Ультрафіолетові випромінювання

Ультрафіолетові (УФ) випромінювання належать до оптичного діапазону елек­тромагнітних хвиль і знаходяться між тепловими та іонізуючими (рентгенівськими) випромінюваннями, тому мають властивості як перших, так і других. За способом генерації вони наближаються до теплового діапазону випромінювань (температурні випромінювачі починають генерувати УФ промені при температурі понад 1200 ^оC), а за біологічною дією — до іонізуючого випромінювання. Незважаючи на схожість біологічної дії на організм людини негативні наслідки від ультрафіолетового опромі­нення значно менші ніж від іонізуючого. Це обумовлено більшою довжиною його хвилі, а відтак і меншою енергією кванта УФ променів.

Ультрафіолетового опромінення можуть зазнавати працівники при таких робо­тах: дугове електрозварювання, електроплавлення сталі, експлуатація оптичних кван­тових генераторів, робота з ртутно-кварцевими лампами і т. п.

Спектр УФ-випромінювань поділяється на три області: УФА — довгохвильова з довжиною хвилі від 400 до 320 hm; УФВ — середньохвильова — від 320 до 280 hm; УФС — короткохвильова — від 280 до 10 hm. Ультрафіолетові випромінювання області УФА відзначаються слабкою біологічною дією. Середньо- та короткохвильові УФ промені, в основному, впливають на шкіру та очі людини. Значні дози опромінен­ня можуть спричинити професійні захворювання шкіри (дерматити) та очей (елект-роофтальмію). УФ-випромінювання впливають також на центральну нервову систему, що проявляється у вигляді болі голови, підвищення температури тіла, відчуття розби­тості, передчасного втомлення, нервового збудження тощо. Крім того, несприятлива дія УФ променів може посилюватись завдяки ефектам, що властиві для цього виду випромінювань, а саме іонізації повітря та утворенні озону.

Слід зазначити, що УФ-випромінювання характеризується двоякою дією на ор­ганізм людини: з одного боку, небезпекою переопромінення, а з іншого — його необ­хідністю для нормального функціонування організму, оскільки УФ промені є важли­вим стимулятором основних біологічних процесів. Природне освітлення, особливо сонячні промені, є достатнім для організму людини джерелом УФ-випромінювань, тому його відсутність або ж недостатність може створити певну небезпеку. З метою профілактики ультрафіолетової недостатності для працівників, на робочих місцях яких відсутнє природне освітлення, наприклад шахтарів, необхідно до складу приміщень охорони здоров'я включати фітарії.

Допустимі значення інтенсивності УФ-випромінювань наведені в табл. 2.22.

Для вимірювання інтенсивності УФ-випромінювань використовують радіо­метр УФР-21.

Захист від інтенсивного опромінення ультрафіолетовими променями досягаєть­ся: раціональним розташуванням робочих місць, «захистом відстанню», екрануван­ням джерел випромінювання, екрануванням робочих місць, засобами індивідуального захисту. Найбільш раціональним методом захисту вважається екранування (укрит­тя) джерел УФ-випромінювань. Як матеріали для екранів застосовують, зазвичай, непрозорі металеві листи або світлофільтри. До засобів індивідуального захисту належить спецодяг (костюми, куртки, білі халати), засоби для захисту рук (тканинні рукавички), лиця (захисні щитки) та очей (окуляри зі світлофільтрами).

Таблиця 2.22 Допустимі значення інтенсивності ультрафіолетових випромінювань

 

Області ультрафіолетових випромінювань (діапазони довжин хвиль)	Допустима інтенсивність, Bm/ м^2
УФА (400—320 hm) УФВ (320—280 hm) УФС* (280—220 hm)	10,0 0,01 0,001

Примітка: * — частина області УФС

ЛАЗЕРНЕ ВИПРОМІНЮВАННЯ

Лазерна техніка з кожним роком знаходить все ширше використання. Це зумовле­но унікальними властивостями лазерного випромінювання: монохромністю (генеруван­ня хвилі лише однієї довжини хвилі), високою спрямованістю (малим кутовим розши­ренням променя навіть на значних відстанях), великою інтенсивністю (до 10¹⁴ Bm/см²). Лазерне випромінювання широко використовується в інформаційних системах, радіотех­ніці, енергетиці, зв'язку, металургії, металообробці, біології, медицині і т. п.

Джерелом лазерного випромінювання є оптичний квантовий генератор (лазер), принцип роботи якого базується на використанні вимушеного (стимульованого) елек­тромагнітного випромінювання, яке генерується робочим елементом у результаті збудження (накачування) його атомів електромагнітною енергією. Лазери відрізня­ються за наступними ознаками:

— за активним елементом, в якому енергія накачування перетворюється
у випромінювання — газові, рідинні, твердотілі, напівпровідникові;

— за методом збудження (накачування) — пропусканням постійного, імпульсного чи високочастотного струму через газ; неперервним чи імпульсним світлом; опромі­ненням іонізуючими променями;

— за довжиною світлової хвилі, що генерується — ультрафіолетові, видимого випромінювання, інфрачервоні;

— за режимом роботи — неперервний та імпульсний;

— за конструктивним виконанням — закриті та відкриті;

— за особливостями використання — стаціонарні та переносні;

— за способом відведення тепла від лазера — з природним та примусовим
охолодженням: повітряним чи водяним;

— за ступенем безпеки випромінювання, що генерується лазером — чотирьох класів (табл. 2.23).

