Lazer ışınımı nedir? Lazer ışınımı: kaynakları ve korunması

Lazerler tıp, fizik, kimya, jeoloji, biyoloji ve teknoloji alanlarında gittikçe daha önemli araştırma araçları haline geliyor. Uygun olmayan şekilde kullanılırlarsa, operatörleri ve rasgele ziyaretçileri de içeren laboratuara göz kamaştırıp yaralanmalara (yanıklar ve elektrikli yaralar dahil) neden olabilirler ve mülke önemli zarar verirler. Bu cihazların kullanıcıları, bunları kullanırken gerekli güvenlik önlemlerini tam olarak anlamalı ve uygulamalıdır.

Lazer nedir?

"Lazer" (İngilizce LAZER, Işınımın Uyarılmış Emisyonuyla Işık Amplifikasyonu) kelimesi, "uyarılmış radyasyon ile ışığın güçlendirilmesi" anlamına gelen kısaltmadır. Lazer tarafından üretilen radyasyon frekansı, elektromanyetik spektrumun görünür kısmı içinde veya yakınında bulunur. Enerji, "lazerle indüklenen radyasyon" adı verilen bir süreçle son derece yüksek bir yoğunluğa yükselir.

"Radyasyon" terimi genellikle yanlış anlaşıldı, çünkü radyoaktif malzemeleri tanımlamak için de kullanılır . Bu bağlamda, enerji aktarımı demektir. Enerji, iletkenlik, konveksiyon ve radyasyon yoluyla bir yerden diğerine aktarılır.

Farklı ortamlarda çalışan birçok farklı lazer türü vardır. Çalışma ortamı olarak gazlar (örneğin, argon veya neon ile helyum karışımı), katı kristaller (örneğin yakut) veya sıvı boyalar kullanılır. Enerji, çalışma ortamına verildiğinde, uyarılan bir duruma geçer ve enerjiyi hafif parçacıklar (fotonlar) şeklinde serbest bırakır.

Sızdırmaz kılınmış borunun her iki ucundaki bir çift aynalar ya ışığı yansıtmakta ya da ışığı bir lazer ışını adı verilen yoğun bir akış biçiminde iletmektedir. Her çalışma ortamında eşsiz bir dalga boyu ve renk demeti üretilir.

Lazer ışığının rengi, bir kural olarak, dalga boyuyla ifade edilir. İyonlaşmayan ve ultraviyole (100-400 nm), görünür (400-700 nm) ve infrared (700 nm - 1 mm) spektrumunun bir kısmını içerir.

Elektromanyetik spektrum

Her elektromanyetik dalganın, bu parametreyle ilişkili benzersiz bir frekans ve uzunluğu vardır. Tıpkı kırmızı ışık kendi frekansı ve dalga boyuna sahiptir ve diğer tüm renkler (turuncu, sarı, yeşil ve mavi) eşsiz frekanslara ve dalga boylarına sahiptir. İnsanlar bu elektromanyetik dalgaları algılarlar, ancak geri kalan tünelleri göremezler.

En büyük sıklık gama ışınları, X ışınları ve mor ötesi ışınlardır. Infrared, mikrodalga radyasyon ve radyo dalgaları, spektrumun daha düşük frekanslarını işgal eder. Görünür ışık, aralarında çok dar bir aralıkta.

Lazer ışınımı: insanlar üzerindeki etkileri

Lazer yoğun bir yönlü ışık demeti üretir. Yönlendirildiğinde, nesneye yansıtılırsa veya odaklanmışsa, ışın kısmen emilir; yüzey sıcaklığı ve nesnenin içi yükselir ve bu da malzemenin değişmesine veya deformasyonuna neden olabilir. Lazer cerrahisinde ve materyal işlemede kullanılan bu nitelikler insan dokuları için tehlikeli olabilir.

Dokular üzerinde termal etkisi olan radyasyona ek olarak, bir fotokimyasal etki yaratan lazer ışınımı tehlikelidir. Durumu, yeterince kısa dalga boyudur, diğer bir deyişle, spektrumun ultraviyole veya mavi kısmıdır. Modern cihazlar lazer ışını üretir, insan üzerindeki etki en aza indirilir. Düşük güçlü lazerlerin enerjisi zarar vermek için yeterli değildir ve bir tehlike oluşturmazlar.

