Què és la radiació làser? Radiació làser: les seves fonts i la seva protecció

Els làsers s'estan convertint en eines de recerca cada vegada més importants en els àmbits de la medicina, la física, la química, la geologia, la biologia i la tecnologia. Si s'utilitza de manera incorrecta, poden enlluernar i causar lesions (incloent-hi lesions i lesions elèctriques) als operadors i altres personal, inclosos els visitants aleatoris al laboratori i causar un dany important a la propietat. Els usuaris d'aquests dispositius han de comprendre i aplicar les mesures de seguretat necessàries al manejar-les.

Què és un làser?

La paraula "làser" (anglès LASER, Amplificació de llum per emissió estimulada de radiació) és una abreviatura, que significa "amplificació de la llum per radiació induïda". La freqüència de radiació generada pel làser es troba dins o a prop de la part visible de l'espectre electromagnètic. L'energia s'amplifica a un estat d'intensitat extremadament alta a través d'un procés anomenat "radiació induïda per làser".

El terme "radiació" sovint no es comprèn, ja que també s'utilitza per descriure materials radioactius. En aquest context, significa la transferència d'energia. L'energia es transfereix d'un lloc a un altre mitjançant conductivitat, convecció i radiació.

Hi ha molts tipus diferents de làsers que treballen en diferents entorns. Els gasos (per exemple, argó o una barreja d'heli amb neó) s'utilitzen com a mitjà de treball per a cristalls sòlids (per exemple, rubí) o tintes líquids. Quan l'energia es subministra al mitjà de treball, passa a un estat excitat i allibera energia en forma de partícules lleugeres (fotons).

Un parell de miralls a ambdós extrems del tub segellat reflecteix o transmet llum en forma d'un flux concentrat anomenat feix de làser. Cada entorn de treball produeix un raig de longitud d'ona i color únic.

El color de la llum làser, per regla general, s'expressa per la longitud d'ona. No és ionitzant i inclou part de l'espectre ultraviolada (100-400 nm), visible (400-700 nm) i infraroig (700 nm - 1 mm).

Espectre electromagnètic

Cada ona electromagnètica té una freqüència i longitud úniques associades amb aquest paràmetre. De la mateixa manera que la llum vermella té la seva pròpia freqüència i longitud d'ona, i tots els altres colors (taronja, groc, verd i blau) tenen freqüències úniques i longituds d'ona. La gent pot percebre aquestes ones electromagnètiques, però no poden veure la resta de l'espectre.

La major freqüència són els raigs gamma, els raigs X i els ultraviolats. La infraroig, la radiació de microones i les ones de ràdio ocupen les freqüències més baixes de l'espectre. La llum visible es troba en un rang molt estret entre ells.

Radiació làser: efectes humans

El làser produeix un intens feix de llum direccional. Si es dirigeix, es reflecteix o se centra en l'objecte, la biga s'absorbeix parcialment, elevant la temperatura de la superfície i l'interior de l'objecte, la qual cosa pot provocar un canvi o deformació del material. Aquestes qualitats, que han trobat aplicació en cirurgia làser i processament de material, poden ser perilloses per als teixits humans.

A més de la radiació, que té un efecte tèrmic sobre els teixits, la radiació làser, que produeix un efecte fotoquímic, és perillosa. La seva condició és una longitud d'ona prou curta , és a dir, la part ultraviolada o blava de l'espectre. Els dispositius moderns produeixen radiació làser, es minimitza l'efecte sobre un ésser humà. L'energia dels làsers de baixa potència no és suficient per causar danys, i no representa un perill.

Els teixits humans són sensibles als efectes de l'energia, i en determinades circumstàncies, la radiació electromagnètica, la radiació làser, incloent, poden provocar danys en els ulls i la pell. Es van estudiar nivells de llindar de radiació traumàtica.

Perill als ulls

L'ull humà és més propens a lesions que la pell. La còrnia (la superfície frontal externa transparent de l'ull), a diferència de la dermis, no té una capa externa de cèl·lules mortes que protegeixin del medi ambient. El làser i la radiació ultraviolada són absorbides per la còrnia de l'ull, que poden fer-se mal. El trauma s'acompanya de l'edema de l'epiteli i l'erosió, i en lesions greus - opacificació de la cambra anterior.

La lent de l'ull també pot ser propens a una lesió quan es veu afectada per una gran varietat de radiació làser: infrarojos i ultraviolats.

El major perill, però, és l'efecte del làser a la retina a la part visible de l'espectre òptic: des de 400 nm (violeta) fins a 1400 nm (prop de l'infraroig). Dins d'aquesta regió de l'espectre, els raigs colimats se centren en àrees molt petites de la retina. La variant més desfavorable de l'efecte es produeix quan l'ull es veu lluny i s'introdueix un raig directe o reflectit. En aquest cas, la seva concentració a la retina arriba a 100 000 vegades.

Així, un feix visible amb una potència de 10 mW / cm ² actua sobre la retina de l'ull amb una potència de 1000 W / cm2. Això és més que suficient per causar danys. Si l'ull no mira la distància, o si el raig reflecteix des d'una superfície difusa i no mirall, la radiació molt més potent condueix al trauma. L'impacte làser a la pell està desproveït de l'efecte d'enfocar, de manera que és molt menys susceptible a lesions en aquestes longituds d'ona.

Raigs X.

Alguns sistemes d'alt voltatge amb una tensió de més de 15 kV poden generar raigs X de potència considerable: la radiació làser, les fonts de la qual són potents làsers excimers amb bombament d'electrons, així com sistemes de plasma i fonts iòniques. Aquests dispositius han de ser verificats per la seguretat de les radiacions, inclòs per assegurar un blindatge adequat.

