Санитарные нормы и правила устройства и эксплуатации лазеров
Утверждаю
Заместитель Главного
государственного
санитарного врача СССР
А.Н.СКЛЯРОВ
31 июля 1991 г. N 5804-91
ВВЕДЕНИЕ
Настоящие "Санитарные нормы и правила устройства и эксплуатации лазеров" (в дальнейшем - Правила) разработаны на основании результатов научных исследований и следующих документов:
1. Санитарные нормы и правила устройства и эксплуатации лазеров N 2392-81.
2. Стандарт Международной электротехнической комиссии (МЭК), публикация 825, издание первое, 1984 - "Радиационная безопасность лазерных изделий, классификация оборудования, требования и руководство для потребителей".
3. Изменения к стандарту МЭК, публикация 825 (1987 г.).
Правила являются обязательными для всех предприятий, государственных, кооперативных, совместных, арендных и др. организаций всех министерств и ведомств (далее в тексте - предприятий), которые проектируют лазерные изделия.
Ответственность за выполнение Правил возлагается на руководство предприятий.
Министерства и ведомства (ассоциации, концерны, межотраслевые государственные объединения и др.) должны осуществлять контроль за выполнением требований настоящих Правил на подведомственных предприятиях во взаимодействии с обществами, союзами, федерациями потребителей, местными организациями.
На основе настоящих Правил могут разрабатываться нормативно-технические документы для отдельных видов работ с применением лазеров.
Правила вводятся в действие с момента их утверждения, и с их изданием утрачивают силу "Санитарные нормы и правила устройства и эксплуатации лазеров" N 2392-81, а также все нормативно-методические документы, разработанные на их основе.
1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ
1.1. Настоящие Правила устанавливают:
- предельно допустимые уровни (ПДУ) лазерного излучения в
5
диапазоне длин волн 180 - 10 нм 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 организации рабочих мест;
- требования к персоналу;
- контроль за состоянием производственной среды;
- требования к применению средств защиты;
- требования к медицинскому контролю.
1.2. В зависимости от типа, конструкции и целевого назначения лазеров и лазерных установок (далее по тексту - лазерных изделий) на обслуживающий персонал могут воздействовать следующие опасные и вредные факторы:
- лазерное излучение (прямое, отраженное и рассеянное);
- сопутствующие ультрафиолетовое, видимое и инфракрасное излучения от источников накачки, плазменного факела и материалов мишени;
- высокое напряжение в цепях управления и источниках электропитания;
- электромагнитное излучение промышленной частоты и радиочастотного диапазона;
- рентгеновское излучение от газоразрядных трубок и других элементов, работающих при анодном напряжении более 5 кВ;
- шум;
- вибрация;
- токсические газы и пары от лазерных систем с прокачкой, хладагентов и др.;
- продукты взаимодействия лазерного излучения с обрабатываемыми материалами;
- повышенная температура поверхностей лазерного изделия;
- опасность взрыва в системах накачки лазеров.
При эксплуатации и разработке лазерных изделий необходимо учитывать также возможность взрывов и пожаров при попадании лазерного излучения на горючие материалы.
1.3. Уровни опасных и вредных производственных факторов на рабочем месте не должны превышать значений, установленных действующими нормативными документами (см. Приложение 1) и настоящими Правилами.
1.4. Биологические эффекты воздействия лазерного излучения на организм определяются механизмами взаимодействия излучения с тканями (тепловой, фотохимический, ударно-акустический и др.) и зависят от длины волны излучения, длительности импульса (воздействия), частоты следования импульсов, площади облучаемого участка, а также от биологических и физико-химических особенностей облучаемых тканей и органов.
1.5. Лазерное излучение с длиной волны от 380 до 1400 нм наибольшую опасность представляет для сетчатой оболочки глаза, а излучение с длиной волны от 180 до 380 нм и свыше 1400 нм - для передних сред глаза.
1.6. Повреждение кожи может быть вызвано лазерным излучением любой длины волны рассматриваемого спектрального диапазона (180 - 5 10 нм).
2. ТЕРМИНЫ, ОПРЕДЕЛЕНИЯ И УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ
2.1. Апертура - отверстие в защитном корпусе лазера, через которое испускается лазерное излучение.
2.2. Блокировка и сигнализация - системы, информирующие о работе лазерного изделия, режиме его работы и препятствующие доступу персонала в лазерно опасную зону и к электрическим цепям высокого напряжения.
2.3. Диаметр пучка лазерного излучения - диаметр поперечного сечения пучка лазерного излучения, внутри которого проходит заданная доля энергии или мощности.
2.4. Длительность воздействия (облучения) - длительность импульса, серии импульсов или непрерывного излучения, попадающего на тело человека.
2.5. Диффузно отраженное лазерное излучение - излучение, отраженное от поверхности, соизмеримой с длиной волны, по всевозможным направлениям в пределах полусферы.
2.6. Дозиметрия лазерного излучения - комплекс методов определения значений параметров лазерного излучения в заданной точке пространства с целью выявления степени опасности и вредности для организма человека.
2.7. Закрытые лазерные установки - установки с экранированным пучком лазерного излучения, при работе которых исключено воздействие на человека лазерного излучения любых уровней.
2.8. Защитный корпус (кожух) - часть лазерного изделия, предназначенная для предотвращения доступа человека к лазерному излучению и высокому электрическому напряжению.
2.9. Зеркально отраженное лазерное излучение - излучение, отраженное под углом, равным углу падения.
2.10. Импульсное излучение - излучение, существующее в ограниченном интервале времени, меньшем времени наблюдения.
2.11. Коллимированное лазерное излучение - лазерное излучение, заключенное в ограниченном телесном угле.
