Безопасность жизнедеятельности

Ф, F, Р Еэ I, S
Вт Вт/м^2 Вт/м^2
Источник излучения	Излучательная способность Энергетическая сила излучения Энергетическая яркость	Rэ Iэ Le	Вт/м^2 Вт/ср Вт/м^2ср
Приемник излучения	Облученность (энергетическая освещенность) Энергетическое количество осве- щения	Ее Не	Вт/м^2 Дж/м^2

На первой стадии (физической) происходят элементарные взаимо­действия излучения с веществом, характер которых зависит от анато­мических, оптико-физических и функциональных особенностей ткани, а также от энергетических и пространственных характеристик излуче­ния и, прежде всего, от длины волны и интенсивности излучения. На этой стадии происходит нагревание вещества, преобразование энергии электромагнитного излучения в механические колебания, ионизация атомов и молекул, возбуждение и переход электронов с валентных уровней в зону проводимости, рекомбинация возбужденных атомов и др. При воздействии непрерывного лазерного излучения преобладает в основном тепловой механизм действия, в результате которого про­исходит свертывание белка, а при больших мощностях — испарение биоткани. При импульсном режиме (с длительностью импульсов мень­ше 10^-2 с) механизм взаимодействия становится более сплошным и приводит к преобразованию излучения в энергию механических коле­баний среды, в частности ударной волны. При мощности излучения свыше 10⁷ Вт и высокой степени фокусировки лазерного луча возможно возникновение ионизирующих излучений.

Рис. 3.7. Факторы, определяющие биологические изменения

при лазерном облучении

На второй стадии (физико-химической) из ионов и возбужденных молекул образуются свободные радикалы, обладающие высокой спо­собностью к химическим реакциям.

На третьей стадии (химической) свободные радикалы реагируют с молекулами веществ, входящих в состав живой ткани, и при этом возникают те молекулярные по-вреждения, которые в дальнейшем опре­деляют общую картину воздействия лазерного излучения на облучаемую ткань и организм в целом. Основные факторы, определяю-щие биологи­ческое действие лазерного излучения, представлены на рис. 3.7.
Лазерное излучение представляет опасность главным образом для тканей, которые непосредственно поглощают излучение, поэтому с позиций потенциальной опасности воздействия и возможности защиты от лазерного излучения рассматривают в основном глаза и кожу.
Известна высокая чувствительность роговицы и хрусталика глаза при воздействии электромагнитных излучений. Способность оптиче­ской системы глаза на несколько порядков увеличивать плотность энергии видимого и ближнего инфракрасного диапазона на глазном дне по отношению к роговице, наиболее чувствительны к воздействию лазерного излучения.
Длительное действие лазерного излучения видимого диапазона на сетчатку глаза (не намного меньше порога ожога) может вызвать необратимые изменения в ней, а в диапазоне близкого инфракрасного излучения может привести к помутнению хрусталика глаза. Клетки сетчатки, как и клетки центральной нервной системы, после повреж­дения не восстанавливаются.
Действие лазерного излучения на кожу в зависимости от первона­чальной поглощенной энергии приводит к различным поражениям: от легкой эритемы (покраснения) до поверхностного обугливания и, в конечном итоге, образования глубоких дефектов кожи.
Предельнодопустимыми уровнями (ПДУ) облучения приняты энергетические экспозиции. Для ПДУ непрерывного лазерного излу­чения выбирают энергетическую экспозицию наименьшей величины, не вызывающей первичных и вторичных биологических эффектов (с учетом длины волны и длительности воздействия). Для импульсно-периодического излучения ПДУ облучения рассчитывают с учетом час­тоты повторения и воздействия серии импульсов.
Помимо лазерного излучения, возникают также и другие виды опасностей, связанных с эксплуатацией лазеров. Это — вредные хими­ческие вещества, шум, вибрация, электромагнитные поля, ионизиру­ющие излучения и др. По степени опасности лазерного излучения лазеры подразделяются на следующие классы: 0 — безопасные (выход­ное излучение не представляет опасности для биологической ткани при остром и хроническом воздействии); I — малоопасные (воздейст­вия прямого и зеркально отраженного излучения только на глаза); II — средней опасности (воздействия на глаза прямого, зеркально и диффузно отраженного излучения, а также прямого и зеркально отра­женного излучения на кожу); III — опасные (воздействия на глаза, кожу прямого, зеркально и диффузно отраженного излучения; работа лазе­ров сопровождается возникновением других опасностей и вредных производственных факторов); IV — высокой опасности (опасности, характерные для лазеров I—III классов, а также ионизирующее излу­чение с уровнем, превышающим установленные допустимые пределы).
Классификацию лазеров по степени опасности осуществляют на основе времен-ных, энергетических и геометрических (точечный или протяженный источник) характе-ристик источника излучения и пре­дельно допустимых уровней лазерного излучения.
В табл. 3.6 приведены опасные и вредные производственные фак­торы, подлежащие контролю в зависимости от класса лазерных уста­новок.

Таблица 3.6. Контролируемые опасные и вредные производственные факторы

Опасные и вредные производственные факторы	Класс лазеров
	0	I	II	III	IV
Повышенное электрическое напряжение	— (+)	+	+	+	+
Микроклимат	+	+	+	+	+
Прямое лазерное излучение	—	+	+	+	+
Зеркальное отраженное лазерное излучение	—	+	+	+	+
Диффузно отраженное лазерное излучение	—	—	— (+)	+	+
Излучение оптического диапазона спектра	—	—	+	+	+
Шум, вибрация	—	—	— (+)	+	+
Аэрозоли	—	—	—	+	+
Газы	—	—	—	+	+
Электромагнитное излучение (ВЧ, СВЧ)	—	—	—	— (+)	— (+)
Ионизирующее излучение	—	—	—	—	+