Реферат: Лазерная безопасность

Министерство образования Российской Федерации

Хабаровский государственныйтехнический университет

РефератПо курсу: «Безопасность жизнедеятельности »

Тема:« Лазерная безопасность ».

Выполнил:  ст. гр. ИУС-71

Буренок Н.      

Проверил:   преподаватель

Тупицына Т.В.

Х а б а р о в с к  2001

<span Times New Roman",«serif»; mso-fareast-font-family:«Times New Roman»;mso-ansi-language:RU;mso-fareast-language: RU;mso-bidi-language:AR-SA;layout-grid-mode:line">

Уникальныесвойства лазерного излучения, к кото­рым относятся: монохроматичность,непосредственно связанная с высокой степенью когерентности, мощность (энергия)и направленность, непрерывно расширя­ют сферу его использования. В зависимостиот того, какие свойства лазерного излучения используются для достиженияпоставленной цели, можно условно выде­лить три направления его применения.Первое направление предусматривает использование энергетичес­ких характеристикизлучения, благодаря которым излучение вызывает нагрев облучаемого материала ив необходимых случаях приводит к изменению его агре­гатного состояния. Второенаправление предусматривает использование таких свойств излучения, как про­странственнаяи временная когерентность, монохрома­тичность и стабильность частоты. Третьенаправление предусматривает использование направленности из­лучения. По мереразвития лазерной техники и техно­логии наблюдается тенденция увеличенияэнергети­ческих и расширение частотных характеристик лазерного излучения. Цельиспользования лазера (назначе­ние) определяет выбор основных техническиххаракте­ристик лазера и требования к его конструкции.

Приработе с лазерной техникой на обслуживающий персонал может воздействоватькомплекс опасных и вредных производственных факторов. Количественные икачественные характеристики неблагоприятных производственных факторов зависятот физико-химических свойств обрабатываемого материала и простран­ственно-энергетическиххарактеристик лазерного излучения.

Опасные и вредные производственные факторы,определяющие условия труда операторов лазерных установок, условно разделяют напервичные и вторич­ные. К первичным относят факторы, источником образованиякоторых является непосредственно лазер­ная установка, к вторичным — факторы,образующиеся при воздействии лазерного излучения на обрабатывае­мый материал.

Приэксплуатации и разработке лазерных изделий необходимо учитывать такжевозможность взрывов и пожаров при попадании лазерного излучения на горючиематериалы.

Длялазерных технологических установок наиболее значимыми из неблагоприятныхпроизводственных факторов являются отраженное лазерное излучение, импульсныйшум и загрязнение воздуха вредными веществами, образующимися при нагревании иразруше­нии (испарении) обрабатываемого материала.

Шум лазерных установок имеет широкий частотныйспектр; эквивалентный уровень звука лазерных устано­вок на 15...20 дБА нижеуровня звука в импульсе; уровни звукового давления в отдельных импульсах длительнос­тьюпорядка миллисекунды могут достигать 100...120 дБ. Основное количество вредныхвеществ поступает в воздух рабочей зоны в виде аэрозольных частиц саэродинамическим диаметром меньше 10 мкм, представ­ляющих наибольшую опасностьдля органов дыхания.

Припроведении ремонтно-профнлактических и пусконаладочных работ можно ожидатьналичия дополнительных неблагоприятных факторов, характе­ристики которыхзависят от конструктивных особеннос­тей лазерного оборудования.

Втабл. 1 приведены основные опасные и вредные производственные факторы,источники их возникнове­ния и нормативно-техническая документация (НТД),регламентирующая воздействие опасного или вредного производственного фактора.

Наибольшуюопасность лазерное излучение представ­ляет для глаз и кожи. Вместе с темлазерное излучение может вызывать в организме человека различные патологическиеизменения, функциональные рас­стройства центральной нервной,сердечно-сосудистой и вегетативной систем, а также влиять на различныевнутренние органы.