2.12. Коэффициент пропускания - отношение потока излучения, прошедшего сквозь тело, к потоку излучения, упавшего на него.
2.13. Лазер - генератор электромагнитного излучения оптического диапазона, основанный на использовании вынужденного излучения.
2.14. Лазерное изделие - лазер и установка, включающая лазер и другие технические компоненты, обеспечивающие ее целевое назначение.
2.15. Лазерная безопасность - совокупность технических, санитарно-гигиенических, лечебно-профилактических и организационных мероприятий, обеспечивающих безопасные и безвредные условия труда персонала при использовании лазерных изделий.
2.16. Лазерно опасная зона (ЛОЗ) - часть пространства, в пределах которого уровень лазерного излучения превышает предельно допустимый.
2.17. Лазерно безопасное расстояние для глаз - наименьшее расстояние, на котором энергетическая экспозиция (энергия) не превышает ПДУ для глаза.
2.18. Непрерывное лазерное излучение - излучение, существующее в любой момент времени наблюдения.
2.19. Облученность - отношение потока излучения, падающего на малый участок поверхности, содержащий рассматриваемую точку, к площади этого участка.
2.20. Ограничивающая апертура - круглая диафрагма, ограничивающая поверхность, по которой производится усреднение облученности или энергетической экспозиции.
2.21. Однократное воздействие лазерного излучения - случайное
4
воздействие излучения с длительностью, не превышающей 3 x 10 с.
2.22. Оптическая плотность - десятичный логарифм величины, обратной коэффициенту пропускания.
2.23. Открытые лазерные установки - установки, конструкция которых допускает выход излучения в рабочую зону.
2.24. Предельно допустимые уровни лазерного излучения при однократном воздействии - уровни излучения, при воздействии которых существует незначительная вероятность возникновения обратимых отклонений в организме работающего. То же - для предельной однократной суточной дозы излучения в диапазоне 180 < лямбда <= 380 нм (1).
2.25. Предельно допустимые уровни лазерного излучения при хроническом воздействии - уровни излучения, воздействие которых при работе установленной продолжительности в течение всего трудового стажа не приводит к травме (повреждению), заболеванию или отклонению в состоянии здоровья работающего в процессе работы или в отдаленные сроки жизни настоящего и последующего поколений. То же - для предельной суточной дозы излучения в диапазоне 1.
2.26. Предельный угол - соответствует угловому размеру источника, при котором последний может рассматриваться как точечный.
2.27. Протяженный источник - источник лазерного излучения, угловой размер которого больше предельного угла.
2.28. Рабочая зона - пространство высотой до 2-х метров над уровнем пола или площадки, на которой находятся рабочие места постоянного или временного пребывания работающих.
2.29. Рассеяние - изменение пространственного распределения пучка лучей, отклоняемых во множестве направлений поверхностью или средой без изменения длины волны излучения.
2.30. Рассеянное лазерное излучение - излучение, рассеянное от вещества, находящегося в составе среды, сквозь которую проходит излучение.
2.31. Расходимость лазерного излучения - плоский или телесный угол, характеризующий ширину диаграммы направленности лазерного излучения в дальней зоне по заданному уровню углового распределения энергии или мощности лазерного излучения, определяемому по отношению к его максимальному значению.
2.32. Угловой размер источника излучения (видимый) - величина, которая в общем случае определяется по формуле:
-----------
/S cos ТЭТА
2 / 0
альфа = --- \/ ------------,
l пи
где:
S - площадь источника;
0
l - расстояние от точки наблюдения до источника;
ТЭТА - угол между нормалью к поверхности источника и
направлением визирования.
2.33. Хроническое воздействие лазерного излучения - систематически повторяющееся воздействие, которому подвергаются люди, профессионально связанные с лазерным излучением.
2.34. Частота следования импульсов лазерного излучения - отношение числа импульсов лазерного излучения к единичному интервалу времени наблюдения.
2.35. Энергетическая экспозиция - физическая величина, определяемая интегралом облученности по времени.
2.36. Юстировка лазера - совокупность операций по регулировке оптических элементов лазерного изделия для получения требуемых пространственно-энергетических характеристик лазерного излучения.
лямбда - длина волны лазерного излучения (нм).
альфа - видимый угловой размер источника излучения
(рад).
альфа - предельный видимый угловой размер источника,
пред при котором он может рассматриваться как
точечный.
кси - параметр, характеризующий нестабильность
энергии импульсов в серии.
тау - длительность импульса лазерного излучения
и (с).
B - поправочный коэффициент, используемый при
определении ПДУ лазерного излучения от
протяженного источника, угловой размер
которого превышает альфа .
пред
D - оптическая плотность.
D - оптическая плотность светофильтра на длине
лямбда волны лямбда.
d - диаметр пучка лазерного излучения (м).
п
d - диаметр ограничивающей апертуры (м).
а
d - диаметр зрачка глаза (м, мм).
зр
-2
E - облученность (Вт x м ).
c
E (t) - облученность, создаваемая серией импульсов
излучения общей длительностью t.
E - предельно допустимый уровень облученности
пду -2
(Вт x м ).
c
E (t) - предельно допустимое значение облученности
пду серии импульсов общей длительностью t.
c
E (тау ) - предельно допустимое значение облученности
пду и одного импульса из серии.
F - частота следования импульсов излучения (Гц).
и
H - энергетическая экспозиция лазерного
-2
излучения (Дж x м ).
H - энергетическая экспозиция i-го импульса из
i серии импульсов.
СИГМА 4
H (3 x 10 ) - суммарное значение энергетической экспозиции
4
за рабочий день (t = 3 x 10 с) - суточная
доза.
