3.3.6. Лазерное излучение.
В настоящее время в самых разных производствах и для разнообразных целей (в медицине и для зрелищных мероприятий) все шире применяются лазеры – устройства с когерентным, почти не рассеивающимся пучком излучения.
В зависимости от типа конструкции и целевого назначения лазеров и лазерных установок на работников могут воздействовать следующие опасные и вредные факторы:
- собственно лазерное излучение (прямое, отраженное и рассеянное);
- сопутствующие ультрафиолетовое, видимое и инфракрасное излучения от источников накачки, плазменного факела и материалов мишени;
- 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;
- 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.
В зависимости от типа конструкции и целевого назначения лазеров и лазерных установок на работников могут воздействовать следующие опасные и вредные факторы:
- собственно лазерное излучение (прямое, отраженное и рассеянное);
- сопутствующие ультрафиолетовое, видимое и инфракрасное излучения от источников накачки, плазменного факела и материалов мишени;
- 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;
- 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.
При эксплуатации и разработке лазеров необходимо также учитывать возможность взрывов и пожаров при попадании лазерного излучения на горючие материалы.
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.
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. Повреждение кожи может быть вызвано лазерным излучением любой длины волны спектрального диапазона (180-510 нм).
По степени опасности генерируемого излучения лазеры подразделяются на четыре класса.
К лазерам I класса относят полностью безопасные лазеры, то есть такие лазеры, выходное коллимированное излучение которых не представляет опасности при облучении глаз и кожи.
Лазеры II класса – это лазеры, выходное излучение которых представляет опасность при облучении кожи или глаз человека коллимированным пучком; однако диффузно отраженное излучение безопасно как для кожи, так и для глаз.
К лазерам III класса относятся такие лазеры, выходное излучение которых представляет опасность при облучении глаз не только коллимированным, но и диффузно отраженным излучением на расстоянии 10 см от отражающей поверхности и (или) при облучении кожи коллимированным излучением. При этом диффузно отраженное излучение не представляет опасности для кожи. Этот класс вводится для лазеров, генерирующих излучение в определенном спектральном диапазоне.
Четвертый (IV) класс включает лазеры, диффузно отраженное излучение которых представляет опасность для глаз и кожи на расстоянии 10 см от отражающей поверхности.
Классифицирует лазеры предприятие-изготовитель.
Дозиметрический контроль лазерного излучения заключается в оценке характеристик его способности вызывать биологические эффекты в их сопоставлении с нормируемыми величинами.
Следует различать 2 формы дозиметрического контроля:
- предупредительный (оперативный) дозиметрический контроль;
- индивидуальный дозиметрический контроль.
Предупредительный дозиметрический контроль заключается в определении максимальных уровней энергетических параметров лазерного излучения в точках на границе рабочей зоны.
Индивидуальный дозиметрический контроль заключается в измерении уровней энергетических параметров излучения, воздействующего на глаза (кожу) конкретного работника в течение рабочего дня.
Предупредительный дозиметрический контроль проводится в соответствии с регламентом, утвержденным работодателем, но не реже одного раза в год в порядке текущего контроля, а также в следующих случаях:
- при приемке в эксплуатацию новых лазерных изделий II-IV классов;
- при внесении изменений в конструкцию действующих лазерных изделий;
- при изменении конструкции средств коллективной защиты;
- при проведении экспериментальных и наладочных работ;
- при аттестации рабочих мест;
- при организации новых рабочих мест.
Для проведения дозиметрического контроля работодатель назначает специальное лицо из числа инженерно-технических работников. Одновременно должна быть разработана должностная инструкция, определяющая его права и обязанности. Лицо, назначенное для проведения дозиметрического контроля, должно пройти специальное обучение.
Кроме того, при эксплуатации лазерных изделий II-IV класса назначается инженерно-технический работник, прошедший специальное обучение, отвечающий за обеспечение безопасных условий работы.
Лазерные изделия III-IV класса до начала их эксплуатации должны быть приняты комиссией. Комиссия устанавливает выполнение требований безопасной эксплуатации, решает вопрос о вводе лазерных изделий в эксплуатацию. Решение комиссии оформляется актом.
Безопасность на рабочих местах при эксплуатации лазерных изделий должна обеспечиваться конструкцией изделия.
Для предотвращения пожара при эксплуатации лазерных изделий IVкласса в качестве ограничителей следует применять хорошо охлаждаемые неплоские металлические мишени или огнеупорные материалы достаточной толщины. При этом следует соблюдать осторожность, так как оплавление этих материалов может приводить к зеркальному отражению излучения.
