11.2. Защита от ультрафиолетовых излучений

Ультрафиолетовое излучение (УФИ) имеет диапазон волн от 390 до 1 нм.

По способу генерирования УФИ относится к тепловым источникам, а по характеру воздействия - к воз­действию ионизирующего излучения.

Искусственными источниками УФИ являются газоразрядные источники света, электрическая дуга, ла­зеры, сварка, плазма и т.д.

Тела начинают генерировать УФИ при температуре нагрева выше . Воздух непрозрачен для УФИ с длиной волны менее 185 нм вследствие поглощения его кислородом.

Диапазон УФ излучения делят на три области, имеющие различную биологическую активность.

Таблица 11.2

Область	Длина волны, мкм	Примечания
А В С	0,400 - 0,315 0,315 - 0,280 0,280 - 0,200	Слабое биологическое действие Оказывает сильное воздействие на кожу (загар), обладает противорахитным действием. Вызывает заболевания кожи (дерматиты, экземы), изменения в кровообращении, нервной системе и др. Обладает бактерицидным действием. Оказывает разрушительное действие на клетку, приводит к раковым заболеваниям

Избыток и недостаток УФ излучения представляет собой опасность для организма человека. УФ из­лу­чение является важным стимулятором основных биологических процессов. Недостаток УФ излучения при­водит к авитаминозу, при котором нарушается фосфорно-кальциевый обмен и процесс костеобразования, а также происходит снижение защитных свойств организма. УФ излучение с длиной волны менее 0,32 мкм вызывает заболевание глаз. Уже на начальной стадии человек ощущает резкую боль, ухудшение зре­ния, головную боль. Заболевание сопровождается слезоотделением, иногда светобоязнью. Она быстро про­ходит (один-два дня), при прекращении облучения.

По действию на организм УФ излучения близко к проникающей радиации, но дает и тепловой эф­фект. УФ излучение вызывает расщепление молекул, что вызывает гибель клеток.

УФ излучение изменяет состав воздуха: образуются озон, оксиды азота, ионизируется воздух.

Допустимая величина плотности потока энергии составляет для УФ излучения:

А - длинноволновое - 10

В - средневолновое - 0,05

С - длинноволновое - 0,001

Способы защиты:

1. удаление рабочего места от источника

2. рациональное размещение рабочих мест

3. оградительные устройства (с естественным или принудительным охлаждением)

4. экранирование рабочего места (ширмы, кабины)

5. средства индивидуальной защиты (термозащитная спецодежда, рукавицы, очки со светофильтрами, для защиты кожи - специальные мази).

В качестве экрана применяют материалы и светофильтры, не пропускающие или снижающие УФИ.

Стены и ширмы в цехах окрашивают в светлые тона (серый, желтый, голубой), применяя цинковые и ти­тановые белила для поглощения УФИ.

11.3. Защита от лазерных излучений

Лазерное излучение - это электромагнитное излучение с длиной волны 0,2-1000 мкм (ультра­фио­ле­то­вое излучение, оптический диапазон, инфракрасное излучение). Чаще применяют лазеры с длиной вол­ны 0,3 - 10 мкм.

Свойства лазеров - монохроматичность излучения (строго одной длины волны), когерентность (все ис­точники излучения испускают электромагнитные волны в одной фазе), высокая несущая частота из­лу­че­ния (Гц), способность излучения концентрироваться в очень узком с малым углом отклонения лу­ча. Из-за большой интенсивности прямого лазерного излучения и малой расходимости луча достигается вы­сокая плотность излучения (до Вт/), а для испарения твердых материалов достаточно Вт/.

Благодаря этим свойствам лазеры нашли широкое применение в металлообработке, металлургии, энер­гетике, строительстве, деревообработке, радиотехнике, сварочном производстве, медицине и т.д.

