios e reage a eles de maneira diferente. Dispositivos de radiação laser podem criar o comprimento de onda desejado em cada caso específico.

Inscrição:

depilação - a destruição do folículo piloso e depilação;
tratamento de acne;
remoção de manchas da idade e marcas de nascença;
recapeamento da pele;
aplicação para lesões bacterianas da epiderme (desinfeta, mata a microflora patogênica), a radiação laser impede a propagação da infecção.

A oftalmologia é o primeiro ramo a usar a radiação laser. Instruções no uso de lasers em microcirurgia ocular:

coagulação a laser - o uso de propriedades térmicas para tratamento doenças vasculares olhos (danos aos vasos da córnea, retina);
fotodestruição - dissecção de tecidos no pico da potência do laser (catarata secundária e sua dissecção);
fotoevaporação - exposição prolongada ao calor, utilizada em processos inflamatórios do nervo óptico, com conjuntivite;
fotoablação - remoção gradual de tecidos, usada para tratar alterações degenerativas na córnea, elimina sua turvação, tratamento cirúrgico de glaucoma;
estimulação a laser - tem um efeito anti-inflamatório e resolutivo, melhora o trofismo ocular, é usado para tratar esclerite, exsudação na câmara ocular, hemoftalmia.

A irradiação a laser é usada para doenças oncológicas pele. O laser mais eficaz para a remoção de melanoblastoma.Às vezes, o método é usado para tratar o câncer de esôfago ou reto em estágio 1-2. Com uma localização profunda do tumor e metástases, o laser não é eficaz.

Histórias de nossos leitores

Wladimir
61 anos

Que perigo o laser representa para os seres humanos?

O efeito da radiação laser no corpo humano pode ser negativo. A irradiação pode ser direta, difusa e refletida. Impacto negativo proporcionado pelas propriedades luminosas e térmicas dos raios. O grau de dano depende de vários fatores - o comprimento da onda eletromagnética, a localização do impacto, a capacidade de absorção dos tecidos.

Os olhos são mais afetados pela energia do laser. A retina do olho é muito sensível, por isso muitas vezes queima. Consequências - perda parcial da visão, cegueira irreversível. A fonte de radiação laser são dispositivos infravermelhos que emitem luz visível.

Sintomas de danos à íris, retina, córnea, laser de lente:

dor e espasmos nos olhos;
inchaço das pálpebras;
hemorragias;
catarata.

Na irradiação de média intensidade, ocorrem queimaduras térmicas da pele. No ponto de contato entre o laser e a pele, a temperatura aumenta acentuadamente. Ocorre ebulição e evaporação do líquido intracelular e intersticial. A pele fica vermelha. Sob pressão, ocorre a ruptura das estruturas teciduais. Edema aparece na pele, em alguns casos hemorragias intradérmicas. Subsequentemente, áreas necróticas (mortas) aparecem no local da queimadura. NO Casos severos carbonização da pele ocorre instantaneamente.

Uma característica distintiva de uma queimadura a laser são os limites claros da lesão da pele, e as bolhas se formam na epiderme, e não sob ela.

Com uma lesão difusa da pele no local da lesão, ela se torna insensível e o eritema aparece após alguns dias.

A radiação laser infravermelha pode penetrar profundamente nos tecidos e afetar órgãos internos. A característica de uma queimadura profunda é a alternância de tecido saudável e danificado. Inicialmente, quando exposta aos raios, a pessoa não sente dor. O órgão mais vulnerável é o fígado.

O efeito da radiação no corpo como um todo causa distúrbios funcionais do sistema sistemas nervosos s, atividade cardiovascular.

Sinais:

quedas na pressão arterial;
aumento da sudorese;
fadiga geral inexplicável;
irritabilidade.

Precauções e proteção contra radiação laser

As pessoas cujas atividades estão associadas ao uso de geradores quânticos correm maior risco de exposição.

De acordo com as normas sanitárias, a radiação laser é dividida em quatro classes de perigo. Para o corpo humano, o perigo é a segunda, terceira, quarta classes.

Métodos técnicos de proteção contra radiação laser:

Layout adequado de instalações industriais, decoração de interior devem cumprir as normas de segurança (os feixes de laser não devem ser espelhados).
Colocação adequada das instalações radiantes.
Cercar a zona de possível exposição.
A ordem e observância das regras para a manutenção e operação dos equipamentos.

Outra proteção a laser é individual. Inclui tais meios: óculos de radiação laser, capas de proteção e biombos, um conjunto de macacões (casacos tecnológicos e luvas), lentes e prismas que refletem os raios. Todos os funcionários devem ser submetidos a exames médicos preventivos regulares.

O uso de um laser na vida cotidiana também pode ser perigoso para a saúde. Operação inadequada de ponteiros de luz, lanternas a laser podem causar danos irreparáveis a uma pessoa. A proteção contra radiação laser prevê regras simples:

Não direcione a fonte de radiação para vidros e espelhos.
É estritamente proibido direcionar o laser para os olhos de si mesmo ou de outra pessoa.
Mantenha os aparelhos com radiação laser fora do alcance das crianças.

