Лучистая энергия на производстве. Меры защиты, профилактика

Приведенные значения ПДУ  напряженности электрического поля в табл. 2.6.6. не распространяются на радио – и теле излучения (нормируются  отдельно).

Защита  от воздействия ЭМП - радиочастот. Основными способами защиты от воздействия ЭМП – радиочастот являются: уменьшение интенсивности облучения, экранирование рабочего места или удаление его от источника облучения, применение средств индивидуальной защиты. На практике может применяться один или одновременно несколько методов защиты.

Источники излучения или  рабочие места экранируют металлическими камерами или щитами, покрытыми поглощающими материалами или сделанными из ферритового  поглощающего материала, а также  мягкими экранами из специальных  тканей, обладающих экранирующими свойствами. Применение различных экранирующих устройств является надежной защитой  от электромагнитного излучения. Действие всех применяемых в настоящее  время защитных материалов основано на их способности отражения или  поглощения излучения. К отражающим материалам относятся любые обладающие высокойтокопроводимостью материалы, например металлы. Однако, эти материалы обладают и отрицательным свойством: в некоторых случаях возможно образование отраженных электромагнитных полей, которые могут усилить облучение.

Степень ослабления напряженности  электромагнитного поля за счет экранирования  выражается величиной эффективности  экранирования, она показывает, во сколько  раз уменьшается напряженность  поля на данном участке при экранировании  его источника:

 (7)

где Э – эффективность экранирования;

Ео – напряженность поля до экранирования;

Еэ – напряженность поля после экранирования.

Сплошные металлические  экраны обеспечивают в СВЧ – диапазоне  надежное экранирование при любых  практически встречающихся интенсивностях. Сетчатые экраны обладают худшими экранирующими  свойствами, но широко используются, когда  достаточно ослабления мощности до 1000 раз. Удаление рабочего места от источника  облучения – одно из средств снижения интенсивности облучения людей  на предприятии. Оно реализуется  благодаря дистанционному управлению и автоматизированному контролю, определению границы опасной  зоны, где прогноз потока мощности (ППМ) может превышать предельно  допустимые значения, определяются при  работе аппаратуры в режиме максимальной мощности излучения. По границам зон  с ППМ, превышающей ПДУ, следует  установить предупредительные знаки: «Не входить! Опасно!».

Ориентировочное расстояние от источника излучения, на котором  ППМ не превышает ПДУ, можно определить по формуле:

 (8)

где Rн – искомое расстояние, м; R – расстояние, на котором производились измерения, м; Р – измеренная ППМ, мкВт/см²; Рдоп – допустимая ППМ, мкВт/см².

Снижение интенсивности  электромагнитных полей в рабочей  зоне может быть достигнуто экранированием источников облучения сплошными  металлическими и сетчатыми экранами. Интенсивность облучения возможно снизить также с помощью поглощающих покрытий, часто в качестве материала экрана применяют фольгу.

В качестве защитных покрытий применяют резиновые коврики  с коническими шипами, магнитоэлектрические пластины с покрытием на основе поролона ВРМП, поглощающие электромагнитную энергию соответственно в диапазоне 0,8 – 10,6 см, и т.п.

Для снижения вредного влияния  ЭМП на работающих важное место занимает установление рационального режима труда и отдыха и применение средств  индивидуальной защиты (СИЗ).

В качестве СИЗ применяется спецодежда, которая изготовлена из металлической ткани (комбинезоны, халаты, передники, куртки с капюшонами с вмонтированными в них защитными очками). При интенсивном излучении более 10 Вт/см2 применение защитных очков обязательно, даже, при кратковременных работах. Применяются специальные очки: типа ОРЗ-5 (стекла которых покрыты слоем полупроводника из оксида олова – ослабление мощности в диапазоне волн 0,8 …..150см более чем в 1000 раз), сетчатые очки в виде полумаски с числом ячеек 186-560 на см ² при диаметре проволоки 0,07- 0,14 мм.

