Lasere bliver stadig vigtigere forskningsværktøjer inden for medicin, fysik, kemi, geologi, biologi og teknik. Hvis de misbruges, kan de forårsage blænding og skade (inklusive forbrændinger og elektrisk stød) på operatører og andet personale, herunder tilfældige laboratoriebesøgende, og forårsage betydelig ejendomsskade. Brugere af disse enheder skal fuldt ud forstå og anvende de nødvendige sikkerhedsforanst altninger, når de håndterer dem.
Hvad er en laser?
Ordet "laser" (eng. LASER, Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation) er en forkortelse, der står for "amplification of light by induced radiation." Frekvensen af strålingen genereret af en laser er inden for eller nær den synlige del af det elektromagnetiske spektrum. Energien forstærkes til en tilstand af ekstrem høj intensitet gennem en proces kaldet "laser-induceret stråling".
Udtrykket "stråling" bliver ofte misforståetforkert, fordi det også bruges til at beskrive radioaktive materialer. I denne sammenhæng betyder det overførsel af energi. Energi transporteres fra et sted til et andet gennem ledning, konvektion og stråling.
Der er mange forskellige typer lasere, der fungerer i forskellige miljøer. Gasser (for eksempel argon eller en blanding af helium og neon), faste krystaller (for eksempel rubin) eller flydende farvestoffer bruges som arbejdsmedium. Når energi tilføres arbejdsmiljøet, går det i en exciteret tilstand og frigiver energi i form af lyspartikler (fotoner).
Et par spejle i begge ender af det forseglede rør enten reflekterer eller transmitterer lys i en koncentreret strøm kaldet en laserstråle. Hvert arbejdsmiljø producerer en stråle af unik bølgelængde og farve.
Farven på laserlys udtrykkes norm alt i form af bølgelængde. Den er ikke-ioniserende og inkluderer ultraviolet (100-400 nm), synlig (400-700 nm) og infrarød (700 nm - 1 mm) del af spektret.
Elektromagnetisk spektrum
Hver elektromagnetiske bølge har en unik frekvens og længde forbundet med denne parameter. Ligesom rødt lys har sin egen frekvens og bølgelængde, så har alle andre farver – orange, gul, grøn og blå – unikke frekvenser og bølgelængder. Mennesker er i stand til at opfatte disse elektromagnetiske bølger, men er ikke i stand til at se resten af spektret.
Gammastråler, røntgenstråler og ultraviolet stråler har den højeste frekvens. infrarød,mikrobølgestråling og radiobølger optager de lavere frekvenser af spektret. Synligt lys ligger i et meget snævert område imellem.
Laserstråling: menneskelig eksponering
Laseren producerer en intens rettet lysstråle. Hvis den rettes, reflekteres eller fokuseres på et objekt, vil strålen blive delvist absorberet, hvilket hæver objektets overflade og indvendige temperaturer, hvilket kan få materialet til at ændre sig eller deformeres. Disse kvaliteter, som har fundet anvendelse i laserkirurgi og materialebehandling, kan være farlige for menneskeligt væv.
Ud over stråling, som har en termisk effekt på væv, er laserstråling farlig, hvilket giver en fotokemisk effekt. Dens tilstand er en tilstrækkelig kort bølgelængde, dvs. den ultraviolette eller blå del af spektret. Moderne enheder producerer laserstråling, hvis indvirkning på en person er minimeret. Laveffektlasere har ikke nok energi til at forårsage skade, og de udgør ingen fare.
Menneskeligt væv er følsomt over for energi, og under visse omstændigheder kan elektromagnetisk stråling, herunder laserstråling, beskadige øjne og hud. Der er udført undersøgelser af tærskelniveauer for traumatisk stråling.
Øjenfare
Det menneskelige øje er mere modtageligt for skader end huden. Hornhinden (den gennemsigtige ydre forreste overflade af øjet), i modsætning til dermis, har ikke et ydre lag af døde celler, der beskytter mod miljøpåvirkninger. laser og ultravioletstrålingen absorberes af øjets hornhinde, hvilket kan skade det. Skaden er ledsaget af ødem i epitelet og erosion, og ved alvorlige skader - uklarhed af det forreste kammer.
Ojelinsen kan også være tilbøjelig til at komme til skade, når den udsættes for forskellige laserstråling - infrarød og ultraviolet.
Den største fare er imidlertid laserens indvirkning på nethinden i den synlige del af det optiske spektrum - fra 400 nm (violet) til 1400 nm (nær infrarød). Inden for denne region af spektret fokuserer kollimerede stråler på meget små områder af nethinden. Den mest ugunstige variant af eksponering opstår, når øjet ser i det fjerne, og en direkte eller reflekteret stråle kommer ind i det. I dette tilfælde når dens koncentration på nethinden 100.000 gange.
En synlig stråle med en effekt på 10 mW/cm2 virker således på nethinden med en effekt på 1000 W/cm2. Dette er mere end nok til at forårsage skade. Hvis øjet ikke ser i det fjerne, eller hvis strålen reflekteres fra en diffus, ikke-spejl overflade, fører meget kraftigere stråling til skader. Lasereffekten på huden er blottet for fokuseringseffekten, så den er meget mindre udsat for skader ved disse bølgelængder.
røntgenstråler
Nogle højspændingssystemer med spændinger over 15 kV kan generere røntgenstråler med betydelig effekt: laserstråling, hvilke kilder er højeffekt elektronpumpede excimer-lasere, samtplasmasystemer og ionkilder. Disse enheder skal testes for strålingssikkerhed, herunder for at sikre korrekt afskærmning.
