Санитарные нормы и правила устройства и эксплуатации лазеров

 

Основным документом, регламентирующим требования безопасности при эксплуатации лазерных установок, являются "Санитарные нормы и правила устройства и эксплуатации лазеров" № 5804—91 (СанПиН-лазер). Этот документ устанавливает:

• предельно допустимые уровни (ПДУ) лазерного излучения в диапазоне длин волн 180...10⁵ нм при различных условиях воздействия на человека;

• классификацию лазеров по степени  опасности генерируемого ими  излучения;

• требования к устройству и эксплуатации лазеров;

• требования к производственным помещениям, размещению оборудования и организации рабочих мест;

• требования к персоналу;

• контроль за состоянием производственной среды;

• требования к применению средств  защиты;

• требования к медицинскому контролю.

Предельно допустимые уровни (ПДУ) лазерного излучения установлены для двух условий облучения - однократного и хронического в трех диапазонах длин волн: I - от 180 до 380 нм; II -св. 380 до 1400 нм; III - св. 1400 до 10⁵. На ПДУ влияют следующие параметры:

длина волны лазерного излучения ;

длительность импульса ;

частота повторения импульса;

длительность воздействия…

При  одновременном   воздействии   лазерного   излучения   с   различными параметрами на один и  тот  же  участок  тела  и  при  условии  суммирования биологических эффектов сумма отношений  уровней  лазерного излучения Hn  к величине ПДУ Hпду не должна превышать единицы, т.е. H1/Hпду(1)+Н2/Нпду(2)+...+Нn/Нпду(n).

Нормируемыми параметрами  лазерного излучения являются энергетическая экспозиция Н и облученности Е, усредненные по ограничивающей апертуре.

Для определения предельно допустимых уровней энергетической экспозиции Н_ПДУ и облученности Е_ПДУ при воздействии лазерного излучения на кожу усреднение производится по ограничивающей апертуре диаметром 1,1 х10^-3  м (площадь апертуры S_а = 10^-6 м²).

Для определения предельно допустимых уровней Н_ПДУ и Е_ПДУ при воздействии на глаза лазерного излучения в диапазонах I и III усреднение производится по ограничивающей апертуре диаметром 1,1х10^-3 м, а в диапазоне II — по апертуре диаметром 7х10^-7 м.

Наряду с энергетической экспозицией и облученностью нормируемыми параметрами являются также энергия W и мощность P излучения, прошедшего через указанные ограничивающие апертуры.

Н_ПДУ = W_ПДУ / S_а,   E_ПДУ = P_ПДУ / S_а

где: W_ПДУ и Р_ПДУ – предельно допустимые уровни соответственно энергии и мощности.

Параметры Н_ПДУ, E_ПДУ и W_ПДУ, Р_ПДУ могут использоваться каждый в отдельности в соответствии с решаемой задачей.

Лазерное излучение  с длиной волны 380...1400 нм наибольшую опасность представляет для сетчатой оболочки глаза, а излучение с длиной волны 180...380 нм и св. 1400 нм - для передних сред глаза. Повреждение кожи может быть вызвано лазерным излучением любой длины волны рассматриваемого спектрального диапазона (180...10⁵ нм).

В СанПиН-лазер приведены соотношения для определения ПДУ при однократном воздействии на глаза и кожу одиночных импульсов коллимированного или диффузного лазерного излучения, а также поправки для учета хронического воздействия повторяющихся импульсов и углового размера источников диффузного излучения.

Классификация лазеров по степени опасности генерируемого ими излучения

 

Инструментом, позволяющим  определять основные направления работы по нормализации условий труда операторов лазерных установок, является классификация лазеров по степени опасности генерируемого ими излучения. Определение класса опасности основано на учете его выходной энергии (мощности) и предельно допустимых уровней при однократном воздействии генерируемого излучения. Лазеры по степени опасности подразделяют на четыре класса.

К лазерам I класса относят  полностью безопасные лазеры, т.е. такие  лазеры, выходное (коллимированное) излучение  которых не представляет опасности  при облучении глаз и кожи.

Лазеры II класса - это  лазеры, выходное излучение которых представляет опасность при облучении глаз или кожи человека коллимированным пучком (опасность при облучении кожи существует только в I и III спектральных диапазонах). Диффузно отраженное излучение безопасно как для кожи, так и для глаз во всех спектральных диапазонах.

К лазерам III класса относят  такие лазеры, выходное излучение  которых представляет опасность  при облучении глаз не только коллимированным, но и диффузно отраженным излучением на расстоянии 10 см от отражающей поверхности и (или) при облучении кожи коллимированным излучением. Диффузно отраженное излучение не представляет опасности для кожи. К этому классу относят лазеры, генерирующие излучение в спектральном диапазоне II.