В зависимости от потенциальной опасности лазерные установки подразделены на 4 класса:

1. лазерное излучение не представляет опасности для глаз и кожи;

2. прямое и зеркально отраженное излучение, действующее на глаза, превышает до­пус­ти­мые уровни;

3 класс - излучение опасно для глаз в условиях прямого и зеркально отраженного излучения, а так­же диффузно отраженного излучения на расстоянии 10 см от отражающей поверхности, при этом опасно воз­действует на кожу прямое и зеркально отраженное излучение;

4 класс - уровни диффузионно отраженного излучения в 10 см от диффузно отражающей по­верх­нос­ти превышают предельно допустимые;

Наиболее характерными при обслуживании лазерной установки являются следующие опасные и вред­ные факторы:

1. лазерное излучение (прямое, рассеянное, диффузно-отраженное)

2. высокое напряжение зарядных устройств, питающих батарею конденсаторов большой емкости, элект­рический ток цепей управления и источника питания

3. загрязнение воздушной сферы химическими веществами, образующимися при разрядке им­пульс­ных ламп накачки (озон, оксиды азота), в результате испарения материала мишени при сварке, пайке, свер­лении (оксид углерода, оксиды свинца, ртути и т.д.), побочными продуктами (цианистый водород и др.)

4. ультрафиолетовое излучение импульсных ламп и газоразрядных трубок

5. световое излучение высокой интенсивности при работе импульсных ламп накачки

6. возможность генерации рентгеновского излучения

7. возникновение во время работы импульсных лазеров ульразвуковых, звуковых и инфразвуковых ко­лебаний высокой интенсивности

8. возможность возбуждения ядерных реакций с образованием частиц высокой энергии, глубоко про­никающих в организм, при взаимодействии мощных импульсов излучения с веществом

9. ионизирующее излучение, используемое для накачки

10. возникновение электромагнитного поля при работе газовых лазеров, питаемых от генераторов ВЧ или УВЧ

11. возникновение шума при работе механических затворов, управляющих деятельностью им­пуль­сов излучения с модулированной добротностью. Шум создается также ротационными насосами

12. в жидкостных лазерах используется, как правило, агрессивные и токсичные жидкости (окси­хло­рид фосфора и др.), что требует соблюдения специальных мер предосторожности

13. если для охлаждения используется жидкость, содержащая токсичные вещества, то возможно заг­рязнение воздуха помещения

14. яркость света, излучаемого импульсными лампами или материалом мишени под воздействием ла­зерного излучения

15. инфракрасное излучение

16. температура поверхностей оборудования

17. вибрация

Опасные и вредные производственные факторы, которые могут иметь место при эксплуатации ла­зе­ров различных классов приведены в табл. 11.3

Таблица 11.3

Опасные и вредные производственные факторы лазерных установок

Фактор	Класс лазерной установки
	1	2		3		4
Лазерное излучение - прямое, зеркально отраженное - диффузно отраженное Электрическое поле Ультрафиолетовое излучение Инфракрасное излучение Яркость света Электромагнитное поле ВЧ и СВЧ диапазона Ионизирующее излучение Температура поверхности оборудования Шум и вибрация Запыленность и загазованность воздуха рабочей зоны	- - - - - - - - - -	+ - + - - - - - - - -	+ + + - -		+ + + + + + + + + +

Примечание: «+»-наличие фактора; «-»-отсутствие фактора; «»-возможность наличия фактора зависит от характеристики и условий эксплуатации.

Различают следующие виды воздействия лазерного излучения на живой организм:

1. Тепловое - при фокусировке лазерного излучения выделяется значительное количество тепла в не­большом объеме за короткий промежуток времени;

2. Энергетическое - большой градиент электрического поля, обусловленного высокой плотностью мощ­ности, вызывает поляризацию молекул резонансные и другие эффекты;

3. Фотохимическое - выцветание ряда красителей;

4. Механическое - возникновение ультразвуковых колебаний в облучаемом организме;

5. Электрострикция - деформация молекул в электрическом поле лазерного излучения.

Лазерное излучение воздействует на весь организм, но наибольшую опасность представляет для глаз. Это объясняется способностью глаза фокусировать световые лучи, вследствие чего плотность энер­гии на его внутренней поверхности (сетчатой оболочке) увеличивается на несколько порядков.

Лазерное излучение вызывает ожоги и повреждения сетчатки и сосудистой оболочки глаза, что мо­жет привести к слепоте.

При больших плотностях энергии (несколько десятков Дж/) в организме возникают изменения в кож­ном покрове, внутренних органах, головном мозге и другие, что приводит к омертвлению кожи, зло­ка­чест­венным опухолям.

Воздействие небольшой интенсивности излучения на обслуживающий персонал приводит к функцио­наль­ным изменениям нервной системы, сердечно-сосудистой системы, эндокринных желез, повышенной утом­ляемости, головным болям, нарушению сна.