İnsan dokuları enerjinin etkilerine karşı hassastır ve belirli koşullar altında elektromanyetik radyasyon, lazer radyasyonu da dahil olmak üzere gözlere ve cilde zarar verebilir. Travmatik radyasyonun eşik seviyeleri çalışıldı.

Gözler için tehlike

İnsanın gözü deriden çok yaralanmaya daha yatkındır. Dermisden farklı olarak kornea (gözün şeffaf dış ön yüzeyi), çevreyi koruyan ölü hücrelerin dış bir katmanına sahip değildir. Lazer ve ultraviyole ışınları, gözün korneasına absorbe olur ve bu da ona zarar verebilir. Travma, epitelyum ve erozyondan kaynaklanır ve ciddi yaralanmalarda - ön kamarada donuklaştırma meydana gelir.

Gözün lensi, çeşitli lazer ışınlarından etkilenirse - kızıl ötesi ve ultraviyole - yaralanmaya meyilli olabilir.

Bununla birlikte, en büyük tehlike, optik spektrumun görülebilen kısmında - 400 nm'den (mor) 1400 nm'ye (yakın kızıl ötesi) lazerin retina üzerindeki etkisi. Yelpazenin bu bölgesi içerisinde, paralel ışınlar retinanın çok küçük alanlarına odaklanır. Etmenin en olumsuz hali, göz uzakta gözüktüğünde ve doğrudan veya yansıyan bir ışın girdiğinde ortaya çıkar. Bu durumda, retinadaki konsantrasyonu 100 000 kez ulaşır.

Böylece, 10 mW / cm2'lik bir güce sahip görünür bir ışın 1000 W / cm2'lik bir güçle gözün retinasında etkimektedir. Bu hasara neden olmak için fazlasıyla yeterli. Göz, mesafeye bakmazsa veya ışın dağınık, ayna dışı bir yüzeye yansıdığında, çok daha güçlü radyasyon travmaya yol açar. Cilde yansıyan lazer etkisi odaklanma etkisinden yoksun olduğundan, bu dalga boylarında yaralanmaya çok daha az duyarlıdır.

Röntgen ışınları

15 kV'den daha yüksek voltaja sahip bazı yüksek gerilim sistemleri, önemli güçte X-ışını üretebilir: lazer radyasyonu, kaynakları, elektron pompalama özelliğine sahip güçlü excimer lazerlerin yanı sıra plazma sistemleri ve iyon kaynaklarıdır. Bu cihazlar , uygun ekranlamayı sağlamak da dahil olmak üzere , radyasyon güvenliği açısından kontrol edilmelidir.

sınıflandırma

Kirişin gücüne veya enerjisine ve radyasyonun dalga boyuna bağlı olarak, lazerler birkaç sınıfa ayrılır. Sınıflandırma, cihazın ışınlara doğrudan maruz kalmasıyla veya diffüz yansıtıcı yüzeylerden yansıyan gözler, cilt, inflamasyonun derhal yaralanma potansiyelini esas alır. Tüm ticari lazerler üzerine yerleştirilen etiketler yardımıyla tanımlanmalıdır. Cihaz evde üretilmişse veya başka şekilde işaretlenmemişse, uygun sınıflandırma ve etiketleme konusunda tavsiyelerde bulunulmalıdır. Lazerler güç, dalga boyu ve maruz kalma süresi ile ayırt edilirler.

Güvenli cihazlar

Birinci sınıfın cihazları, düşük yoğunluklu lazer radyasyonu üretir. Tehlikeli bir seviyeye erişemediğinden, kaynaklar çoğu kontrol önleminden veya diğer gözetim formlarından muaftır. Örnek: Lazer yazıcılar ve CD çalarlar.

Şartlı olarak güvenli aygıtlar

İkinci sınıf lazerler spektrumun görülebilen kısmına yayılırlar. Bu lazer radyasyonu, kaynakları çok parlak ışığın reddedildiği kişide normal reaksiyona neden oluyor (yanıp sönen refleks). Bir kirişe maruz kaldığında insan gözü, 0.25 saniye sonra yanıp sönerek yeterli koruma sağlar. Bununla birlikte, görünür aralıktaki lazer ışınımı sürekli maruz kalma durumunda göze zarar verebilir. Örnekler: lazer işaretçiler, jeodezik lazerler.

2a sınıfı lazerler, 1 mW'dan daha düşük bir çıkış gücüne sahip özel amaçlı cihazlardır. Bu cihazlar yalnızca 8 saatlik bir günde 1000 saniyenin üzerinde doğrudan maruz kalındığında hasara neden olur. Örnek: barkod okuyucuları.