Таблица 1

Опасныеи вредные производственные факторы, источники их возникновения и НТД,регламентирующая их воздействие

Опасный или вредный произ­водственный фак­тор

Источник возникно­вения опасного или вредного фактора

Нормативно-техничес­кий документ, регламен­тирующий воз­действие опасного фак­тора

Лазерное излуче­ние:

прямое (зеркально-отражен­ное)

диффузионно отраженное

Резонатор лазера; зеркала, оптическая система, мишень при воздействии лазерно­го излучения

Оптическая система, мишень при воздей­ствии лазерного излу­чения

Санитарные нормы и правила устройства и эксплуатации лазеров № 5804-91, ГОСТ 12.1.040-83

Напряжение в электрической цепи, замыкание которой может произойти через тело человека

Цепи управления и источники электро­питания лазера

ГОСТ 12.2.007.0-75, Правила технической эксплуатации (ПТЭ) и Правила техники безо­пасности (ПТБ)

Вредные вещес­тва

Мишень при воздействии лазерного излу­чения, системы охлаждения, сопут­ствующее УФ-излучение

ГОСТ 12.1.005-88, отраслевые нормы

УФ-излучение

Мишень при воздей­ствии лазерного излу­чения и газоразряд­ные трубки

Санитарные нормы и правила устройства и эксплуатации лазеров №5804-91

Шум и вибрация

Мишень при воздей­ствии лазерного излу­чения, вспомогатель­ное оборудование

ГОСТ 12.1.050-86, ГОСТ 12.1.001-89, ГОСТ 12.1.003-83, СП 2.1.8.562-96, СН 2.1.8,566-96, СН 2.2.4/2.1.8.562-96

Инфракрасная радиация

Мишень при воздей­ствии лазерного излу­чения, вспомогатель­ное оборудование

СанПиН 2.2.4,548-96

Основнымдокументом, регламентирующим требова­ния безопасности при эксплуатации лазерныхустановок, являются «Санитарные нормы и правила устройства и эксплуатациилазеров» № 5804—91 (СанПиН-лазер). Этот документ устанавливает:

•предельно допустимые уровни (ПДУ) лазерного излучения в диапазоне длин волн 180...105нм 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 организациирабочих мест;

•требования к персоналу;

•контроль за состоянием производственной среды;

•требования к применению средств защиты;

•требования к медицинскому контролю.

Предельнодопустимые уровни (ПДУ) лазерного излучения установлены для двух условийоблучения — однократного и хронического в трех диапазонах длин волн: I — от 180до 380 нм; II -св. 380 до 1400 нм; III — св. 1400 до 105.

Нормируемымипараметрами лазерного излучения являются энергетическая экспозиция Н иоблученности Е, усредненные поограничивающей апертуре.

Дляопределения предельно допустимых уровней энергетической экспозиции НПДУи облученности ЕПДУ при воздействии лазерного излучения на кожуусредне­ние производится по ограничивающей апертуре диамет­ром 1,1 х10-3  м (площадь апертуры Sа= 10-6 м2).

Дляопределения предельно допустимых уровней НПДУ и ЕПДУ привоздействии на глаза лазерного излучения в диапазонах I и III усреднениепроизводится по ограничивающей апертуре диаметром 1,1х10-3 м, а вдиапазоне II — по апертуре диаметром 7х10-7 м.

Нарядус энергетической экспозицией и облученнос­тью нормируемыми параметрами являютсятакже энергия Wимощность Pизлучения, прошедшего через указанные ограничивающие апертуры.

НПДУ = WПДУ/ Sа,   EПДУ = PПДУ/Sа

<img src="/cache/referats/12900/image002.gif" v:shapes="_x0000_i1025">

где: WПДУ и РПДУ– предельно допустимые уровни соответственно энергии и мощности.

Параметры НПДУ,EПДУ и WПДУ, РПДУмогут использоваться каждый в отдельности в соответствии с решаемой задачей.

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

ВСанПиН-лазер приведе­ны соотношения для определения ПДУ при однократномвоздействии на глаза и кожу одиночных импульсов коллимированного или диффузноголазерного излуче­ния, а также поправки для учета хронического воз­действияповторяющихся импульсов и углового размера источников диффузного излучения.

Инструментом,позволяющим определять основные направления работы по нормализации условийтруда операторов лазерных установок, является классифика­ция лазеров по степениопасности генерируемого ими излучения. Определение класса опасности основано научете его выходной энергии (мощности) и предельно допустимых уровней приоднократном воздействии генерируемого излучения. Лазеры по степени опасностиподразделяют на четыре класса.

Клазерам I класса относят полностью безопасные лазеры, т.е. такие лазеры,выходное (коллимированное) излучение которых не представляет опасности приоблучении глаз и кожи.

ЛазерыII класса — это лазеры, выходное излучение которых представляет опасность приоблучении глаз или кожи человека коллимированным пучком (опасность приоблучении кожи существует только в I и III спек­тральных диапазонах). Диффузноотраженное излучение безопасно как для кожи, так и для глаз во всех спек­тральныхдиапазонах.