A ação do laser, dependendo da modificação do emissor, é térmica, energética, fotoquímica e mecânica. O maior perigo é apresentado por um laser com radiação direta, com alta intensidade, diretividade do feixe estreito e limitado, alta densidade radiação. Para perigos que contribuem para a exposição incluem alta tensão de produção na rede, poluição do ar produtos químicos, ruído intenso, raios-x. Os efeitos biológicos da radiação laser são divididos em primários (queimadura local) e secundários (alterações inespecíficas como resposta de todo o organismo). Deve-se lembrar que o uso impensado de lasers caseiros, ponteiros de luz, lâmpadas, lanternas a laser pode causar danos irreparáveis a outras pessoas.

A radiação laser é a radiação eletromagnética gerada na faixa de comprimento de onda l = 180…105 nm. Dispositivos a laser tornaram-se difundidos.

A radiação laser é caracterizada por monocromaticidade (radiação de quase a mesma frequência), alta coerência (preservação da fase de oscilação), divergência de energia de feixe extremamente baixa e alta concentração de energia de radiação no feixe.

Os efeitos biológicos da exposição à radiação laser no corpo são determinados pelos mecanismos de interação da radiação com os tecidos e dependem do comprimento de onda da radiação, da duração do pulso (exposição), da taxa de repetição do pulso, da área do área irradiada, bem como sobre as características biológicas e físico-químicas dos tecidos e órgãos irradiados. Existem efeitos térmicos, energéticos, fotoquímicos e mecânicos (impacto-acústicos) da exposição, bem como radiação direta e refletida (especular e difusa). Para os olhos, pele e tecidos internos do corpo, o maior perigo é a radiação direta e refletida especularmente saturada de energia. Além disso, existem alterações funcionais negativas no trabalho dos sistemas nervoso e cardiovascular, glândulas endócrinas, alterações pressão arterial aumenta a fadiga.

A radiação laser com comprimento de onda de 380 a 1400 nm é a mais perigosa para a retina, e radiação com comprimento de onda de 180 a 380 nm e superior a 1400 nm - para a mídia anterior do olho. Danos na pele podem ser causados por radiação de qualquer comprimento de onda na faixa considerada (180…105 nm).

Os tecidos de um organismo vivo em baixas e médias intensidades de irradiação são quase impermeáveis à radiação laser. Portanto, os tegumentos da superfície (pele) são mais suscetíveis aos seus efeitos. O grau deste efeito é determinado pelo comprimento de onda e intensidade da radiação.

Em altas intensidades de irradiação do laser, é possível danificar não apenas a pele, mas também os tecidos e órgãos internos. Essas lesões são da natureza de edema, hemorragia, necrose tecidual e coagulação ou ruptura do sangue. Nesses casos, as lesões cutâneas são relativamente menos pronunciadas do que as alterações nos tecidos internos, e nenhuma alteração patológica é observada nos tecidos adiposos.

Os efeitos biológicos decorrentes da ação da radiação laser no corpo são convencionalmente divididos em grupos:

a) efeitos primários - alterações orgânicas que ocorrem diretamente nos tecidos vivos irradiados (irradiação direta);

b) efeitos secundários - alterações não específicas que ocorrem no organismo em resposta à irradiação (exposição prolongada à radiação refletida difusamente).

Durante a operação dos sistemas a laser, uma pessoa pode ser afetada pelos seguintes fatores perigosos e prejudiciais, devido à própria radiação do laser e às especificidades de sua formação:

radiação laser (direta, refletida, espalhada);
ultravioleta, visível e radiação infra-vermelha componentes estruturais;
alta voltagem em circuitos de controle e alimentação;
EMF frequência industrial e faixa de radiofrequência;
radiação de raios X de tubos e elementos de descarga de gás operando com uma tensão anódica superior a 5 kV;
ruído e vibração;
gases e vapores tóxicos formados nos elementos dos lasers e durante a interação do feixe com o meio ambiente;
produtos de interação da radiação laser com materiais processados;
febre superfícies do produto laser e na zona de irradiação;
risco de explosão em sistemas de bombeamento a laser;
a possibilidade de explosão e incêndio quando o feixe interage com material combustível.

De acordo com o grau de risco de radiação para as estruturas biológicas humanas, os lasers são divididos em quatro classes.

Para lasers 1 ª classe são lasers completamente seguros. Sua radiação não representa um perigo para os olhos e a pele.

lasers 2 aulas- São lasers, cujo feixe é perigoso quando irradiado para a pele ou olhos de uma pessoa. No entanto, a radiação refletida difusamente é segura tanto para a pele quanto para os olhos.

lasers 3 aulas são perigosos quando expostos aos olhos e à pele por radiação direta refletida especularmente. A radiação difusamente refletida é perigosa para os olhos a uma distância de 10 cm de uma superfície difusamente reflexiva, mas segura para a pele.

Em lasers 4 aulas a radiação difusamente refletida a uma distância de 10 cm de uma superfície difusamente reflexiva é perigosa para os olhos e a pele.

Os lasers são classificados pelo fabricante de acordo com as características de saída da radiação.