Classificació

Depenent de la potència o energia de la biga i la longitud d'ona de la radiació, els làsers es divideixen en diverses classes. La classificació es basa en la capacitat potencial del dispositiu per provocar lesions immediates als ulls, la pell, la inflamació amb exposició directa al feix o quan es reflecteix a partir de superfícies reflectores difuses. Tots els làsers comercials s'han d'identificar amb l'ajuda d'etiquetes col.locades sobre ells. Si el dispositiu s'ha fabricat a casa o no s'ha marcat d'una altra manera, s'haurà d'obtenir un consell sobre la classificació i l'etiquetatge adequats. Els làsers es distingeixen per la potència, la longitud d'ona i el temps d'exposició.

Dispositius segurs

Els dispositius de la primera classe generen radiació làser de baixa intensitat. No pot arribar a un nivell perillós, de manera que les fonts estan exempts de la majoria de les mesures de control o d'altres formes de vigilància. Exemple: impressores làser i reproductors de CD.

Dispositius condicionalment segurs

Els làsers de la segona classe irradien a la part visible de l'espectre. Es tracta de radiació làser, les fonts de la qual causen una reacció normal en la persona de rebuig de la llum massa brillant (un reflex flamant). Quan s'exposa a un feix, l'ull humà parpelleja després de 0,25 segons, que proporciona una protecció suficient. No obstant això, la radiació làser en el rang visible pot danyar l'ull a una exposició constant. Exemples: punters làser, làser geodèsic.

Els làsers de 2a classe són dispositius especials amb una potència de sortida de menys de 1 mW. Aquests dispositius només causen danys amb exposició directa de més de 1000 s durant un dia de 8 hores. Exemple: lectors de codis de barres.

Làsers perillosos

La classe 3a fa referència a dispositius que no perjudiquen l'exposició a curt termini a un ull desprotegit. Pot ser perillós quan s'utilitza òptica de focus, per exemple, telescopis, microscopis o binoculars. Exemples: làser d'heli-neó 1-5 mW, alguns punters làser i nivells d'edificació.

Un feix làser de classe 3b pot causar lesions quan s'exposa a la llum directa o quan es reflecteix en un mirall. Exemple: un làser d'heli-neó amb una potència de 5-500 mW, moltes investigacions i làsers terapèutics.

La classe 4 inclou dispositius amb nivells de potència de més de 500 mW. Són perillosos per als ulls, la pell i el foc. La influència de la biga, el mirall o les reflexions difuses poden causar lesions oculars i de la pell. S'han d'adoptar totes les mesures de seguretat. Exemple: Nd: YAG-làsers, pantalles, cirurgia, tall de metall.

Radiació làser: protecció

Cada laboratori ha de proporcionar una protecció adequada per a persones que treballen amb làsers. Les finestres d'habitacions a través de les quals es poden danyar les radiacions dels dispositius Class 2, Class 3 o Class 4 en àrees no controlades, han de ser cobertes o protegides d'una altra manera durant el funcionament d'aquest dispositiu. Per garantir la màxima protecció ocular, es recomana el següent.

• El paquet ha d'estar encapsulat en una capa protectora no inflamable no reflectant per minimitzar el risc d'exposició accidental o d'incendi. Per alinear el feix, utilitzeu pantalles fluorescents o visors secundaris; Eviteu l'exposició directa als ulls.
• Per al procediment d'alineació del feix, utilitzeu la menor potència. Si és possible, utilitzeu dispositius de gamma baixa per als procediments d'alineació preliminar. Eviteu la presència d'objectes reflectants innecessaris a la zona de treball del làser.
• Limiteu el pas de la biga en una zona perillosa durant l'horari no laboral, utilitzant amortidors i altres obstruccions. No utilitzeu les parets de l'habitació per igualar el feix de lesers de classe 3b i 4.
• Utilitzeu eines no reflectives. Alguns inventaris que no reflecteixen la llum visible es converteixen en un mirall a la regió invisible de l'espectre.
• No utilitzeu joieria reflectant. Els ornaments metàl·lics també augmenten el risc de descàrrega elèctrica.

Ulleres de seguretat

Quan es treballa amb làsers de classe 4 amb una zona oberta o amb risc de reflexió, s'han d'utilitzar ulleres de protecció. El seu tipus depèn del tipus de radiació. S'han d'escollir els punts per protegir contra les reflexions, especialment difuses, i proporcionar protecció a un nivell en què un reflex natural de protecció pot prevenir lesions oculars. Aquests dispositius òptics conservaran certa visibilitat de la biga, previndran cremades de la pell, reduiran la possibilitat d'altres accidents.

Factors a tenir en compte a l'hora d'escollir vasos de seguretat:

• Longitud d'ona o regió de l'espectre de radiació;
• Densitat òptica a certa longitud d'ona;
• Màxima il·luminació (W / cm ² ) o potència de feix (W);
• Tipus de sistema làser;
• Mode d'alimentació - radiació làser polsada o mode continu;
• La possibilitat de la reflexió: mirall i difusió;
• Camp de visió;
• La presència de lents correctives o d'una grandària suficient, que permet utilitzar ulleres per corregir la visió;
• Comoditat;
• La presència d'forats de ventilació, evitant la nebulización;
• Influència sobre la visió del color;
• Resistència a l'impacte;
• La capacitat de realitzar les tasques necessàries.

Atès que les ulleres són propenses a danys i desgast, el programa de seguretat del laboratori ha d'incloure controls periòdics d'aquests elements de protecció.