Потенциально опасные производства.

С 1960 года лазеры используются в промышленности, биологии, медицине, фотографии, спектроскопии, химии, геодезии, сельском хозяйстве и других отраслях научно-хозяйственной деятельности для пайки микроконтактов, прожигания отверстий, резки и обработки кристаллов.

 

Потенциально опасные профессии.

 

К «лазеропасным» профессиям относятся:

биологи,

медицинские работники,

работники фотомастерских,

химики,

геодезисты,

пайщики,

резчики кристаллов,

резчики металлов и др.

Патогенез.

От конкретных длин волн лазерного излучения зависит избирательность воздействия на определенные жизненно важные структуры. Излучения с длиной волны < 400 нм (ультафиолетовая часть спектра) избирательно действуют на многие витамины, коэнзимы, пурины и аминокислоты, а с длиной волны 490 нм (сине-зеленая часть спектра) – на гемоглобин и цитохром С. Действие лазерных излучений на на биосубстраты зависит также от:

характеристик лазерного луча:

степени когерентности,

степени поляризации луча,

плотности (10\-2-10\-3 Дж/см2),

мощности (10\5-10\10 Вт),

интенсивности действующей энергии (десятки, сотни килоджоулей),

свойств облучаемых биологических тканей:

теплоемкости,

теплопроводности,

насыщенности водой и пигментом,

механических качеств и

акустических качеств облучаемых биологических тканей, от чего зависит количество поглощенной и отраженной ими энергии.

Максимум энергии поглощается пигментированными клетками и тканями (гемоглобин, меланин, серое вещество мозга, радужка глаза).

Энергия лазерного облучения, поглощенная биосубстратами, может превращаться в тепловую, излучаться уже с другой длиной волны флюоресценции, расходоваться на фотохимические процессы, возбуждать электронные переходы, что ведет к повреждению облученных тканей.

1. Тепловой или термический эффект лазерного излучения приводит либо к мгновенному испарению вещества, либо к развитию ожогов, четко отграниченных от окружающей ткани, благодаря

чрезвычайной кратковременности лазерного воздействия,

быстрого восстановления нормальной структуры,

малой теплопроводности большинства биологических структур.

Термический эффект всегда строго локализован при абсолютной неповрежденности кожи.

2. Ударный эффект лазерного излучения обусловлен тепловым объемным расширением облучаемых тканей и волной мгновенного импарения частиц ткани. Ударная волна распространяется вначале с ультразвуковой, затем звуковой и инфразвуковой скоростью и обусловливает эффекты на значительном расстоянии от непосредственного облучения. Давление ударной волны может достигать 1 млн. атмосфер, что особенно опасно в ограниченных полостях черепа, глаза, грудной клетки, особенно, если сочетается с парообразованием. При ультразвуковой скорости ударная волна может вызывать кавитацию (образование полостей) за счет быстрого испарения частиц вещества. Спадающиеся полости после прохождения ударной волны вызывают дополнительный компрессионный удар.

3. Лазерный луч индуцирует возникновение и изменение напряжения электрических и магнитных полей напряженностью до 10 млн. В/см2, что достаточно для разрыва химических связей, образования свободных радикалов, катализа химических реакций (фотоэлектрические и фотохимические эффекты).

Биологичесике эффекты зависят от мощности и длительности импульса. Излучаемая мощность лазеров достигает 1 млн.-10 млрд. Вт с энергией в импульсе до нескольких десятков и сотен килоджоулей.

При непрерывном режиме генерации и маломощных импульсах наиболее характерно тепловое действие. По мере укорочения волны и роста ее энергии на первый план выступает ударный эффект с фотофизическими и фотохимическими явлениями.

В обычных производственных условиях высокомощное лазерное излучение воздействует на человека только в случае грубых нарушений техники безопасности.. Но обслуживающий персонал может подвергаться длительному хроническому воздействию маломощных прямых, диффузно-отраженных и рассеянных лазерных излучений.

4. Отраженное и рассеянное лазерное излучение через оптико-вегетативную систему возбуждает вегетативные центры (гипоталамус, гипофиз) промежуточного мозга, а через них - железы внутренней секреции.