Ao operar instalações das classes 2-4, devem ser tomadas medidas para segurança do laser, controle dosimétrico da radiação do laser, medidas sanitárias e higiênicas e controle médico.

Segurança do laseré um conjunto de procedimentos técnicos, higiênico-sanitários, de tratamento e profiláticos e medidas organizacionais proporcionando condições de trabalho seguras e inofensivas durante a operação de sistemas a laser.

A normalização da radiação laser é realizada de acordo com os níveis máximos permitidos de exposição (MPL) de acordo com "Normas e regras sanitárias para o projeto e operação de lasers" Nº 5804-91 . A radiação da PDU com uma única exposição pode levar a uma probabilidade insignificante de anormalidades reversíveis no corpo de um trabalhador. A radiação MPL sob exposição crônica não leva a um desvio no estado da saúde humana tanto no processo de trabalho quanto na vida a longo prazo das gerações atuais e subsequentes.

Os parâmetros normalizados são irradiância E, exposição à energia H, energia W e potência de radiação P.

Irradiaçãoé a razão do fluxo de radiação incidente em uma pequena área da superfície para a área desta área, W/m2.

exposição à energiaé determinado pela integral da exposição ao longo do tempo, J/m2.

Os controles remotos para radiação laser são ajustados para três faixas de comprimento de onda (180 ... 380, 381 ... 1400, 1401 ... 105 nm) e casos de exposição: simples (com tempo de exposição até um turno), série de pulsos e crônica (repetida sistematicamente). Além disso, ao normalizar, o objeto de exposição (olhos, pele, olhos e pele ao mesmo tempo) é levado em consideração.

Ao usar lasers em eventos teatrais e de entretenimento, para demonstrações em instituições de ensino, para iluminação e outros fins em dispositivos médicos, não diretamente relacionado ao efeito terapêutico da radiação, os LMRs para todos os irradiados são estabelecidos de acordo com os padrões para exposição crônica.

Os produtos laser, tendo em conta as suas classes de perigo, estão sujeitos a requisitos diferentes. Por exemplo, lasers de classe 3 e 4 devem conter equipamentos dosimétricos e seu design deve

permitir controle remoto. Os produtos médicos a laser devem ser equipados com meios para medir o nível de radiação que afeta o paciente e o pessoal. Os lasers de classe 3 e 4 são proibidos de serem usados em eventos teatrais e de entretenimento, em instituições de ensino e em espaços abertos. A classe de um produto a laser é levada em consideração nos requisitos para sua operação.

Produtos laser e áreas de propagação de radiação laser devem ser marcados com sinais de perigo de laser com inscrições explicativas dependendo da classe do laser.

Segurança ao trabalhar com produtos a laser fornecidos através do uso de EPI. Segurança ao usar lasers para fins de demonstração, em eventos teatrais e de entretenimento e em espaço abertoé fornecido por medidas organizacionais e técnicas (desenvolvimento de um esquema de colocação de laser, contabilização da trajetória dos feixes de laser, controle rigoroso sobre o cumprimento das regras, etc.).

Ao usar óculos para proteção contra radiação laser, os níveis de iluminação dos locais de trabalho devem ser aumentados em um passo de acordo com o SNiP 23-05-95.

Os equipamentos de proteção (coletiva e individual) são utilizados para reduzir os níveis de radiação laser que atuam sobre uma pessoa para valores abaixo do MPC. A escolha do equipamento de proteção é realizada levando em consideração os parâmetros de radiação do laser e recursos operacionais. O EPI contra a radiação laser inclui proteção para os olhos e rosto (óculos de segurança selecionados de acordo com o comprimento de onda da radiação, escudos, bicos), proteção para as mãos, roupas especiais.

O pessoal que trabalha com produtos a laser deve passar por exames médicos preliminares e periódicos (uma vez por ano). Pessoas que tenham atingido a idade de 18 anos e não tenham contra-indicações médicas podem trabalhar com lasers.

radiação laser (LI) - emissão forçada de quanta de radiação eletromagnética por átomos de matéria. A palavra "laser" é uma abreviatura formada pelas letras iniciais frase em inglês Amplificação de luz por emissão estimulada de radiação (amplificação de luz criando emissão estimulada). Os principais elementos de qualquer laser são um meio ativo, uma fonte de energia para sua excitação, um ressonador óptico de espelho e um sistema de resfriamento. Devido à sua monocromaticidade e baixa divergência de feixe, o LI pode se propagar por distâncias consideráveis e ser refletido a partir da interface entre dois meios, o que possibilita o uso dessas propriedades para fins de localização, navegação e comunicação.

A capacidade dos lasers de criar exposições de energia excepcionalmente altas torna possível usá-los para processar vários materiais (corte, perfuração, endurecimento de superfícies, etc.).

Quando usado como um meio ativo várias substâncias os lasers podem induzir radiação em quase todos os comprimentos de onda, do ultravioleta ao infravermelho de onda longa.

As principais grandezas físicas que caracterizam o LI são: comprimento de onda (μm), energia de iluminação (W/cm 2), exposição (J/cm 2), duração do pulso (s), duração da exposição (s), frequência de repetição do pulso (Hz).