Лазеры IV класса включают такие лазеры, диффузно отраженное излучение которых, представляет опасность для глаз и кожи на расстоянии 10 см от отражающей поверхности.

Лазеры классифицирует предприятие-изготовитель по выходным характеристикам излучения расчетным  методом.

Класс опасности лазерного  изделия определяется классом используемого в нем лазера.

В следующей таблице показана ориентировочная связь наличия опасных и вредных факторов, сопутствующих работе лазерных изделий, с классом лазера в соответствии с ГОСТ 12.1.040-83.

 

Опасные и вредные  производственные факторы	Класс лазера
	I	II	III	IV
Лазерное излучение: прямое, зеркально отраженное   диффузно отраженное	-	+	+	+
	-	-	+	+
Повышенное напряжение	-(+)	+	+	+
Повышенная запыленность и загазованность воздуха рабочей зоны	-	-	-(+)	+
Повышенный уровень  ультрафиолетовой радиации	-	-	-(+)	+
Повышенная яркость  света	-	-	-(+)	+
Повышенные уровни шума и вибрации	-	-	-(+)	+
Повышенный уровень  ионизирующих излучений	-	-	-	-(+)
Повышенный уровень  электромагнитных излучений ВЧ- и СВЧ-диапазонов	-	-	-(+)	-(+)
Повышенный уровень инфракрасной радиации	-	-	-(+)	+
Повышенная температура  поверхностей оборудования	-	-	-(+)	+
Химические опасные  и вредные производственные факторы	При работе с токсичными веществами
«+» имеют место всегда; «-» отсутствуют;     «-(+)» наличие зависит от конкретных технических характеристик лазера и условий его эксплуатации.

 

Дозиметрический контроль

 

В пределах рабочей зоны уровни воздействия лазерного излучения  и других неблагоприятных производственных факторов не должны превышать значений, установленных действующими нормативными документами.

Лазерные изделия 111—IV классов до начала их эксплуатации должны быть приняты комиссией, назначенной администрацией учреждения, с обязательным включением в ее состав представителей санитарного надзора. Комиссии должна быть представлена следующая документация:

• паспорт на лазерное изделие;

• инструкция по эксплуатации и технике безопасности;

• утвержденный план размещения лазерных изделий;

• санитарный паспорт.

В паспорте (формуляре) на лазерное изделие должно быть указано;

• длина волны излучения;

• выходная мощность (энергия);

• длительность импульса;

• частота следования импульсов;

• длительность серии  импульсов;

• начальный диаметр  пучка излучения по уровню ехр(-2);

• расходимость пучка  излучения по уровню ехр(-2);

• класс опасности  лазера;

• максимальный уровень  излучения в рабочей зоне;

• безопасные расстояния (граница лазерно-опасной зоны);

• используемые средства защиты;

• сопутствующие опасные  и вредные факторы.

 

Дозиметрический контроль (дозиметрия) лазерного излучения должен оценивать те характеристики излучения, которые определяют его способность вызывать неблагоприятные биологические эффекты на основе сопоставления их с нормируемыми величинами.

Различают две формы  дозиметрического контроля: предупредительный (оперативный) и индивидуальный.

Предупредительный дозиметрический  контроль заключается в определении  максимальных уровней энергетических параметров лазерного излучения  на границе рабочей зоны.

Типовая схема лазерной установки 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

На рисунке показана типовая схема лазерной установки. Максимальный уровень энергетической экспозиции (Дж/см²) отраженного от мишени лазерного излучения на границе рабочей зоны можно оценить по формуле:

где W_И - энергия импульса излучения, Дж; L - кратчайшее расстояние от мишени до границы рабочей зоны, см.

Индивидуальный дозиметрический  контроль заключается в измерении уровней энергетических параметров излучения, воздействующего на глаза (кожу) конкретного работающего в течение рабочего дня.

Предупредительный контроль проводится в соответствии с регламентом, утвержденным администрацией предприятия, но не реже одного раза в год в порядке текущего санитарного надзора, а также в следующих случаях:

• при приемке в  эксплуатацию новых лазерных изделий II—IV классов;

• при внесении изменений  в конструкцию действующих лазерных изделий;

• при изменении конструкции  средств коллективной защиты;

• при проведении экспериментальных  и наладочных работ;

• при аттестации рабочих  мест;

• при организации новых рабочих мест.

Предупредительный дозиметрический  контроль проводят при работе лазера в режиме максимальной отдачи мощности (энергии), определенной в паспорте на изделие и конкретными условиями  эксплуатации.

Индивидуальный дозиметрический контроль проводят при работе на открытых лазерных установках (экспериментальные стенды), а также в тех случаях, когда не исключено случайное воздействие лазерного излучения на глаза или кожу.

