BEZPEČNOSTNÉ PREDPISY PRE PRÁCU S LASERMI

Transcript

1 MLC Bratislava 1 PRÍLOHA 2 BEZPEČNOSTNÉ PREDPISY PRE PRÁCU S LASERMI Zabezpečenie ochrany zdravia pred nepriaznivými účinkami laserov, ktorých vlnová dĺžka sa pohybuje v rozmedzí nm. Zdroj : Úprava Vyhl. 171/2004 Vest. MZ SR o hygienických zásadách pre prácu s lasermi registrovanou v čiastke 25/1982 Zb. s účinnosťou od , STN IEC 825-1, 1996 a STN EN /A2, 2002 Úprava sa vzťahuje tak na samostatné zariadenia, ako aj lasery zabudované ako zdroj žiarenia do iných zariadení ANSI - American National Standards Institute Medzinárodný štandard pre bezpečnosť práce s lasermi IEC zavedená od roku 1984 Laser je kvantový generátor elektromagnetického žiarenia v optickej oblasti vlnových dĺžok s využitím stimulovanej emisie žiarenia LASER Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation Charakteristické vlastnosti laserového žiarenia 1. Vysoká hustota energie žiarenia výkon lasera na jednotku plochy 2. Monochromatičnosť optické žiarenie sa emituje len v úzkom intervale vlnových dĺžok typická šírka spektrálnej čiary lasera je < 1 nm 3. Vysoká smerovovosť laserového lúča divergencia (rozbiehavosť) lúča okolo 1mrad a menej 1

2 MLC Bratislava 2 # Spektrum optického žiarenia: DEFINÍCIE POJMOV > UV [ nm] - ultrafialová oblasť ( Ultraviolet radiation ) > VIS [ nm] - viditeľná oblasť - svetlo (Visible light) > IR [700nm μm] infračervená oblasť (Infrared radiation) # Energia ( Q ) a výkon ( P, Φ- žiarivý tok ) optického žiarenia P = Q / t [ W = J / s ] (J) Joule > (mj = 10-3 J) milijoule, ( μj = 10-6 J) mikrojoule (W) Watt > ( kw = 10 3 W )kilowatt, ( MW = 10 6 W) megawatt > ( mw = 10-3 W) miliwatt, ( μw = 10-6 W). mikrowatt CW spojitý režim P Impulzný režim P max P str. Energia Q t Energia v impulze Q t P [ W ] Q [ J ] > P max = Q / t Q = 1 mj, t = 1 μs > P max = 10 3 W = 1 kw * Spojitý režim generovania laserového žiarenia je režim, pri ktorom laser vyžaruje nepretržite dlhšie ako 0,25 s * Impulzný režim generovania laserového žiarenia je režim, pri ktorom je energia lasera vyžarovaná vo forme impulzov nie dlhších ako 0,25 s a frekvenciou ktorá sa rovná alebo je nižšia ako 1 Hz * Impulzný režim generovania laserového žiarenia s vysokou frekvenciou opakovania je režim, pri ktorom generuje laser opakované impulzy s frekvenciou vyššou ako 1 Hz 2

3 MLC Bratislava 3 * Priemer zväzku laserového žiarenia je vzdialenosť medzi protiľahlými bodmi zväzku, v ktorých je hustota energie (výkonu) rovná 1/e násobku maximálnej hustoty 1/e = 0,37 d 63 ~ 63 % výkonu d (d 63 ) * Rozbiehavosť (divergencia ) zväzku žiarenia je celý uhol rozbiehavosti zväzku meraný medzi protiľahlými priamkami prechádzajúcimi rovnoľahlými bodmi zväzku, v ktorých hustota žiarivého toku v tom istom priereze. Udáva sa v miliradiánoch [ mrad ] Θ 63 * Dĺžka impulzu ( t p ) laserového žiarenia - je doba, počas ktorej výkon laserového žiarenia presahuje hodnotu zodpovedajúcu úrovni 0,5 maximálnej hodnoty 1 P 0,5 t p t * Hustota energie H ( výkonu E ) laserového žiarenia - je energia ( výkon ) laserového žiarenia pripadajúca na jednotku prierezu zväzku laserového žiarenia. Udáva sa v J/cm 2 ( W/cm 2 ) d 63 A= 1 cm 2 * Expozícia je súčin hustoty výkonu a jeho dĺžky pôsobenia v sekundách E x t [ W.s / cm 2 ] 3

4 MLC Bratislava 4 * Limitný otvor - je najväčší kruhový prierez, na ktorom sa môže na účely hodnotenia rizika laserového žiarenia merať energia ( výkon ) žiarenia na určovanie výkonovej hustoty alebo hustoty energie UV oblasť 1 mm ( nm ) VIS oblasť 7 mm ( nm ) IR oblasť 1 mm ( nm ) Na tieto velkosti limitného otvoru sú prepočítané maximálne prípustné hodnoty energií resp. výkonu žiarenia laseru pre zaradenie laserov do tried * Difúzny odraz je zmena priestorovej distribúcie zväzku odrazeného žiarenia do mnohých smerov povrchom alebo prostredím ρ E d β z ρ P cos β E d = [ W /m 2 ] ρ - odrazivosť povrchu π z 2 Možné riziká pri práci s lasermi 1. Priame pôsobenie laserového žiarenia na ľudský organizmus (oči, pokožka) 2. Možnosť úrazu elektrickým prúdom 3. Nebezpečenstvo styku s kryogénnymi látkami 4. Nebezpečanstvo styku so sekundárnymi splodinami, ktoré vznikajú pri prevádzke lasera. 4