Tehlikeli lazerler

Sınıf 3a, korunmasız göze kısa süreli maruz kalma durumlarına zarar vermeyen cihazları belirtir. Odaklama optiği kullanırken tehlikeli olabilir, örneğin teleskoplar, mikroskoplar veya dürbünler. Örnekler: 1-5 mW helyum-neon lazer, bazı lazer işaretçiler ve yapı katları.

Sınıf 3b lazer ışını doğrudan ışığa maruz kaldığında veya aynaya yansıdığında yaralanmaya neden olabilir. Örnek: 5-500 mW helyum-neon lazer gücü, birçok araştırma ve terapötik lazer.

Sınıf 4, güç seviyeleri 500 mW'dan fazla olan cihazları içerir. Gözler, ciltler ve ateş için tehlikelidir. Işın, ayna veya dağınık yansımaların etkisi göz ve cilt yaralanmalarına neden olabilir. Tüm güvenlik önlemleri alınmalıdır. Örnek: Nd: YAG lazerler, görüntüler, ameliyat, metal kesme.

Lazer ışınımı: koruma

Her laboratuvar, lazerlerle çalışan kişiler için yeterli koruma sağlamalıdır. Sınıf 2, Sınıf 3 veya Sınıf 4 cihazlarından gelen radyasyonun kontrolsüz bölgelerde zarar görmesine neden olabilecek odaların pencereleri, böyle bir cihazın çalışması sırasında kaplanmalı veya korunmalıdır. Maksimum göz korumasını sağlamak için aşağıdakiler tavsiye edilir.

• Pakete, kazara maruz kalma veya yangın riskini en aza indirgemek için yansıtıcı olmayan yanıcı olmayan bir koruyucu kabuk içine kapsüllenmelidir. Kirişi hizalamak için floresan ekranlar veya ikincil görüntüleyiciler kullanın; Gözlere doğrudan maruz kalmaktan kaçının.
• Kiriş hizalama prosedürü için en düşük gücü kullanın. Mümkünse, ön uyum prosedürleri için düşük uçlu cihazları kullanın. Lazer çalışma alanında gereksiz yansıtıcı nesnelerin bulunmaması.
• Kirişi, amortisörler ve diğer engelleri kullanarak çalışma saatleri dışında kirli bir bölgede sınırlandırın. Sınıf 3b ve 4 lazer ışını eşitlemek için odanın duvarlarını kullanmayın.
• Yansıtıcı olmayan araçları kullanın. Görünür ışığı yansıtmayan bazı envanter yelpazenin görünmez bölgesindeki ayna haline gelir.
• Yansıtıcı mücevherler giymeyin. Metal süsler ayrıca elektrik çarpması riskini arttırır.

Güvenlik gözlükleri

Açık tehlike bölgesi olan veya yansıtma riski olan Sınıf 4 lazerlerle çalışırken koruyucu gözlük kullanılmalıdır. Türleri radyasyon türüne göre değişir . Düşüncelerden korunmak, özellikle de yayılmaktan ve doğal bir koruyucu refleksin göz yaralanmalarını önleyebileceği bir seviyeye getirmek için puanlar seçilmelidir. Bu tür optik cihazlar kirişin görünürlüğünü korur, cilt yanıklarını önler, diğer kazaların olasılığını azaltır.

Koruyucu gözlük seçilirken göz önüne alınması gereken faktörler:

• Radyasyon spektrumu dalga boyu veya bölgesi;
• Belli bir dalga boyundaki optik yoğunluk;
• Maksimum aydınlatma (W / cm2) veya ışın gücü (W);
• Lazer sistemi tipi;
• Güç modu - darbeli lazer radyasyonu veya sürekli mod;
• Yansıtma imkanı - ayna ve yayılma;
• Görüş alanı;
• Düzeltici merceklerin varlığı veya görmeyi düzeltmek için gözlük takmaya izin veren yeterli bir boyut;
• konfor;
• Havalandırma deliklerinin varlığı, sislenmeyi önleme;
• Renk görmesine etki;
• Darbe direnci;
• Gerekli görevleri yerine getirebilme.

Koruyucu gözlük hasar görebilir ve aşınmaya eğilimli olduğundan, laboratuar güvenlik programı bu koruyucu elemanları periyodik olarak kontrol etmelidir.