Efeito biológico da radiação laser. O efeito da LI em uma pessoa é muito complexo. Depende dos parâmetros LR, principalmente do comprimento de onda, potência (energia) da radiação, duração da exposição, taxa de repetição do pulso, tamanho da área irradiada (“efeito do tamanho”) e características anatômicas e fisiológicas do tecido irradiado (olho, pele). Como as moléculas orgânicas que compõem o tecido biológico têm uma ampla faixa de frequências absorvidas, não há razão para acreditar que a monocromaticidade LR possa criar efeitos específicos ao interagir com o tecido. A coerência espacial também não altera significativamente o mecanismo de dano.

radiação, uma vez que o fenômeno da condutividade térmica nos tecidos e os pequenos movimentos constantes inerentes ao olho destroem o padrão de interferência já com uma duração de exposição superior a vários microssegundos. Assim, o LI é passado e absorvido pelos tecidos biológicos de acordo com as mesmas leis que o LI incoerente e não causa nenhum efeito específico nos tecidos.

A energia do LI absorvida pelos tecidos é convertida em outros tipos de energia: térmica, mecânica, energia de processos fotoquímicos, que pode causar uma série de efeitos: térmico, choque, pressão leve, etc.

LI representam um perigo para órgão da visão. A retina do olho pode ser afetada por lasers nas faixas do visível (0,38-0,7 mícron) e do infravermelho próximo (0,75-1,4 mícron). A radiação ultravioleta do laser (0,18-0,38 mícrons) e do infravermelho distante (mais de 1,4 mícrons) não atinge a retina, mas pode danificar a córnea, a íris, a lente. Atingindo a retina, o LR é focado pelo sistema refrativo do olho, enquanto a densidade de potência na retina aumenta 1000-10000 vezes em comparação com a densidade de potência na córnea. Pulsos curtos (0,1 s-10 -14 s) gerados por lasers podem causar danos ao órgão da visão em um período de tempo muito menor do que o necessário para a ativação de mecanismos fisiológicos protetores (reflexo de piscar 0,1 s).

O segundo órgão crítico para a ação do LI é capas de pele. A interação da radiação laser com a pele depende do comprimento de onda e da pigmentação da pele. A refletividade da pele na região visível do espectro é alta. A LI da região do infravermelho distante começa a ser fortemente absorvida pela pele, uma vez que essa radiação é ativamente absorvida pela água, que compõe 80% do conteúdo da maioria dos tecidos; existe o risco de queimaduras na pele.

A exposição crônica à radiação espalhada de baixa energia (no nível ou inferior ao limite máximo de LI) pode levar ao desenvolvimento de alterações não específicas no estado de saúde das pessoas que servem a lasers. Ao mesmo tempo, é uma espécie de fator de risco para o desenvolvimento de condições neuróticas e distúrbios cardiovasculares. As síndromes clínicas mais características encontradas naqueles que trabalham com laser são a distonia astênica, astenovegetativa e vegetovascular.

Normalização LI. No processo de normalização, os parâmetros do campo LI são definidos, refletindo as especificidades de sua interação com tecidos biológicos, os critérios para efeitos nocivos e os valores numéricos do MPS dos parâmetros normalizados.

Duas abordagens para a padronização da LI são fundamentadas cientificamente: a primeira baseia-se nos efeitos danosos de tecidos ou órgãos que ocorrem diretamente no local da irradiação; o segundo - com base em alterações funcionais e morfológicas detectáveis em vários sistemas e órgãos que não são diretamente afetados.

A padronização higiênica é baseada nos critérios de ação biológica, determinada principalmente pela região do espectro eletromagnético. De acordo com isso, a gama LI é dividida em uma série áreas:

De 0,18 a 0,38 mícrons - região ultravioleta;

De 0,38 a 0,75 mícrons - área visível;

De 0,75 a 1,4 mícrons - região do infravermelho próximo;

Acima de 1,4 µm - infravermelho distante.

A base para estabelecer o valor do LMR é o princípio de determinação do dano mínimo "limiar" nos tecidos irradiados (retina, córnea, olhos, pele), determinado por métodos modernos estudos durante ou após a exposição ao LI. Os parâmetros normalizados são exposição à energia N (J-m-2) e exposição E (W-m -2), bem como energia W (J) e potência R (W).

Os dados dos estudos experimentais e clínico-fisiológicos indicam a importância predominante das reações gerais não específicas do organismo em resposta à exposição crônica a níveis de baixa energia de IL em comparação com as alterações locais locais no órgão da visão e na pele. Ao mesmo tempo, a LI na região visível do espectro provoca alterações no funcionamento dos sistemas endócrino e imunológico, sistema nervoso central e periférico, metabolismo de proteínas, carboidratos e lipídios. LI com comprimento de onda de 0,514 μm leva a alterações na atividade dos sistemas simpatoadrenal e pituitário-adrenal. A ação crônica de longo prazo do LI com comprimento de onda de 1,06 μm causa distúrbios vegetativos-vasculares. Quase todos os pesquisadores que estudaram o estado de saúde de pessoas que servem lasers enfatizam uma maior frequência de detecção de distúrbios astênicos e vegetativo-vasculares neles. Portanto, baixa energia

A IL com ação crônica atua como fator de risco para o desenvolvimento de patologia, o que determina a necessidade de levar esse fator em consideração nas normas higiênicas.