Следует учесть, что применение СИЗ (металлизированная среда) повышает электроопасность.

6. Обеспечение  безопасности при работе и  эксплуатации лазеров

Оптические квантовые  генераторы (ОКГ), или лазеры, находят  широкое применение в различных  сферах жизнедеятельности Украины: обработка материалов (резка, пайка, точечная сварка, сверление отверстий  в металлах, сверхтвердых материалах и кристаллах), строительство, радиоэлектроника, медицина, космос и т.д.

Принцип действия лазера основан  на свойстве атома (сложной квантовой  системы) излучать фотоны при переходе из возбужденного состояния.

Возбуждение атомов достигается  с помощью различных приемов  подачи на рабочее тело (кристалл, газ, жидкость) энергии накачки (свет, ВЧ - электромагнитное поле и т.д.). При  этом число атомов, находящихся в  возбужденном состоянии, возникает  больше числа атомов, находящихся  на основном уровне энергии. Лавинообразный переход атомов за короткий промежуток времени из возбужденного состояния  в основное приводит к возникновению  лазерного излучения.

Излучение существующих лазеров  охватывает практически весь оптический диапазон – от ультрафиолетовой до инфракрасной области спектра электромагнитных волн. Электромагнитная энергия образуется в результате возбуждения атомов так называемых рабочих веществ, создающих лазерный эффект. У большинства современных лазеров плотность потока мощности достигает 10¹¹ – 10¹⁴ Вт/см². Лазеры позволяют концентрировать энергию на сравнительно малой площади.

ОКГ в зависимости от характера  генерации лазера подразделяются на импульсные (длительность излучения 0,25 с.) и лазеры непрерывного действия (длительность излучения 0,25 с. и более).

Лазерное излучение является электромагнитным излучением, генерируемым в диапазоне длин волн 0,2 – 1000 мкм, который может быть разбит в соответствии с биологическим действием на ряд спектров:

• от 0,2 до 0,4 мкм – ультрафиолетовая область;
• свыше 0,4 до 0,75 мкм – видимая область;
• свыше 0,75 до 1,4 мкм – ближняя инфракрасная область;
• свыше 1,4 мкм – дальняя инфракрасная область.

Основной энергетической характеристикой лазера при импульсном режиме генерации является энергия  лазерного импульса, его длительность. Импульсные генераторы характеризуются  энергией выхода (Дж), нормируемым параметром является плотность энергии на единицу  поверхности (Дж/см²).

Генератор непрерывного излучения  характеризуется выходной мощностью (Вт) – нормирование проводится по отношению  мощности к площади поверхности (Вт/см²).

Лазерное излучение разделяется  на:

• прямое (ограниченное телесным углом);
• рассеянное (за счет прохождения луча через вещество среды);
• зеркальное и диффузное отражения.

Лазер является источником нескольких видов опасности, главным  из которых является его излучение.

Согласно ГОСТ 12.1.040-83 “Лазерная  безопасность. Общие положения” по степени опасности генерирующего  ими излучения лазеры подразделяются на четыре класса:

I-й класс – лазеры, выходное излучение которых не  представляет опасности для глаз  и кожи;

II-й класс – лазеры, выходное излучение которых представляет  опасность при облучении глаз  прямым или зеркально отраженным  излучением;

III-й класс – лазеры, выходное излучение которых представляет  опасность при облучении глаз  прямым, зеркально отраженным, а  также диффузно отраженным излучением  на расстоянии 10 см от отражающей  поверхности;

IV-й класс – лазеры, выходное излучение которых представляет  опасность при облучении кожи  отраженным излучением на расстоянии 10 см от отражающей поверхности.

Класс лазера устанавливается  предприятием-изготовителем.

Биологическое воздействие  лазерного излучения на организм делится на две группы:

• первичные эффекты или органические изменения, возникающие непосредственно в облучаемых тканях персонала;
• вторичные эффекты – различные неспецифические изменения, возникающие в тканях в ответ на облучение.