H - предельно допустимое значение энергетической
пду экспозиции лазерного излучения.
H (тау ) - предельно допустимое значение энергетической
пду и экспозиции импульса лазерного излучения
длительностью тау .
и
c
H (t) - предельно допустимое значение энергетической
пду экспозиции серии импульсов общей
длительностью t.
c
H (тау ) - предельно допустимое значение энергетической
пду и экспозиции одного импульса из серии
импульсов.
СИГМА 4
H (3 x 10 ) - предельная суточная доза.
пду
k - кратность (увеличение) оптического средства
наблюдения.
l - расстояние от источника излучения до точки
наблюдения (м).
M - общее число импульсов излучения за рабочий
4
день (3 x 10 с).
N - число импульсов в серии.
P - мощность лазерного излучения (Вт).
оп
P - мощность лазерного излучения, прошедшего
через ограничивающую апертуру, расположенную
в плоскости входного зрачка оптического
прибора.
_c
P (t) - средняя мощность излучения серии импульсов
общей длительностью t.
d
P (t) - значение P(t) для протяженного источника.
P - предельно допустимый уровень мощности.
пду
d
P - значение P для протяженного источника.
пду пду
_
P (t) - предельно допустимое среднее значение
пду мощности непрерывного лазерного излучения за
время t.
c
P (t) - предельно допустимое значение мощности серии
пду импульсов общей длительностью t.
cd c
P (t) - значение P (t) для протяженного источника.
пду пду
S - площадь ограничивающей апертуры (кв. м).
a
S - площадь поперечного сечения пучка (кв. м).
п
S - площадь поверхности источника излучения
0 (кв. м).
t - длительность воздействия (облучения)
непрерывным излучением или серией импульсов
лазерного излучения (с).
W - энергия лазерного излучения (Дж).
W(тау ) - энергия импульса лазерного излучения
и длительностью тау .
и
c
W (t) - энергия серии импульсов лазерного излучения
общей длительностью t.
c
W (тау ) - энергия отдельного импульса из серии.
и
c c
W (тау ) - значение W (тау ) для импульса из серии,
и max и
имеющего максимальную амплитуду.
_c
W (тау ) - средняя энергия одного импульса из серии:
и c
_c W (t)
W (тау ) = -----.
и N
оп
W - энергия лазерного излучения, прошедшего
через ограничительную апертуру,
расположенную в плоскости входного зрачка
оптического прибора.
СИГМА
W - суммарное значение энергии излучения
нескольких источников.
W - предельно допустимый уровень энергии
пду лазерного излучения.
W (тау ) - предельно допустимое значение энергии
пду и импульса лазерного излучения длительностью
тау .
и
д
W (тау ) - значение W (тау ) для протяженного
пду и пду и
источника.
c
W (t) - предельно допустимое значение энергии серии
пду импульсов длительностью t.
сд c
W (t) - значение W (t) для протяженного источника.
пду пду
с
W (тау ) - предельно допустимое значение энергии одного
пду и импульса из серии.
СИГМА
W - предельно допустимый уровень суммарной
пду энергии излучения нескольких источников,
действие которых аддитивно.
3. ПРЕДЕЛЬНО ДОПУСТИМЫЕ УРОВНИ ЛАЗЕРНОГО ИЗЛУЧЕНИЯ ПРИ ВОЗДЕЙСТВИИ НА ГЛАЗА И КОЖУ
3.1. Общие положения
Предельно допустимые уровни (ПДУ) лазерного излучения устанавливаются для двух условий облучения - однократного и хронического для трех диапазонов длин волн:
I 180 < лямбда <= 380 нм;
II 380 < лямбда <= 1400 нм;
5
III 1400 < лямбда <= 10 нм.
Нормируемыми параметрами лазерного излучения являются
энергетическая экспозиция H и облученность E, усредненные по
ограничивающей апертуре.
Для определения предельно допустимых уровней H и E при
пду пду
воздействии лазерного излучения на кожу усреднение производится по
3
ограничивающей апертуре диаметром 1,1 x 10 м (площадь апертуры
6
S = 10 кв. м).
a
Для определения предельно допустимых уровней H и E при
пду пду
воздействии на глаза лазерного излучения в диапазонах I и III
-3
усреднение производится также по апертуре диаметром 1,1 x 10 м,
-3
а в диапазоне II - по апертуре диаметром 7 x 10 м.
Наряду с энергетической экспозицией и облученностью
нормируемыми параметрами являются также энергия W и мощность P
излучения, прошедшего через указанные ограничивающие апертуры.
При оценке воздействия на глаза лазерного излучения в
диапазоне II (380 < лямбда <= 1400 нм) нормирование энергии и
мощности лазерного излучения, прошедшего через ограничивающую
-3
апертуру диаметром 7 x 10 м, является первостепенным.
Указанные выше энергетические параметры связаны соотношениями:
W P
пду пду
H = ----; E = ----. (3.1)
пду S пду S
a a
Параметры H , E и W , P могут использоваться
пду пду пду пду
независимо в соответствии с решаемой задачей (см. Приложение 2).
3.2. ПДУ лазерного излучения в диапазоне 180 < лямбда <= 380 нм при однократном облучении глаз и кожи
3.2.1. ПДУ для одиночных импульсов
Соотношения для определения H , E и W , P при
пду пду пду пду
однократном воздействии на глаза и кожу одиночных импульсов
коллимированного или рассеянного лазерного излучения в
спектральном диапазоне I (180 < лямбда <= 380 нм) при
-3
ограничивающей апертуре 1,1 x 10 м приведены в таблице 3.1 и
иллюстрируются графиками на рис. 3.1 и 3.2 (не приводятся).
