WWW.REFERATCENTRAL.ORG.UA - Я ТУТ НАВЧАЮСЬ

... відкритий, безкоштовний архів рефератів, курсових, дипломних робіт

ГоловнаБезпека життєдіяльності (БЖД), Охорона праці → Техніка безпеки при експлуатації лазерів і лазерних установок - Реферат

Техніка безпеки при експлуатації лазерів і лазерних установок - Реферат

Електрострикція – деформація молекул в електричному полі ЛВ, пропорційна квадрату напруженості електричного поля Е і проявляється як зміна густини

ΔV/V= AE2, (9.4)

де ΔV/Vвідносна об'ємна деформація; Апостійна електрострикції;

А = βρ∙(∂ε ⁄ ∂ρ) 2π; (9.5)

β – стискаємість; ρ – густина; ε – діелектрична проникність середовища.

Ушкодження внутрішніх органів виникають у результаті не тільки механічної дії випромінювання, але й як наслідок безпосереднього впливу енергії ЛВ на тканини внутрішніх органів. При експлуатації потужних ЛР збільшується небезпека ушкодження внутрішніх органів і головного мозку при впливі прямого ЛВ чи дзеркально відбитого.

До числа специфічних ефектів біологічної дії ЛВ відносяться зміни генетичних, ферментативних і інших властивостей тканин, а також деяких властивостей крові, зрушення біохімічних показників. В основі специфічної дії випромінювань лежать складні процеси, спричинені вибір-ним поглинанням електромагнітної енергії тканинами, а також електрични-ми і фотохімічними ефектами.

Високий градієнт електричного поля, обумовлений великою щіль-ністю енергії ЛВ, може викликати поляризацію молекул, резонансні й інші явища. При потужностях ЛВ, що доходять до сотень мегаватів, можливі процеси іонізації біомолекул, генерація гармонік, багатофотонні процеси й ін. Так, наприклад, при впливі рубінового випромінювання (λ = 0,69 мкм) можна отримати ефект, аналогічний ефекту випромінювання УФ-лазера. Ця можливість заснована на процесі поглинання, коли внаслідок високої енер-гетичної щільності енергії ЛВ два окремих фотони беруть участь у єдиному процесі поглинання. Ефект двофотонного поглинання може виявлятися у вигляді органічних змін патологічного характеру й у вигляді функціональ-них зорових реакцій.

У механізмі дії ЛР, що працюють у режимі неперервного випроміню-вання, ведуче місце займає термічна чи специфічна дія, а механічні ефекти (ударні хвилі й ін.) не мають істотного значення. Значення механічних ефек-тів зростає в міру укорочення імпульсу і підвищення потужності випроміню-вання (імпульсно-модульований режим).

Під впливом енергії ЛВ невеликої інтенсивності виникають різні фун-кціональні зміни, при цьому найбільш "реактивними" є зоровий аналізатор, центральна нервова, ендокринна і серцево-судинна системи. Характер і ви-разність функціональних змін залежить від параметрів ЛВ (довжина хвилі, експозиція, тривалість і частота повторення імпульсу, чи рівень інтенсив-ності випромінювання і частота впливу), а також від реактивності організму, характеру і локалізації впливу (пряме чи дифузно відбите випромінювання, опромінюються очі чи інші частини організму). Функціональні зрушення більш виражені при комбінованій дії на організм ЛВ і інших факторів (шум, мікроклімат, освітленість, кисневе голодування, підвищена стомлюваність, вітамінне голодування й ін.). Випромінювання ЛР великої потужності вик-ликає гормональні зрушення [3].

4. Вплив лазерного випромінювання на очі

Н

а) б)

Рис. 9.1. Залежність пропускної здатності Тλ середовища ока (а) і погли-наючої здатності Кλ тканин дна ока (б) від довжини випромінювання


айбільш чутливими до впливу ЛВ є очі. Око людини розрізняє випромінювання у видимій області спектра 0,4-0,76 мкм. Однак середовище ока здатне пропускати випромінювання в більш широких межах спектра – 0,4-1,4 мкм. Найкраща пропускна здатність ока знаходиться в області 0,5-0,9 мкм (рис. 9.1, а). Отже, у залежності від довжини хвилі випромінювання відбуваються зміни в тканинах очного дна або в передньому відділі ока. Та-ким чином, ефект впливу, лазерного випромінювання на орган зору в знач-ній мірі залежить від спектрального діапазону випромінювання. [2; 3; 4].

Ушкодження сітчастої оболонки виникає переважно при впливі ЛВ видимого і ближнього інфрачервоного діапазонів спектра, що проходять через око майже без втрат і фокусуються на сітківці. У результаті цього на сітківці створюється локальна щільність енергії, у 105 раз більша у порівнян-ні з щільністю енергії на роговиці. Тому влучення ЛВ зазначених довжин хвиль небезпечно для зору, воно викликає опіки і розриви, приводить до уш-кодження сітківки і судинної оболонки ока і є причиною сліпоти.