Оценка опасности облучения лазерным излучением осуществляется по величине ПДУ (предельно до­пустимый уровень) - отношение энергии излучения к площади облучаемого участка.

Значения ПДУ в ультрафиолетовой части спектра при воздействии на кожу и роговицу глаза:

	0,2 - 0,21 мкм	ПДУ =
	0,21 - 0,215 мкм
	0,215 - 0,29 мкм
	0,29 - 0,3 мкм
	0,3 - 0,37 мкм
	0,37 - 0,4 мкм

ПДУ с учетом длины волны, длительности импульса, частоты их повторения, времени воздействия оп­ределяется по расчету.

Комплекс мер, обеспечивающих безопасность работ, определяется классом лазерной установки и вклю­чает следующие мероприятия (согласно «Санитарных норм и правил устройства и эксплуатации ла­зе­ров»):

1. защитные экраны;

2. применение блокировок;

3. рациональное размещение оборудования;

4. применение сигнализации и предупредительных знаков;

5. дистанционное управление;

6. ограждение лазерно опасной зоны.

Экраны должны изготавливаться из материалов с наименьшим коэффициентом отражения на дли­не волны генерации лазера, быть огнестойкими.

Экраны должны быть прозрачными на всем или на части участка видимого диапазона длин волны, долж­ны изготавливаться из специальных стекол (оптическая плотность на длине волны излучения должна быть достаточной для ослабления интенсивности облучения на рабочем месте оператора до допустимой ве­личины).

Внутренние стены помещения должны иметь коэффициент отражения менее 0,4. Стены, пол, по­то­лок должны иметь матовую поверхность, обеспечивающую рассеянное отражение света. Рабочие места долж­ны быть оборудованы местной вытяжной вентиляцией.

Основными защитными средствами кожи являются экранирующие шторы и спецодежда, которая из­го­тавливается из плотной черной ткани. Такая ткань практически не пропускает излучение с длиной волны 0,69 - 1.06 мкм. Для экранирования применяют материалы с коэффициентом отражения близким к нулю. Для защиты глаз используют защитные светофильтры из поглощающих стекол и пластмасс, которые пог­ло­щают до 90% энергии. При выборе светофильтра необходимо учитывать частоту излучения лазера. При ра­боте с лазерами 4 класса должны использоваться защитные маски. Интенсивность лазерного излучения долж­на проверяться не реже 1 раза в 6 месяцев.

Подбор лазеров для технологических операций производится, исходя из минимального уровня из­лу­че­ния, обеспечивающего требуемый технологический режим. При расстановке лазерного оборудования пре­дусматриваются места для средств защиты, съемных принадлежностях к установке и переносной из­ме­ри­тельной аппаратуры; кроме того, определяется зона возможного распространения лазерного излучения.

Расстановка лазеров 2 - 4 классов:

• 1.5 м проход с лицевой стороны пультов и панелей управления

• 1 м с задней и боковых сторон

Устройство лазеров 4 класса позволяет исключить присутствие персонала в лазерно-опасной зоне. Для этого все системы наблюдения изготавливаются из материалов, снижающих интенсивность излучения до ПДУ. Предусмотрены возможности дистанционного управления.

Лазерные установки 3 - 4 класса снабжаются сигнализаторами начала и окончания работы. В конст­рук­ции лазеров предусмотрен экран для кратковременного перекрытия прямого лазерного излучения и для ог­раничения его распространения за пределы зоны размещения обрабатываемого материала.

Лазеры 4 класса размещают в отдельных помещениях. Входные двери помещений для лазеров 3 - 4 класса оборудуются внутренними замками, знаком лазерной опасности и табло «Посторонним вход восп­ре­щен».

При вводе лазерной установки должны быть следующие документы: паспорт лазера, план ус­та­нов­ки лазера и оборудования, инструкция по эксплуатации и технике безопасности, протокол наладки лазера, инст­рукция по пожарной безопасности, протокол измерений уровней лазерного излучения на рабочих мес­тах, протокол измерения опасных и вредных факторов.

К обслуживанию лазеров допускаются лица не моложе 18 лет, прошедшие инструктаж и обучение бе­зопасным методам работ. Запрещается обслуживать лазеры 3 - 4 классов одному человеку.