Файл: Osnovu_ohorona_praci_1_new.pdf

251

мегапаскалів (мільйони атмосфер) (лазерний промінь – потік фото2
нів, кожний з яких має енергію й імпульс сили) до 10

6

МПа. При

цьому виникає температура до декількох мільйонів градусів К. При
фокусуванні лазерного променя в газі відбувається утворення високо2
температурної плазми, що є джерелом легкого рентгенівського випро2
мінювання (1 нм). 

При проходженні променя через неоднорідне середовище (повітря,

(деяке середовище) відбувається розбіжність і блукання, тобто відби2
вання променя. Відрізняють дзеркальне і дифузне відбивання лазер2
ного променя. 

Для оцінки дифузного відображення випромінювання слід врахо2

вувати геометричні розміри поверхні, що відбиває (крапкова чи про2
тяжна).

Густина енергії для прямого випромінювання визначається фор2

мулою 

,

)

(

4

0

R

e

R

I

Å

-

⋅

⋅

⋅

⋅

=

σ

ϕ

π

(2.76)

де I

0

– вихідна енергія ОКГ, (Вт) Дж;

ϕ – кут розбіжності випромінювання;
R – відстань ОКГ до розрахункової точки, м;

σ – коефіцієнт ослаблення випромінювання ОКГ повітряним середовищем
(залежить від дальності видимості) σ = 3,9/V, V – видимість. 

В умовах відбитого випромінювання густина енергії в заданій

точці можна визначити за формулою: 

,

cos

1

2

K

R

K

I

Å

n

⋅

⋅

⋅

⋅

=

π

β

(2.77)

де I

n

– енергія, що падає на відбиваючу поверхню, Дж;

К – коефіцієнт відбиття поверхні;

β – кут між нормаллю до поверхні і напрямком візування;
К

1

– коефіцієнт, що враховує розміри плями (наприклад, якщо R > 30r (раді2

усів плям), то К

1

= 1 (точкове джерело).

Біологічна дія лазерного випромінювання. 

Під біологічною дією розумі2

ють сукупність структурних, функціональних і біохімічних змін, що виника2
ють у живому організмі. ЛВ впливають на весь організм – шкіру, внутрішні
органи, але особливо небезпечне для зору. Результат впливу ЛВ визначається

як фізіологічними властивостями окремих тканин (відбиваючою і поглинаю2
чою здатністю, теплоємністю, акустичними і механічними властивостями), так
і характеристиками ЛВ (енергія в імпульсі, щільність потужності, довжина
хвилі, тривалість дії, площа опромінювання). Тому що біологічні тканини
мають різні характеристики поглинання, ЛВ діє вибірково на різні органи. 

При дії лазерного випромінювання на біологічні об’єкти розрізня2

ють термічний та ударний ефекти.

Термічний ефект. Ураження ЛВ подібне до тепловогу опіку: відбу2

вається омертвіння тканин у результаті опіку. Для ЛВ характерні 
різкі границі уражених ділянок і можливість концентрації енергії в
глибоких шарах тканини. На характер ушкодження сильно впливає
ступінь природного пофарбування (пігментації), мікроструктура і
щільність тканин. Максимальному ураженню піддаються тканини, що
містять безбарвну речовину – меланин (пігмент шкіри), який погли2
нає λ

max

= 0,5 – 0,55 мкм, тобто в діапазоні випромінювань найбільш

розповсюджених ОКГ. Специфічне фарбування печінки і селезінки
призводить до того, що їх λ

max

= 0,48 і 0,51 мкм – характерні частоти

аргонових ОКГ (синьо2зелене забарвлення). Залежність ступеня ура2
ження від потужності випромінювання близька до лінійного. Для
ОКГ із λ = 0,48–10,6 мкм гранична щільність лазерної енергії для біо2
логічної тканини дорівнює 50 Дж/см

2

. 

Прояв теплової дії: від опікових міхурів і випаровування поверхне2

вих шарів до ураження внутрішніх органів. Ступінь ураження поверх2
ні тіла залежить від того, сфокусоване чи несфокусоване випроміню2
вання. Для внутрішніх органів фокусування ЛВ має менше значення. 

Тепловий ЛВ ефект характерний у випадку безупинного режиму

роботи ОКГ.