5 MLC Bratislava 5 Pôsobenie laserového žiarenia na ľudský organizmus Závislosť účinkov od: vlnovej dĺžky režimu činnosti - impulzný, spojitý typ lasera CO 2, YAG:Nd, KrF výkonu času pôsobenia Účinky: fotochemické termické netermické šošovka sklovec Pôsobenie na zrak sietnica rohovka očný Najviac je ohrozená sietnica žiarením od 400 nm do nm Zrenica je premenlivým účinným otvorom, ale priemer môže byť najviac 7 mm pri maximálnom rozšírení. Fokusovaný obraz na sietnici zodpovedajúci takejto zrenici môže dosahovať priemer od 10 do 20 μm. Zvýšenie intenzity ožiarenia medzi rohovkou a sietnicou je v rozmedzí od 2x10 5 do 5x10 5. Absorbovaná energia spôsobí lokálne prehriatie, spáli pigmentové buňky ako aj susedné tyčinky a čapíky citlivé na svetlo. Toto spálenie alebo poškodenie môže mať za následok stratu videnia. V závislosti od veľkosti expozície táto strata môže ale nemusí byť travalá. Príklad: Výkon na vstupe 1mW s priemerom zväzku 2 mm Na sietnici obraz 20 μm a intenzita na sietnici 2, W/m 2 Intenzita žiarenia zo Slnka je 1, W/m 2 Vysoká intenzita žiarenia s vlnovou dĺžkou < 400 nm a > nm môže poškodiť oko, najmä rohovku. 5

6 MLC Bratislava 6 Pôsobenie na pokožku vzdialená ultrafialová blízka ultrafialová viditeľné blízka infračervená vzdialená infračervená Vo všeobecnosti pokožka môže zniesť väčšiu časť expozície energie zväzku lúčov lasera ako oko. Biologický účinok intenzityožiarenia pokožky lasermi pracujúcimi vo viditeľnom žiarení ( nm) a v oblasti infračerveného žiarenia ( nm) sa može meniť od miernych zapálenín až po bolestivé pľuzgiere. V dôsledku expozície žiarenia laserov s veľmi krátkymi impulzmi a vyským špičkovým výkonom prevládajú na veľkej absorpčnej ploche pokožky popolavé zuoľnatené miesta. V tomto prípade už neprebiehajú mierne zápaly. V dôsledku mimoriadne vysokej intenzity ožiarenia sa môže vyskytnúť pigmentácia, hnisanie, zjazvenie pokožky a poškodenie orgánov, ktoré boli vystavené ožiareniu. 6

7 MLC Bratislava 7 ZARADENIE LASEROV DO TRIED > Trieda 1, 1M. - zahrňuje lasery a zariadenia(1m), ktoré nemôžu spôsobiť poškodenie zraku; nevyžadujú zvláštne bezpečnostné a hygienické predpisy (výkon< 0,4 μw) musia byť označené zákazom snímania krytu > Trieda 2, 2M. - zahrňuje lasery a zariadenia (2M), ktoré vyžarujú v spojitom režime vo viditeľnej oblasti spektra a výstupný výkon je menší ako 1 mw - miestnosť, kde je laser tohto druhu umiestnený, musí byť označený výstražnou tabuľkou: LASEROVÉ ŽIARENIE a samotný prístroj sa zabezpečí nápisom: LASER 2 TRIEDY. Nepozeraj sa do lúča, hrozí poškodenie zraku. - zabezpečia sa pred nežiaducou manipuláciou, najmä takou pri ktorej by mohlo dôjsť k zásahu do oka >Trieda 3 R - zahrňuje lasery pracujúce v spojitom režime a ich výkon nepresahuje 5 mw všetky bezpečnostné aj hygienické opatrenia sú rovnaké ako v prípade laserov tr. 2. > Trieda 3 B - zahrňuje lasery, ktorých najvyšší výkon, najvyššia energia neprekračuje limitné hodnoty ( 0,5 W VIS, IR ) - musí byť zabezpečená akustická alebo svetelná signalizácia pri prevádzke - priestor prevádzky lasera musí byť označený výstražnou tabuľkou LASEROVÉ ŽIARENIE. NEVSTUPOVAŤ! a laser treba označiť tabuľkou : LASER 3 B TRIEDY. Pri zásahu oka lúčom hrozí strata zraku. - umiestnia sa v priestore zabezpečenom tak, aby bol zamedzený vstup nepovolaným osobám a aby dráha lúča viedla mimo úrovne očí stojacich a sediacich osôb. Musia sa odstrániť všetky predmety, od ktorých by mohlo dôjsť k neželateľným odrazom lúča. > Trieda IV. - zahrňuje lasery, ktorých výkon presahuje hraničné hodnoty triedy 3 B 7

8 MLC Bratislava 8 - priestor prevádzky lasera musí byť označený výstražnou tabuľkou: LASEROVÉ ŽIARENIE. NEVSTUPOVAŤ! a laser treba označiť tabuľkou: LASER IV.TRIEDY. Pri zásahu priamym i odrazeným lúčom hrozí veľmi ťažké poškodenie zdravia - zabezpečia sa zariadením spoľahlivo zamedzujúcim jeho uvedeniu do chodu - zabezpečia sa tak, aby dráha lúča okrytovaná a ukončená absorpčným terčom upraveným tak, aby ani difúzne odrazeným žiarením nemohlo dôjsť k zásahu očí osôb. Kryt dráhy lúča sa upravuje tak, aby po jeho otvorení bol prerušený prívod elektrickej energie do napájacieho zdroja - Výnimočne, ak nemožno okrytovať dráhu lúča, musí sa dráha vymedziť tak, aby do nej pri chode zariadenia nemohol nikto vstúpiť. 8