3.2.2. ПДУ для серий импульсов
Для определения предельно допустимых уровней лазерного
излучения в диапазоне 180 < лямбда <= 380 нм при воздействии на
глаза и кожу серий импульсов необходимо руководствоваться
следующими требованиями:
а) Энергетическая экспозиция H или облученность E
i i
поверхностей роговицы и кожи при воздействии любого отдельного
импульса из рассматриваемой последовательности не должны превышать
предельно допустимых значений для одиночных импульсов,
определяемых пунктом 3.2.1:
H <= H (тау ); E <= E (тау ). (3.2)
i пду и i пду и
Если временный интервал между облучениями отдельными
импульсами меньше 600 с, значения H (E ) и W (P )
пду пду пду пду
определяется согласно рекомендациям пункта 3.8.2 по формулам
(3.14) и (3.16).
б) Так как воздействие на биологические ткани излучения в
диапазоне 180 < g <= 380 нм обладает свойством аддитивности, при
условии выполнения предыдущего требования однократная суточная
СИГМА 4
доза H (3 x 10 ) не должна превышать значений, определяемых
в таблице 3.2:
СИГМА 4 M СИГМА 4
H (3 x 10 ) = SUM H (тау ) <= H (3 x 10 ).
i=1 i и пду
3.2.3. ПДУ лазерного излучения для пучков малого диаметра
Если излучение концентрируется на коже или роговице глаза в
области, наименьший размер которой равен или меньше диаметра
-3
ограничивающей апертуры 1,1 x 10 м, максимальное значение
облученности E и энергетической экспозиции H не должно превышать
значений E и H , определяемых пунктами 3.2.1 и 3.2.2.
пду пду
3.3. ПДУ лазерного излучения в диапазоне 180 < лямбда <= 380 нм при хроническом облучении глаз и кожи
Для определения предельно допустимых значений H и E ,
пду пду
СИГМА 4
W и P , а также предельных суточных доз H (3 x 10 )
пду пду пду
при хроническом облучении глаз и кожи коллимированным или
рассеянным лазерным излучением в диапазоне длин волн I (180 <
лямбда <= 380 нм) необходимо соответствующие значения, приведенные
в пункте 3.2 (таблицы 3.1 и 3.2), уменьшить в 10 раз.
3.4. ПДУ лазерного излучения в диапазоне 380 < лямбда <= 1400 нм при однократном облучении глаз
3.4.1. ПДУ при воздействии на глаза коллимированного лазерного
излучения
Соотношения для определения W и P при воздействии на
пду пду
глаза коллимированного лазерного излучения (наблюдении прямого или
зеркально отраженного пучка) в диапазоне 380 < лямбда <= 1400 нм
приведены в таблицах 3.3, 3.4 и иллюстрируются графиками на
рис. 3.3.
3.4.2. ПДУ при воздействии на глаза неколлимированного
лазерного излучения
Если источником неколлимированного (рассеянного или диффузно
отраженного) излучения является протяженный объект, предельно
d d
допустимые значения энергии W и мощности P зависят от
пду пду
видимого углового размера альфа этого источника.
d d
Значения W и P в этом случае находятся умножением
пду пду
значений W и P для коллимированного излучения (п. 3.4.1) на
пду пду
поправочный коэффициент B:
d d
W = B x W ; P = B x P . (3.4)
пду пду пду пду
Значения B определяются формулой:
2
B = B x (альфа) + 1 (альфа > альфа ); (3.5)
1 пред
B = 1 (альфа <= альфа ).
пред
Здесь B - вспомогательный коэффициент, зависящий от
1
длительности облучения.
Значения альфа и аналитические соотношения для расчета
пред
величины B даны в таблице 3.5.
В случае воздействия серии импульсов поправочный коэффициент B
принимает значение, соответствующее длительности отдельного
импульса в серии.
2
Зависимость произведения B x альфа от угла альфа при
1
различных длительностях облучения приведена на рис. 3.6.
3.4.3. ПДУ при воздействии на глаза серий импульсов
коллимированного лазерного излучения
Предельно допустимые уровни при воздействии на глаза серий
импульсов коллимированного излучения в спектральном диапазоне II
(380 < лямбда <= 1400 нм) установлены для случаев, когда
длительность отдельного импульса в серии тау не превышает 0,25 с,
и
а частота следования импульсов в серии F больше 0,005 Гц
и
(интервал между отдельными импульсами в серии меньше 200 с).
Если F <= 0,005 Гц, воздействие на глаза отдельных импульсов
и
излучения считается независимым. При этом нормируется значение
энергии импульса, имеющего максимальную амплитуду:
c
W (тау ) <= W (тау ). (3.6)
и max пду и
Если F > 0,005 Гц, значение предельно допустимой энергии
и
серии импульсов излучения длительностью t при воздействии на глаза
c W (t) равно меньшему из двух значений энергии W и W , пду 1 2 определяемых формулами:
W = W (t); (3.7)
1 пду
N 2/3
W = W (тау ) (---) ,
2 пду и кси
где:
W (t) и W (тау ) - предельно допустимые значения энергий
пду пду и
одиночных импульсов длительностью t и тау , соответственно, для
и
коллимированных потоков излучения (п. 3.4.1);
кси - определяется отношением максимальной энергии отдельного
импульса в рассматриваемой серии к среднему значению:
c
W (тау )
и max
кси = -----------. (3.8)
_c
W (тау )
и
В тех случаях, когда кси неизвестно, следует считать кси = 1.
-------------------------------
¦ c ¦
¦ W (t) = W при W <= W ¦ (3.9)
¦ пду 1 1 2 ¦
¦ ¦
¦ c ¦
¦ W (t) = W при W > W ¦
¦ пду 2 1 2 ¦
-------------------------------
Предельно допустимое среднее значение энергии одного импульса из серии при этом равно:
c
W (t)
_c пду
W (тау ) = -------.