Ударний ефект. Причиною багатьох видів ураження ЛВ є ударні

хвилі. Різке підвищення тиску поширюється спочатку з надзвуковою
швидкістю, а потім сповільнюється. Ударна хвиля може виникнути як
на поверхні тіла, так і у внутрішніх органах. Поширення ударної хвилі
в організмі призводить до руйнування внутрішніх органів без будь2
яких зовнішніх проявів. Взаємодія ЛВ з біологічною тканиною, крім
ударної хвилі, призводить до появи УЗ хвиль (2 · 10

4

– 10

13

Гц), що

викликають кавітаційні процеси і руйнування тканин. 

Ударний ефект характерний для імпульсного режиму роботи ОКГ.
Вплив ЛВ невеликої інтенсивності призводить до різних функціо2

нальних зрушень у серцево2судинній системі, ендокринних залозах,
центральній нервовій системі. З’являється стомлюваність, великі
стрибки артеріального тиску, головні болі та ін. 

З локальних дій найбільше небезпечне ЛВ для очей. Для λ < 0,4 мкм

і λ > 1,4 мкм ЛВ являє небезпеку для рогівки очей і шкіри, а у значен2

252

253

нях λ = 0,4 – 1,4 мкм – для сітківки ока. Кришталик ока діє, як додатко2
ва фокусуюча оптика, що підвищує концентрацію енергії на сітківці. Це
значно (у 5–10 разів) знижує максимально припустимий рівень опромі2
нювання для зіниці ока. 

Нормування лазерного випромінювання. 

Нормування лазерного ви2

промінювання здійснюється згідно з санітарними нормами і правилами 
СНиП 5804291. За нормативами для проектування лазерної техніки має бути
діючим принцип відсутності впливу на людину прямого, дзеркального та
дифузного випромінювання. 

Визначаючи клас небезпеки лазерного випромінювання врахо2

вують три спектральних діапазони (нм): I – 180 < λ  ≤ 380, 
II – 380 < λ ≤ 1400, III – 1400 < λ ≤ 10

5

.

Нормованими параметрами ЛВ з погляду небезпеки є енергія W

(Дж) і потужність P (Вт) випромінювання, що пройшло обмежуючу
апертуру діаметрами d

а

= 1,1 мм (у спектральних діапазонах I і II) і 

d

а

= 7 мм (у діапазоні III); енергетична експозиція H і опромінення E,

усереднені по обмежуючій апертурі:

H = W/S

a

; E = P/S

a

,

(2.78)

де S

a

— площа обмежуючої апертури.

Згідно з нормативами лазерне устаткування за ступенем небезпеки

розділяється на 4 класи:

1 клас – повністю безпечні лазери, які не мають шкідливої дії на очі

та шкіру;

2 клас – мають небезпеку для очей та шкіри у випадку дії коліміро2

ваним (прямим), тобто замкнутим у малому куті розповсюдження
пучком; однак, дзеркальне або дифузне випромінювання таких лазе2
рів безпечне для людини;

3 клас – це лазери, які діють у видимій межі спектру і являють

небезпеку як для очей (прямим і дзеркальним випромінюванням на
відстані 10 см від відбиваючої поверхні), так і шкіри (тільки прямий
пучок); 

4 клас – найбільш потужні лазери, які небезпечні при дифузному

випромінюванні для очей і шкіри на відстані 10 см від дифузно відби2
ваючої поверхні.

Згідно з СНиП 5804291 регламентуються гранично допустимі рівні

(ГДР) для кожного режиму роботи лазера і його спектрального діапа2
зону і встановлюється для двох умов – одночасного та хронічного
(того, що систематично повторюється) опромінювання. Граничні зна2
чення щільність потоку нормується на шкірі, сітківці, рогівці. Напри2
клад, відповідно до санітарних норм, під час роботи з ОКГ ГДР випро2

мінювання для очей є енергія W (Дж), яка нормується в залежності
від довжини хвилі і тривалості впливу (таблиця 2.27). Гранично допу2
стимі рівні лазерного випромінювання у діапазоні 1400 < λ ≤ 10

5

нм

наведені у таблиці 2.28.