Безопасность при работе с открытыми лазерными изделиями обеспечивается путем применения средств индивидуальной защиты.
Персонал, допускаемый к работе с лазерными изделиями, обязан пройти инструктаж и специальное обучение безопасным приемам и методам работы. Лица, временно привлекаемые к работе с лазерами, должны быть ознакомлены с инструкцией по технике безопасности и производственной санитарии при работе с лазерами и прикреплены к ответственному лицу из постоянного персонала подразделения.
Персоналу запрещается:
- осуществлять наблюдение прямого и зеркально отраженного лазерного излучения при эксплуатации лазеров II-IV класса без средств индивидуальной защиты;
- размещать в зоне лазерного пучка предметы, вызывающие его зеркальное отражение, если это не связано с производственной необходимостью.
Персонал, связанный с обслуживанием и эксплуатацией лазеров, должен проходить предварительные и периодические медицинские осмотры 1раз в год. При этом обследование глаз должно выполняться специально подготовленными офтальмологами с обязательным включением дополнительных методов исследований.
3.3.7. Неионизирующие излучения.
Распространение через вещество электромагнитных полей является потенциально опасным для человека. Электромагнитные поля разной частоты несут разную энергию и по-разному действуют на вещество биологических тканей организма человека.
Спектр электромагнитных излучений включает в себя высокочастотные энергетически мощные ионизирующие излучения (гамма-излучение, рентгеновские лучи). Затем идут ультрафиолетовое излучение, видимый свет и инфракрасное излучение. За ними располагается широкий диапазон радиочастот, включающий (в нисходящем порядке) микроволны, сотовую радиотелефонию, телевидение, коротковолновое радио, средне- и длинноволновое радио, короткие волны, использующиеся в диэлектрических и индукционных нагревателях, и поля токов так называемой промышленной частоты (50 либо 60 Гц).
Ультрафиолетовое излучение представляет собой форму оптического излучения с более короткой длиной волны и большей энергией фотонов (частиц излучения), чем видимый свет. Обычно ультрафиолетовое излучение невидимо и может быть обнаружено по свечению ряда материалов под его действием.
Общеизвестное действие ультрафиолетового излучения состоит в эритеме, или “солнечном ожоге”, проявляющемся в виде покраснения кожи обычно через 4–8 ч после воздействия ультрафиолетового излучения и постепенно бледнеющем после нескольких дней. Серьезный солнечный ожог может повлечь за собой образование пузырей на коже и ее шелушение.
В качестве мер защиты от ультрафиолета Солнца должна применяться специальная одежда и шляпы с полями для защиты лица и шеи. Для уменьшения уровня воздействия на открытые поверхности тела могут наноситься солнцезащитные кремы (работающие как “экраны”).
В процессе работы в помещениях работники сталкиваются с ультрафиолетовым излучением дуги электросварки и при использовании специальных искусственных источников ультрафиолетового излучения.
В результате воздействия ультрафиолетового излучения на глаза человека в течение нескольких часов могут возникнуть острые воспалительные реакции, обычно длящиеся несколько дней.
Долговременное воздействие ультрафиолетового излучения (в течение десятилетий) может внести свой вклад в возникновение катаракты.
Поэтому при проведении сварки обязательна защита глаз и кожи средствами индивидуальной защиты.
Инфракрасное излучение, часто называемое тепловым излучением, или лучистым теплом, испускается всеми телами. Оно становится существенным при высокой температуре поверхности тела (горячие двигатели, расплавленный металл и другие источники, связанные с литейным производством, термически обработанные поверхности, электрические лампы накаливания, системы выработки лучистого тепла и т.д.).
Естественная защитная реакция глаз, прекращающая рассматривание источников яркого света в 0,25 секунд, не срабатывает для инфракрасного излучения, не обладающего соответствующим зрительным раздражителем. Поэтому глаз не чувствует нагрева, что приводит к его неблагоприятному воздействию, особенно на хрусталик глаза и сетчатку.
При интенсивном инфракрасном излучении, связанном, как правило, с использованием лазеров или с очень сильными источниками излучения (ксеноновая дуга), могут возникнуть термические повреждения глаз. При этом в слепом пятне сетчатки возникает местный ожог (скотома).
При длительном воздействии инфракрасного излучения с длинами волн приблизительно 800–3000 нм возможно помутнение хрусталика (катаракта).
Для предотвращения возникновения этих повреждений должны применяться средства индивидуальной защиты для глаз.
Для защиты от теплового действия инфракрасного излучения применяют экранирование и специальную одежду.