Основные негативные проявления на организм человека: тепловые, фотоэлектрические, люминесцентные, фотохимические.

При попадании лазерного  излучения на поверхность металла, стекла и др. происходит отражение  и рассеивание лучей.

Опасные и вредные факторы  работы ОКГ:

• лазерное облучение (прямое, рассеянное, отраженное);
• световое излучение от импульсных ламп;
• ультрафиолетовое излучение от кварцевых газоразрядных трубок;
• шумовые эффекты;
• ионизирующее излучение;
• электромагнитные поля ВЧ и СВЧ от генераторов накачки;
• инфракрасное излучение и тепловыделение от оборудования и нагретых поверхностей;
• агрессивные и токсические вещества, используемые в конструкции лазера.

Степень воздействия лазерного  излучения на организм человека зависит  от длины волны, интенсивности (мощности и плотности) излучения, длительности импульса, частоты импульсов, времени  воздействия, биологических особенностей тканей и органов. Наиболее биологически активно ультрафиолетовое излучение, вызывающее фотохимические реакции.

За счет термического действия лазерного излучения на коже возникают  ожоги, а при энергии более 100 Дж происходит разрушение и сгорание биоткани. При длительном воздействии импульсного излучения в облученных тканях энергия излучения быстро преобразуется в теплоту, что ведет к мгновенному разрушению тканей.

Нетермическое действие лазерного  излучения связано с электрическими и фотоэлектрическими эффектами.

Поток энергии, попадая на биологические ткани, вызывает в  них изменения, наносящие вред здоровью человека. Опасно это излучение и  для органов зрения. Особенно опасно, если лазерный луч пройдет вдоль  зрительной оси глаза. Если луч лазера фиксируется на сетчатке глаза, то может  произойти коагуляция сетчатки, в  результате чего возникнет слепота  в пораженной области сетчатки. При  этом необходимо помнить, что опасность  для органов зрения представляет не только прямой, но и отраженный лазерный луч, даже если отражающая его поверхность  незеркальная.

В качестве основного критерия при нормировании лазерного излучения  принята степень изменений, которые  происходят под его воздействием в органах зрения и коже. Согласно СанНиП 5804-91 “Санитарные нормы и правила устройства и эксплуатации лазеров” и ГОСТ 12.1.040-83 “ССБТ. Лазерная безопасность. Общие требования” установлены предельно допустимый уровень (ПДУ) лазерного излучения в зависимости от длины волны (табл. 2.6.7.).

За ПДУ лазерного излучения  принимается энергетическая экспозиция облучаемых тканей. Энергетической экспозицией  называется отношение падающей энергии  к площади этого участка. Единицей измерения является Дж/см².

Суммирующий биологический  эффект лазерного излучения оценивается  с учетом одновременного воздействия  различных параметров излучений  и времени воздействия. Например, энергетическая экспозиция на роговице глаза и коже за общее время  облучения в течение рабочей  смены в диапазоне длин волн 0,2…0,4 мкм составляет 10^-8–10^-3 Дж/см².

Методы защиты от лазерного  излучения подразделяются на: инженерно-технические, организационные, санитарно-гигиенические, планировочные, а также включают использование средств индивидуальной защиты.

Цель организационных  методов защиты – исключить попадание  людей в опасные зоны при работе на лазерных установках. Этого можно  достичь, проводя соответствующее  обучение операторов безопасным приемам  труда и проверку знаний инструкций по проведению работ. При этом необходимо помнить, что доступ в помещение  лазерных установок разрешается  только лицам, непосредственно на них  работающим; опасная зона должна быть четко обозначена и ограждена  стойкими непрозрачными экранами.

Таблица 5.

ПДУ лазерного излучения  в зависимости от длины волны

Длина волны, мкм	Нуф, Дж/см2
от 0,200 до 0,210
от 0,210 до 0,215
от 0,215 до 0,290
от 0,290 до 0,300
от 0,300 до 0,370
свыше 0,370