Os primeiros controles remotos LI na Rússia para comprimentos de onda individuais foram instalados em 1972 e, em 1991, as "normas e regras sanitárias para o projeto e operação de lasers" SN e P? 5804. Nos EUA, existe o padrão ANSI-z.136. Também foi desenvolvido um padrão Comissão Eletrotécnica Internacional(IEC) - Publicação 825. Uma característica distintiva do documento nacional em relação aos estrangeiros é a regulação dos valores de MPC, levando em consideração não apenas os efeitos danosos aos olhos e à pele, mas também as alterações funcionais no organismo.

Uma ampla gama de comprimentos de onda, uma variedade de parâmetros LR e efeitos biológicos induzidos tornam difícil justificar padrões higiênicos. Além disso, testes experimentais e especialmente clínicos exigem muito tempo e dinheiro. Portanto, a modelagem matemática é usada para resolver os problemas de refinar e desenvolver sistemas de controle remoto para LI. Isso permite reduzir significativamente a quantidade de estudos experimentais em animais de laboratório. Ao criar modelos matemáticos, a natureza da distribuição de energia e as características de absorção do tecido irradiado são levadas em consideração.

O método de modelagem matemática dos principais processos físicos (efeitos térmicos e hidrodinâmicos, quebra do laser, etc.) 1 a 10 -12 s foi usado para determinar e refinar PDU LI, incluído na última edição das "Normas e regras sanitárias para o projeto e operação de lasers" SNiP? 5804-91, que são desenvolvidos com base nos resultados de pesquisas científicas.

As regras atuais dizem:

Em última análise níveis aceitáveis(PDU) radiação laser na faixa de comprimento de onda 180-10 6 nm em várias condições impacto humano;

Classificação dos lasers de acordo com o grau de perigo da radiação que geram;

Requisitos para instalações industriais, colocação de equipamentos e organização dos locais de trabalho;

Requisitos para pessoal;

Acompanhamento do estado do ambiente de produção;

Requisitos para o uso de equipamentos de proteção;

requisitos de controle médico.

O grau de perigo do LI para o pessoal é a base para a classificação dos lasers, segundo a qual eles são divididos em 4 aulas:

1ª - classe (seguro) - a radiação de saída não é perigosa para os olhos;

2ª - classe (baixo risco) - tanto a radiação direta quanto a refletida especularmente representam um perigo para os olhos;

3ª - classe (moderadamente perigosa) - a radiação refletida difusamente também representa um perigo para os olhos a uma distância de 10 cm da superfície refletora;

4º - classe (altamente perigoso) - já representa um perigo para a pele a uma distância de 10 cm de uma superfície difusamente reflexiva.

Requisitos para métodos, instrumentos de medição e controle de LI. A dosimetria LR é um complexo de métodos para determinar os valores dos parâmetros de radiação do laser em dado ponto espaço, a fim de identificar o grau de perigo e nocividade do mesmo para o corpo humano

A dosimetria a laser inclui duas seções principais:

- dosmetria calculada ou teórica, que considera métodos de cálculo dos parâmetros de LI na zona de possível localização de operadores e métodos de cálculo do grau de sua periculosidade;

- dosimetria experimental, considerando métodos e meios de medição direta de parâmetros LR em um determinado ponto no espaço.

Os instrumentos de medição destinados ao controle dosimétrico são chamados de dosímetros a laser. O controle dosimétrico adquire significado especial para avaliar a radiação refletida e espalhada, quando os métodos de cálculo da dosimetria a laser, com base nos dados das características de saída das instalações de laser, fornecem valores muito aproximados dos níveis de LR em um determinado ponto de controle. O uso de métodos computacionais é ditado pela incapacidade de medir os parâmetros LR para toda a variedade de tecnologia de laser. O método de cálculo da dosimetria a laser permite avaliar o grau de risco de radiação em um determinado ponto do espaço, usando os dados do passaporte nos cálculos. Os métodos de cálculo são convenientes para casos de trabalho com pulsos de radiação de curto prazo raramente repetidos, quando

É possível medir o valor máximo de exposição. Eles são usados para identificar áreas de risco de laser, bem como para classificar os lasers de acordo com o grau de perigo da radiação que eles geram.

Os métodos de controle dosimétrico são estabelecidos em " Diretrizes para órgãos e instituições de serviços sanitários e epidemiológicos para realização de controle dosimétrico e avaliação higiênica da radiação laser” ? 5309-90, e também discutido parcialmente nas "Normas e regras sanitárias para o projeto e operação de lasers" CH e P? 5804-91.