В пределе нулевой частоты электромагнитное поле расщепляется на статические электрическое и магнитное поля. Накапливающиеся электрические заряды (статическое электричество) при разряде могут вызвать взрыв и/или пожар, нарушить технологию; они неприятны для человека.
При организации технологических процессов защита персонала от воздействия неионизирующих излучений достигается путем проведения комплекса организационных, инженерно-технических мероприятий, а также использования средств индивидуальной защиты.
При технологических процессах, связанных с воздействием на персонал статических электрических полей, защита обеспечивается путем заземления или экранирования источников поля или работающего, применения нейтрализаторов, антистатических препаратов, увлажнения легко электризующихся материалов или замены их на неэлектризующиеся, использования средств индивидуальной защиты (антистатическая обувь, одежда). Также для защиты от действия статического электричества, кроме средств коллективной защиты, применяются специальные “антистатические” средства индивидуальной защиты типа слаботокопроводящей одежды и обуви, не позволяющих скапливаться зарядам большой мощности;
При работах с источниками постоянных магнитных полей ограничение неблагоприятного влияния фактора достигается путем использования манипуляторов, захватов из немагнитных материалов, автоматизации и механизации производственных процессов, организации хранения и переноски магнитов и намагниченных изделий в специальной таре из немагнитных материалов, или “ярмах”.
При контактно-сварочных работах для защиты персонала от воздействия магнитных (или электромагнитных) полей промышленной частоты используются безындукционные кабели, экранирование элементов оборудования, являющихся источниками излучений, дистанционное управление, автоматизация и роботизация технологических процессов;
При работах на открытых распределительных устройствах и линиях электропередач высокого и сверхвысокого напряжения для защиты персонала следует применять стационарные, передвижные и переносные экраны, а также индивидуальные экранирующие комплекты одежды.
В физиотерапевтических кабинетах для защиты медперсонала используется рациональное размещение аппаратуры, экранирование источников излучения (экранированные кабины, экранирующие шторы), дистанционное управление, автоматизация процессов включения и выключения аппаратов.
При работах, связанных с воздействием на работающих инфракрасного и ультрафиолетового излучения, защита обеспечивается путем организации дистанционного управления процессами и оборудованием, экранирования источников излучения, применения средств индивидуальной защиты. Выбор материалов для экранов определяется требуемой эффективностью защиты и спектральной характеристикой излучения.
3.3.8. Ионизирующие излучения и защита от них.
Ионизирующим излучением называют потоки корпускул (элементарных частиц) и потоки фотонов (квантов электромагнитного поля), которые при движении через вещество ионизируют его атомы и молекулы.
Наиболее известны альфа-частицы (представляющие собой ядра гелия и состоящие из двух протонов и двух нейтронов), бета-частицы (представляющие собой электрон) и гамма-излучение (представляющее собой кванты электромагнитного поля определенного диапазона частот).
Дуализм “частица – волна” квантового мира позволяет говорить об альфа-излучении и бета-излучении. Ионизирующими являются также рентгеновское, тормозное и космическое излучения, потоки протонов, нейтронов и позитронов.
Биологическое действие ионизирующего излучения заключается в том, что поглощенная веществом энергия проходящего через него излучения расходуется на разрыв химических связей атомов и молекул, что нарушает нормальное функционирование клеток живой ткани.
Различают следующие эффекты воздействия ионизирующего излучения на организм человека: соматические – острая лучевая болезнь, хроническая лучевая болезнь, местные лучевые поражения; сомато-стохастические (злокачественные опухоли, нарушения развития плода, сокращение продолжительности жизни) и генетические (генные мутации, хромосомные аберрации).
Если источники радиоактивного излучения находятся вне организма человека и тем самым человек облучается снаружи, то говорят о внешнем облучении.
Если радиоактивные вещества, находящиеся в воздухе, пище, воде, попадают внутрь организма человека, то источники радиоактивного излучения оказываются внутри организма и свидетельствуют о внутреннем облучении.
Обеспечение радиационной безопасности требует комплекса многообразных защитных мероприятий, зависящих от конкретных условий работы с источниками ионизирующих излучений, а также от типа источника.
Все работы с источниками радиоактивных излучений подразделяют на два вида: работу с закрытыми источниками ионизирующих излучений и работу с открытыми радиоактивными источниками.
Закрытыми источниками ионизирующих излучений называются любые источники, устройство которых исключает попадание радиоактивных веществ в воздух рабочей зоны. Открытые источники ионизирующих излучений способны загрязнять воздух рабочей зоны.