254

Таблиця 2.27

Гранично допустимі дози у випадку однократного впливу 

на очі колімірованого (прямого) лазерного випромінювання

Довжина хвилі 

λ

, нм

Тривалість впливу t, с

W

ГДР

, Дж 

380<λ ≤600

t≤2,3·10

-11

√t

2

2,3·10

-11

<t≤5·10

-5

8·10

-8

5·10

-5

<t≤1

5,9·10

-5 

√t

2

600<λ ≤750

t ≤6,5·10

-11

√t

2

6,5·10

-11

<t≤5·10

-5

1,6·10

-7

5·10

-5

<t≤1

1,2·10

-4 

√t

2

3

3

3

3

750<λ ≤1000

t≤2,5·10

-10

√t

2

2,5·10

-10

<t≤5·10

-5

4·10

-7

5·10

-5

<t≤1

3·10

-4 

√t

2

1000<λ ≤1400

t ≤10

-9

√t

2

10

-9

<t≤5·10

-5

10

-6

5·10

-5

<t≤1

7,4·10

-4 

√t

2

3

3

3

3

Примітки: 1. Тривалість впливу менше 1 с.

2. Діаметр обмежуючої апертура 7·10

23

м.

Вимоги безпеки під час роботи з ОКГ. 

Крім дії лазерного променя (пря2

мого, дзеркально та дифузно відбитого) експлуатація ОКГ супроводжується
комплексом інших шкідливих та небезпечних факторів: 

1 – висока напруга зарядних пристроїв, що живлять батарею кон2

денсаторів великої ємності;

2 – забруднення повітряного середовища хімічними речовинами,

що утворюються під час накачування (озон, оксид азоту) та під час
випаровування матеріалу мішені (оксид вуглецю, оксиди металів і ін.);

3 – УФ випромінювання імпульсних ламп і газорозрядних трубок

(супутнє випромінювання);

4 – світлове випромінювання під час роботи ламп накалування;

255

5 – рентгенівське випромінювання (супутнє вторинне);
6 – утворення часток високих енергій під час опромінення мішені ЛВ;
7 – іонізуюче випромінювання, використовуване для накачування;
8 – ЕМП, що утворюються під час роботи генераторів ВЧ, УВЧ;
9 – шуми при роботі механічних затворів, насосів, шум ударних

хвиль;

10 – токсичні рідини (робоче тіло в рідинних ОКГ), наприклад,

оксиди хлору, фосфору та ін.

Таким чином, експлуатація лазерів потребує впровадження ком2

плексу різноманітних захисних заходів. 

Діючі ОКГ слід розміщати в окремих, спеціально виділених примі2

щеннях, які не повинні мати дзеркальних поверхонь. Поверхні примі2
щень повинні мати коефіцієнт відбивання не більш 0,4. Стіни, стеля і
підлога повинні мати матову поверхню. У приміщенні повинна бути
висока освітленість (КПО ≥ 1,5%, Е

заг

≥ 150 лк). Приміщення повинне

обладнуватись загальнообмінною вентиляцією і місцевими відсмокту2

Таблица 2.28

Граничні дози у випадку однократного впливу 

на очі і шкіру прямого чи розсіяного лазерного випромінювання

Довжина хвилі 

λ

, нм

Тривалість 

опромінювання t, с

Н

ГДР

, Дж · м

22

;

Е

ГДР

, Вт · м

22

1400<λ ≤1800

10

-10

<t≤1

Í

ÃÄР

= 2·10

4

·√t

1<t≤10

2

E

ÃÄР

= 2·10

4

/√t

t>10

2

E

ÃÄР

= 5·10

2

5

5

1800<λ ≤2500

10

-10

<t≤3

H

ÃÄР

= 7·10

3

/√t

3<t≤10

2

H

ÃÄР

= 5·10

3

/√t

t>10

2

E

ÃÄР

= 5·10

2

2500<λ ≤10

5

10

-10

<t≤10

-1

H

ÃÄР

= 2,5·10

3

·√t

10

-1

<t≤1

H

ÃÄР

= 5·10

3

·√t

1<t≤10

2

H

ÃÄР

= 5·10

3

/√t

t>10

2

E

ÃÄР

= 5·10

2

5

5

Примітка. Діаметр обмежуючої апертури 1,1·10

23

м.