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

ЛазерыIV класса включают такие лазеры, диффузно отраженное излучение которых,представляет опасность для глаз и кожи на расстоянии 10 см от отражающейповерхности.

Лазеры классифицирует предприятие-изготовитель повыходным характеристикам излучения расчетным методом.

Классопасности лазерного изделия определяется классом используемого в нем лазера.

Втабл. 2 показана ориентировочная связь наличия опасных и вредных факторов,сопутствующих работе лазерных изделий, с классом лазера в соответствии с ГОСТ12.1.040-83.

Таблица 2

Опасные и вредные производственные факторы, ожидаемые приэксплуатации лазеров различных классов

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

Примечание: + имеют место всегда; — отсутствуют; -(+) наличие зависит от конкретных технических характеристик лазера и условий его эксплуатации.

Лазерыи лазерные изделия любого класса должны иметь маркировку в соответствии стребованиями СанПиН-лазер.

Безопасностьна рабочих местах при эксплуатации лазерных изделий должна обеспечиватьсяконструкцией изделия. В пределах рабочей зоны уровни воздействия лазерногоизлучения и других неблагоприятных произво­дственных факторов не должныпревышать значений, установленных действующими нормативными докумен­тами.

Приизменении потребителями технических парамет­ров лазерного изделия, влияющих нахарактер его работы или выполняемые им функции, лицо или органи­зация,осуществляющие эти изменения, несут ответствен­ность за проведение повторнойклассификации и изменение надписей на лазерном изделии.

Лазерныеизделия 111—IV классов до начала их эксплуатации должны быть приняты комиссией,назна­ченной администрацией учреждения, с обязательным включением в ее составпредставителей санитарного надзора. Комиссии должна быть представлена следую­щаядокументация:

•паспорт на лазерное изделие;

•инструкция по эксплуатации и технике безопаснос­ти;

•утвержденный план размещения лазерных изделий;

•санитарный паспорт.

Впаспорте (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.

Дозиметрическийконтроль (дозиметрия) лазерного излучения должен оценивать те характеристикиизлуче­ния, которые определяют его способность вызывать неблагоприятныебиологические эффекты на основе сопоставления их с нормируемыми величинами.

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

<div v:shape="_x0000_s1041">

Мишень

<div v:shape="_x0000_s1031">

Фокусирующая система

Лазер

L

Граница рабочей зоны

<img src="/cache/referats/12900/image003.gif" v:shapes="_x0000_s1026 _x0000_s1027 _x0000_s1028 _x0000_s1029 _x0000_s1030 _x0000_s1032 _x0000_s1033 _x0000_s1034 _x0000_s1035 _x0000_s1036 _x0000_s1037 _x0000_s1038 _x0000_s1039 _x0000_s1040">


Рисунок 1 Типовая схема лазерной установки

Нарис. 1 показана типовая схема лазерной установ­ки. Максимальный уровеньэнергетической экспозиции (Дж/см2) отраженного от мишени лазерногоизлучения на границе рабочей зоны можно оценить по формуле:

<img src="/cache/referats/12900/image005.gif" v:shapes="_x0000_i1026">

где WИ -энергия импульса излучения,Дж; L — кратчай­шеерасстояние от мишени до границы рабочей зоны, см.

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

Предупредительныйконтроль проводится в соот­ветствии с регламентом, утвержденным администрациейпредприятия, но не реже одного раза в год в порядке текущего санитарногонадзора, а также в следующих случаях:

• приприемке в эксплуатацию новых лазерных изделий II—IV классов;

• привнесении изменений в конструкцию действую­щих лазерных изделий;

• приизменении конструкции средств коллективной защиты;

• припроведении экспериментальных и наладочных работ;

• приаттестации рабочих мест;

• при организации новых рабочих мест.

Предупредительныйдозиметрический контроль проводят при работе лазера в режиме максимальнойотдачи мощности (энергии), определенной в паспорте на изделие и конкретнымиусловиями эксплуатации.

Индивидуальный дозиметрический контроль прово­дятпри работе на открытых лазерных установках (экспериментальные стенды), а такжев тех случаях, когда не исключено случайное воздействие лазерного излучения наглаза или кожу.