Os métodos de dosimetria a laser baseiam-se no princípio do maior risco, segundo o qual a avaliação do grau de perigo deve ser realizada para as piores condições de exposição em termos de efeitos biológicos, ou seja, a medição dos níveis de irradiação do laser deve ser realizada quando o laser estiver operando no modo de potência máxima de saída (energia), determinado pelas condições de operação. No processo de busca e direcionamento do dispositivo de medição para o objeto de radiação, deve-se encontrar uma posição na qual os níveis máximos de LR sejam registrados. Quando o laser está operando em modo pulsado repetitivo, são medidas as características de energia do pulso máximo da série.

Na avaliação higiênica das instalações de laser, é necessário medir não os parâmetros de radiação na saída dos lasers, mas a intensidade de irradiação de órgãos humanos críticos (olhos, pele), o que afeta o grau de ação biológica. Essas medições são realizadas em pontos específicos (zonas) nos quais o programa operacional da instalação do laser determina a presença de pessoal de serviço e nos quais os níveis de LI refletido ou espalhado não podem ser reduzidos a zero.

Os limites de medição dos dosímetros são determinados pelos valores do controle remoto e pelas capacidades técnicas dos modernos equipamentos fotométricos. Todos os dosímetros devem ser certificados pelos órgãos Gosstandart em no devido tempo. A Rússia desenvolveu meios especiais medidas para controle dosimétrico de LI - dosímetros a laser. Eles se distinguem pela alta versatilidade, que consiste na capacidade de controlar a radiação contínua direcional e espalhada, monopulso e pulsada repetitivamente da maioria dos sistemas de laser usados na prática na indústria, ciência, medicina, etc.

Prevenção dos efeitos nocivos da radiação laser (LI). A proteção da LI é realizada por métodos e meios técnicos, organizacionais e terapêuticos e profiláticos. As ferramentas metodológicas incluem:

Selecção, planeamento e decoração de interiores de instalações;

Colocação racional de instalações tecnológicas a laser;

Cumprimento da ordem de manutenção das instalações;

Usando o nível mínimo de radiação para atingir o objetivo;

O uso de equipamentos de proteção. As práticas organizacionais incluem:

Limitar o tempo de exposição à radiação;

Nomeação e briefing dos responsáveis pela organização e condução dos trabalhos;

Restrição de acesso ao trabalho;

Organização da fiscalização sobre o modo de trabalho;

Organização clara do trabalho de resposta a emergências e regulamentação do procedimento para realização de trabalhos em condições de emergência;

Realização de briefing, presença de cartazes visuais;

Treinamento.

Os métodos higiênico-sanitários e de tratamento e profilático incluem:

Monitoramento dos níveis de perigo e fatores prejudiciais no local de trabalho;

Controle sobre a passagem de exames médicos preliminares e periódicos pelo pessoal.

As instalações de produção nas quais os lasers são operados devem cumprir os requisitos dos regulamentos atuais. padrões sanitários e regras. As instalações de laser são colocadas de forma que os níveis de radiação no local de trabalho sejam mínimos.

Os meios de proteção contra LI devem garantir a prevenção da exposição ou a redução da quantidade de radiação a um nível que não exceda o nível permitido. De acordo com a natureza da aplicação, o equipamento de proteção é dividido em meios de proteção coletiva(SKZ) e fundos proteção pessoal (EPI). Confiável e Meios eficazes proteção contribuem para a melhoria da segurança do trabalho, redução de acidentes de trabalho e morbidade ocupacional.

Tabela 9.1.Óculos de proteção contra radiação laser (extrato de TU 64-1-3470-84)

SKZ de LI incluem: cercas, telas de proteção, intertravamentos e persianas automáticas, invólucros, etc.

EPI contra radiação laser incluir óculos de proteção (Tabela 9.1), escudos, máscaras, etc. O equipamento de proteção é usado levando em consideração o comprimento de onda do laser, classe, tipo, modo de operação da instalação do laser e a natureza do trabalho realizado.

O SKZ deve ser fornecido nas etapas de projeto e instalação de lasers (instalações de laser), na organização de trabalhos, na escolha Parâmetros operacionais. A escolha do equipamento de proteção deve ser feita em função da classe do laser (instalação do laser), da intensidade da radiação no área de trabalho a natureza do trabalho a ser feito. Os indicadores das propriedades protetoras da proteção não devem diminuir sob a influência de outras substâncias perigosas

e fatores prejudiciais (vibrações, temperaturas, etc.). O projeto do equipamento de proteção deve oferecer a possibilidade de alterar os elementos principais (filtros de luz, telas, visores, etc.).

Equipamentos de proteção individual para os olhos e face (óculos e viseiras) que reduzam a intensidade de LI ao nível máximo de controle devem ser usados apenas nesses casos (comissionamento, reparo e Trabalho experimental) quando os meios coletivos não garantem a segurança do pessoal.

Ao trabalhar com lasers, somente equipamentos de proteção devem ser usados para os quais haja documentação técnica e regulamentar aprovada da maneira prescrita.

