Биологические эффекты, возникающие при облучении кожи лазерным излучением.
Наибольшую опасность для внутренних органов представляет сфокусированное лазерное излучение.
Однако необходимо учитывать, что и несфокусированное излучение может фокусироваться в глубине ткани тела человека. Степень повреждения внутренних органов в значительной мере определяется интенсивностью потока излучения и цветом окраски органа. Так, печень является одним из наиболее уязвимых внутренних органов. Тяжесть повреждения внутренних органов также зависит от длины волны падающего излучения. Наибольшую опасность представляют излучения с длинами волн, близкими к спектру поглощения химических связей органических молекул, входящих в состав биологических тканей.
Воздействие лазерного излучения на организм в целом. В опытах на животных и при клиническом обследовании лиц, работающих с лазерами и подвергающихся воздействию малых доз излучения, показана возможность неблагоприятного действия лазерного излучения и на организм в целом.
У части работающих наблюдаются патологические изменения, проявляющиеся в виде функциональных расстройств в деятельности центральной нервной системы, что выражается в повышенной возбудимости нервных процессов, наличие сдвигов в стволовых структурах мозга и т. п.
Имеют место также явления вегетативно-сосудистой дисфункции, нарушения сердечно-сосудистой регуляции. Это проявляется в неустойчивости артериального давления крови, повышенной потливости, склонности пульса к замедлению.
У операторов лазерных установок иногда наблюдают повышенные раздражительность, утомляемость глаз и всего организма. Имеются данные об определенных изменениях в показателях периферической крови, выражающихся в общем уменьшении клеточных элементов и в первую очередь гемоглобина, тромбоцитов, эритроцитов и лейкоцитов.
Экспериментальные данные показывают, что с помощью микровоздействия низкоэнергетического
излучения газовых лазеров оказывается возможным направленно изменить внутриклеточные биохимические процессы; в одних случаях стимулировать эти процессы, в других - вызывать их торможение.
Так, замечено, что в определенных дозах красное монохроматическое излучение гелий-неонового лазера действует как биологической стимулятор, вызывая повышение регенеративной способности тканей.
Облучение глаз лазерным излучением сопровождается развитием дистрофических изменений в коре головного мозга.
Все это свидетельствует о том, что у людей, работающих с лазерными установками, могут возникать как патологические изменения, обусловленные тепловым механизмом действия излучения, так и различного характера функциональные изменения, обусловленные скрытыми биологическими эффектами. Чаще жалуются специалисты, работающие с излучением видимого диапазона в условиях малой освещенности, при сравнительно продолжительных воздействиях излучений на глаза, в тесных, мало приспособленных для проведения соответствующих работ помещениях.
В ряде случаев функциональные нарушения самостоятельно не проходят и требуют медицинского вмешательства. Несомненно большое значение в уменьшении неблагоприятного действия лазерного излучения на организм имеет строгое соблюдение соответствующих инструкций, правил и рекомендаций по технике безопасности при работе с лазерами. Меры безопасности при работе с лазерами складываются из использования общих (коллективных) и индивидуальных средств защиты и выполнения общих и индивидуальных мер предосторожности.
Общие меры предосторожности. Запрещается прямо смотреть на луч лазера или на его зеркальное отражение, если плотность энергии превышает допустимые для глаза уровни облучения.
Не следует наводить луч лазера, глядя на него невооруженным глазом, так как необходимость наблюдения вдоль оси лазерного луча значительно увеличивает опасность поражения органа зрения в результате отражения.
Необходимо принимать меры, исключающие возможность приближения персонала к предполагаемой траектории пучка с любой стороны.
Точки фокусировки пучка при работе ОКГ должны быть защищены диафрагмами; в конце пучка устанавливается ловушка для поглощения излучения и защиты от брызг, испарений и аэрозолей, выделяемых исследуемым веществом. Для уменьшения рассеяния света линзы, кюветы, призмы и другие устройства, стоящие на пути распространения светового пучка, должны снабжаться блендами. На конечном участке лазерного луча рекомендуется устанавливать мишень.
Все автоколлимационные оптические устройства и другие приспособления для визуальной юстировки ОКГ должны быть снабжены постоянно вмонтированными защитными фильтрами с полосой поглощения, включающей как основную частоту лазера, так и ее наиболее интенсивные гармоники. Защитные стекла фильтров необходимо периодически проверять, чтобы гарантировать их оптическую плотность. Эти проверки необходимы, так как в процессе работы с мощными световыми потоками защитные стекла (очки) могут изменить свои первоначальные оптические характеристики.