пду и N
Когда длительность серии импульсов превышает 1 с,
целесообразно определять значение предельно допустимой средней
мощности.
Предельно допустимая средняя мощность серии импульсов
лазерного излучения при облучении глаз коллимированным пучком
_c
P (t) равна меньшему из двух значений мощности P и P ,
пду 1 2
определяемых формулами:
P = P (t); (3.10)
1 пду
W (тау )
пду и N 2/3
P = ---------- (---) ,
2 t кси
где P (t) - значение предельно допустимой мощности импульса
пду
длительностью t для коллимированного излучения (п. 3.4.1).
-------------------------------
¦ _c ¦
¦ P (t) = P при P <= P ¦ (3.11)
¦ пду 1 1 2 ¦
¦ ¦
¦ _c ¦
¦ P (t) = P при P > P ¦
¦ пду 2 1 2 ¦
-------------------------------
Если источником излучения является протяженный объект,
сд
предельно допустимые значения энергии серии импульсов W (t),
пду
_сд
средней мощности излучения в серии P (t), энергии одного
пду
cd
импульса в серии W (тау ) определяются умножением предельных
пду и
значений, заданных формулами (3.9) и (3.11) на поправочный
коэффициент B, приведенный в п. 3.4.2:
сд c
W (t) = B x W (t); (3.12)
пду пду
_сд _c
P (t) = B x P (t);
пду пду
cd сд
W (тау ) = B x W (тау ).
пду и пду и
3.5. ПДУ лазерного излучения в диапазоне 380 < лямбда <= 1400 нм при хроническом воздействии на глаза
Для определения предельно допустимых значений W и P
пду пду
коллимированного или рассеянного лазерного излучения в диапазоне
II (380 < лямбда <= 1400 нм) при хроническом воздействии на глаза
необходимо уменьшить в 10 раз соответствующие предельные значения
для однократного воздействия, приведенные в п. 3.4.
3.6. ПДУ лазерного излучения в диапазоне 380 < лямбда <= 1400 нм при однократном облучении кожи
Соотношения для определения значений H и E , а также W
пду пду пду
и P при однократном воздействии на кожу коллимированного или
пду
рассеянного лазерного излучения в спектральном диапазоне 380 <
лямбда <= 1400 нм приведены в таблице 3.6 и иллюстрируются
графиками на рис. 3.7 и 3.8.
-3
Диаметр ограничивающей апертуры равен 1,1 x 10 м.
Предельно допустимые уровни при облучении кожи сериями
импульсов определены в п. 3.8.2.
3.7. ПДУ лазерного излучения в диапазоне 380 < лямбда <= 1400 нм при хроническом облучении кожи
Для определения предельно допустимых значений H , E и
пду пду
W , P при хроническом воздействии на кожу коллимированного
пду пду
или рассеянного лазерного излучения в диапазоне II (380 < лямбда
<= 1400 нм) необходимо уменьшить в 10 раз соответствующие
предельные значения, приведенные в п. 3.6.
3.8. ПДУ лазерного излучения в диапазоне
5
1400 < лямбда <= 10 нм при однократном облучении
глаз и кожи
3.8.1. ПДУ лазерного излучения для одиночных воздействий
Соотношения для определения H , E и W , P при
пду пду пду пду
однократном воздействии на глаза и кожу импульсного или
непрерывного коллимированного или рассеянного излучения в
5
диапазоне III (1400 < лямбда <= 10 нм) приведены в таблице 3.7 и
иллюстрируются графиками на рис. 3.9 и 3.10.
3.8.2. ПДУ лазерного излучения для серий импульсов
Предельно допустимые уровни энергетической экспозиции и
облученности при воздействии на глаза и кожу серий импульсов
5
лазерного излучения в диапазоне III (1400 < лямбда <= 10 нм)
устанавливаются для случаев, когда длительность отдельного
импульса в серии не превышает 10 с, а чистота следования импульсов
-3
превышает 1,7 x 10 Гц (временной интервал между отдельными
импульсами меньше 10 минут).
-3
Диаметр ограничивающей апертуры равен 1,1 x 10 м.
Значение предельно допустимой энергетической экспозиции серии
c
импульсов H (t) коллимированного или рассеянного лазерного
пду
излучения определяется как меньшее из двух значений H и H ,
1 2
заданных формулами:
H = H (t); (3.13)
1 пду
N 1/2
H = H (тау ) (---) .
2 пду и кси
Параметр кси определен в п. 3.4.3.
-------------------------------
¦ c ¦
¦ H (t) = H при H <= H ¦ (3.14)
¦ пду 1 1 2 ¦
¦ ¦
¦ c ¦
¦ H (t) = H при H > H ¦
¦ пду 2 1 2 ¦
-------------------------------
Среднее значение предельно допустимой энергетической
c
экспозиции одного импульса из серии определяется делением H (t)
пду
на число импульсов в серии N.
Если длительность серии импульсов превышает 1 с, целесообразно
определять значение предельно допустимой средней облученности.
Предельно допустимая средняя облученность серии импульсов
_c
E (t) равна меньшему из двух значений E и E , определяемых
пду 1 2
формулами:
E = E (t); (3.15)
1 пду
H (тау )
пду и N 1/2
E = ---------- (---) .
2 t кси
-------------------------------
¦ _c ¦
¦ E (t) = E при E <= E ¦ (3.16)
¦ пду 1 1 2 ¦
¦ ¦
¦ _c ¦
¦ E (t) = E при E > E ¦
¦ пду 2 1 2 ¦
-------------------------------
Во всех случаях:
c -6 c
W (t) = 10 x H (t);
пду пду
c -6
P (t) = 10 x E (t).