Os lasers estão cada vez mais ferramentas importantes pesquisa em medicina, física, química, geologia, biologia e tecnologia. Se usados incorretamente, podem causar ofuscamento e ferimentos (incluindo queimaduras e choque elétrico) aos operadores e outras pessoas, incluindo visitantes casuais do laboratório, e causar danos materiais significativos. Os usuários desses dispositivos devem compreender e aplicar as precauções de segurança necessárias ao manuseá-los.

O que é um lazer?

A palavra "laser" (eng. LASER, Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation) é uma abreviatura que significa "amplificação da luz por emissão estimulada". A frequência da radiação gerada por um laser está dentro ou perto da parte visível do espectro eletromagnético. A energia é amplificada a um estado de intensidade extremamente alta por um processo chamado "radiação laser induzida".

O termo "radiação" é muitas vezes mal interpretado porque também é usado para descrevê-lo, neste contexto, significa a transferência de energia. A energia é transferida de um lugar para outro por condução, convecção e radiação.

Existem muitos Vários tipos lasers operando em diferentes ambientes. Gases (por exemplo, argônio ou uma mistura de hélio e neônio), cristais sólidos (por exemplo, rubi) ou corantes líquidos são usados como meio de trabalho. Quando a energia é fornecida ao meio de trabalho, ele entra em um estado excitado e libera energia na forma de partículas de luz (fótons).

Um par de espelhos em cada extremidade do tubo selado reflete ou transmite luz em um fluxo concentrado chamado feixe de laser. Cada meio de trabalho produz um feixe de comprimento de onda e cor únicos.

A cor da luz do laser é geralmente expressa em termos de comprimento de onda. É não ionizante e inclui a parte ultravioleta (100-400 nm), visível (400-700 nm) e infravermelha (700 nm - 1 mm) do espectro.

espectro eletromagnético

Cada onda eletromagnética tem uma frequência e comprimento únicos associados a este parâmetro. Assim como a luz vermelha tem sua própria frequência e comprimento de onda, todas as outras cores - laranja, amarelo, verde e azul - têm frequências e comprimentos de onda únicos. Os seres humanos são capazes de perceber essas ondas eletromagnéticas, mas são incapazes de ver o resto do espectro.

O ultravioleta também tem a frequência mais alta. O infravermelho, a radiação de micro-ondas e as ondas de rádio ocupam as frequências mais baixas do espectro. A luz visível encontra-se em uma faixa muito estreita no meio.

impacto humano

O laser produz um intenso feixe de luz direcionado. Se for direcionado, refletido ou focalizado em um objeto, o feixe será parcialmente absorvido, elevando as temperaturas da superfície e do interior do objeto, o que pode fazer com que o material mude ou se deforme. Essas qualidades, que encontraram uso em cirurgia a laser e processamento de materiais, podem ser perigosas para o tecido humano.

Além da radiação, que tem efeito térmico nos tecidos, a radiação laser, que produz um efeito fotoquímico, é perigosa. Sua condição é suficientemente curta, ou seja, a parte ultravioleta ou azul do espectro. Dispositivos modernos produzir radiação laser, o impacto em uma pessoa é minimizado. A energia dos lasers de baixa potência não é suficiente para causar danos e eles não representam um perigo.

Os tecidos humanos são sensíveis aos efeitos da energia e, sob certas circunstâncias, radiação eletromagnética, incluindo o laser, pode causar danos aos olhos e à pele. Estudos têm sido realizados sobre os níveis limiares de radiação traumática.

Perigo para os olhos

O olho humano é mais suscetível a lesões do que a pele. A córnea (a superfície frontal externa transparente do olho), ao contrário da derme, não possui uma camada externa de células mortas que protegem contra a exposição meio Ambiente. Laser e é absorvido pela córnea do olho, o que pode prejudicá-lo. A lesão é acompanhada por edema do epitélio e erosão, e em lesões graves - turvação da câmara anterior.

A lente do olho também pode ser propensa a lesões quando exposta a várias radiações laser - infravermelha e ultravioleta.

O maior perigo, porém, é o impacto do laser na retina na parte visível do espectro óptico - de 400 nm (violeta) a 1400 nm (próximo ao infravermelho). Dentro desta região do espectro, os feixes colimados focam em áreas muito pequenas da retina. A variante mais desfavorável da exposição ocorre quando o olho olha para longe e um feixe direto ou refletido entra nele. Nesse caso, sua concentração na retina chega a 100.000 vezes.

Assim, um feixe visível com potência de 10 mW/cm 2 afeta a retina com potência de 1000 W/cm 2 . Isso é mais do que suficiente para causar danos. Se o olho não olhar para longe, ou se o feixe for refletido de uma forma difusa, não superfície do espelho, radiação muito mais poderosa leva a lesões. O efeito do laser na pele é desprovido do efeito de foco, por isso é muito menos propenso a lesões nesses comprimentos de onda.

raios X

Alguns sistemas de alta tensão com tensões acima de 15 kV podem gerar raios X de potência significativa: radiação laser, cujas fontes são poderosas fontes de elétrons, bem como sistemas de plasma e fontes de íons. Esses dispositivos devem ser verificados para garantir a blindagem adequada.