Нужно всегда помнить, что защитные очки с фильтрами, задерживающими излучение на частоте, генерируемой данной установкой, обеспечивают лишь частичную защиту. Необходимо использовать только те очки, которые рассчитаны на защиту от излучения данного лазера, при этом должна быть исключена возможность ошибочного применения очков, рассчитанных на другую длину волны. С этой целью рекомендуется применять оправы различного цвета, а на светофильтре указывать его оптическую плотность. Защитные очки, подвергшиеся воздействию излучения с высокой плотностью потока, могут частично утратить свои защитные свойства, и потому должны изыматься из употребления.
В процессе работы с лазерным излучением может появиться необходимость прерывания лазерного луча огнестойкой мишенью. И в этом случае обслуживающий персонал должен находиться на достаточно большом расстоянии от лучепроводящего тракта . В некоторых случаях целесообразно даже ограждать весь тракт, используя для этой цели волноводы (световоды) .
Работы с лазерами должны проводиться при ярком общем освещении. В этом случае размеры зрачка наименьшие, что способствует уменьшению энергии излучения, которая может случайно попасть в глаз.
Если работу с мощным лазером проводятся на открытом пространстве, то в этом случае запрещается передвижение людей и транспорта, в том числе и воздушного, в пределах потенциально опасных зон.
На лазерных установках средней мощности необходимо использовать блокировки и автоматические затворы для защиты глаз операторов. При работе с открытыми установками ОКГ запрещается вносить в зону луча блестящие предметы.
При проведении работ с импульсными ОКГ работающих в импульсном режиме с очень малой частотой следования импульсов (менее 0,1 Гц) должна быть установлена сигнализация: световая - во время заряда конденсаторной батареи и звуковая - за 2-3 с перед излучением мощного импульса. На дверях помещения, в котором расположены особо мощные ОКГ, устанавливается предупредительная сигнализация в виде световых табло, включающихся автоматически с началом заряда батарей конденсаторов. Световые сигналы должны быть хорошо различимы через защитные очки.
При использовании батарей конденсаторов с энергией полного заряда менее 15000 Дж они могут располагаться в одном помещении с пультом управления. Батареи большей энергии заряда следует располагать в соседнем блокируемом помещении или вне помещения, так как они могут при заряде разрушаться.
Ограждения, препятствующие проходу людей в зону с повышенной интенсивностью облучения, должны быть изготовлены из непрозрачного теплостойкого материала и могут представлять собой экраны, щиты, шторы, занавески и т. п.
Мишень-устройство, ограничивающее распространение лазерного луча, должна быть изготовлена из несгораемого и неплавящегося материала. Для создания рассеянного отражения поверхность мишени должна быть матового цвета, с возможно меньшим коэффициентом отражения света на частоте излучения лазера.
Окружающие мишень поверхности рекомендуется окрашивать в светлый цвет для создания более благоприятных условий адаптации глаз. Широкое распространение получили мишени, выполненные из асбоцемента. Еще лучше полностью исключить необходимость непосредственного наблюдения воздействия лазерного луча на мишень. Для этой цели удобны устройства, включающие в себя отражающие фокусирующие приспособления с диффузионными экранами и телевизионной системой. Детектор света, размещенный в лаборатории, может дать необходимое представление об опасности отраженных лазерных лучей.
Химические и жидкостные лазеры могут быть опасны для здоровья людей (например, жидкостный лазер на оксигидрохлориде селения с длиной волны излучения 1,06 мкм).
При работе с лазерами следует всегда соблюдать правила пожарной безопасности. Даже при работе с маломощными лазерами существует опасность возникновения пожара и взрывов от взаимодействия лазерного излучения с некоторыми растворителями. Для уменьшения вредных последствий от взрывов рекомендуется ставить ловушки, укрепляемые над лазерной установкой.
Меры предосторожности при работе с электричеством. При использовании лазерных систем необходимо соблюдать общие меры предосторожности, принятые при работе с электричеством. Прежде всего необходимо следить за правильным размещением кабелей и другой электропроводки между источником питания и лазером, а также обеспечивать надежную защиту системы электропитания зарядки конденсаторов. Для предотвращения случайного или непреднамеренного срабатывания лазера следует очень тщательно продумать расположение кнопок пуска. Большое значение при этом приобретает также размещение регистрирующих и измерительных приборов. Кабели, различные соединения, шкафы и переключатели должны содержаться в образцовом порядке.