пду пду
-3
Если частота следования импульсов F меньше 1,7 x 10 Гц,
и
то воздействие на глаза и кожу отдельных импульсов излучения
считается независимым. При этом нормируется значение
энергетической экспозиции для импульсов, имеющих максимальную
амплитуду:
c c
H (тау ) <= H (тау ).
и max пду и
Приведенные выше формулы применяются и при рассмотрении:
- воздействия на глаза серий импульсов лазерного излучения
спектрального диапазона I (180 < лямбда <= 380 нм);
- воздействия на кожу серий импульсов лазерного излучения
спектральных диапазонов I, II (180 - 1400 нм).
3.9. ПДУ лазерного излучения в диапазоне
5
1400 < лямбда <= 10 нм при хроническом
воздействии на глаза и кожу
Для определения значений H , E и W , P при
пду пду пду пду
хроническом воздействии на глаза и кожу коллимированного или
рассеянного лазерного излучения в спектральном диапазоне III
5
(1400 - 10 нм) необходимо уменьшить в 5 раз соответствующие
предельные значения для однократного облучения, приведенные в
п. 3.8.
3.10. ПДУ при одновременном воздействии на глаза и кожу лазерного излучения с различными длинами волн
Ниже рассмотрены правила определения предельно допустимых
уровней при одновременном воздействии на глаза и кожу
монохроматического излучения нескольких различных источников. Эти
источники в общем случае могут иметь различные характеристики:
- спектральные (два или несколько типов лазеров, генерация
нескольких длин волн одним лазером, генерация гармоник);
- временные (режимы - непрерывный, импульсный, непрерывный с
модуляцией мощности и т.д.);
- пространственные (коллимированный пучок, диффузно отраженное
или рассеянное излучение).
Степень опасности при одновременном действии излучения
различных источников является аддитивной в следующих случаях:
- воздействие на кожу излучения любых длин волн в диапазоне
5
180 < лямбда <= 10 нм;
- воздействие на передние среды глаза излучения в диапазонах
5
длин волн 180 < лямбда <= 380 нм и 1400 < лямбда <= 10 нм;
- воздействие на сетчатку глаза излучения в диапазоне длин
волн 380 < лямбда <= 1400 нм.
Для каждого из перечисленных трех случаев предельно допустимые
уровни устанавливаются независимо. Например, при одновременном
воздействии на глаза излучения аргонового лазера (основные длины
волн - 488 и 514 нм) и лазера на углекислом газе (10600 нм)
устанавливаются ПДУ для совместного действия компонент излучения с
длинами волн 488 и 514 нм и отдельно - ПДУ для излучения с длиной
волны 10600 нм, так как объектом воздействия в первом случае
является сетчатка, а во втором - роговица глаза (см. также
Приложение 2).
Предельно допустимая суммарная энергия или мощность излучения от нескольких источников, действие которых является аддитивным, определяется следующими формулами:
СИГМА (1) (n) n (i)
W = C x W + ... + C x W = SUM C W ; (3.17)
пду 1 пду n пду i=1 i пду
СИГМА (1) (n) n (i)
P = C x P + ... + C x P = SUM C P , (3.18)
пду 1 пду n пду i=1 i пду
где:
n - число источников излучения, действие которых аддитивно;
i - условный порядковый номер источника;
(i) (i)
W , P - предельно допустимые значения энергии (мощности)
пду пду
каждого источника;
C - относительный энерговклад каждого источника, определяемый
i
как отношение энергии (мощности) источника с порядковым номером i
к суммарной энергии (мощности) всех источников:
(i) (i)
W P
C = -------- = --------.
i n (i) n (i)
SUM W SUM P
i=1 i=1
Формулы (3.17), (3.18) применимы в тех случаях, когда длительность экспозиции или импульсов излучения рассматриваемых источников имеют один и тот же порядок. При проведении практических расчетов значения энергии (мощности) могут быть заменены эквивалентными значениями энергетической экспозиции (облученности).
3.11. ПДУ излучения лазеров, используемых в театрально-зрелищных мероприятиях, для демонстраций в учебных заведениях и медицинской аппаратуре
При использовании лазеров в театрально-зрелищных мероприятиях и для демонстраций в учебных заведениях предельно допустимые уровни для всех участников (зрители, актеры, студенты, школьники, преподаватели, обслуживающий персонал и др.) устанавливается в соответствии с нормами для хронического облучения (пункты 3.3, 3.5, 3.7).
При использовании лазеров как элементов оптических медицинских приборов для подсветки, формирования прицельных меток и других целей, не связанных непосредственно с лечебным действием излучения, предельно допустимые уровни для глаз и кожи пациентов, врачей и обслуживающего персонала устанавливаются в соответствии в нормами для хронического облучения (пункты 3.3, 3.5, 3.7).
Таблица 3.1
СООТНОШЕНИЯ ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ H , E и W , P
пду пду пду пду
ПРИ ОДНОКРАТНОМ ВОЗДЕЙСТВИИ НА ГЛАЗА И КОЖУ
КОЛЛИМИРОВАННОГО ИЛИ РАССЕЯННОГО ЛАЗЕРНОГО ИЗЛУЧЕНИЯ
В ДИАПАЗОНЕ I (180 < лямбда <= 380 нм).