Дляколичественной оценки степени опасности воздействия излучения используюткоэффициент <img src="/cache/referats/12900/image007.gif" v:shapes="_x0000_i1027"> (облученности Е) к соответствующему значению ПДУ.

Методыизмерений параметров лазерного излучения в диапазоне длин волн 0,25...12,0 мкмв заданной точке пространства с целью определения степени опасности излучениядля организма человека установлены ГОСТ 12.1.03-81.

Такимобразом, задача дозиметрии сводится к определению максимального значениястепени опасности излучения и на этой основе выбору методов и средствобеспечения безопасных условий труда. Защиту от лазерного излученияосуществляют техническими, организационными и лечебно-профилактическимиметодами и средствами, приведенными в табл. 3 и 4.

Таблица 3Методы защиты от лазерного излученияСодержание 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

Таблица 4Средства защиты от лазерного излучения

Содержание

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

Снижение степени опасности воздействия лазерногоизлучения в зависимости от длины волны излучения осуществляют«ослабителями излучения», «временем» и«расстоянием».

Уменьшение уровня излучения с помощью ослабите­лей(светофильтров) можно принять при работе с излучением любого спектральногодиапазона. В этом случае степень опасности излучения определяется по формуле

<img src="/cache/referats/12900/image009.gif" v:shapes="_x0000_i1028">

где <img src="/cache/referats/12900/image011.gif" v:shapes="_x0000_i1029"> — степень опасностиизлучения при отсутствии ослабителя; <img src="/cache/referats/12900/image013.gif" v:shapes="_x0000_i1030"> — оптическая плотность светофильтра.

Средствазащиты должны снижать уровни лазерного излучения, действующего на человека, довеличин ниже ПДУ. Они не должны уменьшать эффективность технологическогопроцесса и работоспособность человека. Их защитные характеристики должныоставаться неизмен­ными в течение установленного срока эксплуатации. Выборсредства защиты в каждом конкретном случае осуществляется с учетом требованийбезопасности для данного процесса.

Средства коллективной защиты (СКЗ) должнысоответствовать требованиям ГОСТ 12.4.011—89 и ГОСТ 12.2.049-80.

Средства индивидуальной защиты (СИЗ) применяют­сяпри проведении пусконаладочных и ремонтных работ, работ с открытыми лазернымиизделиями типа лидара и т.п. Средства индивидуальной защиты должнысоответствовать требованиям ГОСТ 12.4.011-89 и маркироваться в соответствии сГОСТ 12.4.115—82.

Средства индивидуальной защиты от лазерногоизлучения включают в себя средства защиты глаз и лица (защитные очки, щитки,насадки), средства защиты рук, специальную одежду.

Привыборе СИЗ необходимо учитывать: рабочую длину волны излучения; оптическуюплотность свето­фильтра.

Оптическаяплотность светофильтров, применяемых в защитных очках, щитках и насадках,должна удовлет­ворять требованиям:

<img src="/cache/referats/12900/image015.gif" v:shapes="_x0000_i1031">

или (для диапазона св. 380 до 1400 нм)

<img src="/cache/referats/12900/image017.gif" v:shapes="_x0000_i1032">

где  НMAX,EMAX,WMAX, РMAX — максимальные значенияэнергетических параметров лазерного излучения врабочей зоне; НПДУ,EПДУ,WПДУ, РПДУ —предельно допустимые уровни энергетических параметров при хроническомоблучении.

Защитные лицевые щитки необходимо применять в техслучаях, когда лазерное излучение представляет опасность не только для глаз, нои для кожи лица.

При настройке резонаторов газовых лазеров,работающих в видимой области спектра, для защиты глаз следует применятьзащитные насадки (ЗН). Защит­ные насадки могут использоваться самостоятельноили в сочетании с оптическими устройствами, такими как диоптрийная трубка.

Маркиматериалов, рекомендуемых для использова­ния в средствах защиты в зависимостиот типа лазера (длины волны), а также характеристики некоторых СИЗ приведены втабл. 5-9.

Таблица 5

Марки цветных оптических стекол, рекомендуемых киспользованию в средствах заиццы от диффузного излучения

Рабочее вещество (тип лазера)

Длина волны, мкм

Марки стекол

ЖС-17; ЖС-18

ОС-11; ОС-12; ОС-13; ОЖ

ОС-23-1

СКИ

Л-17

СЗС-22

СЗС-21

СЗС-25; СЗС-26

Эксимерные лазеры

<p align=«cent
еще рефераты
Еще работы по гражданской обороне