11.3 Опис лабораторної установки

Структурна схема експериментальної установки для дозиметрування розсіяного випромінювання від мішені на робочому місці зображена на рисунку 11.1.

Рисунок 11.1 Структурна схема експериментальної установки

У роботі використовується гелій-неоновий лазер безперервного випромінювання типу ЛГ-58 (або інший). За допомогою оптичної системи (об’єктива) випромінювання фокусується на мішень, якою є дифузно-розсіюча поверхня матового скла (або дзеркальна поверхня). Дозиметр встановлюється на штативі, за допомогою якого можна робити орієнтування вихідного вікна відносно розсіючої плями згідно з даними методичними вказівками п. 11.5 та рисунок 11.2.

У тих випадках, коли проводиться вимір при дзеркальному відображені випромінювання на місце встановлюється дзеркало.

11.4 Порядок виконання роботи та методичні вказівки з її виконання

Загальні вимоги до лазерних дозиметрів та методів дозиметричного контролю колімованого та розсіяного лазерного випромінювання в спектральному діапазоні 0,25-12 мкм установлені в ГОСТ 12.1.031-81. Дозиметрія лазерного випромінювання базується на розрахункових методах. Виміри параметрів діфузно-відбитого лазерного випромінювання в основному „на відкритих” лазерних установках, тобто таких при експлуатації яких можливе не тільки його відтворення, але і падіння на людину. При здійснюванні методичних прийомів лазерної дозиметрії акцент робиться на найгірші умови (випадки) дії випромінювання при експлуатації лазера, що оправдовується з точки зору гігієни.

Дозиметрія лазерного випромінювання на робочому місці полягає в тому, що перед початком вимірювання необхідно встановити характерні параметри лазерного випромінювання: довжину хвилі, тривалість та частоту повторення імпульсів, енергію на виході (потужність) та класифікувати джерело за протяжністю. За звичаєм спектральні, часові, частотні та просторові параметри лазерних установок відомі та вказані в їх паспортах.

При проведенні вимірів необхідно знати трасу лазерного пучка і місця контакту (взаємодії) лазерного випромінювання з різноманітними об’єктами (мішенями, лінзами, стеклами та ін.). Над-усе необхідно ураховувати ті матеріали на трасі пучка, які можуть дати найбільше відображення. За вихідну (базову) точку взаємодії – (0) приймають точку перетину осі лазерного пучка з поверхнею мішені (рис. 11.2).

Виміри випромінювання в робочій зоні треба починати з визначення в найбільш близькій до точки 0 на промені А (контроль), в якій відмічається найбільший час перебування працюючого з лазером та максимальна можливість шкідливої або небезпечної дії на нього лазерного випромінювання.

Граничне наближення точки А до вихідної точки 0 складає 30 см, тобто таку саме відстань максимального приближення відповідної незахищеної частини тіла, наприклад кисті руки до точки 0.

а)

б)

А

Рисунок 11.2 Схема розміщення дозиметра

Розглянемо порядок проведення вимірів для широко розповсюдженого в промисловості випадку горизонтального положення площини мішені (Р) та вертикального падіння пучка випромінювання (рисунок 11.2). У точці А проходить вісь ОА. Шляхом розфокусування пучка на мішені оцінюють діаметр плями засвічення на площині Р та розраховують коефіцієнт, де- довжина відрізка ОА. Якщо0,2 (джерело випромінювання цяткове), то оптичну вісь дозиметра спрямовують на центр плями – точки взаємодії 0 по лінії ОА. При цьому площина вхідного вікна дозиметра перпендикулярна лінії ОА. Якщо>0,2 (джерело протяжне), то оптичну вісь дозиметра направляють під кутомдо лінії ОА в площині, яка проходе крізь цю лінію та вісь падаючого кута випромінювання. Далі, одержавши генерацію лазерного випромінювання, проводять виміри відповідно до інструкції з експлуатації лазерного дозиметра, який застосовується за ГОСТ 12.1.031-81. У кожній точці виконується не менше трьох вимірів та враховується максимальний результат.

Щоб гігієнічно більш об’єктивно оцінити умови, в яких людина підлягає опромінюванню, виміри проводять не менше, як в двох додаткових точках його можливого опромінювання, в межах робочої зони. Ці точки визначають за допомогою проекції на площину підлоги. За допомогою виска знаходять на площині підлоги проекції точок 0 та А (О_пр та А_пр), позначають пряму О_прА_пр, під кутом 30° вліво та вправо прямі О_прВ_пр та О_прС_пр, причому їх довжина повинна дорівнювати довжині відрізка О_прА_пр. З точок В_пр та С_пр встановлюють перпендикуляри, по висоті рівні Н. Визначають точки В та С, в яких послідовно на висоті Н встановлюють центр вхідного вікна лазерного дозиметра та проводять виміри за описаною вище методкою. За результатами вимірів в робочій зоні вибирають максимальний, який вважають істинним при експлуатації лазера в даних умовах. Одержані дані порівнюють з ГДР лазерного випромінювання (див. п.11.4).

У тих точках робочої зони, де не можна розташувати дозиметр, але можливе опромінювання працюючих, треба проводити дозиметричний контроль, використовуючи комбінований метод, який є не що інше, як сполука виміру та розрахунку параметрів лазерного випромінювання. При застосуванні комбінованого методу в ряді випадків досить виміряти густину енергії (потужність) відображеного лазерного випромінювання в деякій, найбільш доступній точці А, а щільність енергії (потужність) лазерного випромінювання в деякій іншій точці А, яка знаходиться на радіусі, що проходить крізь точку А, та обчислюють за формулою

(11.5)

де - розрахункова щільність енергії (потужність) дифузно відображеного випромінювання Джсм^-2;

- виміряна густина енергії (потужність) дифузно відображеного випромінювання в точці А, Джсм^-2;

- відстань від мішені до розрахункової точки А₁, см.

Комбінований метод в деяких випадках спрощує дозиметричні дослідження, скорочує час та число вимірів, дозволяє одержати достатньо якісні результати для точок, в яких виконати виміри неможливо або небезпечно, і в той же час знижує небезпеку та дозу опромінювання дозиметриста.

11.5 Зміст звіту

Звіт повинен містити:

- мету роботи;

- короткий опис експериментальних досліджень та особливостей установки для дозиметрування лазерного випромінювання;

- опис установки (структурна схема) та її елементів (дані лазерної довжини хвилі, енергія випромінювання та необхідні параметри);

- опис особливостей роботи з дозиметром (відмічається похибка виміру енергії, енергетичної експозиції).

- результати вимірів (зведені в таблицю) для випадку цвяткового та протяжного джерела випромінювання для різноманітних розсіюючи мішеней;

- результати розрахунку рівня випромінювання, відповідно на відстані джерела випромінювання, вдвоє та в десять разів менший, порівняно з початковою (30 см);

- результати порівняння рівня випромінювання Н_п і Н_в з ГДР для максимальної та мінімальної фонової освітленості Ф_р (10^-2 - 310⁵ лк);

- висновки відносно того, до якого класу відноситься досліджуваний лазер, міри безпеки його експлуатації.