Щільність енергії (потужність) на сітківці ока зростає при збільшенні діаметра зіниці, тому імовірність ушкодження ока, адаптованого до темряви, більша, ніж імовірність ушкодження в умовах яскравого освітлення.

Для випромінювань з довжинами хвиль менше 0,4 мкм і більше 1,4 мкм оптичні середовища ока є непрозорими, і тому фокусуюча дія відсутня.

Спектральний інтервал УФз погляду характеру біологічних ефек-тів поділяється на три області: ультрафіолет А – UV – A (0,315-0,4 мкм), В – UV – В (0,28-0,315 мкм) і С – UV – С (0,1-0,28 мкм). Випромінювання з довжиною хвилі λ < 0,2 мкм поглинається киснем повітря з утворенням озону і тому істотної біологічної ролі не грає.

Вплив УФ на орган зору в основному приводить до враження роговиці (кератит). Найбільшою фотокератичною дією володіє випромінювання з довжиною хвилі 0,288 мкм.

Ультрафіолетове випромінювання з довжиною хвилі λ ≤ 0,32 мкм пра-ктично цілком поглинається у роговій оболонці та кон'юнктиві і викликає їхнє ушкодження – різного ступеня враженості кон'юнктивіт і фотокератит, які супроводжуються світлобоязню, блефароспазмом, сльозотечею і болю-чими відчуттями. У важких випадках може виникнути виразка рогової обо-лонки, аж до її перфорації. Випромінювання у цій області спектра характе-ризується кумулятивною дією, причому реакція організму, відома як відчут-тя "піску в очах", виявляється не відразу, а опісля від 30 хв до 1 доби.

Ультрафіолетове випромінювання з довжиною хвилі λ ≤ 0,38 мкм при-водить також до ушкодження переднього відділу ока. Механізм ушкодження обумовлений як тепловим, так і специфічною фотобіохімічною дією цього випромінювання, яке викликає абіотичні ушкодження. При високій інтен-сивності опромінення з'являються пухирі, іноді невеликі крововиливи. Після гострої реакції поверхневі шари епідерми відриваються, а в глибоких шарах з'являється пігментація. При важких ушкодженнях утворюються тромби в судинах шкіри, що викликає дегенерацію і некроз епітелію. Ультрафіолетове випромінювання області А відповідає невидимому інтервалу спектра, і його патологічний ефект виражається в утворенні катаракти.

У видимому діапазоні випромінювання проходить без особливих ре-акцій через оптичні середовища ока і впливає головним чином на світлочут-ливі клітки сітківки, викликаючи чи тимчасове осліплення, чи опік з наступ-ними рубцюваннями, що приводить до втрати зору в даній області зорового простору. Випромінювання цього діапазону можуть викликати дефект тка-нини, злипаюче запалення, ущільнення тканини і механічне руйнування тка-нини з викидом крові.

Інфрачервоне випромінювання (ІФ) підрозділяється на наступні три області: діапазонIR – А (0,78-1,4 мкм), IR – B (1,4-3 мкм) і IR – С (3 мкм - 1 мм).

Установлено, що при λ ≥ 1,4 мкм практично всі попадаючі на око випромінювання поглинають роговиця ока і волога передньої камери, а при λ ≥ 1,9 мкм випромінювання поглинає тільки роговиця. Інфрачервоне випро-мінювання помірної інтенсивності приводить до нагрівання біологічних структур, для яких можливе настання режиму теплової рівноваги.

Випромінювання в діапазоні IR – А поглинається райдужною оболон-кою, кришталиком і склоподібним тілом. Багата пігментом райдужна обо-лонка ока нагрівається, і за рахунок теплопровідності виникає коагуляція білка кришталика. Ураження очей при цьому відбувається через тривалий проміжок часу. Нагрівання райдужної оболонки викликає дратівне відчуття і мигальний рефлекс. При великих густинах енергії осліплення необоротне внаслідок температурного помутніння кришталика.

Інфрачервоне випромінювання з λ = 1-1,64 мкм поглинається переваж-но роговою оболонкою. Цей діапазон вважається найменш небезпечним для ока, тому що ураження виникають поверхневі, тимчасового характеру і тіль-ки при великих густинах енергії випромінювання.

Високоінтенсивне випромінювання IR – А поглинається пігментними утвореннями очного дна, викликаючи їх нагрів. Перегрів клітин до температури вище 37 °С призводить до різкого перевантаження механізмів клітини, відповідальних за очищення від речовин продуктів обміну, що утрудняє її функціонування. Нагрів до температури вище 45 °С викликає переродження клітинних ферментів і загибель клітини. Якщо ж клітина нагрівається до температури вище 100 °С, то внаслідок пароутворення, яке має при високій швидкості нагрівання характер вибуху, можуть спостерігатися механічні руйнування тканин ока, які опромінюються. Подібні процеси обумовлюють ушкодження тих тканин ока, які на довжині хвилі випромінювання інтенсивно її поглинають.

Loading...

 
 

Цікаве