Для количественной оценки степени опасности воздействия  излучения используют коэффициент ), равный отношению энергетической экспозиции Н (облученности Е) к соответствующему значению ПДУ.

Методы измерений параметров лазерного излучения в диапазоне  длин волн 0,25...12,0 мкм в заданной точке  пространства с целью определения степени опасности излучения для организма человека установлены ГОСТ 12.1.03-81.

Таким образом, задача дозиметрии сводится к определению максимального  значения степени опасности излучения  и на этой основе выбору методов  и средств обеспечения безопасных условий труда.

Методы и средства защиты от лазерного излучения

 

Защиту от лазерного  излучения осуществляют техническими, организационными и лечебно-профилактическими  методами и средствами, приведенными в следующих таблицах.

 

Содержание	Класс лазера				Примечания
	1	II	III	IV
ТЕХНИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ
1. Выбор, планировка  и внутренняя отделка производственных  помещений	-	-(+)	+	+	В тех случаях, когда  размер ЛОЗ соизмерим с размером помещения
2. Размещение лазерных  технологических  установок	-	-(+)	+	+	В тех случаях, когда  возможно взаимное влияние различных  установок
3. Порядок обслуживания  установок	-	-(+)	+	+	На всех установках
4. Использование минимального  уровня излучения, обеспечивающего  достижение поставленной цели	-	-(+)	+	+	При осуществлении любого технологического процесса
5. Организация рабочего  места	-	-(+)	+	+	С учетом требований эргономики; управление не должно требовать пребывания в зоне распространения луча и в ЛОЗ
6. Применение средств  защиты	-	-(+)	+	+	По возможности стационарные коллективные
ОРГАНИЗАЦИОННЫЕ МЕТОДЫ
1. Ограничение времени  воздействия излучения	-	-(+)	-<+)	-(+)	При работе с излучением УФ-диапаэона спектра
2. Назначение лиц, ответственные  за организацию и проведение работ	-	-(+)	+	+	Приказом руководителя
3. Осуществление допуска  к проведению работ	-	-	+	+	На основании проверки знаний правил техники безопасности и инструкций по эксплуатации
4. Организация надзора  за проведением работ	-	-	+	+	В соответствии с СанПиН № 5804-91
5. Организация противоаварийных работ и установление порядка ведения работ в аварийных условиях	-	-	-	+	С учетом специфики установок  и технологических процессов
6. Инструкции, плакаты	-	-(+)	+	+	На рабочих местах
7. Обучение и инструктаж	-	-(+)	+	+	В установленном порядке
8. Ограничение допуска	-	-	-(+)	+	Предупредительные знаки  на входных дверях; ключи от входа  только у обученного персонала
ЛЕЧЕБНО-ПРОФИЛАКТИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ
1. Контроль за уровнями  опасных и вредных производственных  факторов на рабочих местах	-	-	+	+	Периодически, в соответствии с СанПиН № 5408-91 и утвержденным регламентом
2. Контроль за прохождением персоналом предварительных и периодических медицинских осмотров	-	-	+	+	В соответствии с приказом Минздрава России
3. Повышение сопротивляемости  организма путем создания у работающих активного или пассивного иммунитета			+	+	С учетом специфики проводимых работ

 

Средства защиты от лазерного излучения	Класс лазера				Примечания
	I	II	III	IV
1. Оградительные устройства (кожухи, экраны и т.д.)	-	-(+)	+	+	Должны снижать уровни опасных и вредных производственных факторов до безопасных значений
2. Дистанционное управление	-	-	+	+	Применять всюду, где  возможно
3. Устройство сигнализации (ясно воспринимаемый световой или звуковой сигнал)	-	-(+)	+	+	Для лазеров видимого диапазона спектра. Для лазеров Уф- диапазона спектра. Для лазеров ИК-диапазона спектра
4. Маркировка знаком  лазерной опасности	-	+	+	+	Лазеры, лазерные установки, зона прохождения луча, граница ЛОЗ
5. Кодовый замок	-	-	+	+	На дверях помещений, на пульте управления; код знают лишь лица, непосредственно работающие на данной установке
6. Защитные очки, снижающие  уровень диффузного излучения на роговице глаза до ПДУ	-	+	++	++	При времени воздействия  больше 0,25 с. Всегда, когда средства коллективной защиты не обеспечивают безопасные условия труда
7. Защитные запоры  оградительного устройства или  его частей	-	+	+	+	Необходимы в тех  случаях, когда при снятии оградительного устройства или его частей возможно воздействие излучения с уровнями больше ПДУ
8. Защитная одежда	-	-	-	+	При соответствующей  опасности
9. Котировочные очки (снижающие  уровень коллимированного излучения  на роговице глаза ДО ПДУ)	-	+	+	+	Ограничено, при выполнении юстировки, наладки и ремонтно-профилактических работ