Klassificering
Afhængigt af strålens effekt eller energi og bølgelængden af strålingen er lasere opdelt i flere klasser. Klassificeringen er baseret på muligheden for, at enheden kan forårsage øjeblikkelig skade på øjne, hud eller ild, når den udsættes direkte for strålen, eller når den reflekteres fra diffuse reflekterende overflader. Alle kommercielle lasere er underlagt identifikation med markeringer påført dem. Hvis enheden var hjemmelavet eller ikke mærket på anden måde, bør der søges råd om passende klassificering og mærkning. Lasere er kendetegnet ved effekt, bølgelængde og eksponeringstid.
Sikker enheder
Førsteklasses enheder genererer laserstråling med lav intensitet. Det kan ikke nå farlige niveauer, så kilder er undtaget fra de fleste kontroller eller andre former for overvågning. Eksempel: laserprintere og cd-afspillere.
Betinget sikre enheder
Lasere af anden klasse udsender i den synlige del af spektret. Dette er laserstråling, hvis kilder får en person til at have en normal reaktion med afvisning af for stærkt lys (blinkrefleks). Når det udsættes for strålen, blinker det menneskelige øje efter 0,25 s, hvilket giver tilstrækkelig beskyttelse. Laserstråling i det synlige område kan dog skade øjet ved konstant eksponering. Eksempler: laserpointere, geodætiske lasere.
Klasse 2a-lasere er specialenheder med en udgangseffekt på mindre end 1mW. Disse enheder forårsager kun skade, når de udsættes direkte i mere end 1000 s på en 8-timers arbejdsdag. Eksempel: Stregkodelæsere.
Farlige lasere
Klasse 3a henviser til enheder, der ikke skader ved kortvarig eksponering for det ubeskyttede øje. Kan være farligt ved brug af fokuseringsoptik såsom teleskoper, mikroskoper eller kikkerter. Eksempler: 1-5 mW He-Ne laser, nogle laserpointere og bygningsniveauer.
Klasse 3b laserstråle kan forårsage skade, hvis den påføres direkte eller reflekteres tilbage. Eksempel: 5-500mW HeNe-laser, mange forsknings- og terapeutiske lasere.
Klasse 4 inkluderer enheder med effektniveauer på over 500 mW. De er farlige for øjnene, huden og er også en brandfare. Eksponering for strålen, dens spejlende eller diffuse refleksioner kan forårsage øjen- og hudskader. Alle sikkerhedsforanst altninger skal træffes. Eksempel: Nd:YAG lasere, skærme, kirurgi, metalskæring.
Laserstråling: beskyttelse
Hvert laboratorium skal give tilstrækkelig beskyttelse til personer, der arbejder med lasere. Vinduer i rum, hvorigennem stråling fra enheder af klasse 2, 3 eller 4 kan passere og forårsage skade påukontrollerede områder skal dækkes eller på anden måde beskyttes under driften af et sådant apparat. For maksimal øjenbeskyttelse anbefales følgende.
- Bjælken skal være indesluttet i en ikke-reflekterende, ikke-brændbar beskyttende kappe for at minimere risikoen for utilsigtet eksponering eller brand. For at justere strålen skal du bruge fluorescerende skærme eller sekundære sigter; Undgå direkte øjenkontakt.
- Brug den laveste effekt til strålejusteringsproceduren. Hvis det er muligt, skal du bruge low-end enheder til foreløbige justeringsprocedurer. Undgå tilstedeværelsen af unødvendige reflekterende genstande i laserområdet.
- Begræns strålens passage i farezonen i ikke-arbejdstid ved hjælp af skodder og andre forhindringer. Brug ikke rummets vægge til at justere strålen fra klasse 3b og 4 lasere.
- Brug ikke-reflekterende værktøjer. Noget inventar, der ikke reflekterer synligt lys, bliver spejlende i det usynlige område af spektret.
- Bær ikke reflekterende smykker. Metalsmykker øger også risikoen for elektrisk stød.
Goggles
Når der arbejdes med Klasse 4-lasere med et åbent fareområde, eller hvor der er risiko for refleksion, skal der bæres sikkerhedsbriller. Deres type afhænger af typen af stråling. Briller skal vælges for at beskytte mod reflekser, især diffuse reflekser, og for at yde beskyttelse til et niveau, hvor den naturlige beskyttelsesrefleks kan forhindre øjenskader. Sådanne optiske enhederbevar en vis synlighed af strålen, undgå forbrændinger af huden, reducer muligheden for andre ulykker.
Faktorer, der skal overvejes, når du vælger beskyttelsesbriller:
- bølgelængde eller område af strålingsspektret;
- optisk tæthed ved en specifik bølgelængde;
- maksimal belysningsstyrke (W/cm2) eller stråleeffekt (W);
- lasersystemtype;
- strømtilstand - pulserende laserlys eller kontinuerlig tilstand;
- reflektionsevner - spejlende og diffuse;
- synsfelt;
- tilstedeværelse af korrigerende linser eller af tilstrækkelig størrelse til at tillade brug af korrigerende briller;
- comfort;
- tilstedeværelse af ventilationshuller for at forhindre dug;
- effekt på farvesyn;
- slagfasthed;
- evne til at udføre nødvendige opgaver.
Fordi sikkerhedsbriller er modtagelige for beskadigelse og slid, bør laboratoriets sikkerhedsprogram omfatte periodiske kontroller af disse beskyttelsesfunktioner.