Дія лазерного випромінювання на організм людини відзначається складним харак­тером, а біологічні ефекти, які при цьому виникають можна підрозділити на дві групи: первинні ефекти — органічні зміни, що виникають безпосередньо в опромінених тканинах; вторинні ефекти — фізіологічні зміни, що виникають в організмі, як реакція на опромінення. Вторинні ефекти проявляються у частих болях голови, швидкому втомлю­ванні, порушенні сну, підвищеній збудливості тощо. Оскільки лазерне випромінювання характеризується великою густиною енергії, то в опромінених тканинах можуть виник­нути опіки різного ступеня. Найбільш небезпечне лазерне випромінювання для очей, оскільки кришталик фокусує та концентрує його на сітківці. Залежно від інтенсивності лазерне випромінювання може викликати тимчасову чи незворотну втрату зору вна­слідок сильного опіку сітківки. При великій інтенсивності випромінювання можливе ураження не лише очей, але й шкіри, оболонок мозку, внутрішніх органів.

Таблиця 2.23 Клас лазера залежно від небезпеки вихідного випромінювання

 

Клас лазера

Небезпека вихідного випромінювання лазера

I І II     III   IV

Немає небезпеки для очей та шкіри Існує небезпека при опроміненні очей прямим або дзеркально відбитим випромінюванням   Існує небезпека при опроміненні очей прямим, дзеркально відбитим, а також дифузно відбитим випромінюванням на відстані 10 см від дифузно відбиваючої поверхні та (або) при опроміненні шкіри прямим і дзеркально відбитим випромінюванням   Існує небезпека при опроміненні шкіри дифузно відбитим випромінюванням на відстані 10 см від дифузно відбиваючої поверхні

При експлуатації лазера виникає небезпека, пов'язана не лише з дією лазерно­го випромінюваня, а й з низкою супутніх несприятливих чинників, а саме: підвище­ною запиленістю та загазованістю повітря робочої зони продуктами взаємодії лазер­ного випромінювання з матеріалом мішені та повітрям (утворюється озон, окиси азоту та ін.); ультрафіолетовим випромінюванням імпульсних ламп накачки або кварцових газорозрядних трубок у робочій зоні; світлом високої яскравості від імпульс­них ламп накачування і зони взаємодії лазерного променя з матеріалом мішені; іонізуючими випромінюваннями, які використовуються для накачування; електромагніт­ними випромінюваннями радіочастотного діапазону, які виникають при роботі гене­раторів накачування газових лазерів; підвищеною напругою в електричних колах керування та живлення лазера.

З метою забезпечення безпечних умов праці персоналу санітарними правила­ми та нормами (СанПиН № 5804-91) регламентовані гранично допустимі рівні (ГДР) лазерного випромінювання на робочих місцях, які виражені в енергетичних експози­ціях. Енергетична експозиція — це відношення енергії випромінювання, що падає на відповідну ділянку поверхні, до площі цієї ділянки. Одиницею вимірювання є Дж/см².

Енергетична експозиція нормується окремо для рогівки та сітківки ока, а також шкіри. В різних діапазонах довжин хвиль норми встановлюють ГДР лазерного випромінювання в залежності від тривалості імпульса, частоти повторення імпульсів, тривалості дії, кутового розміру променя чи діаметра плями засвітки на сітківці, фонової освітленості лиця працівника тощо. В табл. 2.24 наведені ГДР енергетичної експозиції Hуф при опроміненні імпульсним та неперервним лазерним променем з довжиною хвилі від 0,2 до 0,4 мкм (ультрафіолетова область спектра) рогівки ока чи шкіри.

Таблиця 2.24 ГДР лазерного випромінювання залежно від довжини хвилі

Довжина хвилі, мкм	Нуф Дж/см^2
Від 0,200 до 0,210	1*10^-8
Від 0,210 до 0,215	1-10^-7
Від 0,215 до 0,290	1*10^-6

 

Довжина хвилі, мкм	Нуф, Дж/см^2
Від 0,290 до 0,300	1*10^-5
Від 0,300 до 0,370	1*10^-4
Від 0,370 до 0,400	1-10^-3

В залежності від класу лазерної установки використовуються ті чи інші захисні засоби та заходи, які за організаційною ознакою підрозділяються на колективні та індивідуальні. До колективних заходів та засобів лазерної безпеки належать:

— вибір лазера для технологічної операції за мінімально необхідним рівнем
випромінювання;

— розташування лазерів IV класу в ізольованих приміщеннях;

— використання дистанційного керування;

— огороджування зон можливого поширення лазерного випромінювання (пря­мого, розсіяного, відбитого);

— оброблення внутрішніх поверхонь приміщення, в якому встановлені лазерні установки матеріалами з високим коефіцієнтом поглинання;

— екранування променя лазера на всьому шляху його поширення, а також зони взаємодії променя і мішені;

— встановлення на лазерній установці блокувальних засобів та сигналізації
початку та закінчення роботи лазера;

— проведення контролю рівнів лазерного опромінення.

До засобів індивідуального захисту від лазерного випромінювання належать захисні окуляри із світлофільтрами, маски, щитки, халати, рукавички. Ix вибір здійсню­ється з урахуванням інтенсивності та довжини хвилі лазерного випромінювання.

Для вимірювання енергетичних характеристик лазерного випромінювання ви­користовується прилад типу ИЛД-2.