Перед чисткой или ремонтом электрооборудования, связанного с зарядом конденсаторов, последние надо разрядить. Операторы не должны покидать помещение (оборудование) до
тех пор, пока с конденсаторов не будет снято напряжение (что проверяется вольтметром). Все схемы и цепи, находящиеся под напряжением, должны иметь кожухи, что устранит возможность случайного соприкосновения с этими элементами. Все кожухи и другие защитные устройства должны быть заземлены.
Индивидуальная защита. Ввиду того, что воздействие лазерного излучения, особенно диффузно отраженного, на организм человека изучено недостаточно и предельно допустимые гигиенические нормы' по монохроматическим излучениям в видимой и в соседних с ним областях оптического диапазона пока еще твердо не установлены, при решении вопросов защиты от излучений ОКГ следует стремиться к уменьшению плотностей потоков энергии на рабочих местах.
Индивидуальная защита глаз достигается применением специальных светофильтров, оптическая плотность которых на всех длинах волн, излучаемых ОКГ, должна быть достаточно большой для того, чтобы снизить интенсивность облучения глаз до безопасной величины. В качестве светофильтров рекомендуется применять стекла с соответствующей оптической плотностью.
Цветные стеклянные фильтры обеспечивают ослабление не более чем в 109 раз, очки с диэлектрическими покрытиями —не более чем в 108.
Спектральная характеристика светофильтра очков должна обеспечивать не только достаточное подавление излучения ОКГ, но и пропускание большей части частотного спектра видимого света, с тем, чтобы работающий сохранил способность видеть достаточно хорошо предметы, за которыми он ведет наблюдение и которыми манипулирует, а также свет ламп, используемых в системе световой сигнализации.
Форма оправы защитных очки) в должна быть такой, чтобы полностью исключить возможность попадания излучения ОКГ внутрь очков через щеки между оправой и лицом; оправа должна обеспечивать широкое поле зрения.
Во избежание утомления глаз из-за запотевания стекол оправа очков должна иметь светонепроницаемые щели для вентиляции.
Целесообразно иметь набор очков с коробчатой оправой, не препятствующей одновременному пользованию обычными коррегирующими очками. В паспорте на очки должен быть указан диапазон длин волн, на которые очки рассчитаны, а также указана величина оптической плотности светофильтров.
Для защиты глаз при работе с аргоновым лазером целесообразно использовать защитные очки и экраны из плексигласа янтарного цвета или из пластмассы рубиновой окраски. Так, при работе с аргоновыми лазерами с мощностью излучения 3 -10 Вт можно использовать плексиглас типа «2442» янтарного цвета с оптической плотностью 2. Наряду с защитой от основного излучения аргонового лазера необходима также защита от ультрафиолетового излучения, исходящего от газоразрядных трубок лазерной установки.
Защита от ультрафиолетовых и инфракрасных лучей наиболее ответственна, так как глаз человека не восприимчив к ним.
При работе с такими лазерами (например, с лазерами на углекислом газе) мишень должна тщательно экранироваться, а руки и одежду следует держать как можно дальше от нее.
Надежную защиту глаз от невидимого инфракрасного излучения газового лазера на углекислом газе обеспечивает фильтр, выполненный из двух пластинок плавленого кварца.
Излучение, газового лазера на гелий - неоне с генерируемой длиной волны 0,63 мкм эффективно задерживается фильтром из стекла Вg-18. Однако газовые и полупроводниковые лазеры могут генерировать помимо ультрафиолетового излучения и многие волны инфракрасной области, при этом инфракрасное излучение благодаря незначительной мощности какого-либо неблагоприятного воздействия на глаз (при кратковременном действии) не оказывает. Однако облучение на протяжении длительного времени может* вызывать необратимые поражения глаз.
Лазеры на углекислом газе с длиной волны излучения 10,6 мкм и мощностью свыше 100 кВт могут вызвать ожоги поверхностных слоев роговицы, поскольку такое излучение почти полностью ею поглощается.
В соответствии с ГОСТ 9411—66 для применения в светофильтрах защитных очков рекомендованы следующие марки стекол (табл.1).
Таблица 1