Главной опасностью закрытых источников ионизирующих излучений является внешнее облучение, определяемое видом излучения, активностью источника, плотностью потока излучения и создаваемой им дозой облучения и поглощенной дозой.
Основные принципы обеспечения радиационной безопасности: уменьшение мощности источников до минимальных величин (защита количеством); сокращение времени работы с источниками (защита временем); увеличение расстояния от источника до работающих (защита расстоянием) и экранирование источников излучения материалами, поглощающими ионизирующие излучения (защита экранами).
Защита количеством подразумевает проведение работы с минимальными количествами радиоактивных веществ, в итоге пропорционально сокращается мощность излучения.
Защита временем основана на сокращении времени работы с источником, что позволяет уменьшить дозы облучения персонала.
Защита расстоянием – достаточно простой и надежный способ защиты от излучений. Это связано со способностью излучения терять свою энергию во взаимодействиях с веществом: чем больше расстояние от источника, тем больше процессов взаимодействия излучения с атомами и молекулами, что в конечном итоге приводит к снижению дозы облучения персонала.
Защита экранами – наиболее эффективный способ защиты изготовления экранов применяют различные материалы, а их толщина определяется мощностью излучения.
По своему назначению защитные экраны условно разделяются на пять групп:
1) защитные экраны-контейнеры, в которые помещаются радиоактивные препараты; они широко используются при транспортировке радиоактивных веществ и источников излучений;
2) защитные экраны для оборудования; в этом случае экранами полностью окружают все рабочее оборудование при нахождении радиоактивного препарата в рабочем положении или при включении высокого (или ускоряющего) напряжения на источнике ионизирующей радиации;
3) передвижные защитные экраны; этот тип защитных экранов применяется для защиты рабочего места на различных участках рабочей зоны;
4) защитные экраны, монтируемые как части строительных конструкций (стены, перекрытия полов и потолков, специальные двери и т.д.); такой вид защитных экранов предназначается для защиты помещений, в которых постоянно находится персонал, и прилегающей территории;
5) экраны индивидуальных средств защиты (щиток из оргстекла, смотровые стекла пневмокостюмов, просвинцованные перчатки и др.).
Защита от открытых источников ионизирующих излучений предусматривает как защиту от внешнего облучения, так и защиту персонала от внутреннего облучения, связанного с возможным проникновением радиоактивных веществ в организм через органы дыхания, пищеварения или через кожу.
Все виды работ с открытыми источниками ионизирующих излучений разделены на три класса. Чем выше класс выполняемых работ, тем жестче гигиенические требования по защите персонала от внутреннего переоблучения.
Способы защиты персонала при этом следующие:
1) использование принципов защиты, применяемых при работе с источниками излучения в закрытом виде;
2) герметизация производственного оборудования с целью изоляции процессов, которые могут явиться источниками поступления радиоактивных веществ во внешнюю среду;
3) мероприятия планировочного характера. Планировка помещений предполагает максимальную изоляцию работ с радиоактивными веществами от других помещений и участков, имеющих иное функциональное назначение. Помещения для работ I класса должны размещаться в отдельных зданиях или изолированной части здания, имеющей отдельный вход. Помещения для работ II класса должны размещаться изолированно от других помещений; работы III класса могут проводиться в отдельных специально выделенных комнатах;
4) применение санитарно-гигиенических устройств и оборудования, использование специальных защитных материалов;
5) использование средств индивидуальной защиты персонала. Все средства индивидуальной защиты, используемые для работы с открытыми источниками, разделяются на пять видов: спецодежда, спецобувь, средства защиты органов дыхания, изолирующие костюмы, дополнительные защитные приспособления;
6) выполнение правил личной гигиены. Эти правила предусматривают личностные требования к работающим с источниками ионизирующих излучений: запрещение курения в рабочей зоне, тщательная очистка (дезактивация) кожных покровов после окончания работы, проведение дозиметрического контроля загрязнения спецодежды, спецобуви и кожных покровов. Все эти меры предполагают исключение возможности проникновения радиоактивных веществ внутрь организма.
Допустимые уровни воздействия ионизирующего излучения на человека регламентируются СП 2.6.1.758-99 “Нормами радиационной безопасности – 99” (НРБ-99).
Требования по защите людей от радиационного воздействия источников ионизирующего излучения определяются документом СП 2.6.1.799-99 “Основные санитарные правила обеспечения радиационной безопасности – 99” (ОСПОРБ-99).
Технические требования по защите от ионизирующих излучений содержатся в ГОСТ 12.4.120-83 “Средства коллективной защиты от ионизирующих излучений. Общие технические требования”.
|