-3
ОГРАНИЧИВАЮЩАЯ АПЕРТУРА - 1,1 x 10 м
----------------------+---------------------+------------------------------- ¦ Спектральный ¦ Длительность ¦ -2 -2¦ ¦ интервал лямбда, нм ¦ воздействия t, с ¦H , Дж x м ; E , Вт x м ¦ ¦ ¦ ¦ пду пду ¦ +---------------------+---------------------+------------------------------+ ¦ ¦ ¦ --- ¦ ¦ ¦ -9 ¦ 7 3 / 2 ¦ ¦180 < лямбда <= 380 ¦t <= 10 ¦H = 2,5 x 10 x \/ t ¦ ¦ ¦ ¦ пду ¦ +---------------------+---------------------+------------------------------+ ¦ ¦ -9 4 ¦ ¦ ¦180 < лямбда <= 302,5¦10 < t <= 3 x 10 ¦H = 25 ¦ ¦ ¦ ¦ пду ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦E = 25 / t ¦ ¦ ¦ ¦ пду ¦ +---------------------+---------------------+------------------------------+ ¦ ¦ -9 ¦ 3 4 --- ¦ ¦302,5 < лямбда <= 315¦10 < t <= T <*> ¦H = 4,4 x 10 x \/ t ¦ ¦ ¦ i ¦ пду ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ 4¦ 0,2(лямбда-295)¦ ¦ ¦T <*> < t <= 3 x 10 ¦H = 0,8 x 10 ¦ ¦ ¦ i ¦ пду ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ 0,2(лямбда-295)¦ ¦ ¦ ¦ 0,8 x 10 ¦ ¦ ¦ ¦E = -----------------------¦ ¦ ¦ ¦ пду t ¦ +---------------------+---------------------+------------------------------+ ¦ ¦ -9 ¦ 3 4 --- ¦ ¦315 < лямбда <= 380 ¦10 < t <= 10 ¦H = 4,4 x 10 x \/ t ¦ ¦ ¦ ¦ пду ¦ ¦ ¦ 4 ¦ 3 ¦ ¦ ¦10 < t <= 3 x 10 ¦H = 8 x 10 ¦ ¦ ¦ ¦ пду ¦ ¦ ¦ ¦ 3 ¦ ¦ ¦ ¦E = 8 x 10 / t ¦ ¦ ¦ ¦ пду ¦ +---------------------+---------------------+------------------------------+ ¦ Во всех случаях: ¦ ¦ 6 -6 ¦ ¦ W = H x 10 ; P = E x 10 ¦ ¦ пду пду пду пду ¦ ----------------------------------------------------------------------------
--------------------------------
-15 0,8(лямбда-295)
<*> T = 10 x 10 , лямбда - нм.
i
Таблица 3.2
ПРЕДЕЛЬНЫЕ ОДНОКРАТНЫЕ СУТОЧНЫЕ ДОЗЫ
СИГМА 4
H (3 x 10 ) ПРИ ОБЛУЧЕНИИ ГЛАЗ И КОЖИ
пду
ЛАЗЕРНЫМ ИЗЛУЧЕНИЕМ В СПЕКТРАЛЬНОМ ДИАПАЗОНЕ I
(180 < лямбда <= 380 нм)
-------------------------------------+---------------------------- ¦ Спектральный интервал лямбда, нм ¦ СИГМА 4 -2 ¦ ¦ ¦ H (3 x 10 ), Дж x м ¦ ¦ ¦ пду ¦ +------------------------------------+---------------------------+ ¦180 < лямбда <= 302,5 ¦25 ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ 0,2(лямбда-295) ¦ ¦302,5 < лямбда <= 315 ¦0,8 x 10 ¦ ¦ ¦ ¦ ¦305 ¦80 ¦ ¦ ¦ ¦ ¦307,5 ¦250 ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ 2 ¦ ¦310 ¦8 x 10 ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ 3 ¦ ¦312,5 ¦2,5 x 10 ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ 3 ¦ ¦315 ¦8 x 10 ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ 3 ¦ ¦315 < лямбда <= 380 ¦8 x 10 ¦ -------------------------------------+----------------------------
Таблица 3.3
СООТНОШЕНИЕ ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ W ПРИ ОДНОКРАТНОМ
пду
ВОЗДЕЙСТВИИ НА ГЛАЗА КОЛЛИМИРОВАННОГО ЛАЗЕРНОГО
ИЗЛУЧЕНИЯ В СПЕКТРАЛЬНОМ ДИАПАЗОНЕ II
(380 < лямбда <= 1400 нм).
ДЛИТЕЛЬНОСТЬ ВОЗДЕЙСТВИЯ МЕНЬШЕ 1 с.