Classificação

Dependendo da potência ou energia do feixe e do comprimento de onda da radiação, os lasers são divididos em várias classes. A classificação é baseada no potencial do dispositivo de causar lesões imediatas nos olhos, pele ou fogo quando exposto diretamente ao feixe ou quando refletido em superfícies refletivas difusas. Todos os lasers comerciais estão sujeitos a identificação por marcações aplicadas a eles. Se o dispositivo foi feito em casa ou não foi marcado de outra forma, deve-se procurar aconselhamento sobre a classificação e rotulagem apropriadas. Os lasers são diferenciados pela potência, comprimento de onda e tempo de exposição.

Dispositivos Seguros

Dispositivos de primeira classe geram radiação laser de baixa intensidade. Não pode atingir níveis perigosos, portanto as fontes estão isentas da maioria dos controles ou outras formas de vigilância. Exemplo: impressoras a laser e leitores de CD.

Dispositivos condicionalmente seguros

Lasers de segunda classe emitem na parte visível do espectro. Esta é a radiação laser, cujas fontes fazem com que uma pessoa tenha uma reação normal de rejeição de muito luz brilhante(reflexo de piscar). Quando exposto ao feixe, o olho humano pisca após 0,25 segundos, o que fornece proteção suficiente. No entanto, a radiação laser na faixa visível pode danificar o olho com exposição constante. Exemplos: ponteiros laser, lasers geodésicos.

Os lasers de classe 2a são dispositivos propósito especial com uma potência de saída inferior a 1 mW. Esses dispositivos só causam danos quando expostos diretamente por mais de 1000 s em uma jornada de trabalho de 8 horas. Exemplo: leitores de código de barras.

Lasers perigosos

A classe 3a refere-se a dispositivos que não lesam com exposição de curto prazo ao olho desprotegido. Pode ser perigoso ao usar ópticas de focagem, como telescópios, microscópios ou binóculos. Exemplos: laser He-Ne de 1-5 mW, alguns ponteiros laser e níveis de construção.

O feixe de laser classe 3b pode causar ferimentos se exposto diretamente ou se imagem espelhada. Exemplo: laser He-Ne de 5-500 mW, muitos lasers de pesquisa e terapêuticos.

A classe 4 inclui dispositivos com níveis de potência superiores a 500 mW. Eles são perigosos para os olhos, pele e também são um risco de incêndio. A exposição ao feixe, seus reflexos especulares ou difusos podem causar lesões nos olhos e na pele. Todas as medidas de segurança devem ser tomadas. Exemplo: Lasers Nd:YAG, displays, cirurgia, corte de metal.

Radiação laser: proteção

Cada laboratório deve fornecer proteção adequada para pessoas que trabalham com lasers. Janelas em salas através das quais a radiação de dispositivos de classe 2, 3 ou 4 podem passar causando danos em áreas não controladas devem ser cobertas ou protegidas durante a operação de tal dispositivo. Para proteção máxima dos olhos, é recomendado o seguinte.

O feixe deve ser colocado em uma contenção não refletiva e não inflamável para minimizar o risco de exposição acidental ou incêndio. Para alinhar o feixe, use telas fluorescentes ou miras secundárias; evitar a exposição direta aos olhos.
Use a potência mais baixa para o procedimento de alinhamento do feixe. Se possível, use dispositivos de baixo custo para procedimentos de alinhamento preliminar. Evite a presença de objetos refletores desnecessários na área do laser.
Limite a passagem do feixe na zona de perigo fora do horário de trabalho, usando persianas e outras barreiras. Não use as paredes da sala para alinhar o feixe dos lasers de classe 3b e 4.
Use ferramentas não reflexivas. Algum inventário que não reflete a luz visível torna-se especular na região invisível do espectro.
Não use refletivo joia. Jóias de metal também aumentam o risco de choque elétrico.

Óculos de proteção

Óculos de proteção devem ser usados ao trabalhar com lasers de classe 4 em uma área perigosa aberta ou onde houver risco de reflexão. Seu tipo depende do tipo de radiação. Os óculos devem ser escolhidos para proteger contra reflexos, especialmente reflexos difusos, e para fornecer proteção a um nível em que o reflexo protetor natural possa evitar lesões oculares. Tal instrumentos ópticos mantenha alguma visibilidade do feixe, evite queimaduras na pele, reduza a possibilidade de outros acidentes.

Fatores a considerar ao escolher óculos:

comprimento de onda ou região do espectro de radiação;
densidade óptica em um determinado comprimento de onda;
iluminação máxima (W / cm 2) ou potência do feixe (W);
tipo de sistema laser;
modo de energia - radiação laser pulsada ou modo contínuo;
a possibilidade de reflexão - espelhada e difusa;
linha de visão;
a presença de lentes corretivas ou tamanho suficiente para permitir o uso de óculos para correção da visão;
conforto;
Disponibilidade orifícios de ventilação, evitando o embaçamento;
efeito na visão de cores;
Resistência ao impacto;
a capacidade de realizar as tarefas necessárias.

Como os óculos de proteção estão sujeitos a danos e desgaste, o programa de segurança do laboratório deve incluir verificações periódicas desses recursos de segurança.