-3
ОГРАНИЧИВАЮЩАЯ АПЕРТУРА - 7 x 10 м
----------------------+-----------------------------+-------------------- ¦ Спектральный ¦ Длительность облучения t, с ¦ W , Дж ¦ ¦ интервал лямбда, нм ¦ ¦ пду ¦ +---------------------+-----------------------------+-------------------+ ¦ ¦ ¦ --- ¦ ¦ ¦ -11 ¦3 / 2 ¦ ¦380 < лямбда <= 600 ¦t <= 2,3 x 10 ¦\/ t ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ -11 -5¦ -8 ¦ ¦ ¦2,3 x 10 < t <= 5,0 x 10 ¦8,0 x 10 ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ---¦ ¦ ¦ -5 ¦ -5 3 / 2 ¦ ¦ ¦5,0 x 10 < t < = 1,0 ¦5,9 x 10 x \/ t ¦ +---------------------+-----------------------------+-------------------+ ¦ ¦ ¦ --- ¦ ¦ ¦ -11 ¦3 / 2 ¦ ¦600 < лямбда <= 750 ¦t <= 6,5 x 10 ¦\/ t ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ -11 -5¦ -7 ¦ ¦ ¦6,5 x 10 < t <= 5,0 x 10 ¦1,6 x 10 ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ---¦ ¦ ¦ -5 ¦ -4 3 / 2 ¦ ¦ ¦5,0 x 10 < t <= 1,0 ¦1,2 x 10 x \/ t ¦ +---------------------+-----------------------------+-------------------+ ¦ ¦ ¦ --- ¦ ¦ ¦ -10 ¦3 / 2 ¦ ¦750 < лямбда <= 1000 ¦t <= 2,5 x 10 ¦\/ t ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ -10 -5¦ -7 ¦ ¦ ¦2,5 x 10 < t <= 5,0 x 10 ¦4,0 x 10 ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ---¦ ¦ ¦ -5 ¦ -4 3 / 2 ¦ ¦ ¦5,0 x 10 < t <= 1,0 ¦3,0 x 10 x \/ t ¦ +---------------------+-----------------------------+-------------------+ ¦ ¦ ¦ --- ¦ ¦ ¦ -9 ¦3 / 2 ¦ ¦1000 < лямбда <= 1400¦t <= 10 ¦\/ t ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ -9 -5 ¦ -6 ¦ ¦ ¦10 < t <= 5,0 x 10 ¦10 ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ---¦ ¦ ¦ -5 ¦ -4 3 / 2 ¦ ¦ ¦5,0 x 10 < t <= 1,0 ¦7,4 x 10 x \/ t ¦ ----------------------+-----------------------------+--------------------
Таблица 3.4
СООТНОШЕНИЯ ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ P
пду
ПРИ ОДНОКРАТНОМ ВОЗДЕЙСТВИИ НА ГЛАЗА
КОЛЛИМИРОВАННОГО ЛАЗЕРНОГО ИЗЛУЧЕНИЯ В СПЕКТРАЛЬНОМ
ДИАПАЗОНЕ II (380 < лямбда <= 1400 нм).
ДЛИТЕЛЬНОСТЬ ОБЛУЧЕНИЯ БОЛЬШЕ 1 с.
-3
ОГРАНИЧИВАЮЩАЯ АПЕРТУРА - 7 x 10 м
----------------------+----------------------+-------------------- ¦ Спектральный ¦Длительность облучения¦ P , Вт ¦ ¦ интервал лямбда, нм ¦ t, с ¦ пду ¦ +---------------------+----------------------+-------------------+ ¦ ¦ -2 ¦ -5 3 --- ¦ ¦380 < лямбда <= 500 ¦1,0 < t <= 5,0 x 10 ¦5,9 x 10 / \/ t ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ 2 4 ¦ -3 ¦ ¦ ¦5,0 x 10 < t <= 10 ¦3,7 x 10 / t ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ 4 ¦ -7 ¦ ¦ ¦t > 10 ¦3,7 x 10 ¦ +---------------------+----------------------+-------------------+ ¦ ¦ 3 ¦ -5 3 --- ¦ ¦500 < лямбда <= 600 ¦1,0 < t <= 2,2 x 10 ¦5,9 x 10 / \/ t ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ 3 4 ¦ -2 ¦ ¦ ¦2,2 x 10 < t <= 10 ¦10 / t ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ 4 ¦ -6 ¦ ¦ ¦t > 10 ¦10 ¦ +---------------------+----------------------+-------------------+ ¦ ¦ 3 ¦ -4 3 --- ¦ ¦600 < лямбда <= 700 ¦1,0 < t <= 2,2 x 10 ¦1,2 x 10 / \/ t ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ 3 4 ¦ -2 ¦ ¦ ¦2,2 x 10 < t <= 10 ¦2,0 x 10 / t ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ 4 ¦ -6 ¦ ¦ ¦t > 10 ¦2,0 x 10 ¦ +---------------------+----------------------+-------------------+ ¦ ¦ 4 ¦ 4 3 --- ¦ ¦700 < лямбда <= 750 ¦1,0 < t <= 10 ¦1,2 x 10 / \/ t ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ 4 ¦ 6 ¦ ¦ ¦t > 10 ¦5,5 x 10 ¦ +---------------------+----------------------+-------------------+ ¦ ¦ 4 ¦ -4 3 --- ¦ ¦750 < лямбда <= 1000 ¦1,0 < t <= 10 ¦3,0 x 10 / \/ t ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ 4 ¦ -5 ¦ ¦ ¦t > 10 ¦1,4 x 10 ¦ +---------------------+----------------------+-------------------+ ¦ ¦ 4 ¦ -4 3 --- ¦ ¦1000 < лямбда <= 1400¦1,0 < t <= 10 ¦7,4 x 10 / \/ t ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ 4 ¦ -5 ¦ ¦ ¦t > 10 ¦3,5 x 10 ¦ ----------------------+----------------------+--------------------
Таблица 3.5
ЗАВИСИМОСТЬ ВЕЛИЧИНЫ ПОПРАВОЧНОГО КОЭФФИЦИЕНТА B ОТ ВИДИМОГО УГЛОВОГО РАЗМЕРА ПРОТЯЖЕННОГО ИСТОЧНИКА ИЗЛУЧЕНИЯ АЛЬФА ДЛЯ РАЗЛИЧНЫХ ИНТЕРВАЛОВ ДЛИТЕЛЬНОСТЕЙ ОБЛУЧЕНИЯ
-----------------------+-------------------------+---------------- ¦Длительность облучения¦Поправочный коэффициент B¦Предельный угол¦ ¦ t, с ¦ ¦альфа , рад.¦ ¦ ¦ ¦ пред ¦ +----------------------+-------------------------+---------------+ ¦ -9 ¦ 3 2 ¦ -2 ¦ ¦t <= 10 ¦10 x альфа + 1 ¦10 ¦
Комментарии
Комментирование через социальные сервисы Facebook и Вконтакте:
Федеральное